EP0158628A2 - Method for casting a metal melt as well as arrangement for carrying out the method - Google Patents

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EP0158628A2
EP0158628A2 EP85890072A EP85890072A EP0158628A2 EP 0158628 A2 EP0158628 A2 EP 0158628A2 EP 85890072 A EP85890072 A EP 85890072A EP 85890072 A EP85890072 A EP 85890072A EP 0158628 A2 EP0158628 A2 EP 0158628A2
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EP
European Patent Office
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pouring
coils
molten metal
casting
pouring tube
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP85890072A
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Aktiengesellschaf Voest-Alpine
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Voestalpine AG
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Voestalpine AG
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Publication date
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Publication of EP0158628A3 publication Critical patent/EP0158628A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
    • B22D11/181—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
    • B22D11/186—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level by using electric, magnetic, sonic or ultrasonic means

Definitions

  • the invention relates to a method for casting molten metal from a metallurgical vessel, in which the molten metal is covered with a layer of slag, into a further metallurgical vessel, the molten metal being passed between the vessels through a pouring tube covering the pouring jet, and a device for carrying it out of the procedure.
  • AT-B - 364 754, AT-B - 365 497 to prevent the slag from moving along when the molten metal emerges from a metallurgical vessel by the amount of molten metal and / or molten metal in the vessel and the total amount be measured continuously, for example by means of floating bodies floating on the molten metal bath level and by optical observation of the slag level. Furthermore, it is known from AT-B - 364 754 and AT-B - 365 497 to determine the amount of molten metal by means of induction loops provided in the lining of the metallurgical vessel, which, however, is complex.
  • the invention aims to avoid these difficulties and has as its object to provide a method and an apparatus for carrying out the method, with which it is possible to determine reliably the passage of slag through a pouring tube with very little effort, whereby different operating conditions ( Flow rates, flow rates, temperatures, caking of metal on the pouring tube wall, etc.) can be taken into account and direct contact with the molten metal and slag is avoided and conventional metallurgical vessels can be used without modifications.
  • This object is achieved in that magnetic fields are induced in the pouring jet by means of two coils surrounding the pouring tube and the difference in the inductance changes, which are caused in the two coils by the eddy currents caused by the magnetic fields in the pouring jet, is continuously measured and with at least one limit value is compared and that the casting is interrupted when the limit value is exceeded and / or undershot.
  • the pouring nozzle has a turbulent flow, through which flow eddy currents are caused. These eddy currents remain approximately constant with an unchanged flow rate per unit of time, as long as molten metal flows through the pouring tube, so that the difference in the inductance changes at the coils is approximately constant. As soon as slag penetrates the pouring tube and has passed through the first of the coils, the difference in the inductance changes increases; As soon as only pure slag flows through the pouring tube, the difference goes back to zero, since the liquid slag cannot deliver a signal change due to its low electrical conductivity.
  • the casting is interrupted after an increase in the difference in inductance changes over a predetermined limit value within a predetermined time interval and a subsequent drop in the difference in inductance changes under a predetermined limit value within a further predetermined time interval.
  • a device for carrying out the method with a metallurgical vessel, from which a pouring tube is directed into a further metallurgical vessel is characterized in that the pouring tube is peripherally composed of two identical coils arranged one behind the other in the longitudinal direction of the pouring tube, supplied by an AC power source and connected in series is surrounded, the outputs of the coils are integrated in a Wheatstone bridge, the bridge diagonal of which is connected between the coils.
  • a preferred embodiment is characterized in that the Wheatstone bridge is followed by a mean value rectifier and a peak value rectifier, each with a phase shifter, mean value rectifiers and peak value rectifiers being connected in parallel, and in that both the mean value rectifier and the peak value rectifier are each followed by a comparator, each of which two comparators is connected in parallel to the mean value rectifier and the peak value rectifier.
  • FIG. 1 showing a block diagram of a device for carrying out the method.
  • Fig. 2 shows a signal as it occurs at the start of slag running with the metal pouring jet.
  • 3 shows the voltage profiles at the inputs of the comparators.
  • Fig. 1 denotes a ladle which is filled with molten steel 3 covered by a slag layer 2.
  • the steel melt flows in the form of a pouring jet 5 through a bottom opening 4 into an intermediate vessel 6 located below the ladle 1, from which the steel melt 3 flows into a mold, which is not shown in the drawing, however.
  • the pouring jet 5 In order to protect the pouring jet 5 from the effects of atmospheric oxygen, it is surrounded by a pouring tube 7, a so-called shadow tube, which either extends just above the pouring level 8 of the intermediate vessel 6 or is immersed in the molten steel 3 located in the intermediate vessel 6.
  • the shadow pipe 7 In order to determine whether or not slag 2 coexists through the shadow pipe towards the casting end of the pouring of the molten steel 3 from the ladle 1 into the intermediate vessel 6, the shadow pipe 7 is peripherally surrounded by two coils 9, 10, the coils, and this is essential, in Longitudinal direction of the pouring tube arranged one behind the other and connected in series. They are fed by an AC transformer 11, which is supplied with an AC voltage of approximately 5 kHz.
  • the outputs of the coils are in a Wheatstone bridge integrated, the resistances of which are the two coils 9, 10 and two coils 12, 13 of the transformer 11, which are also connected in series.
  • the bridge diagonal 14 of the Wheatstone bridge is connected between the coils 9 and 10 as well as 12 and 13 connected in series.
  • the output signal rectified by the bridge diagonal 14 via a phase rectifier 15 is fed to a high-pass filter 16.
  • This high-pass filter converts the signal to two rectifiers connected in parallel, etc. a mean value rectifier 17 and a peak value rectifier 18, each with a phase shifter and further fed in parallel to a display amplifier 19.
  • the output signal of each rectifier 17, 18 is forwarded to two comparators 20, 21 which are connected in parallel to each of the two rectifiers 17, 18.
  • a signal curve at the start of slag outflow is explained below with reference to FIG. 2.
  • a signal (at 22) resulting from the eddy formation of the pouring jet 5 can be observed at a constant height.
  • the signal (at 23) this is because the balance of the Wheatstone bridge is disturbed by the slag 2 as soon as slag only is present in one of the coils).
  • the signal drops (at 24), since the liquid slag 2 cannot deliver any changes in inductance and therefore no changes in signal due to its low electrical conductivity.
  • the bottom opening 4 of the pan will be closed of the closure member, for example a slide or a plug 25, actuated so that the casting is interrupted. This can be effected, for example, by an electrical coupling between an electric motor 26 that actuates the closure member and the comparators 20, 21.
  • the signal emerging from the phase rectifier 15 is therefore proportional to the difference in the inductance changes of the two coils 9 and 10. freed, so that signals caused by the flow go to further processing.
  • the output of the high-pass filter 16 is monitored by means of the display amplifier 19, etc. as to whether the device is working correctly and whether a signal of the required amount is present at all.
  • the mean value rectifier 17 has a phase shifter with a time constant of 15 s and the peak value rectifier has a phase shifter with a time constant of about 2 s.
  • the mean equals richter forms the mean value of the signal, the exceeding and falling short of which are to be detected.
  • the mean value rectifier outputs an output voltage that corresponds to the amplitude of sinusoidal signals. In practice, however, this is only approximate.
  • the signal is rectified with a peak value rectifier with a time constant of 2 s and multiplied by 2. At the output of the peak value rectifier there is now twice the amplitude of the signal.
  • the output voltage is set between 2U o and U o and between U o and 0 by means of a potentiometer (not shown). These voltages are fed to the two comparators 20 and 21, the second input of which is connected to the mean value output of the mean value rectifier 17.
  • the output voltage of the mean value rectifier 17 has a time constant of 15 s, as described above, i.e. if the voltage at the input of the mean value rectifier 17 changes, it takes 15 s until the output of the mean value rectifier 17 has followed the voltage change. In contrast, the peak value formation reacts with a time constant of only 2 s.
  • the comparators give an alarm.
  • the potentiometers are set to 50%.
  • the peak value voltage U 1 changes on the one potentiometer and cuts the mean value U o (at 27) when the voltage increases by 50%, and the first coparator 20 gives an alarm (BAA).
  • the Peak value around 50% within a predetermined time interval 28 gives the second comparator 21 alarm A i B, since the voltage U 2 at the second potentiometer reaches the mean value (at 29) (cf. FIG. 3).
  • the invention has the advantage that a very strong output signal is obtained by the coils 9, 10 surrounding the pouring tube 7, that this output signal is only slightly falsified by accumulation of steel in the pouring tube and that even at high operating temperatures (about 850 ° C. ) unadulterated measurement results are obtained, cooling of the coils 9, 10 being unnecessary.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiment shown, but can be modified in various ways. For example, one can also monitor the molten metal (molten steel) flowing from an intermediate vessel 6 via a pouring tube into the mold in a continuous casting plant.
  • molten metal molten steel

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Gießen von Metallschmelze von einem metallurgischen Gefäß (1), in dem die Metallschmelze (3) mit einer Schlackenschicht (2) bedeckt ist, in ein weiteres metallurgisches Gefäß (6), wird die Metallschmelze (3) zwischen den Gefäßen (1, 6) durch ein den Gießstrahl (5) bedeckendes Gießrohr (7) geführt. Um den Durchtritt von Schlacke (2) durch das Gießrohr (7) zuverlässig und mit sehr geringem Aufwand feststellen zu können, werden mittels zweier das Gießrohr (7) peripher umgebender Spulen (9, 10) Magnetfelder im Gießstrahl (5) induziert und wird die Differenz der Induktivitätsänderungen, die in den beiden Spulen (9, 10) durch die im Gießstrahl (5) durch die Magnetfelder hervorgerufenen Wirbelströme bewirkt sind, laufend gemessen und mit mindestens einem Grenzwert (Uo) verglichen und wird bei Über-und/oder Unterschreiten des Grenzwertes (Uo) das Gießen unterbrochen.In a method for casting molten metal from a metallurgical vessel (1), in which the molten metal (3) is covered with a layer of slag (2), into a further metallurgical vessel (6), the molten metal (3) is transferred between the vessels ( 1, 6) through a pouring tube (7) covering the pouring jet (5). In order to determine the passage of slag (2) through the pouring tube (7) reliably and with very little effort, magnetic fields are induced in the pouring jet (5) by means of two coils (9, 10) surrounding the pouring tube (7) and is The difference in the inductance changes, which are caused in the two coils (9, 10) by the eddy currents caused by the magnetic fields in the pouring jet (5), is continuously measured and compared with at least one limit value (Uo) and is exceeded if the value falls below and / or below Limit (Uo) interrupted the casting.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Metallschmelze von einem metallurgischen Gefäß, in dem die Metallschmelze mit einer Schlackenschicht bedeckt ist, in ein weiteres metallurgisches Gefäß, wobei die Metallschmelze zwischen den Gefäßen durch ein den Gießstrahl bedeckendes Gießrohr geführt ist, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for casting molten metal from a metallurgical vessel, in which the molten metal is covered with a layer of slag, into a further metallurgical vessel, the molten metal being passed between the vessels through a pouring tube covering the pouring jet, and a device for carrying it out of the procedure.

Beim Gießen von Metallschmelze durch ein Gießrohr besteht das Problem, daß gegen Gießende eine die Metallschmelze bedeckende Schlacke durch das Gießrohr hindurch mitgegossen wird, was oftmals unerwünscht ist. Dieses Problem stellt-sich insbesondere beim Stranggießen von Stahl, da hierbei das Eindringen von Schlacke in die Kokille unbedingt vermieden werden soll.When pouring molten metal through a pouring tube, there is the problem that a slag covering the molten metal is poured through the pouring tube towards the end of the pouring, which is often undesirable. This problem arises in particular in the continuous casting of steel, since the penetration of slag into the mold should be avoided at all costs.

Es ist bekannt (AT-B - 350 090), das Mitlaufen der Schlacke zu verhindern, indem man den Gießstrahl optisch beobachtet, beispielsweise mittels eines Verhältnis-Pyrometers. Für manche Gießverfahren, wie für das Stranggießen, ist dies jedoch nicht anwendbar, da der Gießstrahl dabei dem Luftsauerstoff ausgesetzt ist, was zu unerwünschten Veränderungen der Schmelzenzusammensetzung führen kann.It is known (AT-B - 350 090) to prevent the slag from running along by optically observing the pouring jet, for example using a ratio pyrometer. However, this cannot be used for some casting processes, such as for continuous casting, since the pouring jet is exposed to atmospheric oxygen, which can lead to undesirable changes in the melt composition.

Es ist weiters bekannt (AT-B - 364 754, AT-B - 365 497), das Mitlaufen von Schlacke beim Austritt der Metallschmelze von einem metallurgischen Gefäß zu verhindern, indem die in dem Gefäß befindliche Metallschmelzenmenge und/oder Schlackenschmelzenmenge sowie die Gesamtmenge laufend gemessen werden, beispielsweise mittels auf dem Metallschmelzenbadspiegel schwimmender Schwimmkörper und durch optische Beobachtung des Schlackenspiegels. Weiters ist es aus der AT-B - 364 754 und der AT-B - 365 497 bekannt, die Metallschmelzenmenge durch in der Ausmauerung des metallurgischen Gefäßes vorgesehene Induktionsschleifen festzustellen, was jedoch aufwendig ist.It is further known (AT-B - 364 754, AT-B - 365 497) to prevent the slag from moving along when the molten metal emerges from a metallurgical vessel by the amount of molten metal and / or molten metal in the vessel and the total amount be measured continuously, for example by means of floating bodies floating on the molten metal bath level and by optical observation of the slag level. Furthermore, it is known from AT-B - 364 754 and AT-B - 365 497 to determine the amount of molten metal by means of induction loops provided in the lining of the metallurgical vessel, which, however, is complex.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit dem es mit sehr geringem Aufwand möglich ist, den Durchtritt von Schlacke durch ein Gießrohr zuverlässig festzustellen, wobei auch unterschiedliche Betriebsbedingungen (Durchflußmengen, Durchflußgeschwindigkeiten, Temperaturen, Anbackungen von Metall an der Gießrohrwandung etc.) berücksichtigt werden können und wobei ein direkter Kontakt mit der Metall- und Schlackenschmelze vermieden wird und metallurgische Gefäße herkömmlicher Art ohne Umbauten verwendet werden können.The invention aims to avoid these difficulties and has as its object to provide a method and an apparatus for carrying out the method, with which it is possible to determine reliably the passage of slag through a pouring tube with very little effort, whereby different operating conditions ( Flow rates, flow rates, temperatures, caking of metal on the pouring tube wall, etc.) can be taken into account and direct contact with the molten metal and slag is avoided and conventional metallurgical vessels can be used without modifications.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mittels zweier das Gießrohr peripher umgebender Spulen Magnetfelder im Gießstrahl induziert werden und die Differenz der Induktivitätsänderungen, die in den beiden Spulen durch die im Gießstrahl durch die Magnetfelder hervorgerufenen Wirbelströme bewirkt sind, laufend gemessen und mit mindestens einem Grenzwert verglichen wird und daß bei Über- und/oder Unterschreiten des Grenzwertes das Gießen unterbrochen wird.This object is achieved in that magnetic fields are induced in the pouring jet by means of two coils surrounding the pouring tube and the difference in the inductance changes, which are caused in the two coils by the eddy currents caused by the magnetic fields in the pouring jet, is continuously measured and with at least one limit value is compared and that the casting is interrupted when the limit value is exceeded and / or undershot.

Innerhalb des Gießrohres weist der Gießsträhl eine turbulente Strömung auf, durch welche Strömung Wirbelströme hervorgerufen werden. Diese Wirbelströme bleiben bei unveränderter Durchflußmenge je Zeiteinheit etwa konstant, so lange Metallschmelze durch das Gießrohr strömt, so daß auch die Differenz der Induktivitätsänderungen an den Spulen etwa konstant ist. Sobald Schlacke in das Gießrohr eindringt und die erste der Spulen durchsetzt hat, steigt die Differenz der Induktivitätsänderungen an; sobald durch das Gießrohr nur mehr reine Schlacke strömt, geht die Differenz auf Null zurück, da die flüssige Schlacke wegen ihrer geringen elektrischen Leitfähigkeit keine Signaländerung liefern kann.Within the pouring tube, the pouring nozzle has a turbulent flow, through which flow eddy currents are caused. These eddy currents remain approximately constant with an unchanged flow rate per unit of time, as long as molten metal flows through the pouring tube, so that the difference in the inductance changes at the coils is approximately constant. As soon as slag penetrates the pouring tube and has passed through the first of the coils, the difference in the inductance changes increases; As soon as only pure slag flows through the pouring tube, the difference goes back to zero, since the liquid slag cannot deliver a signal change due to its low electrical conductivity.

Vorzugsweise wird unter Ausnutzung dieses Phänomens das Gießen nach einem Ansteigen der Differenz der Induktivitätsänderungen über einen vorbestimmten Grenzwert innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalles und einem darauffolgenden Abfall der Differenz der Induktivitätsänderungen unter einen vorbestimmten Grenzwert innerhalb eines weiteren vorbestimmten Zeitintervalles unterbrochen.Taking advantage of this phenomenon, the casting is interrupted after an increase in the difference in inductance changes over a predetermined limit value within a predetermined time interval and a subsequent drop in the difference in inductance changes under a predetermined limit value within a further predetermined time interval.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem metallurgischen Gefäß, von dem ein Gießrohr in ein weiteres metallurgisches Gefäß gerichtet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gießrohr peripher von zwei in Längsrichtung des Gießrohres hintereinander angeordneten, von einer Wechselstromquelle gespeisten und in Serie geschalteten gleichen Spulen umgeben ist, wobei die Ausgänge der Spulen in eine Wheatstone-Brücke integriert sind, deren Brückendiagonale zwischen den Spulen angeschlossen ist.A device for carrying out the method with a metallurgical vessel, from which a pouring tube is directed into a further metallurgical vessel, is characterized in that the pouring tube is peripherally composed of two identical coils arranged one behind the other in the longitudinal direction of the pouring tube, supplied by an AC power source and connected in series is surrounded, the outputs of the coils are integrated in a Wheatstone bridge, the bridge diagonal of which is connected between the coils.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Wheatstone-Brücke ein Mittelwertgleichrichter und ein Spitzenwertgleichrichter mit jeweils einem Phasenverschieber nachgeschaltet sind, wobei Mittelwertgleichrichter und Spitzenwertgleichrichter parallel geschaltet sind, und daß sowohl dem Mittelwertgleichrichter und auch dem Spitzenwertgleichrichter jeweils ein Komparator nachgeordnet ist, wobei jeder der beiden Komparatoren zum Mittelwertgleichrichter und zum Spitzenwertgleichrichter parallel geschaltet ist.A preferred embodiment is characterized in that the Wheatstone bridge is followed by a mean value rectifier and a peak value rectifier, each with a phase shifter, mean value rectifiers and peak value rectifiers being connected in parallel, and in that both the mean value rectifier and the peak value rectifier are each followed by a comparator, each of which two comparators is connected in parallel to the mean value rectifier and the peak value rectifier.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeigt. Fig. 2 zeigt ein Signal, wie es beim Beginn eines Schlackenmitlaufens mit dem Metallgießstrahl auftritt. In Fig. 3 sind die Spannungsverläufe an den Eingängen der Komparatoren veranschaulicht.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing using an exemplary embodiment, FIG. 1 showing a block diagram of a device for carrying out the method. Fig. 2 shows a signal as it occurs at the start of slag running with the metal pouring jet. 3 shows the voltage profiles at the inputs of the comparators.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Gießpfanne bezeichnet, die mit von einer Schlackenschicht 2 bedeckter Stahlschmelze 3 gefüllt ist. Durch eine Bodenöffnung 4 fließt die Stahlschmelze in Form eines Gießstrahles 5 in ein unterhalb der Gießpfanne 1 befindliches Zwischengefäß 6, von dem aus die Stahlschmelze 3 in eine Kokille strömt, was in der Zeichnung jedoch nicht weiter dargestellt ist.In Fig. 1, 1 denotes a ladle which is filled with molten steel 3 covered by a slag layer 2. The steel melt flows in the form of a pouring jet 5 through a bottom opening 4 into an intermediate vessel 6 located below the ladle 1, from which the steel melt 3 flows into a mold, which is not shown in the drawing, however.

Um den Gießstrahl 5 vor Einflüssen des Luftsauerstoffes zu schützen, ist dieser von einem Gießrohr 7, einem sogenannten Schattenrohr umgeben, welches Schattenrohr entweder bis knapp über den Gießspiegel 8 des Zwischengefäßes 6 reicht oder in die im Zwischengefäß 6 befindliche Stahlschmelze 3 eintaucht. Um festzustellen, ob durch das Schattenrohr gegen Gießende des Abgießens der Stahlschmelze 3 von der Gießpfanne 1 in das Zwischengefäß 6 Schlacke 2 mitläuft oder nicht, ist das Schattenrohr7 von zwei Spulen 9, 10 peripher umgeben, wobei die Spulen, und dies ist wesentlich, in Längsrichtung des Gießrohres hintereinander angeordnet und in Serie geschaltet sind. Sie werden von einem Wechselstromtransformator 11, der mit einer Wechselstromspannung von etwa 5 kHz versorgt ist, gespeist.In order to protect the pouring jet 5 from the effects of atmospheric oxygen, it is surrounded by a pouring tube 7, a so-called shadow tube, which either extends just above the pouring level 8 of the intermediate vessel 6 or is immersed in the molten steel 3 located in the intermediate vessel 6. In order to determine whether or not slag 2 coexists through the shadow pipe towards the casting end of the pouring of the molten steel 3 from the ladle 1 into the intermediate vessel 6, the shadow pipe 7 is peripherally surrounded by two coils 9, 10, the coils, and this is essential, in Longitudinal direction of the pouring tube arranged one behind the other and connected in series. They are fed by an AC transformer 11, which is supplied with an AC voltage of approximately 5 kHz.

Die Ausgänge der Spulen sind in eine Wheatstone-Brücke integriert, deren Widerstände die beiden Spulen 9, 10 und zwei ebenfalls in Serie geschaltete Spulen 12, 13 des Transformators 11 sind. Die Brückendiagonale 14 der Wheatstone-Brücke ist zwischen den jeweils in Serie geschalteten Spulen 9 und 10 sowie 12 und 13 angeschlossen. Das von der Brückendiagonale 14 über einen Phasengleichrichter 15 gleichgerichtete Ausgangssignal wird einem Hochpassfilter 16 zugeleitet. Von diesem Hochpassfilter wird das Signal zu zwei parallel geschalteten Gleichrichtern, u.zw. einem Mittelwertgleichrichter 17 und einem Spitzenwertgleichrichter 18, mit jeweils einem Phasenverschieber und weiters parallel einem Anzeigeverstärker 19 zugeleitet. Das Ausgangssignal jedes Gleichrichters 17, 18 wird zu zwei Komparatoren 20, 21, die zu jedem der beiden Gleichrichter 17, 18 parallel geschaltet sind, weitergeleitet.The outputs of the coils are in a Wheatstone bridge integrated, the resistances of which are the two coils 9, 10 and two coils 12, 13 of the transformer 11, which are also connected in series. The bridge diagonal 14 of the Wheatstone bridge is connected between the coils 9 and 10 as well as 12 and 13 connected in series. The output signal rectified by the bridge diagonal 14 via a phase rectifier 15 is fed to a high-pass filter 16. This high-pass filter converts the signal to two rectifiers connected in parallel, etc. a mean value rectifier 17 and a peak value rectifier 18, each with a phase shifter and further fed in parallel to a display amplifier 19. The output signal of each rectifier 17, 18 is forwarded to two comparators 20, 21 which are connected in parallel to each of the two rectifiers 17, 18.

Anhand der Fig. 2 ist nachstehend ein Signalverlauf bei Beginn des Ausfließens von Schlacke erläutert. Zunächst (bei Ausfließen von reiner Stahlschmelze) ist ein infolge der Wirbelbildung des Gießstrahles 5 entstehendes Signal (bei 22) in gleichbleibender Höhe zu beobachten. Sobald durch das Gießrohr und damit durch die erste der Spulen 9, 10 ein Stahlschlackegemisch hindurchfließt, kommt es zu einem Anstieg des Signales (bei 23) (dies deswegen, weil das Gleichgewicht der Wheatstone-Brücke durch die Schlacke 2 gestört wird, sobald Schlacke nur bei einer der Spulen vorhanden ist).A signal curve at the start of slag outflow is explained below with reference to FIG. 2. First of all (when pure steel melt flows out), a signal (at 22) resulting from the eddy formation of the pouring jet 5 can be observed at a constant height. As soon as a steel slag mixture flows through the pouring tube and thus through the first of the coils 9, 10, there is an increase in the signal (at 23) (this is because the balance of the Wheatstone bridge is disturbed by the slag 2 as soon as slag only is present in one of the coils).

Bei vermehrtem Austritt von Schlacke 2 sinkt das Signal (bei 24), da die flüssige Schlacke 2 wegen ihrer geringen elektrischen Leitfähigkeit keine Induktivitätsänderungen und damit keine Signaländerungen liefern kann. Sobald ein Signal, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, beobachtet wird bzw. mittels der Komparatoren 20, 21 festgestellt wird, wird ein die Bodenöffnung 4 der Pfanne verschließendes Verschlußorgan, beispielsweise ein Schieber oder ein Stopfen 25, betätigt, so daß das Gießen unterbrochen ist. Dies kann beispielsweise durch eine elektrische Koppelung zwischen einem das Verschlußorgan betätigenden Elektromotor 26 und den Komparatoren 20, 21 bewirkt werden.With increased discharge of slag 2, the signal drops (at 24), since the liquid slag 2 cannot deliver any changes in inductance and therefore no changes in signal due to its low electrical conductivity. As soon as a signal, as shown in FIG. 2, is observed or determined by means of the comparators 20, 21, the bottom opening 4 of the pan will be closed of the closure member, for example a slide or a plug 25, actuated so that the casting is interrupted. This can be effected, for example, by an electrical coupling between an electric motor 26 that actuates the closure member and the comparators 20, 21.

Die Funktion der Einrichtung ist folgende:

  • Die durch das Schattenrohr 7 aus der Gießpfanne 1 ausströmende Metallschmelze 3 bildet im Schattenrohr einen turbulenten Gießstrahl 5, der im Schattenrohr zerspritzt und Wirbel bildet. Die von den beiden Spulen 9, 10 verursachten Magnetfelder rufen im Gießstrahl Wirbelströme hervor, die Induktivitätsänderungen der beiden Spulen 9 und 10 bewirken. Durch Integration der beiden Spulen in die Wheatstone-Brücke kann mittels der Wheatstone-Brücke die Differenz der Induktivitätsänderungen der Spulen 9 und 10 laufend gemessen werden.
The function of the facility is as follows:
  • The molten metal 3 flowing out of the ladle 1 through the shadow tube 7 forms a turbulent pouring jet 5 in the shadow tube, which sprinkles in the shadow tube and forms vortices. The magnetic fields caused by the two coils 9, 10 cause eddy currents in the pouring jet, which cause changes in the inductance of the two coils 9 and 10. By integrating the two coils into the Wheatstone bridge, the difference in the inductance changes of the coils 9 and 10 can be continuously measured using the Wheatstone bridge.

Das vom Phasengleichrichter 15 austretende Signal ist daher proportional zur Differenz der Induktivitätsänderungen der beiden Spulen 9 und 10. Dieses Ausgangssignal wird im Hochpassfilter 16 von langsam schwankenden Einflußgrößen, die beispielsweise durch ein Anlegen von Stahl an der Innenseite des Gießrohres bzw. Schattenrohres 7 hervorgerufen werden, befreit, so daß allein durch die Strömung hervorgerufene Signale zur Weiterverarbeitung gelangen. Der Ausgang des Hochpassfilters 16 wird mittels des Anzeigeverstärkers 19 überwacht, u.zw. dahingehend, ob die Vorrichtung korrekt arbeitet und ein Signal in der erforderlichen Höhe überhaupt ansteht.The signal emerging from the phase rectifier 15 is therefore proportional to the difference in the inductance changes of the two coils 9 and 10. freed, so that signals caused by the flow go to further processing. The output of the high-pass filter 16 is monitored by means of the display amplifier 19, etc. as to whether the device is working correctly and whether a signal of the required amount is present at all.

Der Mittelwertgleichrichter 17 weist einen Phasenverschieber mit einer Zeitkonstanten von 15 s und der Spitzenwertgleichrichter einen Phasenverschieber mit einer Zeitkonstanten von etwa 2 s auf. Der Mittelwertgleichrichter bildet den Mittelwert des Signales, dessen Über-und Unterschreitungen dedektiert werden sollen. Durch Multiplikation mit dem Faktor f2 gibt der Mittelwertgleichrichter eine Ausgangsspannung ab, die bei Sinussignalen deren Amplitude entspricht. Dies ist jedoch in der Praxis nur annähernd gegeben.The mean value rectifier 17 has a phase shifter with a time constant of 15 s and the peak value rectifier has a phase shifter with a time constant of about 2 s. The mean equals richter forms the mean value of the signal, the exceeding and falling short of which are to be detected. By multiplying by the factor f2, the mean value rectifier outputs an output voltage that corresponds to the amplitude of sinusoidal signals. In practice, however, this is only approximate.

Parallel dazu wird das Signal mit einem Spitzenwertgleichrichter mit einer Zeitkonstanten von 2 s gleichgerichtet und mit 2 multipliziert. Am Ausgang des Spitzenwertgleichrichters steht nun die doppelte Amplitude des Signales an.In parallel, the signal is rectified with a peak value rectifier with a time constant of 2 s and multiplied by 2. At the output of the peak value rectifier there is now twice the amplitude of the signal.

Mittels nicht dargestellter Potentiometer wird die Ausgangsspannung zwischen 2Uo und Uo und zwischen Uo und 0 eingestellt. Diese Spannungen werden den beiden Komparatoren 20 und 21 zugeführt, deren zweiter Eingang jeweils mit dem Mittelwertausgang des Mittelwertgleichrichters 17 verbunden ist.The output voltage is set between 2U o and U o and between U o and 0 by means of a potentiometer (not shown). These voltages are fed to the two comparators 20 and 21, the second input of which is connected to the mean value output of the mean value rectifier 17.

Die Ausgangsspannung des Mittelwertgleichrichters 17 hat wie oben beschrieben eine Zeitkonstante von 15 s, d.h. ändert sich die Spannung am Eingang des Mittelwertgleichrichters 17, dauert es 15 s, bis der Ausgang des Mittelwertgleichrichters 17 der Spannungsänderung gefolgt ist. Im Gegensatz dazu reagiert die Spitzenwertbildung mit einer Zeitkonstanten von nur 2 s.The output voltage of the mean value rectifier 17 has a time constant of 15 s, as described above, i.e. if the voltage at the input of the mean value rectifier 17 changes, it takes 15 s until the output of the mean value rectifier 17 has followed the voltage change. In contrast, the peak value formation reacts with a time constant of only 2 s.

Erreichen nun die an den Potentiometern eingestellten Spannungen denselben Wert wie der Mittelwert Uo, geben die Komparatoren Alarm. Die Potentiometer sind auf 50 % eingestellt. Bei einem Anstieg 23 des Signales ändert sich die Spitzenwertspannung U1 an dem einen Potentiometer und schneidet bei 50 % Spannungswachstum den Mittelwert Uo (bei 27), und der erste koparator 20 gibt Alarm (BäA). Bei einem nachfolgenden Abfallen des Spitzenwertes um 50 % innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalles 28 gibt der zweite Komparator 21 Alarm A ≥ B, da die Spannung U2 am zweiten Potentiometer den Mittelwert erreicht (bei 29) (vgl. Fig. 3).If the voltages set on the potentiometers now reach the same value as the mean value U o , the comparators give an alarm. The potentiometers are set to 50%. When the signal rises 23, the peak value voltage U 1 changes on the one potentiometer and cuts the mean value U o (at 27) when the voltage increases by 50%, and the first coparator 20 gives an alarm (BAA). If the Peak value around 50% within a predetermined time interval 28 gives the second comparator 21 alarm A i B, since the voltage U 2 at the second potentiometer reaches the mean value (at 29) (cf. FIG. 3).

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, in der Gießpfanne 1 bei Gießende allein Schlacke 2 zurückzuhalten und den flüssigen Stahl komplett abzugießen. Die Erfindung weist den Vorteil auf, daß durch die das Gießrohr 7 peripher umgebenden Spulen 9, 10 ein sehr starkes Ausgangssignal erhalten wird, daß dieses Ausgangssignal durch Anlagerung von Stahl im Gießrohr nur unwesentlich verfälscht wird und daß auch bei hohen Betriebstemperaturen (etwa 850°C) unverfälschte Meßergebnisse erhalten werden, wobei eine Kühlung der Spulen 9, 10 nicht erforderlich ist.By means of the method according to the invention, it is possible to retain only slag 2 in the ladle 1 at the end of the pour and to pour off the liquid steel completely. The invention has the advantage that a very strong output signal is obtained by the coils 9, 10 surrounding the pouring tube 7, that this output signal is only slightly falsified by accumulation of steel in the pouring tube and that even at high operating temperatures (about 850 ° C. ) unadulterated measurement results are obtained, cooling of the coils 9, 10 being unnecessary.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern sie kann in verschiedener Hinsicht modifiziert werden. Beispielsweise kann man auch die von einem Zwischengefäß 6 über ein Gießrohr in die Kokille in einer Stranggießanlage strömende Metallschmelze (Stahlschmelze) überwachen.The invention is not limited to the exemplary embodiment shown, but can be modified in various ways. For example, one can also monitor the molten metal (molten steel) flowing from an intermediate vessel 6 via a pouring tube into the mold in a continuous casting plant.

Claims (4)

1. Verfahren zum Gießen von Metallschmelze von einem metallurgischen Gefäß (1), in dem die Metallschmelze (3) mit einer Schlackenschicht (2) bedeckt ist, in ein weiteres metallurgisches Gefäß (6), wobei die Metallschmelze (3) zwischen den Gefäßen (1, 6) durch ein den Gießstrahl (5) bedeckendes Gießrohr (7) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mittels zweier das Gießrohr (7) peripher umgebender Spulen (9, 10) Magnetfelder im Gießstrahl (5) induziert werden und die Differenz der Induktivitätsänderungen, die in den beiden Spulen (9, 10) durch die im Gießstrahl (5) durch die Magnetfelder hervorgerufenen Wirbelströme bewirkt sind, laufend gemessen und mit mindestens einem Grenzwert (Uo) verglichen wird, und daß bei Über-und/oder Unterschreiten des Grenzwertes (Uo)_das Gießen unterbrochen wird.1. Method for casting molten metal from a metallurgical vessel (1), in which the molten metal (3) is covered with a layer of slag (2), into a further metallurgical vessel (6), the molten metal (3) between the vessels ( 1, 6) is guided through a pouring tube (7) covering the pouring jet (5), characterized in that magnetic fields are induced in the pouring jet (5) by means of two coils (9, 10) surrounding the pouring tube (7) and the difference in Changes in inductance, which are caused in the two coils (9, 10) by the eddy currents caused by the magnetic fields in the pouring jet (5), are continuously measured and compared with at least one limit value (U o ), and in the event of exceeding and / or falling below of the limit value (U o ) _the casting is interrupted. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießen nach einem Ansteigen (bei 23) der Differenz der Induktivitätsänderungen über einen vorbestimmten Grenzwert (Uo) innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalles und einem darauffolgenden Abfall (bei 24) der Differenz der Induktivitätsänderungen unter einen vorbestimmten Grenzwert (Uo) innerhalb eines weiteren vorbestimmten Zeitintervalles unterbrochen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the casting after an increase (at 23) the difference in inductance changes over a predetermined limit (U o ) within a predetermined time interval and a subsequent drop (at 24) the difference in inductance changes among one predetermined limit value (U o ) is interrupted within a further predetermined time interval. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem metallurgischen Gefäß (1), von dem ein Gießrohr (7) in ein weiteres metallurgisches Gefäß (6) gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießrohr (7) peripher von zwei in Längsrichtung des Gießrohres hintereinander angeordneten, von einer Wechselstromquelle gespeisten und in Serie geschalteten gleichen Spulen (9, 10) umgeben ist, wobei die Ausgänge der Spulen in eine Wheatstone-Brücke integriert sind, deren Brückendiagonale (14) zwischen den Spulen (9, 10) angeschlossen ist.3. Device for performing the method according to claim 1 or 2, with a metallurgical vessel (1), of which a pouring tube (7) is directed into a further metallurgical vessel (6), characterized in that the pouring tube (7) peripherally two in the longitudinal direction of the pouring tube one behind the other, powered by an AC power source and in series connected identical coils (9, 10) is surrounded, the outputs of the coils being integrated in a Wheatstone bridge, the bridge diagonal (14) of which is connected between the coils (9, 10). Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wheatstone-Brücke ein Mittelwertgleichrichter (17) und ein Spitzenwertgleichrichter (18) mit jeweils einem Phasenverschieber nachgeschaltet sind, wobei Mittelwertgleichrichter (17) und Spitzenwertgleichrichter (18) parallel geschaltet sind, und daß sowohl dem Mittelwertgleichrichter (17) und auch dem Spitzenwertgleichrichter (18) jeweils ein Komparator (20, 21) nachgeordnet ist, wobei jeder der beiden Komparatoren (20, 21) zum Mittelwertgleichrichter (17) und zum Spitzenwertgleichrichter (18) parallel geschaltet ist.Apparatus according to claim 3, characterized in that the Wheatstone bridge is followed by an average value rectifier (17) and a peak value rectifier (18), each with a phase shifter, mean value rectifiers (17) and peak value rectifiers (18) being connected in parallel, and in that both the mean value rectifier (17) and also the peak value rectifier (18) is followed by a comparator (20, 21), each of the two comparators (20, 21) being connected in parallel to the mean value rectifier (17) and to the peak value rectifier (18).
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