EP0044291A1 - Means for measuring the frictional force between the mould and the strand at continuous casting - Google Patents

Means for measuring the frictional force between the mould and the strand at continuous casting Download PDF

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EP0044291A1
EP0044291A1 EP19810890115 EP81890115A EP0044291A1 EP 0044291 A1 EP0044291 A1 EP 0044291A1 EP 19810890115 EP19810890115 EP 19810890115 EP 81890115 A EP81890115 A EP 81890115A EP 0044291 A1 EP0044291 A1 EP 0044291A1
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EP
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mold
side walls
water tank
continuous casting
accelerometer
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EP19810890115
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Reinhard Hargassner
Reinhold Dr. Angerer
Hans Weberberger
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Voestalpine AG
Original Assignee
Voestalpine AG
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/05—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds into moulds having adjustable walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/20—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock

Definitions

  • the invention relates to a device on an oscillating continuous casting mold, in particular a steel slab continuous casting mold, for determining the frictional forces prevailing between the side walls of the mold and the strand surface.
  • the invention has for its object to provide a device of the type described in the introduction, which makes it possible to display "pan hangers” immediately and to give a reliable warning of metal melt leakage, etc. regardless of subjective influences.
  • the mold is connected to an acceleration sensor and a force measuring device for measuring the forces transmitted from the mold to the support is provided on the support of the mold, and that the acceleration sensor and the force measuring devices are connected by an electrical subtraction circuit.
  • the force measuring device is designed as a pressure load cell provided between the mold side walls and the water box of the mold.
  • the load cells are expediently arranged below the broad side walls on a support plate which engages underneath the broad side walls and is rigidly fastened to the water tank.
  • the pressure load cells are expediently arranged in the areas adjacent to the narrow side walls below the broad side walls.
  • the mold side walls in particular the wide side walls, are advantageously fastened to the water tank in a vertically displaceable manner.
  • a mold side wall in particular a wide side wall, is expediently connected to the water tank by means of articulated rods which are articulated both to the water tank and to the mold side wall, two mutually opposite mold side walls, in particular wide side walls, advantageously being connected to one another by means of bolts which are articulated on the mold side walls are.
  • each pressure transducer is connected to an adding device which sums the values of the pressure transducers, that the adding device is followed by a taring device which subtracts the dead weight of the mold side walls, and that a sub-value rectifier follows the subtracting device which subtracts the values of the accelerometer is provided, the output signal of which is fed to a display device.
  • each pressure transducer is advantageously connected to its own adjustable subtractor, each subtractor has its own peak value rectifier and the output signals of each peak value rectifier are each fed to a separate display device.
  • a further embodiment in which the side walls of the mold are supported on a water box and the water box is coupled to an oscillating drive by means of an oscillating lever, is characterized in that the force measuring device is designed as a strain gauge attached to the oscillating levers.
  • FIG. 1 showing a plan view of a mold
  • FIG. 2 showing a section along the line II-II in FIG. 1.
  • 3 and 4 illustrate two different circuit diagrams for the device according to the invention according to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 5 a further embodiment is shown in side view;
  • Fig. 6 2 inclines the associated circuit diagram.
  • the four mold side walls 2 to 5 delimiting a rectangular interior space 1, etc. the wide side walls 2, 3 and the narrow side walls 4, 5 are used within a water box 6 surrounding these side walls in a frame-like manner.
  • the water tank 6 is hollow.
  • the two broad side walls 2, 3 are connected to one another by means of bolts 11, 12.
  • Each of these bolts 11, 12 is articulated on the broad side wall 2 forming the fixed side by means of a ball joint 13 and connected by means of a further ball joint 14 to a piston 16 which is displaceably guided in a spring cup 15.
  • the bolts 11, 12 could also be rigidly connected to the side walls 2, 3; in this case, however, an elastic deflection of the bolts 11, 12 would have to be accepted when the side walls 2, 3 were moved vertically.
  • the spring cup 15 has the task of pressing the two broad side walls 2, 3 towards one another in order to withstand the ferrostatic pressure of the melt poured into the interior 1.
  • the narrow side walls 4, 5 are supported on the broad side walls 2, 3 by means of support strips 17 arranged on their upper sides.
  • the narrow side walls 4, 5 can be adjusted to the desired strand width in each case by means of adjusting spindles 19 articulated on them by means of joints 18.
  • adjusting means for example pressure medium cylinders 20.
  • the bolts 11, 12 are adjusted relative to the ball joint 13 in their longitudinal direction.
  • the narrow and broad side walls 2 to 5 are hollow and are connected in line with the cavity 22 of the water box 6 via cooling water supply and cooling water discharge pipes 21.
  • These tubes 21 are designed as telescopic tubes for the adjustable side walls. To the necessary compared to the water tank. not to hinder vertical mobility of the mold side walls, the tubes 21 are designed so that they allow movement of the mold side walls 2 to 5 in the vertical direction.
  • 3 casters 23 are fastened by means of brackets 24.
  • the underside of the water tank 6 has a support plate 25 which extends below the broad side walls 2, 3 and on which the broad side walls 2, 3 are supported by pressure transducers 26.
  • the pressure cells 26 are inserted into recesses 27 provided on the underside of the broad side walls and screwed onto the cover plates 28 which delimit the recesses 27 upwards.
  • the pressure cells are also screwed to the support plate 25 of the water tank 6, the pressure cells 26 provided on the wide side wall 3 forming the loose side being displaceable in longitudinal slots 29 of this support plate 25.
  • a total of four pressure transducers 26 are provided, the pressure transducers each being arranged in the regions adjacent to the narrow side walls 4, 5 below the broad side walls 2, 3.
  • An acceleration sensor 31 is attached to a side wall 30 of the water tank 6.
  • a line 32 leads from each of the four load cells 26 to an adding device 33, which is followed by a taring device 34.
  • the tare device 34 subtracts the static dead weight of the mold side walls from the sum of the measured values of the four pressure transducers 26.
  • the downstream subtractor device 35 the dynamic mass force of the mold, determined by the accelerometer 31 and amplified in an amplifier 36, is subtracted.
  • a peak value rectifier 37 the output signal of which is passed on to a display device 38 or to an alarm device 39.
  • a display device 40 for the instantaneous value is connected to the line 41 provided between the subtracting device 35 and the rectifier 37.
  • the function of the device is as follows: If a frictional force occurs between the strand shell and the copper plates 42 of the mold side walls 2 to 5, the side walls are pressed down more or less, depending on whether the mold moves straight down or up during the oscillation. As a result, the load cells 26 are loaded to a greater or lesser extent and the mold side walls 2 to 5 are displaced in a vertical direction with respect to the water tank 6 in a vertical direction, in accordance with the flexibility of the pressure load cells 26. The values detected by the four pressure transducers 26 are added, the static dead weight is subtracted from this total value in the tare device 34 and the acceleration force is subtracted from this value in the subtractor 35.
  • the device according to the invention provides valuable information about the state of the strand-mold interfaces, since the measurement signal always corresponds to the true frictional force.
  • adjustable subtracting devices 35 ' are used which compensate for a different load-bearing behavior of the pressure load cells 26.
  • a separate peak value rectifier 37 is connected to each subtractor 35 '.
  • the alarm device 39 is designed such that a signal is given when the display of an individual pressure cell 26 already shows a given one as permissible recognized value exceeds. On the display devices. 3.8 it can be determined from which pressure transducer 26 a measured value which is above the permissible value comes, so that the location of a "shell hanger" can be approximately determined.
  • the water tank 6 ' in which the mold side walls 2.', 3 'are inserted, is raised by means of oscillating levers 43, 44 (located one behind the other in FIG. 5) of the lifting table 6 "
  • the oscillating levers 43, 44 are connected to an oscillating drive 48 via coupling rods 45, 46 and a lever 47.
  • the stationary support frame on which the oscillating lever is mounted is designated by 49.
  • Strain gauges 50, 51 are bonded to each of the oscillating levers 43, 44 and determine the elongation of these levers as a result of deflection. Since the deflection of the levers 43, 44 is only slight due to the frictional forces acting on the strand-mold side wall interfaces, a strain gauge 50 is glued in the longitudinal direction and one (51) in the transverse direction to increase the sensitivity on both levers 43, 44.
  • the measurement signal is registered on a recorder 52, the signal pulsating through the oscillation being amplified beforehand by means of a carrier frequency measuring amplifier 53 and rectified by means of a rectifier 54.
  • the pure acceleration forces acting on the mold which are also detected by the strain gauges 50, 51 and which are necessary to move the mass of the mold up and down at the oscillation frequency, are subtracted. This is done by detecting the mass forces of the mold by means of the acceleration sensor 31 and subtracting it the signals determined by the acceleration sensor 31 from the signal of the strain gauges.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

1. An arrangement at a continuous casting mold permanently reciprocating during operation, in particular a steel slab continuous casting plant, for determining the frictional forces prevailing between the side walls (2 to 5; 2', 3') of the mold and the strand surface, characterized in that the mold is connected with an acceleration sensor (31), a force-measuring means (26; 50, 51) is provided on the support (25; 43, 44) of the mold for measuring the forces transmitted from the mold to the support, and that the acceleration pick-up (31) and the force-measuring means (26; 50, 51) are connected by an electric subtraction mounting.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an einer oszillierenden Stranggießkokille, insbesondere Stahlbrammen-Stranggießkokille, zum Ermitteln der zwischen den Seitenwänden der Kokille und der Strangoberfläche herrschenden Reibungskräfte.The invention relates to a device on an oscillating continuous casting mold, in particular a steel slab continuous casting mold, for determining the frictional forces prevailing between the side walls of the mold and the strand surface.

Beim Stranggießen kann es durch Aufreißen der Strangschale zu einem Auslaufen der flüssigen Metallschmelze und damit zu einem Betriebsstillstand der Stranggießanlage kommen. Etwa 70.% der Strangschalendurchbrüche haben ihre Ursache in einem Hängenbleiben der Strangschale an einer Kupferseitenwand der Kokille. Um solche "Schalenhänger" zu vermeiden, hat man bisher während des Gießens die Schmelze laufend visuell beobachtet. Kommt es zu einem Herauswachsen der Strangschale aus der Badoberfläche, ist die Schale in der Kokille gerissen und höchste Gefahr für ein Auslaufen der flüssigen Metallschmelze gegeben. Durch sofortiges Stoppen des Gießens gelingt es manchmal in solchen Situationen, ein Auslaufen der Metallschmelze zu vermeiden. Für das visuelle Beobachten der Strangschale benötigt man einen eigenen Mitarbeiter, der sich in unmittelbarer Nähe der Badoberfläche aufhalten muß, was mit nicht unbeträchtlichen Gefahren verbunden ist. Da oft über längere Zeiträume der Betrieb der Anlage ordnungsgemäß abläuft, kann die Konzentration dieses Beobachters nachlassen, sodaß ein zeitgerechtes Einschreiten, d.h. Stoppen des Gießens, nicht möglich ist, da dieser Mitarbeiter das Herauswachsen der Strangschale nicht sogleich im Anfangsstadium bemerkt.In the case of continuous casting, the tearing of the continuous shell can lead to the liquid metal melt escaping and thus to the operational shutdown of the continuous casting plant. About 70% of the strand shell breakthroughs are caused by the strand shell getting stuck on a copper side wall of the mold. In order to avoid such "shell hangers", the melt has been continuously observed visually during casting. If the strand shell grows out of the bath surface, the shell is torn in the mold and there is a high risk of the liquid metal melt escaping. Stopping the casting immediately in such situations sometimes prevents the molten metal from escaping. For the visual observation of the strand shell you need your own employee who must be in the immediate vicinity of the bathroom surface, which is associated with not inconsiderable dangers. Since the operation of the system often runs properly over long periods of time, this observer can concentrate abate so that timely intervention, ie stopping the pouring, is not possible, since this employee does not immediately notice the growing out of the strand shell in the initial stage.

Es ist aus der DE-OS 27 43 579 bekannt, mit Hilfe eines Beschleunigungsmessers diejenigen Beschleunigungskomponenten zu erfassen und sichtbar zu machen, welche nicht auf .die der Kokille beaufschlagte Pendelbewegung zurückzuführen sind. Tritt eine Abweichung dieser sichtbar gemachten Schwingungen der Kokille (mit einer Frequenz höher als ihre Oszillierfrequenz) gegenüber früheren, bei ordnungsgemäßem Gießverlauf beobachteten Schwingungen auf, so wird dies als Anzeichen für mangelnde Schmierung und für ein Hängenbleiben der Strangschale an der Kokille gewertet. Als Abhilfe wird in Abhängigkeit von der beobachteten Schwingungsfrequenz die Pulverzusammensetzung des Gießpulvers geändert. Bei diesem Verfahren ist eine Ausbruchwarnung nur durch genaues Beobachten und durch ständigen Vergleich mit dem durch Erfahrung für gut befundenen Schwingungsverlauf der Kokille gegeben. Abgesehen davon, daß ein solcher Vergleich stets mit subjektiven Fehlern behaftet ist, werden bei diesem Verfahren Änderungen im Oszillierantrieb durch Abnützung und Verschmutzung sowie Änderungen der Oszillierfrequenz, die enorme Störfaktoren beim Beobachten der Schwingungen der Kokille darstellen, ungenügend berücksichtigt. Solche Störfaktoren können nur durch langwierige Vergleichsversuche eliminiert werden.It is known from DE-OS 27 43 579 to use an accelerometer to detect and visualize those acceleration components which are not attributable to the pendulum movement acting on the mold. If there is a deviation of the visible vibrations of the mold (with a frequency higher than its oscillation frequency) compared to previous vibrations observed with the proper course of the casting, this is regarded as an indication of insufficient lubrication and of the strand shell sticking to the mold. As a remedy, the powder composition of the casting powder is changed depending on the observed vibration frequency. With this method, an outbreak warning is only given by close observation and constant comparison with the vibration profile of the mold, which experience has shown to be good. Apart from the fact that such a comparison is always fraught with subjective errors, changes in the oscillation drive due to wear and contamination and changes in the oscillation frequency, which represent enormous disturbing factors when observing the vibrations of the mold, are insufficiently taken into account in this method. Such disruptive factors can only be eliminated by lengthy comparison tests.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die es ermöglicht, "Schalenhänger" sofort anzuzeigen und eine verläßliche Warnung vor einem Auslaufen von Metallschmelze zu geben, u.zw. unabhängig von subjektiven Einflüssen.The invention has for its object to provide a device of the type described in the introduction, which makes it possible to display "pan hangers" immediately and to give a reliable warning of metal melt leakage, etc. regardless of subjective influences.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kokille mit einem Beschleunigungsaufnehmer verbunden ist und an der Abstützung der Kokille eine Kraftmeßeinrichtung zur Messung der von der Kokille auf die Abstützung übertragenen Kräfte vorgesehen ist und daß der Beschleunigungsaufnehmer und die Kraftmeßeinrichtungen durch eine elektrische Subtrahierschaltung verbunden sind.This object is achieved in that the mold is connected to an acceleration sensor and a force measuring device for measuring the forces transmitted from the mold to the support is provided on the support of the mold, and that the acceleration sensor and the force measuring devices are connected by an electrical subtraction circuit.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform., bei der die Seitenwände der Kokille an einem Wasserkasten abgestützt sind, ist die Kraftmeßeinrichtung als zwischen den Kokillenseitenwänden und den Wasserkasten der Kokille vorgesehene Druckmeßdosen ausgebildet.According to a preferred embodiment, in which the side walls of the mold are supported on a water box, the force measuring device is designed as a pressure load cell provided between the mold side walls and the water box of the mold.

Zweckmäßig sind dabei die Druckmeßdosen unterhalb der Breitseitenwände an einer die Breitseitenwände untergreifenden, am Wasserkasten starr befestigten Stützplatte angeordnet.The load cells are expediently arranged below the broad side walls on a support plate which engages underneath the broad side walls and is rigidly fastened to the water tank.

Um auch die Stelle orten zu können, an der ein Schalenhänger auftritt, sind zweckmäßig die Druckmeßdosen jeweils in den an die Schmalseitenwände grenzenden Bereichen unterhalb der Breitseitenwände angeordnet.In order to also be able to locate the point at which a shell hanger occurs, the pressure load cells are expediently arranged in the areas adjacent to the narrow side walls below the broad side walls.

Um einwandfreie Meßergebnisse ohne Verfälschungen zu erhalten, sind die Kokillenseitenwände, insbesondere die Breitseitenwände, vorteilhaft am Wasserkasten in vertikaler Richtung verschiebbar befestigt.In order to obtain flawless measurement results without falsification, the mold side walls, in particular the wide side walls, are advantageously fastened to the water tank in a vertically displaceable manner.

Dabei ist zweckmäßig eine Kokillenseitenwand, insbesondere eine Breitseitenwand, mit dem Wasserkasten mittels Gelenkstangen, die sowohl an Wässerkasten als auch an der Kokillenseitenwand gelenkig befestigt sind, verbunden, wobei vorteilhaft zwei einander gegenüberliegende Kokillenseitenwände, insbesondere Breitseitenwände, miteinander mittels an den Kokillenseitenwänden gelenkig gelagerter Bolzen verbunden sind.In this case, a mold side wall, in particular a wide side wall, is expediently connected to the water tank by means of articulated rods which are articulated both to the water tank and to the mold side wall, two mutually opposite mold side walls, in particular wide side walls, advantageously being connected to one another by means of bolts which are articulated on the mold side walls are.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Druckmeßdose mit einer die Werte der Druckmeßdosen summierenden Addiereinrichtung verbunden ist, daß der Addiereinrichtung eine das Eigengewicht der Kokillenseitenwände subtrahierende Tariereinrichtung nachgeschaltet ist und daß im Anschluß an die die Werte des Beschleunigungsaufnehmers subtrahierende Subtrahiereinrichtung ein Spitzenwertgleichrichter vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal einem Anzeigegerät zugeleitet ist.An expedient embodiment of the device according to the invention is characterized in that each pressure transducer is connected to an adding device which sums the values of the pressure transducers, that the adding device is followed by a taring device which subtracts the dead weight of the mold side walls, and that a sub-value rectifier follows the subtracting device which subtracts the values of the accelerometer is provided, the output signal of which is fed to a display device.

Zur Erfassung des Ortes, an dem eine erhöhte Reibung auftritt, ist vorteilhaft jede Druckmeßdose mit einer eigenen abgleichbaren Subtrahiereinrichtung verbunden, ist jeder Subtrahiereinrichtung ein eigener Spitzenwertgleichrichter nachgeschaltet und sind die Ausgangssignale jedes Spitzenwertgleichrichters jeweils einem eigenen Anzeigegerät zugeleitet.To detect the location where increased friction occurs, each pressure transducer is advantageously connected to its own adjustable subtractor, each subtractor has its own peak value rectifier and the output signals of each peak value rectifier are each fed to a separate display device.

Eine weitere Ausführungsform, bei der die Seitenwände der Kokille an eir.em Wasserkasten abgestützt sind und der Wasserkaster mittels Oszillierhebel an einen Oszillierantrieb gekoppelt ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßeinrichtung als an den Oszillierhebeln befestigte Dehnmeßstreifen ausgebildet ist.A further embodiment, in which the side walls of the mold are supported on a water box and the water box is coupled to an oscillating drive by means of an oscillating lever, is characterized in that the force measuring device is designed as a strain gauge attached to the oscillating levers.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung an mehreren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Kokille und Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 1 zeigen. Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen zwei verschiedene Schaltschemen für die erfindungsgemäße Einrichtung nach den Fig. 1 und 2. In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform in Seitenansicht gezeigt; Fig. 6 2eigt das zugehörige Schaltschema.The invention is explained in more detail below with the aid of several schematically illustrated exemplary embodiments, with FIG. 1 showing a plan view of a mold and FIG. 2 showing a section along the line II-II in FIG. 1. 3 and 4 illustrate two different circuit diagrams for the device according to the invention according to FIGS. 1 and 2. In FIG. 5 a further embodiment is shown in side view; Fig. 6 2 inclines the associated circuit diagram.

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform sind die vier, einen rechteckigen Innenraum 1 begrenzenden Kokillenseitenwände 2 bis 5, u.zw. die Breitseitenwände 2, 3 und die Schmalseitenwände 4, 5, innerhalb eines diese Seitenwände rahmenartig umgebenden Wasserkastens 6 eingesetzt. Der Wasserkasten 6 ist hohl ausgebildet. Eine (2) der Breitseitenwände, u.zw.' die sogenannte Festseite, ist am Wasserkasten 6 in horizontaler Richtung zwar einstellbar gelagert, jedoch nach einer einmalig erfolgten Einstellung in horizontaler Richtung fixiert. Sie ist lediglich in vertikaler Richtung gegenüber den Wässerkasten. 6 verschiebbar. Dazu dienen obere und untere Gelenkstangen 7; 8, die an Wasserkasten 6 und an der Kokillenseitenwahd 2 mittels Gelenke 9, 10 beweglich gelagert sind.In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the four mold side walls 2 to 5 delimiting a rectangular interior space 1, etc. the wide side walls 2, 3 and the narrow side walls 4, 5 are used within a water box 6 surrounding these side walls in a frame-like manner. The water tank 6 is hollow. One (2) of the broad side walls, etc. 'The so-called hard side, namely mounted on the water tank 6 adjustable in the horizontal direction but fixed to a one-time adjustment performed in the horizontal direction. It is only in the vertical direction opposite the water tank. 6 slidable. For this purpose, upper and lower link rods 7; 8, which are movably mounted on the water tank 6 and on the Kokillenseitenwahd 2 by means of joints 9, 10.

Die beiden Breitseitenwände 2, 3 sind mittels Bolzen 11, 12 miteinander verbunden. Jeder dieser Bolzen 11, 12 ist an der die Festseite bildenden Breitseitenwand 2 mittels eines Kugelgelenkes 13 gelenkig gelagert und mittels eines weiteren Kugelgelenkes 14 mit einem in einem Federtopf 1'5 verschiebbar geführten Kolben 16 verbunden. Die Bolzen 11, 12 könnten auch starr mit den Seitenwänden 2, 3 verbunden sein; es müßte aber in diesem Fall eine elastische Durchbiegung der Bolzen 11, 12 bei einer Vertikalbewegung der Seitenwände 2, 3 in Kauf genommen werden. Der Federtopf 15 hat die Aufgabe, die beiden Breitseitenwände 2, 3 zueinander zu pressen, um dem ferrostatischen Druck der in den Innenraum 1 gegossenen Schmelze standzuhalten.The two broad side walls 2, 3 are connected to one another by means of bolts 11, 12. Each of these bolts 11, 12 is articulated on the broad side wall 2 forming the fixed side by means of a ball joint 13 and connected by means of a further ball joint 14 to a piston 16 which is displaceably guided in a spring cup 15. The bolts 11, 12 could also be rigidly connected to the side walls 2, 3; in this case, however, an elastic deflection of the bolts 11, 12 would have to be accepted when the side walls 2, 3 were moved vertically. The spring cup 15 has the task of pressing the two broad side walls 2, 3 towards one another in order to withstand the ferrostatic pressure of the melt poured into the interior 1.

Die Schmalseitenwände 4, 5 stützen sich an den Breitseitenwänden 2, 3 mittels an ihren Oberseiten angeordneter Stützleisten 17 ab. Die Schmalseitenwände 4, 5 können über an ihnen mittels Gelenke 18 angelenkter Stellspindeln 19 auf die jeweils gewünschte Strangbreite eingestellt werden..Zum Verstellen der die Losseite bildenden Breitseitenwand 3 (zum Zweck des Einstellens unterschiedlicher Brammendicken) sind ebenfalls Stellmittel, beispielsweise Druckmittelzylinder 20, vorgesehen. Die Bolzen 11, 12 werden dabei gegenüber dem Kugelgelenk 13 in ihrer Längsrichtung verstellt.The narrow side walls 4, 5 are supported on the broad side walls 2, 3 by means of support strips 17 arranged on their upper sides. The narrow side walls 4, 5 can be adjusted to the desired strand width in each case by means of adjusting spindles 19 articulated on them by means of joints 18. To adjust the one forming the loose side Broad side wall 3 (for the purpose of setting different slab thicknesses) are also provided with adjusting means, for example pressure medium cylinders 20. The bolts 11, 12 are adjusted relative to the ball joint 13 in their longitudinal direction.

Die Schmal- und Breitseitenwände 2 bis 5 sind hohl ausgebildet und über Kühlwasserzu- und Kühlwasserableitungsrohre 21 mit dem Hohlraum 22 des Wasserkastens 6 leitungsmäßig verbunden. Für die verstellbaren Seitenwände sind diese Rohre 21 als Teleskoprohre ausgebildet. Um die gegenüber dem Wasserkasten erforderliche. vertikale Beweglichkeit der Kokillenseitenwände nicht zu behindern, sind die Rohre 21 so ausgebildet, daß sie eine Bewegung der Kokillenseitenwände 2 bis 5 in vertikaler Richtung zulassen. An der Unterseite der Breitseitenwände 2, 3 sind Fußrollen 23 mittels Konsolen 24 befestigt.The narrow and broad side walls 2 to 5 are hollow and are connected in line with the cavity 22 of the water box 6 via cooling water supply and cooling water discharge pipes 21. These tubes 21 are designed as telescopic tubes for the adjustable side walls. To the necessary compared to the water tank. not to hinder vertical mobility of the mold side walls, the tubes 21 are designed so that they allow movement of the mold side walls 2 to 5 in the vertical direction. On the underside of the broad side walls 2, 3 casters 23 are fastened by means of brackets 24.

Die Unterseite des Wasserkastens 6 weist eine bis unter die Breitseitenwände 2, 3 reichende Stützplatte 25 auf, an der sich die Breitseitenwände 2, 3 über Druckmeßdosen 26 abstützen. Die Druckmeßdosen 26 sind in an der Unterseite der Breitseitenwände vorgesehene Ausnehmungen 27 eingesetzt und an die Ausnehmungen 27 nach oben begrenzenden Deckplatten 28 angeschraubt. Die Druckmeßdosen sind auch mit der Stützplatte 25 des Wasserkastens 6 verschraubt, wobei die an der die Losseite bildenden Breitseitenwand 3 vorgesehenen Druckmeßdosen 26 in Längsschlitzen 29 dieser Stützplatte 25 verschiebbar sind.The underside of the water tank 6 has a support plate 25 which extends below the broad side walls 2, 3 and on which the broad side walls 2, 3 are supported by pressure transducers 26. The pressure cells 26 are inserted into recesses 27 provided on the underside of the broad side walls and screwed onto the cover plates 28 which delimit the recesses 27 upwards. The pressure cells are also screwed to the support plate 25 of the water tank 6, the pressure cells 26 provided on the wide side wall 3 forming the loose side being displaceable in longitudinal slots 29 of this support plate 25.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind insgesamt vier Druckmeßdosen 26 vorgesehen, wobei die Druckmeßdosen jeweils in den an die Schmalseitenwände 4, 5 grenzenden Bereichen unterhalb der Breitseitenwände 2, 3 angeordnet sind. An einer Seitenwand 30 des Wasserkastens 6 ist ein Beschleunigungsaufnehmer 31 befestigt.As can be seen from FIG. 1, a total of four pressure transducers 26 are provided, the pressure transducers each being arranged in the regions adjacent to the narrow side walls 4, 5 below the broad side walls 2, 3. An acceleration sensor 31 is attached to a side wall 30 of the water tank 6.

Fig. 3 zeigt ein zu dieser Einrichtung gehörendes Schema der Schaltung. Von den vier Druckmeßdosen 26 führt jeweils eine Leitung 32 zu einer Addiereinrichtung 33, der eine Tariereinrichtung 34 nachgeschaltet ist. Die Tariereinrichtung 34 subtrahiert das statische Eigengewicht der Kokillenseitenwände von der Summe der Meßwerte der vier Druckmeßdosen 26. In der nachgeschalteten Subtrahiereinrichtung 35 wird die vom Beschleunigungsaufnehmer 31 ermittelte, in einem Verstärker 36 verstärkte dynamische Massenkraft der Kokille abgezogen. Der Subtrahiereinrichtung 35 nachgeschaltet ist ein Spitzenwertgleichrichter 37, dessen Ausgangssignal an ein Anzeigegerät 38 bzw. an ein Alarmgerät 39 weitergegeben wird. Weiters ist noch ein Anzeigegerät 40 für den Momentanwert an die zwischen Subtrahiereinrichtung 35 und Gleichrichter 37 vorgesehene Leitung 41 angeschlossen.3 shows a diagram of the circuit belonging to this device. A line 32 leads from each of the four load cells 26 to an adding device 33, which is followed by a taring device 34. The tare device 34 subtracts the static dead weight of the mold side walls from the sum of the measured values of the four pressure transducers 26. In the downstream subtractor device 35, the dynamic mass force of the mold, determined by the accelerometer 31 and amplified in an amplifier 36, is subtracted. Downstream of the subtracting device 35 is a peak value rectifier 37, the output signal of which is passed on to a display device 38 or to an alarm device 39. Furthermore, a display device 40 for the instantaneous value is connected to the line 41 provided between the subtracting device 35 and the rectifier 37.

Die Funktion der Einrichtung ist folgende: Bei Auftreten einer Reibungskraft zwischen Strangschale und den Kupferplatten 42 der Kokillenseitenwände 2 bis 5 werden die Seitenwände mehr oder weniger nach unten gepreßt, je nachdem, ob sich die Kokille während des Oszillierens gerade nach unten oder nach oben bewegt. Dadurch werden die Druckmeßdosen 26 mehr oder weniger belastet und die Kokillenseitenwände 2 bis 5 entsprechend der Nachgibigkeit der Druckmeßdosen 26 um ein - allerdings nur sehr geringes Maß - in vertikaler Richtung gegenüber dem Wasserkasten 6 verschoben. Die von den vier Druckmeßdosen 26 erfaßten Werte werden addiert, von diesem Summenwert wird in der Tariereinrichtung 34 das statische Eigengewicht abgezogen und von diesem Wert wiederum in der Subtrahiereinrichtung 35 die Beschleunigungskraft abgezogen. Dadurch wird erreicht, daß bei frei oszillierender (d.h. ohne Reibungskraft oszillierender) Kokille am Ausgang der Subtrahiereinrichtung 35 unabhängig von der Oszillierfrequenz kein Signal entsteht. Erst eine zusätzlich wirkende Reibungskraft gibt dort ein Signal. Dieses Signal ist mit der Oszillierfrequenz moduliert, da die Kokille bei der Auf- und Abbewegung den Strang überholt. Da nur eine Zugkraft die .Strangschale aufreißen kann, wird der Spitzenwert des Signals bei Aufwärtsbewegung der Kokille mittels eines Spitzenwertgleichrichters 37 ermittelt. Die Alarmeinrichtung.39 zeigt an, falls ein vorher eingestellter, als zulässig erkannter Wert überschritten wird.The function of the device is as follows: If a frictional force occurs between the strand shell and the copper plates 42 of the mold side walls 2 to 5, the side walls are pressed down more or less, depending on whether the mold moves straight down or up during the oscillation. As a result, the load cells 26 are loaded to a greater or lesser extent and the mold side walls 2 to 5 are displaced in a vertical direction with respect to the water tank 6 in a vertical direction, in accordance with the flexibility of the pressure load cells 26. The values detected by the four pressure transducers 26 are added, the static dead weight is subtracted from this total value in the tare device 34 and the acceleration force is subtracted from this value in the subtractor 35. It is thereby achieved that, with the mold oscillating freely (ie oscillating without frictional force), no signal is produced at the output of the subtractor 35, regardless of the oscillation frequency. Only an additional frictional force gives a signal there. This signal is modulated with the oscillation frequency because the mold overtakes the strand during the up and down movement. Since only one tensile force can tear the strand shell, the peak value of the signal when the mold moves upward is determined by means of a peak value rectifier 37. The alarm device 39 indicates if a previously set value recognized as permissible is exceeded.

Mit dieser Meßeinrichtung kann ein drohender Ausbruch flüssigen Materials frühzeitig erkannt werden. Wird aufgrund einer zu großen Reibungskraft die Gießgeschwindigkeit zurückgenommen - was ein stärkeres Schalenwachstum zur Folge hat - bis sich wieder ein normaler Gießzustand einpendelt, können die sonst wegen Ausbruchgefahr notwendigen Gießabbrüche vermieden werden. Des weiteren bringt die erfindungsgemäße Einrichtung wertvolle Aufschlüsse über den Zustand der Grenzflächen Strang-Kokille, da das Meßsignal stets der wahren Reibungskraft entspricht.With this measuring device, an impending outbreak of liquid material can be recognized at an early stage. If the casting speed is reduced due to an excessive frictional force - which results in a stronger shell growth - until a normal pouring state settles again, the pouring stops that would otherwise be necessary due to the risk of breakouts can be avoided. Furthermore, the device according to the invention provides valuable information about the state of the strand-mold interfaces, since the measurement signal always corresponds to the true frictional force.

Fehlerhaft eingestellte Kokillen (d.h. Kokillen mit fehlerhaft eingestellter Konizität) bzw. ungeeignetes Gießpulver können mit dieser Einrichtung bereits während des Gießens erkannt werden und nicht erst durch Sichtprüfung an der fertig gegossenen, Oberflächenrisse aufweisenden Bramme.Incorrectly set molds (i.e. molds with incorrectly set taper) or unsuitable casting powder can already be identified with this device during casting and not only by visual inspection of the finished cast slab with surface cracks.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Schaltschema sind die Signale der Druckmeßdosen 26 einzeln zur Anzeige gebracht.In the circuit diagram shown in Fig. 4, the signals of the pressure cells 26 are individually displayed.

Zur Kompensation der Beschleunigungskräfte werden abgleichbare Subtrahiereinrichtungen 35' verwendet, die ein unterschiedliches Tragverhalten der Druckmeßdosen 26 ausgleichen. An jede Subtrahiereinrichtung 35' ist jeweils ein eigener Spitzenwertgleichrichter 37 angeschlossen.In order to compensate for the acceleration forces, adjustable subtracting devices 35 'are used which compensate for a different load-bearing behavior of the pressure load cells 26. A separate peak value rectifier 37 is connected to each subtractor 35 '.

Die Alarmeinrichtung 39 ist in diesem Fall so ausgelegt, daß Signal gegeben wird, wenn bereits die Anzeige einer einzelnen Druckmeßdose 26 einen vorgegebenen, als zulässig erkannten Wert überschreitet. An den Anzeigegeräten. 3.8 läßt sich feststellen, von welcher Druckmeßdose 26 ein über dem zulässigen Wert liegender Meßwert kommt, sodaß der Ort eines "Schalenhängers" annähernd bestimmt werden kann.In this case, the alarm device 39 is designed such that a signal is given when the display of an individual pressure cell 26 already shows a given one as permissible recognized value exceeds. On the display devices. 3.8 it can be determined from which pressure transducer 26 a measured value which is above the permissible value comes, so that the location of a "shell hanger" can be approximately determined.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist der Wasserkasten 6' , in den die Kokillenseitenwände 2.', 3' eingesetzt sind, mittels beidseitig des Hubtisches 6" befindlicher Oszillierhebel 43, 44 (in Fig. 5 hintereinander befindlich) heb- und senkbar. Die Oszillierhebel 43, 44 sind über Koppelstangen 45, 46 und einen Hebel 47 an einem Oszillierantrieb 48 angeschlossen. Das ortsfeste Stützgerüst, an dem der Oszillierhebel gelagert ist, ist mit 49 bezeichnet.In the embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 5, the water tank 6 ', in which the mold side walls 2.', 3 'are inserted, is raised by means of oscillating levers 43, 44 (located one behind the other in FIG. 5) of the lifting table 6 " The oscillating levers 43, 44 are connected to an oscillating drive 48 via coupling rods 45, 46 and a lever 47. The stationary support frame on which the oscillating lever is mounted is designated by 49.

An jedem der Oszillierhebel 43, 44 sind jeweils Dehnmeßstreifen 50, 51 aufgeklebt, die die Dehnung dieser Hebel infolge Durchbiegung ermitteln. Da die Durchbiegung der Hebel 43, 44 durch die an den Grenzflächen Strang-Kokillenseitenwand wirkenden Reibungskräfte nur gering ist, sind zur Erhöhung der Empfindlichkeit an beiden Hebeln 43, 44 je ein Dehnmeßstreifen 50 in Längs- und einer(51)in Querrichtung aufgeklebt.Strain gauges 50, 51 are bonded to each of the oscillating levers 43, 44 and determine the elongation of these levers as a result of deflection. Since the deflection of the levers 43, 44 is only slight due to the frictional forces acting on the strand-mold side wall interfaces, a strain gauge 50 is glued in the longitudinal direction and one (51) in the transverse direction to increase the sensitivity on both levers 43, 44.

Die Registrierung des Meßsignals erfolgt auf einem Schreiber 52, wobei das durch das Oszillieren pulsierende Signal vorher mittels eines Trägerfrequenz-Meßverstärkers 53 verstärkt und mittels eines Gleichrichters 54 gleichgerichtet wird. Auch bei dieser Einrichtung werden die auf die Kokille wirkenden reinen Beschleunigungskräfte, die von.den Dehnmeßstreifen 50, 51 miterfaßt werden und die notwendig sind, um die Masse der Kokille mit Oszillierfrequenz auf und ab zu bewegen, abgezogen. Dies geschieht durch Erfassen der Massenkräfte der Kokille mittels des Beschleunigungsaufnehmers 31 und Subtrahieren der vom Beschleunigungsaufnehmer 31 ermittelten Signale von dem Signal der Dehnmeßstreifen.The measurement signal is registered on a recorder 52, the signal pulsating through the oscillation being amplified beforehand by means of a carrier frequency measuring amplifier 53 and rectified by means of a rectifier 54. With this device too, the pure acceleration forces acting on the mold, which are also detected by the strain gauges 50, 51 and which are necessary to move the mass of the mold up and down at the oscillation frequency, are subtracted. This is done by detecting the mass forces of the mold by means of the acceleration sensor 31 and subtracting it the signals determined by the acceleration sensor 31 from the signal of the strain gauges.

Claims (11)

1. Einrichtung an einer oszillierenden Stranggießkokille, insbesondere Stahlbrammen-Stranggießkokille, zum Ermitteln der zwischen den Seitenwänden (2 bis 5; 2', 3') der Kokille und der Strangoberfläche herrschenden Reibungskräfte, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokille mit einem Beschleunigungsaufnehmer (31) verbunden ist und an der Abstützung (25; 43, 44) der Kokille eine Kraftmeßeinrichtung (26; 50, 51) zur Messung der von der Kokille auf die Abstützung übertragenen Kräfte vorgesehen ist und daß der Beschleunigungsaufnehmer (31) und die Kraftmeßeinrichtungen.(26; 50, 51) durch eine elektrische Subtrahierschaltung verbunden sind.1. Device on an oscillating continuous casting mold, in particular steel slab continuous casting mold, for determining the frictional forces prevailing between the side walls (2 to 5; 2 ', 3') of the mold and the surface of the strand, characterized in that the mold with an accelerometer (31) is connected and on the support (25; 43, 44) of the mold a force measuring device (26; 50, 51) is provided for measuring the forces transmitted from the mold to the support and that the accelerometer (31) and the force measuring devices ; 50, 51) are connected by an electrical subtraction circuit. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Seitenwände (2 bis 5) der Kokille an einem Wasserkasten (6) abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßeinrichtung als zwischen den Kokillenseitenwänden (2, 3) und dem Wasserkasten (6) der Kokille vorgesehene Druckmeßdosen (26) ausgebildet ist (Fig. 1 und 2).2. Device according to claim 1, wherein the side walls (2 to 5) of the mold are supported on a water tank (6), characterized in that the force measuring device is provided as between the mold side walls (2, 3) and the water tank (6) of the mold Pressure cells (26) is formed (Fig. 1 and 2). 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßdosen (26) unterhalb der Breitseitenwände (2, 3) an einer die Breitseitenwände untergreifenden, am Wasserkasten (6) starr befestigten Stützplatte (25) angeordnet sind.3. Device according to claim 2, characterized in that the pressure transducers (26) below the broad side walls (2, 3) are arranged on a support plate (25) rigidly fastened under the broad side walls, on the water tank (6). 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßdosen (26) jeweils in den an die Schmalseitenwände (4, 5) grenzenden Bereichen unterhalb der Breitseitenwände (2, 3) angeordnet sind.4. Device according to claim 3, characterized in that the pressure cells (26) are each arranged in the areas adjacent to the narrow side walls (4, 5) below the wide side walls (2, 3). 5. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokillenseitenwände (2 bis 5), insbesondere die Breitseitenwände (2, 3), am Wasserkasten (6) in vertikaler Richtung verschiebbar befestigt sind.5. Device according to claims 2 to 4, characterized in that the mold side walls (2 to 5), in particular the broad side walls (2, 3), on the water tank (6) are slidably mounted in the vertical direction. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kokillenseitenwand, insbesondere eine Breitseitenwand (2), mit dem Wasserkasten (6) mittels Gelenkstangen ( 7, 8), die sowohl am Wasserkasten (6) als auch an der Kokillenseitenwand (2) gelenkig befestigt sind, verbunden ist.6. Device according to claim 5, characterized in that a mold side wall, in particular a broad side wall (2), with the water tank (6) by means of articulated rods (7, 8), both on the water tank (6) and on the mold side wall (2) are articulated, connected. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberliegende Kokillenseitenwände, insbesondere Breitseitenwände (2, 3), miteinander mittels .an den Kokillenseitenwänden (2, 3) gelenkig gelagerter Bolzen (11, 12) verbunden sind.7. Device according to claim 6, characterized in that two opposing mold side walls, in particular broad side walls (2, 3), are interconnected by means of. On the mold side walls (2, 3) articulated bolts (11, 12). 8. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Druckmeßdose (26) mit einer die Werte der Druckmeßdosen summierenden Addiereinrichtung (33) verbunden ist, daß der Addiereinrichtung (33) eine das Eigengewicht der Kokillenseitenwände subtrahierende Tariereinrichtung (34) nachgeschaltet ist und daß im Anschluß an die die Werte des Beschleunigungsaufnehmers (31) subtrahierende Subtrahiereinrichtung (35) ein Spitzenwertgleichrichter (37) vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal einem Anzeigegerät (38, 39) zugeleitet ist (Fig. 3).8. Device according to claims 2 to 7, characterized in that each pressure cell (26) is connected to an adding device (33) summing the values of the pressure cells, that the adding device (33) is followed by a tare device (34) which subtracts the dead weight of the mold side walls and that in connection with the subtracting device (35) subtracting the values of the accelerometer (31) a peak value rectifier (37) is provided, the output signal of which is fed to a display device (38, 39) (Fig. 3). 9. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Druckmeßdose (26) mit einer eigenen abgleichbaren Subtrahiereinrichtung (35') verbunden ist, jeder Subtrahiereinrichtung (35') ein eigener Spitzenwertgleichrichter (37) nachgeschaltet ist und die Ausgangssignale jedes Spitzenwertgleichrichters jeweils einem eigenen Anzeigegerät (38) zugeleitet sind (Fig. 4).9. Device according to claims 2 to 7, characterized in that each pressure cell (26) is connected to its own adjustable subtractor (35 '), each subtractor (35') has its own peak rectifier (37) and the output signals of each peak rectifier are each fed to a separate display device (38) (FIG. 4). 10. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Seitenwände (2', 3') der Kokille an einem Wasserkasten (6') abgestützt sind und der Wasserkasten (6') mittels Oszillierhebel (43, 44) an einen Oszillierantrieb (48) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßeinrichtung als an den Oszillierhebeln (43, 44) befestigte Dehnmeßstreifen (50, 51) ausgebildet ist (Fig. 5).10. The device according to claim 1, wherein the side walls (2 ', 3') of the mold are supported on a water tank (6 ') and the water tank (6') is coupled to an oscillating drive (48) by means of oscillating levers (43, 44) , characterized in that the force measuring device is designed as a strain gauge (50, 51) attached to the oscillating levers (43, 44) (Fig. 5). 11. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsaufnehmer (31) am Wasserkasten (6, 6') befestigt ist.11. Device according to claims 1 to 9, characterized in that the accelerometer (31) on the water tank (6, 6 ') is attached.
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