EP0691895B1 - Method and device for regulating the molten metal level in a mould of a continuous metal casting machine - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne le domaine de la coulée continue des métaux, notamment de l'acier. Plus précisément, elle concerne la régulation du niveau du métal liquide présent dans une lingotière de coulée continue.The invention relates to the field of continuous casting of metals, in particular steel. More specifically, it relates to the regulation of the level of liquid metal present in a continuous casting mold.
Dans une installation de coulée continue de l'acier, le métal liquide qui s'écoule de la poche de coulée transite d'abord par un récipient intermédiaire, appelé répartiteur. L'un des rôles du répartiteur est d'orienter le métal liquide vers la lingotière oscillante unique ou, plus généralement, les multiples lingotières oscillantes de la machine de coulée continue, dans lesquelles débute la solidification des produits sidérurgiques (brames, blooms ou billettes). Au-dessus de chaque lingotière, le métal s'écoule hors du répartiteur par un orifice de sortie, et forme ainsi un jet de coulée qui pénètre dans la lingotière en traversant le ménisque, c'est-à-dire la surface du métal liquide présent dans la lingotière. Sur son trajet entre le répartiteur et la lingotière, le jet de coulée est confiné dans un tube en matériau réfractaire, appelé busette de coulée. L'extrémité supérieure de la busette est fixée au fond du répartiteur, alors que son extrémité inférieure traverse le ménisque et plonge dans le métal liquide. La busette a pour fonctions de protéger le jet de métal liquide contre son oxydation par l'atmosphère, d'éviter que lors de sa traversée du ménisque, le jet n'entraîne avec lui une partie du laitier de couverture qui recouvre le ménisque, ce qui détériorerait la propreté du produit coulé, et enfin d'imposer aux écoulements du métal liquide en lingotière une configuration favorable à une solidification satisfaisante du produit. A ce titre, son extrémité inférieure peut comporter une multiplicité d'orifices latéraux (ou ouïes), orientés chacun vers l'une ou l'autre des faces de la lingotière.In a continuous steel casting installation, the molten metal flowing from the ladle first passes through an intermediate container, called a distributor. One of the roles of the distributor is to orient the liquid metal towards the single oscillating ingot mold or, more generally, the multiple oscillating ingot molds of the continuous casting machine, in which the solidification of steel products begins (slabs, blooms or billets). . Above each ingot mold, the metal flows out of the distributor through an outlet orifice, and thus forms a pouring jet which penetrates into the ingot mold by passing through the meniscus, i.e. the surface of the liquid metal. present in the mold. On its path between the distributor and the ingot mold, the pouring jet is confined in a tube made of refractory material, called a pouring nozzle. The upper end of the nozzle is fixed to the bottom of the distributor, while its lower end passes through the meniscus and plunges into the liquid metal. The purpose of the nozzle is to protect the jet of liquid metal against its oxidation by the atmosphere, to prevent that during its crossing of the meniscus, the jet does not carry with it part of the covering slag which covers the meniscus, this which would deteriorate the cleanliness of the cast product, and finally to impose on the flows of liquid metal in the mold a configuration favorable to a satisfactory solidification of the product. As such, its lower end may include a multiplicity of lateral orifices (or gills), each oriented towards one or the other of the faces of the mold.
L'un des paramètres essentiels dans l'obtention d'un produit sain est la stabilité du niveau du ménisque dans la lingotière. Si cette stabilité n'est pas assurée de manière satisfaisante, la solidification du produit s'effectue dans des conditions excessivement variables. On peut ainsi se retrouver avec une épaisseur solidifiée du produit localement trop faible, d'où un risque de déchirures plus ou moins importantes da la peau solidifiée. Au mieux, on se retrouve alors avec un produit de médiocre qualité superficielle ; au pire, du métal liquide peut s'écouler à travers les déchirures (phénomène appelé "percée"), et provoquer l'arrêt de la coulée et de graves dommages à la machine. Le niveau moyen du ménisque est conditionné par le débit d'acier s'écoulant hors du répartiteur et par la vitesse à laquelle le produit en cours de solidification est extrait de la lingotière. C'est généralement avec une quenouille en réfractaire, dont le nez conique obture plus ou moins l'orifice de sortie du répartiteur, que l'on règle le débit d'acier liquide pénétrant dans la lingotière. Même si on désire maintenir ce débit à une valeur constante, il est nécessaire de faire varier la position du nez de la quenouille pour tenir compte des changements progressifs ou instantanés des autres paramètres de coulée. Ces changements peuvent être, par exemple, une variation de la hauteur de métal en répartiteur, l'usure progressive des ouïes de la busette, ou leur bouchage par des inclusions non-métalliques, ou leur débouchage soudain si ces inclusions viennent à se décoller des parois. Pour obtenir une régulation satisfaisante du niveau de métal liquide en lingotière, il est indispensable d'utiliser un système automatique qui commande la position de la quenouille. Il la déplace en fonction des résultats d'une comparaison entre le niveau du ménisque désiré et celui réellement mesuré. Cette mesure du niveau est obtenue habituellement à l'aide d'un capteur optique ou inductif unique. Il fournit un signal électrique qui, après traitement, est utilisé pour commander la position de la quenouille.One of the essential parameters in obtaining a healthy product is the stability of the level of the meniscus in the mold. If this stability is not ensured in a way satisfactory, the solidification of the product takes place under excessively variable conditions. We can thus end up with a solidified thickness of the product locally too small, hence a risk of more or less significant tears da solidified skin. At best, we end up with a product of poor surface quality; at worst, liquid metal can flow through the tears (a phenomenon called "breakthrough"), causing the casting to stop and serious damage to the machine. The average level of the meniscus is conditioned by the flow of steel flowing out of the distributor and by the speed at which the product being solidified is extracted from the mold. It is generally with a stopper rod, the conical nose of which more or less closes the outlet of the distributor, that the flow of liquid steel entering the ingot mold is regulated. Even if it is desired to maintain this flow rate at a constant value, it is necessary to vary the position of the stopper nose to take account of the gradual or instantaneous changes in the other casting parameters. These changes can be, for example, a variation in the height of the metal in the distributor, the progressive wear of the gills of the nozzle, or their plugging by non-metallic inclusions, or their sudden uncorking if these inclusions come to come off from the walls. To obtain satisfactory regulation of the level of liquid metal in the ingot mold, it is essential to use an automatic system which controls the position of the stopper rod. It moves it according to the results of a comparison between the level of the meniscus desired and that actually measured. This level measurement is usually obtained using a single optical or inductive sensor. It provides an electrical signal which, after processing, is used to control the position of the stopper rod.
C'est dans le cas des coulées continues de brames que le problème de la régulation du niveau du ménisque est le plus complexe. En effet, ces lingotières sont longues et étroites, et à un instant donné, les fluctuations du niveau du ménisque peuvent être très inégales d'une région à l'autre de la lingotière. Les indications données par un capteur unique ne sont donc pas forcément représentatives des fluctuations du niveau du ménisque. D'autre part, sur ces machines, l'extrémité inférieure de la busette comporte le plus souvent deux ouïes diamétralement opposées qui orientent chacune une fraction du jet de métal vers l'une des petites faces de la lingotière. Or ces deux ouïes ne se bouchent ou ne s'élargissent pas nécessairement de manière identique pendant toute la coulée. Les écoulements dans la lingotière peuvent donc évoluer de manière dissymétrique, et les ondulations qui affectent le ménisque ont alors des configurations très différentes de part et d'autre de la busette à un instant donné. En particulier lorsqu'une des ouïes se débouche brusquement, si ce débouchage a lieu du côté de la busette où se trouve le capteur, celui-ci attribue à la perturbation correspondante une importance exagérée par rapport à l'évolution réelle du niveau moyen du ménisque qu'elle provoque. Inversement, si le débouchage a lieu du côté opposé à celui où se trouve le capteur, celui-ci ne détecte pas la perturbation à l'instant où elle se produit, ou seulement d'une manière très atténuée. Dans les deux cas, la quenouille ne peut être commandée de la manière la plus appropriée pour réagir à cet événement.It is in the case of continuous slab flows that the problem of regulating the level of the meniscus is most complex. Indeed, these ingot molds are long and narrow, and at a given time, the level fluctuations of the meniscus can be very uneven from one region to another of the mold. The indications given by a single sensor are therefore not necessarily representative of fluctuations in the level of the meniscus. On the other hand, on these machines, the lower end of the nozzle most often comprises two diametrically opposite openings which each orient a fraction of the metal jet towards one of the small faces of the mold. However, these two openings do not become blocked or necessarily widen identically during the entire casting. The flows in the ingot mold can therefore evolve asymmetrically, and the undulations which affect the meniscus then have very different configurations on either side of the nozzle at a given instant. In particular when one of the openings suddenly opens, if this opening takes place on the side of the nozzle where the sensor is located, this one attributes to the corresponding disturbance an exaggerated importance compared to the real evolution of the average level of the meniscus that it provokes. Conversely, if the unclogging takes place on the side opposite to that on which the sensor is located, the latter does not detect the disturbance at the instant when it occurs, or only in a very attenuated manner. In both cases, the stopper cannot be ordered in the most appropriate way to react to this event.
On a proposé (voir le document JP 02 137655) d'utiliser à cet effet non plus un, mais deux capteurs situés chacun de part et d'autre de la busette, et se déplaçant selon l'axe longitudinal de la lingotière. La vitesse de coulée est commandée en fonction de la simple différence entre les signaux délivrés par chacun des capteurs. Si cela constitue un progrès par rapport à la configuration à un seul capteur, un tel dispositif est encore insuffisant pour procurer une prise en compte satisfaisante (ni surestimée, ni sous-estimée) de toutes les perturbations du ménisque.It has been proposed (see document JP 02 137655) to use for this purpose not one, but two sensors each located on either side of the nozzle, and moving along the longitudinal axis of the mold. The casting speed is controlled according to the simple difference between the signals delivered by each of the sensors. If this constitutes progress compared to the configuration with a single sensor, such a device is still insufficient to provide satisfactory consideration (neither overestimated nor underestimated) of all disturbances of the meniscus.
Le but de l'invention est de proposer une méthode de régulation du niveau de métal liquide qui tienne compte des perturbations locales du ménisque en estimant correctement leur influence réelle sur le niveau moyen de métal liquide en lingotière, et qui permette de diminuer de façon sensible l'amplitude des fluctuations du niveau du ménisque nocives pour la qualité des brames, et ce en prenant en compte la totalité du ménisque.The aim of the invention is to propose a method for regulating the level of liquid metal which takes account of local disturbances of the meniscus by correctly estimating their real influence on the average level of liquid metal in ingot mold, and which makes it possible to appreciably reduce the amplitude of the fluctuations in the level of the meniscus harmful to the quality of the slabs, and this taking into account the entire meniscus.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de régulation du niveau du ménisque du métal liquide dans une lingotière d'une machine de coulée continue des métaux, selon lequel on recueille les signaux électriques fournis par au moins une paire de capteurs surplombant ledit ménisque, lesdits signaux étant fonction des distances respectives (h1, h2) entre lesdits capteurs et ledit ménisque, on combine ces deux signaux de manière à obtenir un signal unique représentatif d'un niveau fictif dudit ménisque, et on envoie ledit signal à des moyens de commande d'un dispositif de régulation du débit de métal pénétrant dans la lingotière, pour que lesdits moyens de commande actionnent ledit dispositif de manière à ramener ledit niveau fictif dudit ménisque à une valeur de consigne prédéterminée (h), caractérisé en ce qu'on conditionne chaque signal issu desdits capteurs, en éliminant les oscillations ayant à la fois une fréquence supérieure à un seuil (F) et une amplitude inférieure à un seuil (D).To this end, the subject of the invention is a method for regulating the level of the meniscus of liquid metal in an ingot mold of a continuous metal casting machine, according to which the electrical signals supplied by at least one pair of sensors overhanging are collected. said meniscus, said signals being a function of the respective distances (h 1 , h 2 ) between said sensors and said meniscus, these two signals are combined so as to obtain a single signal representative of a fictitious level of said meniscus, and said signal is sent control means of a device for regulating the flow rate of metal entering the ingot mold, so that said control means actuate said device so as to bring said fictitious level of said meniscus to a predetermined set value (h), characterized in what we condition each signal from said sensors, eliminating oscillations having both a frequency greater than a threshold (F) and an amplitude below a threshold (D).
Préférentiellement, on combine lesdits signaux de la manière suivante :
- on calcule la grandeur
- on compare (|
- si |
- si |
- si diffmin < |
- we calculate the size
- we compare (|
- if |
- if |
- if diff min <|
L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.The invention also relates to a device for implementing this method.
Comme on l'aura compris, l'invention consiste à conditionner les signaux issus de ces capteurs préalablement à leur combinaison, en éliminant de ces signaux les oscillations à fréquence élevée et faible amplitude, et en combinant ces signaux en un signal unique d'une manière appropriée.As will be understood, the invention consists in conditioning the signals from these sensors prior to their combination, by eliminating from these signals the oscillations at high frequency and low amplitude, and by combining these signals into a single signal of a appropriately.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et fait référence à la figure unique annexée. Celle-ci schématise une section d'un répartiteur et d'une lingotière de coulée continue de brames équipée d'un dispositif selon l'invention.The invention will be better understood on reading the description which follows and refers to the attached single figure. This schematizes a section of a distributor and a mold for continuous casting of slabs equipped with a device according to the invention.
L'acier liquide 1 contenu dans un répartiteur 2 s'écoule par un orifice de sortie 3, pratiqué dans le fond 4 du répartiteur 2, dans une lingotière oscillante 5 sans fond. Les parois latérales 6, 7 de la lingotière 2 sont énergiquement refroidies par une circulation interne d'eau. Contre ces parois 6, 7 débute la formation d'une croûte solidifiée 8. Celle-ci gagne progressivement l'ensemble de la section de la brame coulée au fur et à mesure qu'elle est extraite de la machine, comme symbolisé par la flèche 9. Sur son trajet entre le répartiteur 2 et la lingotière 5, l'acier liquide 1 est protégé par une busette tubulaire 10 en un matériau réfractaire tel que de l'alumine graphitée. La partie supérieure de la busette 10 est fixée contre le fond 4 du répartiteur 1, dans le prolongement de l'orifice de sortie 3. La partie inférieure de la busette 10 est munie de deux ouïes latérales 11, 12 par lesquelles s'écoule l'acier liquide 1, orientées chacune vers l'une des parois 7. La busette 10 traverse le ménisque 13 de manière à amener le métal liquide 1 au coeur de la lingotière 5 (pour des raisons de clarté du dessin, on n'a pas représenté la couche de laitier qui couvre habituellement le ménisque 13). L'orifice 3 est partiellement obturé (ou totalement obturé lorsque la coulée est arrêtée) par une quenouille 14 à extrémité grossièrement conoïde, dont la position en hauteur est réglée par un dispositif 15. La position en hauteur de la quenouille 14, conjuguée à la valeur de la vitesse d'extraction de la brame hors de la lingotière 5, détermine le niveau moyen auquel se trouve le ménisque 13 dans la lingotière 5. On a ainsi marqué en pointillés le niveau de consigne 16 que l'on désire maintenir en permanence lors de la coulée de la brame.The liquid steel 1 contained in a
Ce maintien est assuré au moyen d'un dispositif que l'on va à présent décrire. Il comprend tout d'abord deux capteurs de niveau 17, 18 d'un type connu en lui-même, par exemple des capteurs à courants de Foucault. Ils sont situés de part et d'autre de la busette 10, de préférence à des distances égales de la busette 10 et au-dessus du grand axe médian de la section transversale de la lingotière 5. Dans le cas général, leurs extrémités inférieures sont situées à des altitudes égales. Le capteur 17 délivre un signal électrique représentatif de la distance h1 entre son extrémité inférieure et le ménisque 13, et le capteur 18 délivre un signal électrique représentatif de la distance h2 entre son extrémité inférieure et le ménisque 13. Dans le cas idéal, ces distances h1, h2 devraient être égales à la distance h entre les extrémités inférieures des capteurs 17, 18 et le niveau de consigne 16. Dans la pratique, c'est très rarement le cas, car le ménisque 13 présente toujours des ondulations d'amplitudes plus ou moins importantes, en fonction des variations du débit de métal liquide 1 sortant de la busette 10, de l'oscillation de la lingotière 5, des variations de la vitesse d'extraction du produit, etc... Ces ondulations n'étant pratiquement jamais tout à fait symétriques (notamment du fait que les usures ou les bouchages des ouïes 11, 12 peuvent être sensiblement différents), h1 et h2 sont en général inégales. Cela explique l'impossibilité précédemment signalée à effectuer une régulation fiable du niveau du ménisque 13 en ne se fondant que sur les informations délivrées par un capteur unique.This maintenance is ensured by means of a device which will now be described. It firstly comprises two
Les signaux analogiques délivrés par les capteurs 17, 18 sont envoyés à des convertisseurs analogique/numérique 19, 20, d'où ils ressortent numérisés. Chacun de ces signaux numérisés est envoyé à un dispositif de filtrage numérique 21, 22 qui fonctionne de la manière suivante. Les signaux émis par les capteurs 17, 18 et représentatifs des variations du niveau du ménisque 13 qu'ils détectent, sont la superposition de multiples ondulations de fréquences et d'amplitudes diverses. On y trouve des ondulations de faibles fréquences, inférieures à un seuil que l'on fixe arbitrairement à 0,02 Hz, et des ondulations à fréquences plus élevées, supérieures à 0,02 Hz et pouvant atteindre quelques Hz.The analog signals delivered by the
On considère que, pour une bonne régulation du niveau du ménisque 13, il est préférable de ne pas tenir compte des perturbations qui ont à la fois une fréquence élevée (supérieure à 0,02 Hz) et une faible amplitude. En effet, ce sont les perturbations à basse fréquence (inférieure à 0,02 Hz) et les perturbations à haute fréquence mais à haute amplitude qui sont considérées comme nocives pour la qualité de surface des brames. Ne pas tenir compte des perturbations à haute fréquence et faible amplitude permet de ne pas solliciter exagérément et inutilement le dispositif de réglage de débit du métal liquide et de limiter son usure. Afin d'éliminer ces perturbations des signaux traités, chacun de ceux-ci est envoyé à un dispositif de conditionnement 21, 22. Ces dispositifs de conditionnements 21, 22 sont identiques, et fonctionnent de la manière suivante. Le signal de chaque capteur 17, 18, après avoir été numérisé par l'un des convertisseurs 19, 20, est traité par un filtre passe-bas qui supprime ou au moins atténue fortement les signaux de fréquence supérieure à un seuil F, que l'on fixe par exemple à 0,02 Hz. Les basses fréquences subsistantes sont ensuite soustraites au signal original, non filtré, pour obtenir un nouveau signal ne comportant plus, de manière significative, que les fréquences les plus élevées du signal original. Ce nouveau signal traverse ensuite une bande morte qui en atténue fortement ou en supprime les composantes dont l'amplitude ne dépasse pas un seuil prédéterminé D, pris par exemple égal à 3 mm. Enfin, on rajoute au signal ainsi traité les fréquence basses prélevées à la sortie du filtre passe-bas. On reconstitue ainsi un signal conforme au signal original délivré par le capteur 17, 18, à ceci près qu'on en a éliminé les composantes ayant à la fois une fréquence élevée (supérieure à F = 0,02 Hz) et une faible amplitude (inférieure à D = 3 mm).It is considered that, for good regulation of the level of the
Les signaux ainsi reconstitués sont ensuite envoyés dans un dispositif de combinaison 23, pour être combinés en un signal unique qui les synthétise, de manière à fournir l'information nécessaire pour la commande de la quenouille 14. Ce signal constitue en quelque sorte un niveau moyen fictif pour le métal en lingotière. Il est envoyé à un régulateur numérique 24 qui fournit à son tour au dispositif 15 un signal qui lui permet de régler de manière adéquate la position du nez de la quenouille 14 dans l'orifice de sortie 3, et donc le débit de métal liquide pénétrant dans la lingotière 5. On vise ainsi à ramener le niveau fictif du métal liquide en lingotière à la valeur de consigne, si un écart est détecté entre eux.The signals thus reconstituted are then sent to a
Avantageusement, les convertisseurs 19, 20, les dispositifs de conditionnement 21, 22, le dispositif de combinaison 23 et le régulateur 24 peuvent être disposés à l'intérieur d'un même boîtier 25. Les dispositif en aval des convertisseurs 19, 20 peuvent même être constitués par une carte de traitement numérique unique conçue et programmée pour accomplir chacune de leurs fonctions.Advantageously, the
Le choix de la manière dont sont combinés les signaux dans le dispositif 23 est d'une grande importance pour la qualité du résultat final, c'est-à-dire une régulation adéquate du niveau du ménisque 13. On pourrait se contenter de prendre comme signal de commande de la quenouille 14 la simple moyenne des signaux recueillis par chaque capteur, et traduisant les écarts du niveau par rapport à la consigne. Mais on risque alors de minimiser l'importance d'une forte perturbation tant qu'elle est limitée à un seul côté de la lingotière. On a donc intérêt à combiner ces deux signaux d'une manière plus complexe. Il faut toutefois éviter de tomber dans l'excès inverse en accordant une importance exagérée à une perturbation d'amplitude moyenne limitée à un seul côté. On retomberait alors dans les travers des systèmes de régulation à un seul capteur décrits précédemment.The choice of the way in which the signals are combined in the
Les inventeurs ont, à cet effet, proposé la méthode suivante qui donne des résultats satisfaisants. Comme exposé précédemment, on appelle h l'écart à maintenir idéalement entre le ménisque 13 et les capteurs 17, 18, cet écart correspondant au niveau de consigne 16. De même, on appelle respectivement h1 et h2 les écarts mesurés entre les capteurs 17 et 18 et le ménisque 13. Les différences (h1 - h) et (h2 - h) traduisent les écarts des niveaux du métal en lingotière au droit des capteurs 17, 18 par rapport au niveau de consigne 16. Si ces différences sont positives, le niveau de métal au lieu de mesure est inférieur au niveau de consigne 16. Si elles sont négatives, le niveau de métal au lieu de mesure est supérieur au niveau de consigne.To this end, the inventors have proposed the following method which gives satisfactory results. As explained above, the difference to be ideally maintained between the
Le dispositif de combinaison calcule tout d'abord à un instant t, la moyenne arithmétique
- 1) Si |
- 2) Si |
- 3) Si diffmin < |
- 1) If |
regulator 24 corresponds tosetpoint level 16 is suitably translated by the simple arithmetic mean of the deviations measured by each of the 17, 18.sensors - 2) If |
regulator 24 corresponds to the highest, in absolute value of the differences (h 1 -h) and (h 2 - h), which is called Δh max . Only the one which reflects the largest deviation from the set point is then taken into account. - 3) If min diff <|
regulator 24 corresponds to a compromise between
A la suite de ces calculs le régulateur 24 et les moyens de commande 15 imposent à la quenouille 14 un déplacement tel qu'il vise à corriger l'écart entre la valeur de consigne 16 et le niveau fictif representé par le signal sortant du dispositif de combinaison, établi comme on vient de l'exposer. L'opération est ensuite répétée à un instant t+Δt, Δt étant, par exemple, égal à 0,1 sec, et on obtient ainsi une régulation quasi continue du niveau de métal liquide en lingotière.Following these calculations, the
A titre d'exemple, on suppose que le niveau de consigne 16 est situé à une distance h = 75 mm des deux capteurs 17, 18. On pose par ailleurs que diffmax = 1 mm et diffmin = 5 mm.
- a) Si le capteur 17 mesure h1 = 70 mm et le capteur 18 mesure h2 = 79 mm, on a (h1 - h) = - 5 mm et (h2 - h) = + 4 mm. On a alors
- b) Si le capteur 17 mesure h1 = 70 mm et le capteur 18 mesure h2 = 91 mm, on (h1 - h) = - 5 mm et (h2 - h) = + 16 mm. On a alors Δhmax = + 16 mm et
- c) Si le capteur 17 mesure h1 = 70 mm et le capteur 18 mesure h2 = 85 mm, on (h1 - h) = - 5 mm et (h2 - h) = + 10 mm. On a alors Δhmax = + 10 mm, et
- a) If
sensor 17 measures h 1 = 70 mm andsensor 18 measures h 2 = 79 mm, we have (h 1 - h) = - 5 mm and (h 2 - h) = + 4 mm. We then haveregulator 24 sends a signal to thecontrol device 15 requiring it to actuate thestopper 14 so as to compensate for a deviation of M = - 0.5 mm from theset level 16. We do not have to take into account the value of Δh max (which is equal to - 5 mm). - b) If
sensor 17 measures h 1 = 70 mm andsensor 18 measures h 2 = 91 mm, we have (h 1 - h) = - 5 mm and (h 2 - h) = + 16 mm. We then have Δh max = + 16 mm andregulator 24 then sends to the control device 15 a signal requiring it to actuate thestopper 14 so as to compensate for a deviation of Δh max = + 16 mm from theset level 16. - c) If
sensor 17 measures h 1 = 70 mm andsensor 18 measures h 2 = 85 mm, we have (h 1 - h) = - 5 mm and (h 2 - h) = + 10 mm. We then have Δh max = + 10 mm, andregulator 24 then sends to the control device 15 a signal requiring it to actuate thestopper 14 so as to compensate for a deviation ofsetpoint level 16.
On rappelle que le mode de combinaison des signaux des capteurs 17, 18 qui vient d'être exposé ne constitue qu'un exemple, et d'autres modes de combinaison peuvent être envisagés. De même, les valeurs numériques citées pour les paramètres de fonctionnement des dispositifs de conditionnement et de combinaison ne sont que des exemples et doivent être ajustés en fonction des conditions locales de chaque machine d'après la qualité des résultats obtenus.It will be recalled that the mode of combining the signals from the
En variante, on pourrait également se passer de l'opération de numérisation des signaux issus des capteurs 17, 18 avant leur traitement, et réaliser leur conditionnement et leur combinaison par des moyens purement analogiques. Mais il va de soi que l'on ne pourrait pas régler avec la même précision, et surtout modifier rapidement en cas de besoin les différents paramètres opératoires de l'installation, tels que, pour le dispositif de conditionnement, la largeur de la bande morte et la fréquence de coupure du filtre, et, pour le dispositif de combinaison, les paramètres diffmin et diffmax.As a variant, one could also do without the operation of digitizing the signals from the
De même tous types de capteurs délivrant un signal électrique fonction de leur éloignement par rapport au ménisque, et pas seulement des capteurs à courant de Foucault, peuvent être utilisés.Likewise, all types of sensors delivering an electrical signal as a function of their distance from the meniscus, and not only eddy current sensors, can be used.
D'autre part, il est parfaitement envisageable d'utiliser plusieurs paires de capteurs, répartis sur la longueur de la lingotière, si on désire augmenter la précision de la détection des irrégularités du niveau du ménisque. On peut également utiliser un tel dispositif sur une lingotière carrée à blooms ou à billettes.On the other hand, it is perfectly conceivable to use several pairs of sensors, distributed over the length of the mold, if one wishes to increase the precision of the detection of irregularities in the level of the meniscus. One can also use such a device on a square mold with blooms or billets.
Enfin, il va de soi que le dispositif de régulation décrit est également utilisable sur une machine de coulée continue sur laquelle le débit de l'acier liquide sortant du répartiteur est réglé par un autre dispositif qu'une quenouille, par exemple une busette à tiroir.Finally, it goes without saying that the regulating device described can also be used on a continuous casting machine on which the flow rate of the liquid steel leaving the distributor is regulated by a device other than a stopper, for example a nozzle with drawer. .
Claims (8)
- Method for regulating the level of the meniscus of the liquid metal in a mould of a machine for the continuous casting of metals, according to which method the electrical signals supplied by at least one pair of sensors overhanging the said meniscus are picked up, the said signals being a function of the respective distances (h1, h2) between the said sensors and the said meniscus, these two signals are combined so as to obtain a single signal representing an imaginary level of the said meniscus and the said signal is sent to means for controlling a device for regulating the flow rate of metal penetrating the mould, so that the said control means actuate the said device so as to bring the said imaginary level of the said meniscus back to a predetermined set value (h), the method being characterized in that each signal coming from the said sensors is conditioned, eliminating therefrom the oscillations having both a frequency greater than a threshold (F) and an amplitude less than a threshold (D).
- Method according to Claim 1, characterized in that, on combining the said signals emitted by the said sensors:- if |
- Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the signals coming from the said sensors are put into digital form and in that the said conditioning and combining operations are performed on the said signals thus digitized.
- Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the threshold (F) is taken to be equal to 0.02 Hz.
- Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the threshold (D) is taken to be equal to 3 mm.
- Device for regulating the level of the meniscus (13) of liquid metal in a mould (5) of a machine for the continuous casting of metals, of the type comprising at least one pair of sensors overhanging the said meniscus (13), each of these sensors (17, 18) delivering a signal representing its distance (h1, h2) from the said meniscus (13), means (23) for combining the said signals and for delivering a single signal representing an imaginary level of the said meniscus to means (24, 15) for controlling a device (14) for regulating the flow of the liquid metal penetrating the mould, characterized in that it also comprises means (21, 22) for conditioning the said signals before combining them, so as to eliminate therefrom the undulations having both a frequency greater than a threshold (F) and an amplitude less than a threshold (D).
- Device according to Claim 6, characterized in that it comprises means (19, 20) for digitizing the said signals emitted by the said sensors (17, 18) and in that the said means (21, 22, 23) for conditioning and combining the said signals are digital processing means.
- Device according to Claim 6 or 7, characterized in that the said sensors (17, 18) are eddy-current sensors.
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