EP1100639B1 - Procede et dispositif pour couler une brame a partir de metal liquide - Google Patents

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EP1100639B1
EP1100639B1 EP99948676A EP99948676A EP1100639B1 EP 1100639 B1 EP1100639 B1 EP 1100639B1 EP 99948676 A EP99948676 A EP 99948676A EP 99948676 A EP99948676 A EP 99948676A EP 1100639 B1 EP1100639 B1 EP 1100639B1
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EP
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casting
level
tolerance
liquid metal
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EP99948676A
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Uwe STÜRMER
Bernhard Weisshaar
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Siemens AG
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Siemens AG
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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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/18—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

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for casting a strand of liquid metal into a The mold is poured and pulled out of the mold.
  • a regulation of the mold level is for example from the patent Abstracts of Japan, vol. 1997, no. 01 & JP-A-08 243703 known. In the latter publication is used as an input variable the control deviation for a fuzzy setting controller of the liquid level.
  • the object is achieved according to the invention by a method claims 1 to 7 and a device according to the claims 8 to 12 solved.
  • This is used to cast a strand poured liquid metal into a mold and as a strand pulled out of the mold, the casting level, i.e. the level of the liquid metal in the mold, by means of a Casting level controller to a predetermined casting level setpoint is regulated.
  • the mold level controller gives a control output value depending on a given additional value is formed, the additional value being output, if the difference between the actual level and the target level exceeds a tolerance value, with several staggered tolerance values are provided with which the difference between the actual level and the target level is compared, each with a specific additional value is assigned, and in the case of a detected excess of a tolerance value its specific additional value is issued.
  • the respective additional value becomes the control output value of the slurry level regulator added or the additional value replaced the standard output value of the slurry level controller.
  • the task is solved particularly advantageously in that for pouring a strand of liquid metal into a mold poured and pulled out of the mold as a strand, where the mold level, i.e. the level of the liquid metal in the mold, by means of a slurry level controller with at least an integrator to a predetermined casting level setpoint is regulated, and being the difference between Casting level actual value and casting level setpoint advantageously is monitored.
  • the output of the integrator of the slurry level controller is replaced by a predetermined additional value, if the difference between the actual level and Casting level setpoint exceeds a tolerance threshold.
  • the tolerance threshold especially depending on the standard deviation the difference between the actual level and Casting level setpoint or one of the standard deviation equivalent Size, adapted to the casting process. In this way it is possible to have mold level fluctuations due to possible faulty Detection of a termination even though there is no termination, to prevent.
  • the tolerance threshold to a value between 0.02 and 0.1, limited between 0.04 and 0.1 and / or between 0.06 and 0.1. In this way, the stability of an inventive Procedure increased.
  • the liquid metal flows from the distribution channel 7 via a dip tube 5 with outlet opening 6 into the mold 3.
  • In the mold 3 forms a strand from the liquid metal 1, which is pulled out of the mold 3 via rollers 4.
  • the inflow of liquid metal 13 through the dip tube 5 in the Chill mold 3 is influenced by a plug 8 which has a Mechanism 9, which has a support arm and a lifting rod, is moved.
  • the lifting rod is in turn powered by a hydraulic cylinder 10 driven by an automation device 12 depending on a hydraulic cylinder manipulated variable S is controlled or regulated.
  • the position of the lifting rod and so that the stopper position h is by means of a position measuring device 15 measured and to the automation device 12 transfer.
  • the arrangement has a mold level measuring device 11, which the casting level g, i. the stand liquid Measures metal in the mold 3.
  • the mold level measuring device 11 is as well as the position measuring device 15 and the hydraulic cylinder 10 technically connected to the automation device 12.
  • the automation device 12 controls the mold level g.
  • the strand 1 pulled out of the mold 3 has a sump tip, d. H. a liquid core 2, and a solidified shell 14 on.
  • the slurry level regulator 20 has a P element 21 and an integrator 22.
  • the Casting level controller 20 determines a stopper position setpoint h * as a function of the difference from a set level g * and the casting mirror g.
  • the stopper positioner 23 determines a manipulated variable s for the lifting cylinder 10 as a function of a stopper position control difference ⁇ h.
  • the Plug position control difference ⁇ h is the difference Stopper position setpoint h * and stopper position h.
  • the termination pre-control determines an additional value depending on the control deviation ⁇ g c.
  • the output of the integrator 22 is supplemented by the additional value c and set again, if the negative control deviation - ⁇ g a certain tolerance value exceeds.
  • the control deviation ⁇ g is the difference from the set level g * and the set level g.
  • FIG. 3 shows a particularly advantageous exemplary embodiment the invention.
  • Abort pre-control 24 and abort pre-control 25 differ essentially in that the tolerance thresholds as a function of the abort feedforward control 25 the standard deviation ⁇ the control deviation ⁇ g can be determined over a certain time window.
  • the standard deviation ⁇ can also be an equivalent Size can be used.
  • the standard deviation ⁇ is calculated using of the statistical block 26 determined in the present embodiment a standard deviation generator about a particular one Time window is. However, it can be more complex statistical function blocks, as well as fuzzy logic or neuronal Nets to be replaced.
  • FIG. 4 shows a simple exemplary embodiment for an abort pre-control 24 according to FIG. 2.
  • This has a negator 30 for negating the control deviation ⁇ g.
  • the abort pre-control has a tolerance value checker 31, a holding element 32 and a switch 33.
  • the tolerance value checker 31 checks whether the negative control deviation - ⁇ g exceeds a certain tolerance value. If the tolerance value checker 31 detects that the negative control deviation - ⁇ g exceeds a certain tolerance value, the holding element 32 closes the switch 33 for one scanning step. In this sampling step, the abort pre-control 24 outputs an additional value c. If the scan pre-control 24 outputs an additional value c, the output value of the integrator 22 in FIG.
  • the additional value c is composed of a plurality of staggered values c 1 , c 2 , c 3 , as is exemplified in FIG. 5.
  • the particularly advantageous embodiment of the breakaway pilot control 25 includes a negator 30, holding members 32, tolerance tester 40, 41, 42, P-members 43, 44, 45, with the gains K 3 , K 2 , K 1 , limiter 46, 47, 48 and switches 49, 50 and 51 on.
  • tolerance values are provided for the tolerance value checkers 40, 41, 42, which are advantageously adapted to the casting process.
  • the standard deviation ⁇ is multiplied by the P terms 43, 44, 45 by a gain K 3 , K 2 , K 1 and then limited by the delimiters 46, 47, 48.
  • the output value of the limiters 46, 47, 48 is the tolerance value that is used in the tolerance value checker 40, 41, 42.
  • the tolerance value checkers 40, 41, 42 it is checked whether the negative control deviation - ⁇ g exceeds this tolerance value. If one of the tolerance value checkers 40, 41, 42 determines that its tolerance value has been exceeded by the negative control deviation - ⁇ g, the corresponding holding element 32 closes the corresponding switch 49, 50, 51. According to the combination of closed switches 49, 50, 51, an additional value c output. If an additional value c is present, the output of the integrator 22 in FIG. 3 is supplemented by the additional value c in this sampling step and reset.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Claims (12)

  1. Procédé de coulée d'une barre (1) de métal liquide, qui est coulée dans une lingotière (3) et qui est tirée de la lingotière (3) sous forme de barre, le niveau (g) de coulée, c'est-à-dire le niveau du métal liquide dans la lingotière (3), étant réglé au moyen d'un régulateur (20) de niveau de coulée à une valeur (g*) de consigne prescrite de niveau de coulée, le régulateur (20) de niveau de coulée émettant une valeur de sortie de régulation qui est formée en fonction d'une valeur supplémentaire prescrite, la valeur supplémentaire étant émise lorsque la différence (Δg) entre la valeur (g) réelle de niveau de coulée et la valeur (g*) de consigne de niveau de coulée dépasse une valeur de tolérance, caractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs valeurs de tolérance étagées auxquelles la différence (Δg) entre la valeur (g) réelle de niveau de coulée et la valeur (g*) de consigne de niveau de coulée est comparée, auxquelles est associée respectivement une valeur (c1, c2, c3) supplémentaire spécifique et, dans le cas d'un dépassement constaté d'une valeur de tolérance, il est émis sa valeur (c1, c2, c3) supplémentaire spécifique.
  2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur supplémentaire respective est ajoutée à la valeur de sortie de régulation du régulateur (20) de niveau de coulée ou en ce que la valeur supplémentaire remplace la valeur de sortie de régulation du régulateur (20) de niveau de coulée.
  3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la valeur de sortie de régulation du régulateur (20) de niveau de coulée est fournie par un intégrateur (22).
  4. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une valeur de tolérance est déterminée en fonction de l'écart-type (σ) de la différence (Δg) entre la valeur (g) réelle du niveau de coulée et la valeur (g*) de consigne du niveau de coulée.
  5. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur de tolérance est limitée à une valeur comprise entre 0,02 et 0,1.
  6. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur de tolérance est limitée à une valeur comprise entre 0,04 et 0,1.
  7. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur de tolérance est limitée à une valeur comprise entre 0,06 et 0,1.
  8. Dispositif pour effectuer le procédé suivant l'une des revendications 1 à 7 de coulée d'une barre (1) en métal liquide, qui est coulée dans une lingotière (3) et qui est tirée de la lingotière sous la forme d'une barre, le dispositif pour la coulée de la barre (1) comportant un régulateur (20) de niveau de coulée, destiné à réguler le niveau (g) de coulée, c'est-à-dire le niveau du métal liquide dans la lingotière (3), qui émet une valeur de sortie de régulation formée en fonction d'une valeur supplémentaire qui est émise lorsque la différence (Δg) entre la valeur (g) réelle du niveau de coulée et la valeur (g*) de consigne du niveau de coulée dépasse une valeur de tolérance, caractérisé en ce que, pour émettre la valeur supplémentaire, il est prévu une précommande (24, 25) de rupture, qui est constituée de manière à comparer la différence (Δg) entre la valeur (g) réelle du niveau de coulée et la valeur (g*) de consigne du niveau de coulée à plusieurs valeurs de tolérance étagées et de manière à émettre la valeur (c1, c2, c3) respective associée à une valeur de tolérance lorsque la différence dépasse une certaine valeur de tolérance.
  9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la précommande (24, 25) de rupture est constituée de manière à ajouter la valeur supplémentaire à la valeur de sortie de régulation ou à remplacer la valeur de sortie de régulation par la valeur supplémentaire.
  10. Dispositif suivant la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le régulateur (20) du niveau de coulée comprend un intégrateur (22) fournissant la valeur de sortie de régulation.
  11. Dispositif suivant l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la précommande (24, 25) de rupture est constituée de manière à déterminer une valeur de tolérance en fonction de l'écart-type (σ) de la différence (Δg) entre la valeur (g) réelle du niveau de coulée et la valeur (g*) de consigne du niveau de coulée.
  12. Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'il est prévu un bloc (26) statistique pour déterminer l'écart-type (σ).
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