EP0204854A1 - Einrichtung zur Erfassung der Lage des Giessspiegels innerhalb einer Doppelbandstranggiesskokille - Google Patents

Einrichtung zur Erfassung der Lage des Giessspiegels innerhalb einer Doppelbandstranggiesskokille Download PDF

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EP0204854A1
EP0204854A1 EP85107161A EP85107161A EP0204854A1 EP 0204854 A1 EP0204854 A1 EP 0204854A1 EP 85107161 A EP85107161 A EP 85107161A EP 85107161 A EP85107161 A EP 85107161A EP 0204854 A1 EP0204854 A1 EP 0204854A1
Authority
EP
European Patent Office
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casting
mold
transmitter
level
receiver
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP85107161A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerd Artz
Clemens Philipp
Dieter Figge
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fried Krupp AG
Original Assignee
Fried Krupp AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fried Krupp AG filed Critical Fried Krupp AG
Priority to EP85107161A priority Critical patent/EP0204854A1/de
Priority to JP13398186A priority patent/JPS61286046A/ja
Publication of EP0204854A1 publication Critical patent/EP0204854A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • B22D11/187—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level by using X-rays or nuclear radiation
    • 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
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0605—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two belts, e.g. Hazelett-process
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for detecting the position of the pouring level in the mold cavity of a double-strand continuous casting mold inclined in the casting direction with a molten metal supplying nozzle, which at a short distance from the moving mold walls surrounding it - consisting of two water-cooled casting belts held on support rollers and two with this circumferential side dams - protrudes into the mold space, and with a mold level sensor, which is opposite the mold space on the inside of a casting belt facing away from it.
  • a device known from DE-OS 32 48 473 for detecting the position of the casting mirror within a double-strand continuous casting mold is equipped with successive thermal sensors in the casting direction, which lie opposite the mold space on the inside of the overhead casting belt and indicate changes in tone temperature caused by displacements of the casting mirror. If the casting level approaches a predetermined maximum or minimum level, this is indicated by the thermal sensor assigned to the relevant limit level, whereupon the supply flow rate can be slightly reduced or increased with a constant casting rate, with the result that the casting level moves in the direction of the other limit level . Correspondingly, depending on the limit position determined, the position of the pouring level in the mold space with a constant supply flow can also be influenced in the desired direction by changing the pouring rate or by simultaneously changing both of the aforementioned process variables.
  • thermocouples only show a shift in the mold level with a time delay. This can lead to the fact that the casting level reaches the gap between the pouring nozzle and the mold walls, which serves as a seal, in particular when the start of casting or when the process variables mentioned change suddenly. As a result, this - depending on the fill level of the intermediate container upstream of the pouring nozzle - is exposed to a considerable metallostatic pressure, which in un favorable cases can also assume values above 0.5 bar.
  • the invention has for its object to provide a device for detecting the position of the mold level within a double-strand continuous casting mold, which - without the possibility of observing the mold space and regardless of fluctuations in the process variables supply flow rate, casting speed - ensures that undesirable displacements of the casting mold, in particular against the casting direction, are excluded and accordingly, a complex design of the seal between the pouring nozzle and the mold walls can be dispensed with.
  • An essential requirement of the new device is therefore that it indicates movements of the pouring level in the mold space as quickly as possible and accordingly allows the necessary countermeasures to be initiated quickly.
  • the stated object is achieved by a device of the type mentioned at the outset, which essentially has the features of claim 1.
  • the underlying concept of the invention then consists in monitoring the casting level by means of a radiometric measuring unit assigned to the mold space, which consists of a transmitter with a suitable transmitter head and a receiver opposite the mold space and whose output signals are proportional to the height of the melt pool column irradiated in the mold space .
  • the measuring beams emanating from the transmitter head penetrate the cooling water present in the area of the casting belts, the casting belts and the melt pool located in the mold cavity and become output signals in the receiver which vary with the height of the melt pool converted. These can be used for influencing the feed quantity flow entering through the casting nozzle and / or the casting speed, as already mentioned.
  • the first-mentioned process size can be changed particularly simply by enlarging or reducing a flow cross-section - for example in an intermediate container upstream of the pouring nozzle - by means of a movable stopper rod; the second-mentioned process variable can be influenced by changing the speed specified by the drive of the double-belt continuous casting mold via the output signals.
  • a major advantage of the invention is that the position of the casting level can be shifted in the longitudinal direction thereof by changing the filling height of the mold space, because the casting level does not move in the direction of the measuring beam line specified by the radiometric measuring unit. It is therefore possible to keep the casting level at a desired - as short as possible - distance with respect to the casting nozzle by setting a certain filling level in the mold space.
  • the transmitter and receiver of the radiometric measuring unit are preferably arranged with respect to the mold cavity in such a way that the measuring beam line emanating from the transmitter head is perpendicular to the longitudinal axis of the mold cavity (claim 2).
  • the transmitter head can be both above and below the mold space.
  • the transmitter head and the receiver are expediently arranged in the vicinity of the casting belts in each case between two adjacent support rollers (claim 3); it should be noted that the cooling water flow in the area of the casting belts should be hampered as little as possible.
  • the measuring beam line emanating from the transmitter head lies approximately in the vertical central plane of the mold space (claim 4).
  • the measuring unit preferably assumes a position in which - depending on the inclination of the double-belt continuous casting mold between 6 to 15 ° - it indicates the nominal position of the casting level if the filling height of the mold space penetrated by the measuring beam line has a value between 80% and 30% of the mold space height (Claim 5).
  • the measuring beam line - as seen in the casting direction - should lie between the fifth and sixth support rollers, and at an inclination of 15 ° between the second and third support rollers.
  • the transmitter and receiver have protective tubes made of stainless material (in particular stainless steel, copper or brass) which protrude from one side of the frame of the double-strand continuous casting mold into the area of the casting belts (claim 6).
  • the protective tubes can therefore extend from the operating side or the opposite side (i.e. the stator side) of the frame of the double-belt continuous casting mold.
  • the impairment of the environment by the radiation emanating from the transmitter head can be reduced in that the transmitter head is fastened to a support rod which can be moved in a horizontal direction between an extended operating position and a retracted rest position, in which the transmitter head is received in a lead container (claim 7).
  • This embodiment can be further developed in that the lead container and the protective tube receiving the transmitter head via a Z intermediate flange on the frame of the Double belt continuous casting mold are held (claim 8).
  • the radiation exposure of the operating personnel can be limited to permissible values by using a transmitter in that the transmitter head has a continuous beam power of at most 0.35 mrem at a distance of 1 m (claim 9).
  • a measuring unit whose transmitter head consists of a cobalt-60 or cesium-137 beam preparation and whose receiver has a scintillation counter tube has proven to be particularly suitable for detecting the position of the casting level.
  • the arrangement for casting steel shown in FIG. 1 has as its main components a tubular casting nozzle 1 and a double-strand continuous casting mold 2, in the mold space 3 of which the casting nozzle projects beyond its mouthpiece 1a.
  • the double belt continuous casting mold the longitudinal axis 2a of which - like the casting nozzle 1 - is inclined with respect to the horizontal, has an endless casting belt 4 and 5 as the upper and lower mold walls, each of which is attached to a front (and not shown rear) deflection drum 6 or 7 rotates and is additionally held on the side facing the mold space 3 via support rollers 8.
  • the laterally delimiting the Kokillenraum K okillentreatment consist of articulated endless side dams 9 and 10, which are shown in Fig. 2.
  • the mold walls 5, 6 and 9, 10 rotate during the casting process in such a way that the casting direction indicated by the arrow 11 results from left to right.
  • the speed of the mold walls in the area of the mold space 3 corresponds to the casting speed.
  • the pouring nozzle 1 is arranged with respect to the double-strand continuous casting mold 2 in such a way that its mouthpiece 1a forms a narrow sealing gap 12 on all sides with the neighboring mold walls 5, 6 and 9, 10 via its outer section designed as a sealing surface 1b.
  • the front edge of the pouring nozzle (pouring nozzle outlet) facing the mold space 3 is designated 1c.
  • the height of the mold space K corresponds to the mutual distance between the casting belts 4 and 5.
  • the double belt continuous casting mold 2 is equipped with a radiometric measuring unit - consisting of a transmitter 13 and a receiver 14.
  • the components 13 and 14 are arranged with respect to the mold cavity such that the measuring beam line 15 emanating from the transmitter head 13a of the transmitter 13 is perpendicular to the longitudinal axis 2a of the mold cavity (see FIG. 1) and - at least approximately - in the vertical central plane 3a of the Mold room is located (see Fig. 2).
  • the transmitter head 13a and the receiver 14 should be mounted as close as possible to the associated casting belt 4 or 5 between two adjacent support rollers 8 without too much obstructing the cooling water flow in the area of the casting belts.
  • the transmitter head 13a is located in the vicinity of the inside of the upper casting belt 4 facing away from the mold space 3 between two adjacent support rollers 8; the receiver 14 lies below the corresponding support rollers, which touch the inside of the lower casting belt 5.
  • the further structure and arrangement of the radiometric measuring unit with respect to the casting belts 4, 5 and the side dams 9, 10 running between them - their position via laterally adjacent, ver adjustable guide line 16 or 17 is fixed - can be seen from Fig. 2.
  • the transmitter head 13a of the transmitter 13 is fastened to a support rod 13b which is mounted in a lead housing 13c and can be moved in the horizontal direction. This is supported by an intermediate flange 18 on the upper frame 19 of the double belt continuous casting mold.
  • the intermediate flange 18 at the same time carries a protective tube 20 on the side facing the mold frame 3, which is intended to shield the transmitter head 13a and the support rod 13b from the surrounding cooling water.
  • the support rod 13b can be displaced within the protective tube 20 between a rest position and in the operating position shown in FIG. 2, in which the transmitter head 13a lies opposite the receiver head 14a of the receiver 14 in the vertical central plane 3a of the mold space. In the rest position retracted to the left, the support rod 13b assumes a position in which the transmitter head 13a is enclosed by the lead housing 13c and is therefore shielded from the surroundings.
  • the receiver 14 together with the receiver head 14a is accommodated in a protective tube 21 which, like the protective tube 20, is made of a non-rusting material and which is held on the lower frame 22 of the double-strand continuous casting mold via a flange 21a below the lower casting belt 5 and into the area of the mold space 3 extends.
  • the measurement signals picked up by the receiver head 14a are fed via the connecting line 14b to the downstream devices.
  • the upper and lower frames 19 and 22 also carry the deflection drums 6 and 7 (cf. FIG. 1) and the support rollers 8 assigned to the casting belts 4, 5.
  • the transmitter head 13a of the transmitter 13 is preferably equipped with a cobalt 60 or cesium 137 beam preparation, which is opposite a receiver head 14a with a scintillation counter tube.
  • the outgoing from the transmission head 13a measuring beams (M eßstrahlenline 15) penetrate addition to the aforementioned cooling water, the casting belts 4, 5 as well as the molten bath located in Kokillenraum 3 with the meniscus G and are converted in the receiver head 14a in pulses, which is a measure for the amount of each represent radiated melt pool column, ie for the instantaneous filling height F of the mold space in the area of the measuring beam line 15 (cf. FIG. 3).
  • an inertia and continuously variable display can be obtained which is directly proportional to the filling level in the mold space; From this display, the instantaneous filling level F and also the position of the casting level G in the mold space can be determined directly.
  • the output signals obtained by means of the radiometric measuring unit can be used in such a way that the process variables in question (feed quantity flow, casting speed) are changed manually or automatically by means of a control device. If the casting level G reaches the predetermined maximum position Gh (see Fig. 1), the operation of the system shown can be carried out in this way due to the associated output signal of the radiometric measuring unit be changed that the position of the casting mirror shifts in the casting direction (arrow 11), ie the height of the molten bath column in the mold space which is radiated by the transmitter head 13a decreases.
  • the connecting line 14b of the receiver 14 is connected to a display unit 23 which displays the molten bath column irradiated by the measuring beams (measuring beam line 15) as a percentage of the mold space height K.
  • a downstream display unit 24 determines the value x; this corresponds to the distance between the front edge 1c of the pouring nozzle 1 and the point of contact B of the pouring level G with the upper pouring belt 4, measured parallel to the longitudinal axis 2a of the double-strand continuous casting mold and the mold space 3.
  • the casting process can be influenced in such a way that the position of the casting level G in the mold space changes in the desired manner; the mold level can in particular also be set so that it projects into the pouring nozzle 1 without a space.
  • the radiometric measuring unit with the main components 13 and 14 should - depending on the inclination of the double belt continuous casting mold between 6 to 15 - be arranged so that it indicates the nominal position of the casting level G if the filling height F of the mold space 3 penetrated by the measuring beam line 15 has a value between Has 80% to 30% of the mold cavity height K; Such an arrangement, in which the mold level G assumes the nominal position, is shown in Fig. 1.

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Abstract

Doppelbandstranggießkokillen, insbesondere zur Verarbeitung von Stahl, sind zur Erzielung einer guten metallurgischen Qualität des Stranges mit rohrförmigen Gießdüsen ausgestattet, die eine unmittelbare Beobachtung des Gießspiegels im Kokillenraum ausschließen. Ein unerwünschtes Ansteigen des Gießspiegels entgegen der Gießrichtung macht, sofern sich im Bereich zwischen der Gießdüse und den Kokillenwänden ein entsprechend hoher Druck aufbaut, den Abbruch des Gießvorgangs erforderlich.
Eine verzögerungsfreie Erfassung der Lage des Gießspiegels (G) mit der Möglichkeit der Einstellung einer konstanten Lage im Kokillenraum (3) läßt sich erfindungsgemäß dadurch ermöglichen, daß der dem Kokillenraum (3) zugeordnete Meßfühler als Empfänger (14) einer radiometrischen Meßeinheit mit einem Sender (13) ausgebildet ist, dessen Sendekopf (13a) dem Kokillenraum auf der Innenseite des anderen Gießbandes (4) gegenüberliegt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erfassung der Lage des Gießspiegels im Kokillenraum einer in Gießrichtung geneigten Doppelbandstranggießkokille mit einer Metallschmelze zuführenden Gießdüse, die mit geringem Abstand von den sie seitlich umgebenden bewegten Kokillenwänden - bestehend aus zwei wassergekühlten, an Stützwalzen gehaltenen Gießbändern und zwei mit diesen umlaufenden Seitendämmen - in den Kokillenraum hineinragt, und mit einem Gießspiegel-Meßfühler, welcher dem Kokillenraum auf der von diesem abgewandten Innenseite eines Gießbandes gegenüberliegt.
  • Die Verarbeitung bestimmter Metalle - insbesondere Stahl - in einer Doppelbandstranggießkokille macht die Verwendung eines nach außen hin geschlossenen Zuführungskanals in Form einer Gießdüse erforderlich, durch welche die Metallschmelze zur Erzielung einer guten metallurgischen Qualität des Stranges möglichst ohne Luftzutritt von außen in den Kokillenraum eingeleitet wird. Schwierigkeiten ergeben sich dabei dadurch, daß - obwohl die Lage des Gießspiegels im nach außen hin geschlossenen Kokillenraum nicht beobachtet werden kann - eine gegenseitige Abstimmung zwischen dem Zuführmengenstrom an Metallschmelze und der Gießgeschwindigkeit (entsprechend der Umlaufgeschwindigkeit der Kokillenwände im Bereich des Kokillenraums) herbeigeführt werden muß. Ein unerwünschtes Ansteigen des Gießspiegels im Kokillenraum entgegen der Gießrichtung führt unter Umständen zu Undichtigkeiten im Bereich zwischen der ortsfesten Gießdüse und den Kokillenwänden und macht ggf. den Abbruch des Gießvorgangs erforderlich.
  • Eine aus der DE-OS 32 48 473 bekannte Einrichtung zur Erfassung der Lage des Gießspiegels innerhalb einer Doppelbandstranggießkokille ist mit in Gießrichtung aufeinanderfolgenden Thermofühlern ausgestattet, die dem Kokillenraum auf der Innenseite des obenliegenden Gießbandes gegenüberliegen und durch Verschiebungen des Gießspiegels hervorgerufene Tonperaturänderungen anzeigen. Falls der Gießspiegel sich einer vorgegebenen Höchst- oder Tiefstlage nähert, wird dies durch den der betreffenden Grenzlage zugeordneten Thermofühler angezeigt, woraufhin bei konstanter Gießgeschwindigkeit der Zufuhrmengenstrom geringfügig vermindert oder vergrößert werden kann mit der Folge, daß der Gießspiegel in Richtung auf die jeweils andere Grenzlage wandert. In entsprechender Weise kann in Abhängigkeit von der ermittelten Grenzlage die Lage des Gießspiegels im Kokillenraum bei konstantem Zuführmengenstrom auch durch eine Veränderung der Gießgeschwindigkeit oder durch eine gleichzeitige Veränderung beider genannter Verfahrensgrößen in der gewünschten Richtung beeinflußt werden.
  • Der Nachteil dieses Standes der Technik besteht darin, daß die Thermofühler Gießspiegelverlagerungen nur mit zeitlicher Verzögerung anzeigen. Dies kann insbesondere bei Gießbeginn oder bei plötzlichen Änderungen der erwähnten Verfahrensgrößen dazu führen, daß der Gießspiegel den als Dichtung dienenden Spalt zwischen der Gießdüse und den Kokillenwänden erreicht. Dadurch wird dieser - abhängig von der Füllhöhe des der Gießdüse vorgeschalteten Zwischenbehälters - einem erheblichen metallostatischen Druck ausgesetzt, der in ungünstigen Fällen auch Werte oberhalb von 0,5 bar annehmen kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Erfassung der Lage des Gießspiegels innerhalb einer Doppelbandstranggießkokille anzugeben, die - ohne Beobachtungsmöglichkeit des Kokillenraums und unabhängig von Schwankungen der Verfahrensgrößen Zuführmengenstrom, Gießgeschwindigkeit - sicherstellt, daß unerwünschte Verschiebungen des Gießspiegels insbesondere entgegen der Gießrichtung ausgeschlossen sind und dementsprechend auf eine aufwendige Ausgestaltung der Dichtung zwischen Gießdüse und Kokillenwänden verzichtet werden kann. Eine wesentliche Anforderung an die neue Einrichtung besteht also darin, daß sie Bewegungen des Gießspiegels im Kokillenraum möglichst verzögerungsfrei anzeigt und dementsprechend die rasche Einleitung der erforderlichen Gegenmaßnahmen gestattet.
  • Die gestellte Aufgabe wird durch eine Einrichtung der eingangs erwähnten Gattung gelöst, welche im wesentlichen die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Der der Erfindung zugrundeliegende Lösungsgedanke besteht danach darin, den Gießspiegel mittels einer dem Kokillenraum zugeordneten radiometrischen Meßeinheit zu überwachen, die aus einem Sender mit geeignetem Sendekopf und einem diesem bezüglich des Kokillenraums gegenüberliegenden Empfänger besteht und deren Ausgangssignale proportional sind zur Höhe der im Kokillenraum vorliegenden durchstrahlten Schmelzbadsäule. Die vom Sendekopf ausgehenden Meßstrahlen durchdringen das im Bereich der Gießbänder vorhandene Kühlwasser, die Gießbänder und das im Kokillenraum befindliche Schmelzbad und werden im Empfänger in mit der Höhe des Schmelzbades veränderliche Ausgangssignale umgewandelt. Diese können zu der bereits erwähnten Beeinflussung des durch die Gießdüse eintretenden Zuführmengenstroms und/oder der Gießgeschwindigkeit herangezogen werden. Die erstgenannte Verfahrensgröße läßt sich besonders einfach dadurch verändern, daß ein Durchflußquerschnitt - beispielsweise in einem der Gießdüse vorgeschalteten Zwischenbehälter - mittels einer beweglichen Stopfenstange vergrößert oder verkleinert wird; die zweitgenannte Verfahrensgröße läßt sich dadurch beeinflussen, daß über die Ausgangssignale die vom Antrieb der Doppelbandstranggießkokille vorgegebene Drehzahl verändert wird. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sich über eine Veränderung der Füllhöhe des Kokillenraums die Lage des Gießspiegels in dessen Längsrichtung verschieben läßt, weil der Gießspiegel sich nicht in Richtung der durch die radiometrische Meßeinheit vorgegebenen Meßstrahlenlinie bewegt. Es ist demnach möglich, den Gießspiegel durch Einstellen einer bestimmten Füllhöhe im Kokillenraum bezüglich der Gießdüse in einer gewünschten - möglichst geringen - Entfernung zu halten.
  • Vorzugsweise sind Sender und Empfänger der radiometrischen Meßeinheit bezüglich des Kokillenraums so angeordnet, daß die vom Sendekopf ausgehende Meßstrahlenlinie senkrecht auf der Kokillenraum-Längsachse steht (Anspruch 2). Der Sendekopf kann dabei sowohl oberhalb als auch unterhalb des Kokillenraums liegen.
  • Zweckmäßigerweise sind der Sendekopf und der Empfänger in der Nähe der Gießbänder jeweils zwischen zwei benachbarten Stützwalzen angeordnet (Anspruch 3); dabei ist zu berücksichtigen, daß die Kühlwasserströmung im Bereich der Gießbänder möglichst wenig behindert werden sollte.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes liegt die vom Sendekopf ausgehende Meßstrahlenlinie annähernd in der lotrechten Mittelebene des Kokillenraums (Anspruch 4).
  • Vorzugsweise nimmt die Meßeinheit eine Lage ein, bei welcher sie - abhängig von der Neigung der Doppelbandstranggießkokille zwischen 6 bis 150 - die Nennlage des Gießspiegels anzeigt, falls die von der Meßstrahlenlinie durchdrungene Füllhöhe des Kokillenraums einen Wert zwischen 80 % bis 30 % der Kokillenraumhöhe aufweist (Anspruch 5). Bei einer Neigung von 6° beispielsweise sollte die Meßstrahlenlinie - in Gießrichtung gesehen - zwischen der fünften und sechsten Stützwalze liegen, bei einer Neigung von 15° bereits zwischen der zweiten und dritten Stützwalze.
  • Bei einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes weisen der Sender und Empfänger Schutzrohre aus rostfreiem Werkstoff (insbesondere aus nichtrostendem Stahl, Kupfer oder Messing) auf, die von einer Seite des Rahmens der Doppelbandstranggießkokille her in den Bereich der Gießbänder hineinragen (Anspruch 6). Die Schutzrohre können also von der Bedienungsseite oder der gegenüberliegenden Seite (d.h.. Ständerseite) des Rahmens der Doppelbandstranggießkokille ausgehen.
  • Die Beeinträchtigung der Umgebung durch die vom Sendekopf ausgehende Strahlung läßt sich dadurch herabsetzen, daß der Sendekopf an einer Tragstange befestigt ist, die in horizontaler Richtung zwischen einer ausgefahrenen Betriebsstellung und einer eingefahrenen Ruhestellung verfahrbar ist, in welcher der Sendekopf in einem Bleibehälter aufgenommen ist (Anspruch 7). Diese Ausführungsform kann dadurch weiter ausgestaltet sein, daß der Bleibehälter und das den Sendekopf aufnehmende Sshutzrohr über einen Zwischenflansch am Rahmen der Doppelbandstranggießkokille gehalten sind (Anspruch 8).
  • Die Strahlenbelastung des Bedienungspersonals läßt sich durch Verwendung eines Senders dadurch auf zulässige Werte begrenzen, daß der Sendekopf in einer Entfernung von 1 m eine Dauer-Strahlleistung von allenfalls 0,35 mrem aufweist (Anspruch 9).
  • Als besonders geeignet für die Erfassung der Lage des Gießspiegels hat sich eine Meßeinheit erwiesen, deren Sendekopf aus einem Kobalt-60- oder Caesium-137-Strahlpräparat besteht und deren Empfänger ein Szintillationszählrohr aufweist (Anspruch 10).
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 schematisiert einen vertikalen Längsschnitt durch den vorderen Bereich einer Doppelbandstranggießkokille mit einer in den Kokillenraum hineinragenden Gießdüse,
    • Fig. 2 schematisiert einen vertikalen Teilschnitt quer zur Längsachse des Kokillenraums im Bereich einer radiometrischen Meßeinheit, bestehend aus einem oberhalb des Kokillenraums angeordneten Sender und einem unterhalb des Kokillenraums liegenden Empfänger, und
    • Fig. 3 schematisch das Zusammenwirken einer radiometrischen Meßeinheit mit zwei nachgeschalteten Anzeigeeinheiten.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung zum Vergießen von Stahl weist als Hauptbestandteile eine rohrförmige Gießdüse 1 und eine Doppelbandstranggießkokille 2 auf, in deren Kokillenraum 3 die Gießdüse über ihr Mundstück 1a hineinragt.
  • Die Doppelbandstranggießkokille, deren Längsachse 2a - ebenso wie die Gießdüse 1 - bezüglich der Waagerechten geneigt ist, weist als obere und untere Kokillenwand ein endloses Gießband 4 bzw. 5 auf, welches jeweils an einer vorderen (und nicht dargestellten hinteren) Umlenktrommel 6 bzw. 7 umläuft und auf der dem Kokillenraum 3 zugewandten Seite zusätzlich über Stützwalzen 8 gehalten ist. Die den Kokillenraum seitlich begrenzenden Kokillenwände bestehen aus gegliederten endlosen Seitendämmen 9 bzw. 10, die in Fig. 2 dargestellt sind.
  • Die Kokillenwände 5, 6 und 9, 10 laufen während des Gießvorgangs in der Weise um, daß sich die durch den Pfeil 11 angedeutete Gießrichtung von links nach rechts ergibt. Die Geschwindigkeit der Kokillenwände im Bereich des Kokillenraums 3 entspricht der Gießgeschwindigkeit.
  • Die Gießdüse 1 ist bezüglich der Doppelbandstranggießkokille 2 so angeordnet, daß ihr Mundstück 1a über seinen als Dichtfläche 1b ausgebildeten Außenabschnitt mit den benachbarten Kokillenwänden 5, 6 und 9, 10 allseitig einen engen Dichtspalt 12 bildet.
  • Die dem Kokillenraum 3 zugewandte Vorderkante der Gießdüse (Gießdüsenaustritt) ist mit 1c bezeichnet. Die Höhe des Kokillenraums K entspricht dem gegenseitigen Abstand der Gießbänder 4 und 5.
  • Um ein unerwünschtesAnsteigen des Gießspiegels G im Kokillenraum entgegen der Gießrichtung auszuschließen, muß - unabhängig von nicht vorhersehbaren und nicht vermeidbaren Schwankungen der Größe der Gießgeschwindigkeit und/oder des durch die Gießdüse eingeleiteten Zuführmengenstroms - sichergestellt sein, daß der Gießspiegel eine vorgegebene Höchstlage Gh nicht überschreitet.
  • Zum Zwecke einer verzögerungsfreienErfassung der jeweiligen Lage des Gießspiegels G im Kokillenraum 3 ist die Doppelbandstranggießkokille 2 mit einer radiometrischen Meßeinheit - bestehend aus einem Sender 13 und einem Empfänger 14 - ausgestattet. Die Bestandteile 13 und 14 sind dabei bezüglich des Kokillenraums derart angeordnet, daß die vom Sendekopf 13a des Senders 13 ausgehende Meßstrahlenlinie 15 senkrecht auf der Kokillenraum-Längsachse 2a steht (vgl. Fig. 1) und - zumindest annähernd - in der lotrechten Mittelebene 3a des Kokillenraums liegt (vgl. Fig. 2).
  • Der Sendekopf 13a und der Empfänger 14 sollten möglichst nah am zugehörigen Gießband 4 bzw. 5 zwischen zwei benachbarten Stützwalzen 8 angebracht sein, ohne die im Bereich der Gießbänder vorliegende Kühlwasserströmung allzu sehr zu behindern. Bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel befindet sich der Sendekopf 13a in der Nähe der vom Kokillenraum 3 abgewandten Innenseite des oberen Gießbandes 4 zwischen zwei benachbarten Stützwalzen 8; der Empfänger 14 liegt unterhalb der entsprechenden Stützwalzen, welche die Innenseite des unteren Gießbandes 5 berühren. Der weitere Aufbau und die Anordnung der radiometrischen Meßeinheit bezüglich der Gießbänder 4, 5 und der zwischen diesen mitlaufenden Seitendämme 9, 10 - deren Lage über seitlich anliegende, verstellbare Führungsliniale 16 bzw. 17 festgelegt ist - ist aus Fig. 2 ersichtlich.
  • Der Sendekopf 13a des Senders 13 ist an einer Tragstange 13b befestigt, die in horizontaler Richtung verfahrbar in einem Bleigehäuse 13c gelagert ist. Dieses stützt sich über einen Zwischenflansch 18 am Oberrahmen 19 der Doppelbandstranggießkokille ab. Der Zwischenflansch 18 trägt auf der dem Kokillenranm 3 zugewandten Seite gleichzeitig ein Schutzrohr 20, welches den Sendekopf 13a und die Tragstange 13b gegen das umgebende Kühlwasser abschirmen soll. Die Tragstange 13b ist innerhalb des Schutzrohres 20 zwischen einer Ruhestellung und in der in Fig. 2 dargestellten Betriebsstellung verschiebbar, in welcher der Sendekopf 13a in der vertikalen Mittelebene 3a des Kokillenraums dem Empfängerkopf 14a des Empfängers 14 gegenüberliegt. In der nach links eingefahrenen Ruhestellung nimmt die Tragstange 13b eine Lage ein, in welcher der Sendekopf 13a von dem Bleigehäuse 13c umschlossen und damit gegen die Umgebung abgeschirmt ist.
  • Der Empfänger 14 nebst Empfängerkopf 14a ist in einem Schutzrohr 21 aufgenommen, das ebenso wie das Schutzrohr 20 aus einem nichtrostenden Werkstoff besteht und welches sich - über einen Flansch 21a am Unterrahmen 22 der Doppelbandstranggießkokille gehalten - unterhalb des unteren Gießbandes 5 bis in den Bereich des Kokillenraums 3 erstreckt. Die vom Empfängerkopf 14a aufgenommenen Meßsignale werden über die Anschlußleitung 14b den nachgeschalteten Einrichtungen zugeleitet.
  • Neben dem Zwischenflansch 18 bzw. dem Flansch 21a tragen der Ober- und Unterrahmen 19 bzw. 22 auch die Umlenktrommeln 6 bzw. 7 (vgl. Fig. 1) und die den Gießbändern 4, 5 zugeordneten Stützwalzen 8.
  • Der Sendekopf 13a des Senders 13 ist vorzugsweise mit einem Kobalt-60- oder Caesium-137-Strahl- präparat ausgestattet, dem ein Empfängerkopf 14a mit einem Szintillationszählrohr gegenüberliegt. Die von dem Sendekopf 13a ausgehenden Meßstrahlen (Meßstrahlenlinie 15) durchdringen neben dem bereits erwähnten Kühlwasser die Gießbänder 4, 5 sowie das im Kokillenraum 3 befindliche Schmelzbad mit dem Gießspiegel G und werden im Empfängerkopf 14a in Impulse umgewandelt, die ein Maß für die Höhe der jeweils durchstrahlten Schmelzbadsäule, d.h. für die augenblickliche Füllhöhe F des Kokillenraums im Bereich der Meßstrahlenlinie 15, darstellen (vgl. dazu Fig. 3). Mit der radiometrischen Meßeinheit (Hauptbestandteile 13 und 14) läßt sich trägheits- und stufenlos eine Anzeige gewinnen, welche der Füllhöhe im Kokillenraum direkt proportional ist; aus dieser Anzeige kann also unmittelbar die augenblickliche Füllhöhe F und auch die Lage des Gießspiegels G im Kokillenraum ermittelt werden.
  • Die mittels der radiometrischen Meßeinheit gewonnenen Ausgangssignale können in der Weise verwertet werden, daß die in Frage kommenden Verfahrensgrößen (Zuführmengenstrom, Gießgeschwindigkeit) von Hand oder selbsttätig mittels einer Regeleinrichtung verändert werden. Falls also der Gießspiegel G die vorgegebene Höchstlage Gh (vgl.Fig.1) erreicht, kann aufgrund des zugehörigen Ausgangssignals der radiometrischen Meßeinheit die Arbeitsweise der dargestellten Anlage derart verändert werden, daß sich die Lage des Gießspiegels in Gießrichtung (Pfeil 11) verschiebt, d.h. die vom Sendekopf 13a durchstrahlte Höhe der Schmelzbadsäule im Kokillenraum abnimmt.
  • Gemäß Fig. 3 steht die Anschlußleitung 14b des Empfängers 14 mit einer Anzeigeeinheit 23 in Verbindung, welche die von den Meßstrahlen (Meßstrahlenlinie 15) durchstrahlte Schmelzbadsäule prozentual zur Kokillenraumhöhe K anzeigt. Abhängig von dem ermittelten Wert bestimmt eine nachgeschaltete Anzeigeeinheit 24 den Wert x; dieser entspricht dem Abstand zwischen der Vorderkante 1c der Gießdüse 1 und dem Berührungspunkt B des Gießspiegels G mit dem oberen Gießband 4, gemessen parallel zur Längsachse 2a der Doppelbandstranggießkokille und des Kokillenraums 3.
  • Aufgrund der von der Anzeigeeinheit 24 gelieferten x-Werte kann der Gießvorgang in der Weise beeinflußt werden, daß sich die Lage des Gießspiegels G im Kokillenraum in der gewünschten Weise verändert; der Gießspiegel kann dabei insbesondere auch so eingestellt werden, daß er ohne Zwischenraum in die Gießdüse 1 hineinragt.
  • Die radiometrische Meßeinheit mit den Hauptbestandteilen 13 und 14 sollte - abhängig von der Neigung der Doppelbandstranggießkokille zwischen 6 bis 15 - so angeordnet sein, daß sie die Nennlage des Gießspiegels G anzeigt, falls die von der Meßstrahlenlinie 15 durchdrungene Füllhöhe F des Kokillenraums 3 einen Wert zwischen 80% bis 30% der Kokillenraumhöhe K aufweist; eine derartige Anordnung, bei welcher der Gießspiegel G die Nennlage einnimmt, ist in Fig. 1 dargestellt.
  • Zur Begrenzung der Strahlenbelastung, welche sich aus der Verwendung des Sendekopfes ergibt, sollte dessen Dauer-Strahlleistung in einer Entfernung von 1 m allenfalls 0,35 mrem betragen.

Claims (10)

1. Einrichtung zur Erfassung der Lage des Gießspiegels im Kokillenraum einer in Gießrichtung geneigten Doppelbandstranggießkokille mit einer Metallschmelze zuführenden Gießdüse, die mit geringem Abstand von den sie seitlich umgebenden bewegten Kokillenwänden - bestehend aus zwei wassergekühlten, an Stützwalzen gehaltenen Gießbändern und zwei mit diesen umlaufenden Seitendämmen - in den Kokillenraum hineinragt, und mit einem Gießspiegel-Meßfühler, welcher dem Kokillenraum auf der von diesem abgewandten Innenseite eines Gießbandes gegenüberliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler als Empfänger (14) einer radiometrischen Meßeinheit mit einem Sender (13) ausgebildet ist, dessen Sendekopf (13a) dem Kokillenraum (3) auf der Innenseite des anderen Gießbandes (4) gegenüberliegt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Sendekopf (13a) ausgehende Meßstrahlenlinie (15) senkrecht auf der Kokillenraum-Längsachse (2a) steht.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendekopf (13a) und der Empfänger (14) in der Nähe der Gießbänder (4, 5) jeweils zwischen zwei benachbarten Stützwalzen (8) angeordnet sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Sendekopf (13a) ausgehende Meßstrahlenlinie (15) annähernd in der lotrechten Mittelebene (3a) des Kokillenraums (3) liegt.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Anordnung der Meßeinheit (13, 14), bei welcher diese - abhängig von der Neigung der Doppelbandstranggießkokille (2) zwischen 6 bis 15° - die Nennlage des Gießspiegels (G) anzeigt, falls die von der Meßstrahlenlinie (15) durchdrungene Füllhöhe (F) des Kokillenraums (3) einen Wert zwischen 80% bis 30% der Kokillenraumhöhe (K) aufweist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender(13) und Empfänger (14) Schutzrohre (20 bzw. 21) aus rostfreiem Werkstoff aufweisen, die von einer Seite des Rahmens (Oberrahmen 19, Unterrahmen 22) der Doppelbandstranggießkokille (2) her in den Bereich der Gießbänder (4 bzw. 5) hineinragen.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendekopf (13a) an einer Tragstange (13b) befestigt ist, die in horizontaler Richtung zwischen einer ausgefahrenen Betriebsstellung (Fig. 2) und einer eingefahrenen Ruhestellung verfahrbar ist, in welcher der Sendekopf in einem Bleibehälter (13c) aufgenommen ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bleibehälter (13c) und das den Sendekopf (13a) aufnehmende Schutzrohr (20) über einen Zwischenflansch (18) am Rahmen (Oberrahmen 19) der Doppelbandstranggießkokille (2) gehalten sind.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendekopf (13a) in einer Entfernung von 1 m eine Dauer-Strahlleistung von allenfalls 0,35 mrem aufweist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendekopf (13a) aus einem Kobalt-60- oder Caesium-137-Strahlpräparat besteht und der Empfänger (14) ein Szintillationszählrohr aufweist.
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