DE3211787C2

DE3211787C2 -

Info

Publication number: DE3211787C2
Application number: DE19823211787
Authority: DE
Inventors: Heinz Dieter 5161 Dueren De Hannes; Josef 5163 Langerwehe De Lothmann; Ludwig Dipl.-Ing. 5160 Dueren De Walther
Original assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Current assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Priority date: 1981-03-30
Filing date: 1982-03-30
Publication date: 1992-02-06
Also published as: DE3211787A1; DE3250089C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Ausguß schiebern von Gießgefäßen für metallurgische Abgüsse in Abhän gigkeit von der Änderung der Badspiegelhöhe der Schmelze im Gießgefäß, insbesondere beim Sequenz-Strangguß, bei dem die Steuerungswerte für den Ausgußschieber intermittierend unter Heranziehung des Wertes der oberhalb des Ausgußschiebers zum jeweiligen Abgußzeitpunkt vorhandenen Badspiegelhöhe mit dem aus dem Zeitintegral der vorhergehenden jeweiligen Ist-Schieber öffnungen ermittelten Schmelzenvolumens ermittelt und einge stellt werden und bei dem die Steuerungs-Sollwerte mit minde stens einem, dem Gießstrahl unmittelbar nachfolgenden Badspie gel-Grenzwert-Meßpunkt verglichen werden, wobei eine Bewegung des Ausgußschiebers immer dann eingeleitet wird, wenn der Grenz wert-Meßpunkt überschritten wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 29 26 863 A1 bekannt, wobei es Ziel des bekannten Verfahrens ist, die Bewegung eines Gießpfannenschiebers so zu steuern, daß eine möglichst konstan te Abgußmenge erhalten wird.

Bei Stranggießanlagen, die hintereinander eine Gießpfanne, einen Zwischenbehälter und eine Stranggießkokille aufweisen, genügt es jedoch nicht, eine Steuerung des Gießpfannenschiebers vorzunehmen; denn damit wird lediglich die Badspiegelhöhe in dem nachgeschalteten Zwischenbehälter gesteuert ohne daß eine direkte Einwirkung auf die Badspiegelhöhe in der Stranggieß kokille gegeben ist, die ihrerseits dem Zwischenbehälter nach geschaltet ist.

Ändert sich nämlich aus irgendwelchen Gründen die Abzugsge schwindigkeit des Gießstranges in der Kokille so ist es erfor derlich, den Schieber des Zwischenbehälters in der Weise zu steuern, daß durch weiteres Öffnen oder Schließen des Zwischen behälterschiebers der Badspiegel in der Gießkokille möglichst auf gleichem Pegel bleibt. Aufgrund des vergleichsweise ge ringen Volumens des Zwischenbehälters besteht jedoch die Ge fahr, daß bei starkem Öffnen seines Schiebers die Badspiegel höhe im Zwischenbehälter stark absinkt bzw. bei stärkerem Schließen des Schiebers der Badspiegel im Zwischenbehälter stark ansteigt und ggf. über den Rand des Zwischenbehälters überläuft. Es ist somit erforderlich, nicht nur den Zwischen behälterschieber zu steuern, sondern auch den Schieber der vor geschalteten Gießpfanne, um rechtzeitig den Zwischenbehälter mit verstärktem oder vermindertem Zufluß des metallurgischen Abgusses zu versorgen, damit eine starke Änderung der Badspie gelhöhe im Zwischenbehälter vermieden wird.

In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, daß durch das Öffnen des ersten Schiebers nicht nur der Badspiegel im Zwi schenbehälter beeinflußt wird, sondern indirekt auch die Bad spiegelhöhe in der Gießkokille; denn bei zunehmendem hydro statischen Druck im Zwischenbehälter wird sich die Austritts geschwindigkeit des Materials aus dem Zwischenbehälter in die Gießkokille erhöhen, so daß eine Änderung der Badspiegelhöhe im Zwischenbehälter von seinem Schieber berücksichtigt werden muß. Wenn andererseits der Schieber des Zwischenbehälters wei ter geöffnet wird, um die Badspiegelhöhe in der Stranggieß kokille konstant zu halten, kann der Schieber der Gießpfanne in aller Regel nicht in seiner vorherigen Stellung bleiben, damit der Zwischenbehälter nicht zu sehr ausläuft; vielmehr muß für eine rechtzeitige und gleichzeitig erfolgende Nachfül lung des Zwischenbehälters gesorgt werden. Entsprechendes gilt für das Schließen des einen oder anderen Schiebers.

Der vorliegenden Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß mit minimaler zeitlicher Verzögerung auf Badspiegelände rungen in der Stranggießkokille reagiert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches gelöst.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß einerseits plötzliche oder starke Änderun gen des Badspiegels im Zwischenbehälter bei der Beaufschla gung des Zwischenbehälterschiebers berücksichtigt werden kön nen, während andererseits plötzliche oder starke Änderungen des Badspiegels in der Kokille nicht nur durch entsprechende Bewegung des Zwischenbehälterschiebers, sondern auch durch ent sprechende Bewegungen des Gießpfannenschiebers korrigiert werden können. Wenn nämlich starke Änderungen des Badspiegels in der Kokille auftreten und dort die oberen und unteren Grenz werte des zulässigen Badspiegels überschritten werden, wird nicht nur der Schieber des Zwischenbehälters beaufschlagt, sondern es erfolgt auch eine Rückmeldung an die Steuerung für den Schieber der vorgeschalteten Gießpfanne, damit dieser schon zu diesem Zeitpunkt das Öffnen bzw. Schließen des Gieß pfannenschiebers steuern kann, ohne das zu diesem Zeitpunkt bereits zu erwartende Absinken oder Ansteigen des Badspiegels im Zwischenbehälter abzuwarten. Auf diese Weise werden unnöti ge Zeitverluste im Regelkreis vermieden, so daß sich ruhige und praktisch niveaukonstante Badspiegel sowohl im Zwischenbehäl ter als auch in der Kokille erzielen lassen.

Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren nochmals an hand der beigefügten Schemazeichnung kurz erläutert. Diese bezieht sich auf eine Stranggießanlage mit Gießpfanne, Zwi schenbehälter und Stranggießkokille, wobei zwei Steuerungen hintereinander geschaltet sind, nämlich bei der Darstellung von links nach rechts eine erste Steuerung für den Gießpfan nenschieber 10, dessen Öffnen und Schließen in Abhängigkeit von der Höhe des Badspiegels 14 des Zwischenbehälters gesteuert wird. Diese erste Steuerung ist mit dem Bezugszeichen C ge kennzeichnet.

Im Anschluß an diese erste Steuerung ist eine gesonderte zwei te Steuerung C′ für den Schieber 10′ des Zwischenbehälters vorgesehen, der in Abhängigkeit vom Badspiegel in der Strang gießkokille gesteuert wird. In beiden Fällen werden die gemes senen Werte des Badspiegels mit einem Sollwert des Badspiegels in der Gießkokille bzw. im Zwischenbehälter verglichen und die zugehörigen Schieber 10 bzw. 10′ entsprechend gesteuert, um weiter zu öffnen oder zu schließen. Hinsichtlich Einzelheiten der jeweiligen Steuerung wird auf die DE 29 26 863 A1 verwie sen.

Solange keine besonders gravierenden Anderungen der jeweiligen Badspiegel eintreten, werden diese beiden Steuerungen C und C′ unabhängig voneinander arbeiten und ihre jeweiligen Schieber 10 bzw. 10′ steuern, wobei sie die in der Figur angedeuteten Rück meldungssignale von den jeweiligen Schiebern verwenden.

Um jedoch die angestrebten ruhigen und praktisch niveaukon stanten Badspiegel im Zwischenbehälter und insbesondere in der Stranggießkokille zu erhalten, ist eine Rückkopplung vom Bad spiegel der Kokille, genauer gesagt vom Vergleicher des Meßpe gels mit den Sollwerten und/oder von der Steuerung für den Schieber 10′ des Zwischenbehälters zur ersten Steuerung für den Gießpfannenschieber 10 vorgesehen, wie in der anliegenden Zeichnung schematisch angedeutet ist. Wenn nämlich der Bad spiegel in der Stranggießkokille aus irgendwelchen Gründen stark absinkt und einen vorgegebenen Sollwertbereich verläßt, so wird der Schieber 10′ stärker öffnen, um den Badspiegel in der Kokille wieder auf den vorbestimmten Wert zu bringen. Dies hat jedoch gleichzeitig zur Folge, daß der Badspiegel im Zwi schenbehälter stärker als normal absinken wird, so daß eine unerwünschte Absenkung des Pegels an dieser Stelle erfolgt. Zwar wird die vorgeschaltete Steuerung C für den Gießpfannen schieber 10 diese Änderung feststellen und entsprechend nach regeln; jedoch kann dabei unerwünschte Zeit verlorengehen. Es ist daher angestrebt, diesen Fall gar nicht erst eintreten zu lassen, in welchem der Badspiegel im Zwischenbehälter stärker absinkt und insofern unruhig wird. Dementsprechend ist die Rückkopplung zur ersten Steuerung C vorgesehen, um eine Vor warnung oder ein Direktsignal auf diese Steuerung zu geben, in diesem Fall dafür zu sorgen, daß der Gießpfannenschieber 10 bereits im Vorgriff auf die zu erwartende Situation stärker öffnet, damit der Badspiegel in der Zwischengießpfanne gar nicht erst stärker absinkt und aus den dort zulässigen Soll wertbereich herauskommt.

Umgekehrt ist diese Rückkopplung auch in der Lage, einem über raschenden oder starken Ansteigen des Badspiegels in der Stranggießkokille Rechnung zu tragen. Dann wird nämlich nicht nur der Schieber 10′ des Zwischenbehälters stärker geschlos sen, um den Badspiegel wieder in den zulässigen Sollwertbe reich zu bringen, sondern es erfolgt auch gleichzeitig eine Rückmeldung an die Steuerung C des Gießpfannenschiebers 10, der auf diese Weise weiter geschlossen wird, um gar nicht erst den Badspiegel im Zwischenbehälter den zulässigen Sollwertbe reich überschreiten zu lassen.

In einigen Fällen wird es zwar ausreichend sein, wenn die bei den Steuerungen C und C′ unabhängig voneinander arbeiten und die Steuerung ihres jeweiligen Schiebers 10 bzw. 10′ aufgrund der Meßwerte und zugehörigen Sollwerte steuern; jedoch bietet die vorstehend beschriebene Rückkopplung die Möglichkeit, we sentlich kurzfristiger zu disponieren und unnötige Nachrege lungen zu vermeiden. Außerdem kann bei extremen Situationen dann mit Sicherheit ausgeschlossen werden, daß der Zwischenbehälter zu stark entleert oder gefüllt wird oder gar überläuft, wenn der Gießpfannenschieber 10 etwa zu spät betätigt wird.

Da die Qualität des Stranggusses sehr stark vom konstanten Badspiegel der Stranggießkokille abhängt, ist dieser Aspekt von besonderer Bedeutung. Es darf hierbei nämlich nicht außer acht gelassen werden, daß das Aufnahmevolumen des Zwischenbe hälters vergleichsweise klein und damit empfindlicher gegen über Erhöhungen oder Absenkungen des Badspiegels ist. Der Zwi schenbehälter läuft nämlich leichter über oder sinkt leichter zu stark ab, was empfindliche Qualitätseinbußen beim Strang oder Schwierigkeiten bei der qualitativ einwandfreien Strang kühlung und Strangführung zur Folge haben kann. Mit dem be schriebenen Verfahren können die Badspiegel sowohl in der Stranggießkokille als auch im Zwischenbehälter gut konstant gehalten werden.

Im übrigen betreffen in der anliegenden Zeichnung die nach stehenden Bezugsziffern was folgt:

15 Rückmeldung der Gießpfannenschieberbewegung an die Gießpfannenschieber-Steuerung C;
16 Rückmeldung der Zwischenbehälterschieberbewegung an die Zwischenbehälterschieber-Steuerung C′;
17 Sollwert des Badspiegels in der Stranggießkokille;
18 Sollwert des Badspiegels im Zwischenbehälter;
19 Einrichtung zum Soll-/Ist-Vergleich des Badspiegels in der Kokille;
20 Einrichtung zum Soll-/Ist-Vergleich des Badspiegels im Zwischenbehälter;
21 Badspiegel der Kokille;
22 Rückkopplung zwischen der Zwischenbehälterschieber-Steuerung C′ und der Gießpfannenschieber-Steuerung C;
23 direkte Rückkopplung vom Soll-Ist-Vergleich des Badspiegels in der Kokille zur Gießpfannenschieber- Steuerung C;
24 Fließrichtung der Metallschmelze;
25 Steuerleitung von der Gießpfannenschieber-Steuerung C zum Antrieb des Gießpfannenschiebers;
26 Steuerleitung von der Zwischenbehälterschieber-Steuerung C′ zum Antrieb des Zwischenbehälterschiebers.

Claims

Verfahren zur Steuerung von Ausgußschiebern von Gießgefäßen für metallurgische Abgüsse in Abhängigkeit von der Anderung der Badspiegelhöhe der Schmelze im Gießgefäß, insbesondere beim Sequenz-Strangguß, bei dem die Steuerungswerte für den Ausgußschieber intermittierend unter Heranziehung des Wer tes der oberhalb des Ausgußschiebers zum jeweiligen Ab gußzeitpunkt vorhandenen Badspiegelhöhe mit dem aus dem Zeitintegral der vorhergehenden jeweiligen Ist-Schieberöff nungen ermittelten Schmelzenvolumens ermittelt und einge stellt werden und bei dem die Steuerungs-Sollwerte mit min destens einem, dem Gießstrahl unmittelbar nachfolgenden Bad spiegel-Grenzwert-Meßpunkt verglichen werden, wobei eine Be wegung des Ausgußschiebers immer dann eingeleitet wird, wenn der Grenzwert-Meßpunkt überschritten wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Stranggießanlage mit Gießpfanne, Zwischenbehäl ter und Stranggießkokille sowohl die Bewegung des Gieß pfannenschiebers als auch die Bewegung des Zwischenbehäl terschiebers jeweils schrittweise von eigenen Steuerungen gleichen Aufbaus gesteuert werden, und daß eine Rückkopp lung vom Badspiegel der Kokille und von der Steuerung des Zwischenbehälterschiebers zur Steuerung des Gießpfannen schiebers vorgenommen wird, wobei bei Über- bzw. Unter schreiten von oberen und unteren Grenzwert-Meßpunkten beim Badspiegel der Kokille sowohl eine Bewegung des Zwischen behälterschiebers als auch eine Bewegung des Gießpfannen schiebers ausgelöst wird.