DE3712619A1 - Verfahren zur steuerung einer drahtinjektionseinrichtung, entsprechender drahtvorrat und entsprechende drahtvortriebsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer Drahtinjektionseinrichtung der dem Ober­ begriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art, auf einen entsprechenden Drahtvorrat und auf eine entsprechende Drahtvortriebsmaschine.

Die Drahtinjektion zur Behandlung von Metall-, insbesondere Stahlschmelzen mittels gefüllter Drähte ist in der DE-AS 26 03 412 beschrieben. Die gefüllten Drähte enthalten ein Behandlungsmittel in pulverisierter oder körniger Form in einer Umhüllung aus einem Metall, welches in der Schmelze aufschmilzt und meist aus dem gleichen Metall wie die Schmelze besteht. Anstelle eines gefüllten kann auch ein massiver Draht, z.B. AL, zur An­ wendung kommen.

Eine Drahtinjektionseinrichtung umfaßt den Draht­ vorrat auf einer Haspel oder in Gestalt einer ruhenden, also während des Abzugsvorganges nicht bewegten Spule. Der Draht wird mittels der Drahtvortriebsmaschine aus dem Vorrat abgezogen und durch ein Führungsrohr in die zu behandelnde Metallschmelze vorgeschoben. Je nach den betrieblichen Verhältnissen kann das Führungsrohr Längen bis zu 15 m, in Extremfällen noch darüber auf­ weisen.

Wenn das Ende des Drahtvorrates in die Drahtvor­ triebsmaschine hineingezogen wird oder die Drahtvor­ triebsmaschine passiert und in dem Führungsrohr zum Stillstand kommt, muß es umständlich aus dem Führungs­ rohr bzw. der Drahtvortriebsmaschine herausgeholt werden, bevor die Arbeit fortgesetzt werden kann.

Es muß also dafür Sorge getragen werden, daß das Drahtende mit Sicherheit vor Erreichen der Drahtvor­ triebsmaschine zum Stillstand kommt.

Da die Drahtinjektion oft mit hoher Vortriebsge­ schwindigkeit im Bereich von 150 m bis 300 m/min durchgeführt wird, kann die Drahtvortriebsmaschine nicht augenblicklich angehalten werden, sondern legt der Draht nach dem Abschalten noch einen gewissen Bremsweg zurück, der beim ordnungsgemäßen Anhalten des Drahtes berücksichtigt werden muß.

In vielen Fällen ist es nicht damit getan, eine Ein­ richtung zum Erkennen des Drahtendes an der Haspel oder an einer ein ruhendes Coil aufnehmenden Drahtabzugsvor­ richtung anzubringen, da in vielen Fällen der Draht­ vorrat so dicht an der Drahtvortriebsmaschine stehen muß, z.B. in einem Abstand von ca. 2 m, daß nach dem Erkennen des Drahtendes das Anhalten der Drahtvortriebsmaschine in Bruchteilen einer Sekunde erfolgen müßte, wenn das Draht­ ende nicht in die Drahtvortriebsmaschine eingezogen werden sollte.

Auch bei einer automatisierten Drahtinjektion kommt es auf ein frühzeitiges Erkennen des herannahenden Draht­ endes an, wenn nämlich automatisch auf eine vorhandene weitere Drahtvortriebseinrichtung umgeschaltet wird, z.B. auf die zweite Spur einer Doppelspurmaschine oder auf eine andere Maschine.

Auch wenn das Drahtende eines aufgebrauchten Draht­ vorrates mit dem Drahtanfang eines nächsten Drahtvorrates verbunden werden soll, wird ein vor der Drahtvortriebs­ maschine stehenbleibender Mindestrest des zu Ende gegangenen Drahtvorrates benötigt, um die Verbindung herstellen zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zur Steuerung einer Drahtinjektionseinrichtung, einen entsprechenden Drahtvorrat und eine entsprechende Draht­ vortriebsmaschine anzugeben, bei denen das Ende eines aufgebrauchten Drahtvorrates mit Sicherheit vor der Drahtvortriebsmaschine zum Stillstand gebracht werden kann.

Diese Aufgabe wird in ihrem verfahrensmäßigen Aspekt durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.

Die Markierung kann in einem solchen Abstand vor dem tatsächlichen Drahtende angebracht werden, daß beim Auslösen des Abschaltvorganges durch die durchlaufende Markierung noch soviel Draht vorhanden ist, daß das Drahtende unter Berücksichtigung des Bremsweges der Drahtvortriebsmaschine vor dieser stehen bleibt. Wie groß der Abstand im einzelnen zu wählen ist, hängt von der jeweiligen Drahtvortriebsmaschine und der im Einzel­ fall verwendeten Vortriebsgeschwindigkeit ab.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf einen Draht­ vorrat nach Anspruch 2.

In der bevorzugten Ausführungsform ist die Markierung auf der Oberfläche des Drahtes angebracht (Anspruch 3), z.B. in flüssiger, pastenförmiger oder pulvriger Form und anschließend mit der Oberfläche verbunden (Anspruch 4).

In einer alternativen Ausführungsform ist die Markie­ rung aufgeklebt (Anspruch 5) insbesondere in Gestalt einer Klebefolie oder eines Klebebandes.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Markierung optisch abtastbar (Anspruch 7), insbeson­ dere über eine Luminiszenzstrahlung oder eine reflektier­ te Lichtstrahlung. Die Markierung kann im letzteren Fall von einer Reflexionsfolie gebildet werden, die das von einer Reflexlichtschranke oder einem Reflexlichttaster (Sensoren) ausgesandte Infrarotlicht mit deutlichem Unter­ schied zur Drahtoberfläche reflektiert (Anspruch 8).

Eine an dem Draht nur oberflächenmäßig angebrachte Markierung hat den Vorteil, daß sie den Lauf des Drahtes durch die Drahtvortriebsmaschine und das Führungsrohr nicht behindert. Eine optische Abtastung kann im übrigen leichter unabhängig von zufälligen Lageunterschieden des Drahtes gemacht werden als eine mechanische Abtastung, die durch die Lageveränderungen beeinflußbar ist, die durch den Übergang des Drahtes aus der Windungsform in die gestreckte Form imner vorkommen können.

Die Erfindung verwirklicht sich auch in einer Draht­ vortriebsmaschine nach Anspruch 9, die entsprechend den Ansprüchen 10 und 11 ausgestaltet sein kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung schematisch dargestellt.

Fig. 1 und 2 zeigen eine Drahtinjektionsanlage in zwei verschiedenen Arbeitsphasen.

Die Drahtinjektionseinrichtung 100 der Fig. 1 umfaßt eine Drahtvortriebsmaschine 10, die in einem Antriebsgehäuse 1 mehrere Paare von übereinander angeordneten Vortriebs­ rollen 2 enthält, die den Draht 3 zwischen sich erfassen und in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung vor­ schieben. Das Vorschieben erfolgt in ein Führungsrohr 20, welches den Draht in der angedeuteten Weise bis in die Nähe einer in einem metallurgischen Gefäß 8, z.B. einer Pfanne, einem Tundish o.dgl., enthaltenen Metallschmelze, z.B. einer Stahlschmelze 9, abgibt. Der Draht 3 wird in die Stahlschmelze 9 eingeführt und schmilzt darin sofort auf, wobei die den Draht 3 bildenden oder in ihm ent­ haltenen Behandlungsstoffe in die Stahlschmelze 9 einge­ bracht werden.

Die Drahtvortriebsmaschine zieht den Draht aus einem als Ganzes mit 30 bezeichneten Drahtvorrat ab, der in dem Ausführungsbeispiel durch ein ruhendes, aufrechtstehendes Coil 11 gebildet ist, welches sich in einem Gehäuse oder Käfig 12 befindet. Die einzelnen Windungen werden ausein­ andergezogen und der Draht durch die seitliche Öffnung 13 im wesentlichen gestreckt von der Drahtvortriebsmaschine 10 eingezogen.

In Fig. 1 ist eine Phase dargestellt, in der der durch das Coil 11 gebildete Drahtvorrat 30 fast ganz aufgebraucht ist und nur noch wenige Windungen vorhanden sind. Das tatsächliche Ende des Drahtes 3 ist mit 7 be­ zeichnet. In einem bestimmten Abstand vor dem Ende 7 ist auf dem Draht 3 eine Markierung 6 angebracht, die in der Zeichnung als verdickte Stelle wiedergegeben ist. Die Ver­ dickung ist jedoch stark übertrieben dargestellt; in Wirklichkeit handelt es sich um ein Klebeband, von welchem ein Abschnitt ringförmig um den Draht 3 geklebt ist und welches nur wenig aufträgt, um den Durchlauf durch die Vortriebsrollen 2 nicht zu behindern.

Die durch das Klebeband gebildete Markierung 6 trägt eine lumineszierende Oberfläche, die sich bei Be­ strahlung aus einer in dem Sensor 5 enthaltenen UV-Licht­ quelle stark von der sonstigen Oberfläche des Drahtes 3 unterscheidet. Die reflektierte Lumineszenzstrahlung wird von einem Lichtempfänger in dem Sensor 5 aufgenommen und einer Steuereinrichtung 4 zugeleitet, die bei einem durch das Vorbeilaufen der Markierung 6 an dem fest­ stehenden Sensor 5 ausgelösten Signal die Drahtvortriebs­ maschine 10 augenblicklich stillsetzt.

Da das Vorschieben des Drahtes 3 mit erheblichen Geschwindigkeiten von bis zu 300 m/min erfolgt, kann das Abbremsen der Drahtvortriebsmaschine 10 nicht augen­ blicklich erfolgen, sondern gibt es einen Bremsweg bis zum Stillstand, währendessen noch eine bestimmte Draht­ länge durchläuft. Der Abstand, in welchem bei der Her­ stellung der Coils 11 die Markierung 6 vor dem Ende 7 des Drahtes 3 angebracht wird, richtet sich nach der Drahtvortriebsgeschwindigkeit und den Besonderheiten der jeweils vorhandenen Drahtvortriebsmaschine.

Der Abstand wird so bemessen, daß bei Erreichen des Stillstandes des Drahtes 3 dieser mit seinem Ende mit Sicherheit nicht in die Drahtvortriebsmaschine 10 oder gar in das Führungs­ rohr 20 eingezogen wird sondern das tatsächliche Ende 7 mit einem angemessenen Abstand 14 vor der Drahtvortriebs­ maschine 10 zum Stillstand kommt, damit sich das um­ ständliche Herausholen eines in der Drahtvortriebs­ maschine 10 bzw. dem Führungsrohr 20 verschwundenen Drahtendes erübrigt.

In der Praxis beträgt die Länge des Führungsrohrs 20 bis etwa 15 m, der Abstand von der Drahtvortriebsmaschine 10 zum Drahtvorrat 30 einige wenige m, der Durchmesser des Drahtes 3 etwa 5 mm bis 18 mm und das Gewicht eines Coils 11 etwa 500 bis 2000 Kilo. Wenn mit der höchsten Vortriebs­ geschwindigkeit von ca. 300 m/min gearbeitet wird und die Drahtvortriebsmaschine 10 in etwa eine Sekunde zum Still­ stand zu bringen ist, müßte die Markierung 6 mindestens 2,5 m plus die gewünschte Länge des vorstehenden Endes 14 (Fig. 2) vor dem Ende 7 des Drahtes 3 angebracht sein.

Claims (11)

1. Verfahren zur Steuerung einer Drahtinjektionsein­ richtung für die das Einbringen von drahtförmigen oder in drahtförmiger Umhüllung befindlichen Legierungs- und/oder Be­ handlungsstoffen in Metallschmelzen,
mit einem spulenförmigen Drahtvorrat,
mit einer Drahtvortriebsmaschine zum Abziehen des Drahtes aus dem Drahtvorrat und zum Vorschieben des Drahtes,
und mit einem von der Drahtvortriebsmaschine bis in die Nähe der Metallschmelze reichenden Führungsrohr, durch welches der Draht in die Metallschmelze vorschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß in einem mindestens den Bremsweg der Drahtvor­ triebsmaschine entsprechenden Abstand vor dem Ende des Drahtes eine Markierung angebracht und beim Vortrieb des Drahtes abgetastet wird, um die Drahtvortriebsmaschine bei Erreichen der Markierung stillzusetzen.

2. Drahtvorrat für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem vorbestimmten Abstand vor dem Ende (7) des Drahtes (3) an diesem eine Markierung (6) angebracht ist.

3. Drahtvorrat nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Markierung (6) auf der Oberfläche des Drahtes (3) angebracht ist.

4. Drahtvorrat nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Markierung in flüssiger, pastenförmiger oder pulvriger Form auf die Oberfläche aufgebracht und mit der Oberfläche verbunden ist.

5. Drahtvorrat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Markierung (6) aufgeklebt ist.

6. Drahtvorrat nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Markierung (6) durch eine Klebefolie oder ein Klebeband gebildet ist.

7. Drahtvorrat nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung (6) optisch abtastbar ist.

8. Drahtvorrat nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Markierung (6) eine Lumineszenzmarkierung oder eine Reflexionsmarkierung ist.

9. Drahtvortriebsmaschine zur Durchführung des Ver­ fahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Drahtvortriebsmaschine (10) ein Sensor (5) vorge­ sehen ist, der auf die an dem Draht (3) angebrachte Markierung (6) anspricht und mit der Steuereinrichtung (4) der Drahtvortriebsmaschine (10) derart wirkungsver­ bunden ist, daß beim Ansprechen des Sensors (5) auf die vorbeilaufende Markierung (6) der Antrieb der Drahtvor­ triebsmaschine (10) stillsetzbar ist.

10. Drahtvortriebsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5) ein optischer Sensor ist.

11. Drahtvortriebsmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5) ein sogenannter Lumines­ zenztaster oder ein Reflexlichttaster ist.