EP3623077A1 - Oscillation device and corresponding method and computer program product for operating an oscillation device - Google Patents

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EP3623077A1
EP3623077A1 EP19195564.0A EP19195564A EP3623077A1 EP 3623077 A1 EP3623077 A1 EP 3623077A1 EP 19195564 A EP19195564 A EP 19195564A EP 3623077 A1 EP3623077 A1 EP 3623077A1
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EP
European Patent Office
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oscillation
speed
period
curve
stroke
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EP19195564.0A
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EP3623077B1 (en
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Axel Weyer
Lothar Schaps
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SMS Group GmbH
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SMS Group GmbH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/166Controlling or regulating processes or operations for mould oscillation

Definitions

  • the speed profile can be specified in the form of a continuous curve profile or in the form of at least three support points over a period.
  • the correspondingly predefined speed curve is then preferably determined by interpolation, for example by linear interpolation.
  • the stroke profile determined by integration for the mold is converted to a maximum desired oscillation amplitude, for example specified in the unit mm, and / or a desired stroke frequency, ie. H. is standardized.
  • the predetermined speed profile for the oscillation preferably also contains a range or a time interval in which the oscillation speed in the casting direction is greater than the casting speed. This area is then the area of the “negative strip” as described above with associated advantages in the prior art.
  • Figure 1 shows the oscillation device 100 according to the invention.
  • This oscillation device 100 is used to oscillate a continuous casting mold 210 of a continuous casting plant 200.
  • the continuous casting plant 200 essentially also comprises a strand guide device 220 downstream of the continuous casting mold 210 in the casting direction R.
  • this stroke profile is calculated in advance of the oscillation by a calculation device 130 from an arbitrarily or freely predetermined (oscillation) speed profile for the oscillation.
  • the start and end points (0 and 360 degrees) are set as a fixed required angle input.
  • the value of the oscillation speeds for all set angular points has to be entered in mm / s, for example.
  • the operator can make a relative reference here and thus easily create his idea of the character or the profile of the oscillation curve to be created.
  • the previously determined speed curve with the same-sized partial areas above and below the x-axis per period is integrated into a stroke curve for the oscillation according to method step 5.
  • the integration can be, for example, a numerical integration. In this way, the course of the stroke can be calculated as an oscillation period over an angle or over time.
  • the stroke curve determined in this way can be entered into the oscillation device before the start of or during an oscillation during the ongoing casting operation and can be implemented by the oscillation device. If desired, the previous stroke can also be switched to a new stroke while the oscillation is running.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Computerprogrammprodukt zum Betreiben einer Oszillationsvorrichtung für eine Stranggießkokille innerhalb einer Stranggießanlage zum Erzeugen eines Gießstrangs. Die Oszillationsvorrichtung 100 dient zum Oszillieren der Stranggießkokille mit einem Hubverlauf über mindestens einer Periode, um Reibung zwischen dem frisch gegossenen Gießstrang und der inneren Kokillenwand zu reduzieren. Um individuelle Oszillation-Geschwindigkeitsverläufe für einzelne Anwendungsfälle bzw. Gießaufträge vorgeben und mit der Oszillationsvorrichtung umsetzen zu können, sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, bei der Ermittlung des Hubverlaufes für die Oszillation die Flächeninhalte der von einem vorgegebenen Geschwindigkeitsverlauf für die Oszillation und der x-Achse innerhalb einer Periode eingeschlossenen positiven und negativen Teilflächen oberhalb und unterhalb der x-Achse zu berechnen und zu prüfen, ob diese Flächeninhalte gleich groß sind. Falls dies nicht der Fall ist, wird der vorgegebene Geschwindigkeitsverlauf entsprechend verändert bzw. angepasst. Der Hubverlauf für die Oszillation wird dann durch Integration des Geschwindigkeitsverlaufes mit den gleich großen Teilflächen ermittelt.The invention relates to a method and a computer program product for operating an oscillation device for a continuous casting mold within a continuous casting installation for producing a casting strand. The oscillation device 100 serves to oscillate the continuous casting mold with a stroke course over at least one period in order to reduce friction between the freshly cast casting strand and the inner mold wall. In order to be able to specify individual oscillation speed profiles for individual applications or casting orders and to be able to implement them with the oscillation device, the method according to the invention provides for the area contents of a predetermined speed profile for the oscillation and the x-axis within to be determined when determining the stroke profile for the oscillation Calculate positive and negative partial areas included in a period above and below the x-axis and check whether these areas are of equal size. If this is not the case, the specified speed curve is changed or adapted accordingly. The stroke curve for the oscillation is then determined by integrating the speed curve with the partial areas of the same size.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Computerprogrammprodukt zum Betreiben einer Oszillationsvorrichtung für eine Stranggießkokille innerhalb einer Stranggießanlage zum Erzeugen eines Gießstrangs. Die Erfindung kann Anwendung finden bei Block-, Knüppel-, BBL-, Brammen- und Dünnbrammenstranggießanlagen. Derartige Stranggießanlagen können als Senkrechtabbiege-, Bogen- oder Vertikalbrammenanlagen ausgebildet sein.The invention relates to a method and a computer program product for operating an oscillation device for a continuous casting mold within a continuous casting installation for producing a casting strand. The invention can be used in block, billet, BBL, slab and thin slab continuous casting plants. Such continuous casting plants can be designed as vertical bending, sheet or vertical slab plants.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Oszillationsvorrichtung, welche gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird. Bekannte Oszillationseinrichtungen verwenden typischerweise hydraulische oder elektromechanische Antriebe bzw. Anstellelemente zum Oszillieren der Kokille.Furthermore, the invention relates to an oscillation device which is operated according to the method according to the invention. Known oscillation devices typically use hydraulic or electromechanical drives or adjusting elements for oscillating the mold.

Stand der Technik:State of the art:

Um der Reibung der Strangschale an den Kokillenplatten entgegen zu wirken, arbeiten die Stranggießanlagen mit oszillierenden Kokillen. Die hochwertige Produktion von Gießprodukten erfordert hierbei einen definierten Geschwindigkeitsverlauf der Kokillenoszillation in Abhängigkeit bestimmter Gießparameter.
Das Zuordnungskriterium/Auswahlkriterium (der Oszillationskurvenverläufe) ist vorzugsweise die zu vergießende Stahlqualität (Stahlanalyse der Schmelze die vergossen werden soll) und die Gießgeschwindigkeit.
In order to counteract the friction of the continuous shell on the mold plates, the continuous casting machines work with oscillating molds. The high-quality production of cast products requires a defined speed course of the mold oscillation depending on certain casting parameters.
The assignment criterion / selection criterion (of the oscillation curve profiles) is preferably the steel quality to be cast (steel analysis of the melt which is to be cast) and the casting speed.

Der gewählte Oszillationskurvenverlauf (Geschwindigkeitsverlauf) wird dann für die Produktion einer Stahlqualität gemeinsam mit dem variablen Produktionsparameter "Gießgeschwindigkeit" verwendet. Eine dynamische Anpassung der Hubhöhe und Hubfrequenz erfolgt dann in der Abhängigkeit zur Gießgeschwindigkeit.The selected oscillation curve profile (speed profile) is then used for the production of a steel quality together with the variable one Production parameters "casting speed" used. The stroke height and stroke frequency are then dynamically adjusted depending on the casting speed.

Somit ist u.a. auch eine gezielte Einstellung eines "Negativ Strip Wertes" möglich.Thus, among other things a targeted setting of a "negative strip value" is also possible.

Negativ Strip ist der Zeitbereich in der die Kokille in der Geschwindigkeit (bei der Bewegungsrichtung der Oszillation in Produktionsrichtung des erzeugten Stranges, also mit der Richtung der Gießgeschwindigkeit) die eingestellte Gießgeschwindigkeit überschreitet.Negative strip is the time range in which the mold exceeds the set casting speed in speed (in the direction of movement of the oscillation in the direction of production of the strand produced, that is, in the direction of the casting speed).

Der Negativ Strip wird meist in Prozent einer gesamten Oszillationsperiode angegeben. Der Oszillationskurvenverlauf der Oszillationsgeschwindigkeit ist dabei die Basis und Grundlage für die genannten weiteren Abhängigkeiten und Einstellungen.The negative strip is usually given as a percentage of an entire oscillation period. The course of the oscillation curve of the oscillation speed is the basis for the other dependencies and settings mentioned.

Der verfahrenstechnische Hintergrund für den Verlauf der Oszillationsbewegung ist eine gezielte Reduzierung der Reibung zwischen der Strangschale an den Kupferplatten der Kokille während der Oszillationsbewegung. Die Oszillationsbewegung begünstigt hierbei die Speisung des Spalts zwischen Strang und Kokillenplatten mit Gießpulver, Gießgranulat oder flüssigen Schmiermitteln (z. B. Öl). Die Eigenschaften (u.a. die Viskosität und das Aufschmelzverhalten) des verwendeten Schmiermittels (z. B. Gießpulver) kann daher auch ein ergänzendes Auswahlkriterium für die Wahl der Oszillationskurve und deren Parameter darstellen.The procedural background for the course of the oscillation movement is a targeted reduction of the friction between the strand shell on the copper plates of the mold during the oscillation movement. The oscillation movement favors the feeding of the gap between the strand and mold plates with casting powder, casting granules or liquid lubricants (e.g. oil). The properties (including the viscosity and melting behavior) of the lubricant used (e.g. casting powder) can therefore also be a supplementary selection criterion for the selection of the oscillation curve and its parameters.

Die Hubamplituden der Kokille liegen beispielhaft in einem im typischen Bereich um ± 3 mm (bei Geißgeschwindigkeiten um 1 m/min). Bei einem sinusförmiger periodischen Verlauf der Oszillationskurve wird dabei eine Kokillenhubfrequenz im Bereich bis zu ca. 70 Hüben je Minute je m/min Gießgeschwindigkeit eingestellt.The stroke amplitudes of the mold are, for example, in the typical range around ± 3 mm (at goat speeds around 1 m / min). With a sinusoidal periodic course of the oscillation curve, a mold stroke frequency in the range of up to approx. 70 strokes per minute per m / min casting speed is set.

Aus der WO-2016/162141 A1 ist z.B. Folgendes bekannt: Flüssiges Metall wird in eine Stranggießkokille der Stranggießanlage gegossen. Das flüssige Metall erstarrt an den Seitenwänden der Stranggießkokille zu einer Strangschale. Die Strangschale wird mittels einer Abzugseinrichtung der Stranggießanlage mit oder ohne noch flüssigen Kern in einer Gießrichtung mit einer Gießgeschwindigkeit aus der Stranggießkokille abgezogen. Die Stranggießkokille wird mittels einer Oszillationseinrichtung der Stranggießanlage in der Gießrichtung periodisch bewegt. Die Oszillationseinrichtung wird von einer Steuereinrichtung der Stranggießanlage gesteuert. Die Bewegung der Stranggießkokille ist in einem ersten Zeitabschnitt der Periode eine harmonische Schwingung, der ein Geschwindigkeitsoffset überlagert ist. In einem zweiten Zeitabschnitt der Periode erfolgt die Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit. Als harmonisch wird eine Schwingung bezeichnet, deren Verlauf durch eine Sinusfunktion beschrieben werden kann.From the WO-2016/162141 A1 For example, the following is known: Liquid metal is poured into a continuous casting mold of the continuous casting plant. The liquid metal solidifies on the side walls of the continuous casting mold to form a continuous shell. The continuous shell is withdrawn from the continuous casting mold at a casting speed by means of a withdrawal device of the continuous casting installation with or without a still liquid core. The continuous casting mold is moved periodically in the casting direction by means of an oscillation device of the continuous casting plant. The oscillation device is controlled by a control device of the continuous caster. In a first period of the period, the movement of the continuous casting mold is a harmonic oscillation on which a speed offset is superimposed. In a second period of the period, the movement takes place at constant speed. A vibration is described as harmonic, the course of which can be described by a sine function.

Aus der DE-19742794-A1 ist eine weitere Lösung für die Oszillationsbewegung bekannt. Im Vergleich zu einer einfachen sinusförmigen oder nicht-sinusförmigen Schwingung mit vergleichbarer Frequenz und Amplitude können der Wärmeübergang in der Kokille und damit die Schalenbildung gesteuert und damit die Qualität des Gußproduktes gezielt verbessert werden. Dazu wird vorgeschlagen, dass bei beliebig vorgegebener Strangabzugsgeschwindigkeit die Null-Linie der Kokillenschwingungen relativ zur Lage des Badspiegels während des Gießvorganges nach oben und/oder nach unten bewegt (durch eine zweite überlagerte Schwingung) wird.From the DE-19742794-A1 Another solution to the oscillatory motion is known. In comparison to a simple sinusoidal or non-sinusoidal oscillation with comparable frequency and amplitude, the heat transfer in the mold and thus the shell formation can be controlled and the quality of the cast product can thus be specifically improved. For this purpose, it is proposed that the zero line of the mold vibrations be moved upwards and / or downwards (by a second superimposed vibration) relative to the position of the bath level during the casting process at any given strand withdrawal speed.

In der DE-19854329-A1 wird zusätzlich ein Verfahren zum Oszillieren einer Stranggießkokille mittels variabler Oszillationsparameter beschrieben. Die dort beschriebene Erfindung betrifft ein Verfahren zum Oszillieren einer Stranggießkokille mittels vertikal reziprozierender Bewegungen in Gießrichtung bzw. in Gegenrichtung, wobei Hub und Frequenz der Oszillation nach Maßgabe der Gießgeschwindigkeit einstellbare Parameter sind und bei voreilender Geschwindigkeit der Kokille relativ zum Strang, dem sog. Negativstrip, flüssiges und/oder festes Gießmedium in den Spalt zwischen Kokille und Strang eingezogen wird.In the DE-19854329-A1 In addition, a method for oscillating a continuous casting mold by means of variable oscillation parameters is described. The invention described there relates to a method for oscillating a continuous casting mold by means of vertically reciprocating movements in the casting direction or in the opposite direction, the stroke and frequency of the oscillation being adjustable parameters in accordance with the casting speed and, when the mold is advancing relative to the strand, the so-called negative strip, liquid and / or solid casting medium is drawn into the gap between the mold and the strand.

Die vorbekannten Lösungen weisen folgende Nachteile auf:
Die bisher im Stand der Technik beschriebenen Oszillationskurven (Geschwindigkeitsverläufe) sind oft sinusförmig, besitzen einen sinuiden Charakter, haben einen sinusförmigen Anteil oder sind aufwendig zusammengesetzte Kurvenverläufe über einem zeitlichen Verlauf der Oszillationsbewegung.
The known solutions have the following disadvantages:
The oscillation curves (speed profiles) previously described in the prior art are often sinusoidal, have a sinuous character, have a sinusoidal component or are complex curve profiles over a time profile of the oscillation movement.

Die Generierung eines Oszillationskurvengeschwindigkeitsverlaufes ist mit hohem Aufwand verbunden. Durch spezifisch erstellten Maschinencode können die Geschwindigkeitsverläufe nur eingeschränkt erzeugt werden. Eine Übertragung der Verläufe über Datenträger (von Erstellungssystem zur Steuerung) ist umständlich bzw. zeitintensiv.The generation of an oscillation curve speed curve is associated with great effort. Due to the specifically created machine code, the speed profiles can only be generated to a limited extent. Transferring the processes via data carriers (from the creation system to the control system) is cumbersome or time-consuming.

Da auch sinusförmige Kurvenverläufe die Freiheitsgrade einer Kurvengenerierung einschränken, ist den verfahrenstechnischen Vorgaben mit den bisher im Stand der Technik bekannten Möglichkeiten eine Grenze gesetzt.Since sinusoidal curves also restrict the degrees of freedom of generating a curve, there is a limit to the procedural requirements with the possibilities known to date in the prior art.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Verfahren und Computerprogrammprodukt zum Betreiben einer Oszillationsvorrichtung für eine Stranggießkokille sowie eine bekannte entsprechende Oszillationsvorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass individuelle Oszillations-Geschwindigkeitsverläufe für einen konkreten Anwendungsfall bzw. Gießauftrag vorgegeben und in der Oszillationsvorrichtung umgesetzt werden zu können.The invention is based on the object of developing a known method and computer program product for operating an oscillation device for a continuous casting mold and a known corresponding oscillation device such that individual oscillation speed profiles can be specified for a specific application or casting order and can be implemented in the oscillation device.

Diese Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Dieses ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hubverlauf, mit welchem die Stranggießkokille oszilliert wird, wie folgt ermittelt wird:

  • Vorgeben eines beliebigen Geschwindigkeitsverlaufs für die Oszillation über der Periode;
  • Berechnen der Flächeneinhalte der von dem Geschwindigkeitsverlauf und der x-Achse innerhalb der Periode eingeschlossenen positiven und negativen Teilflächen oberhalb und unterhalb der x-Achse;
  • Prüfen, ob die Flächeninhalte der positiven und negativen Teilflächen gleich groß sind; und
  • falls ja: Ermitteln des Hubverlaufs für die Stranggießkokille durch Integrieren des Geschwindigkeitsverlaufs mit den gleich großen Teilflächen oberhalb und unterhalb der x-Achse über der Periode.
In terms of process engineering, this object is achieved by the method claimed in claim 1. This is characterized in that the stroke course with which the continuous casting mold is oscillated is determined as follows:
  • Specifying any speed curve for the oscillation over the period;
  • Calculating the areas of the positive and negative partial areas enclosed by the speed curve and the x-axis within the period above and below the x-axis;
  • Check whether the areas of the positive and negative sub-areas are the same size; and
  • If yes: Determine the stroke profile for the continuous casting mold by integrating the speed profile with the same sized areas above and below the x-axis over the period.

Das beanspruchte Verfahren bietet den Vorteil, dass beliebige, d. h. frei vorgebbare und frei parametrierbare Geschwindigkeitsverläufe für die Oszillation der Stranggießkokille vorgegeben werden können, wie dies von der Verfahrenstechnik bzw. Metallurgie zunehmend gefordert wird. Diese beanspruchte Vorgabe von beliebigen Geschwindigkeitsverläufen, angepasst für eine konkrete Gießaufgabe bietet folgende Möglichkeiten:

  • den Schmiermitteleinzug zwischen Innenwand der Kokille und sich bildender Schale des Gießstrangs in der Kokille zu verbessern bzw. dort die Reibung zu reduzieren;
  • die Oberflächenqualität eines Gießstrangs durch die Beeinflussung der Oszillationsmarken (dies sind die Abdrücke die durch die Oszillationsbewegung auf der Strangoberfläche entstehen) in ihrer Ausprägung (Tiefe und Verlauf) zu optimieren bzw. zu verbessern; und
  • den Oszillationsgeschwindigkeitsverlauf so zu gestalten, dass eine Anregung von möglichen unerwünschte Resonanzen (insbesondere die Vermeidung von Sinusschwingungen als Anregungsschwingung) bei Einrichtungen in unmittelbarer Nähe der Oszillation (z.B. Kokille, Gießbühne, Strangführung, Segmente) vermieden wird.
The claimed method offers the advantage that any desired, ie freely definable and freely parameterizable, speed profiles can be specified for the oscillation of the continuous casting mold, as is increasingly required by process engineering or metallurgy. This claimed specification of any speed profiles, adapted for a specific casting task, offers the following options:
  • to improve the lubricant intake between the inner wall of the mold and the shell of the casting strand which forms in the mold or to reduce the friction there;
  • to optimize or improve the surface quality of a cast strand by influencing the oscillation marks (these are the impressions that result from the oscillation movement on the strand surface); and
  • to design the oscillation speed curve so that excitation of possible undesirable resonances (in particular the avoidance of sine vibrations as excitation vibrations) is avoided in devices in the immediate vicinity of the oscillation (e.g. mold, casting platform, strand guide, segments).

Der Begriff "x-Achse" meint im Sinne der Erfindung typischerweise eine Zeit- oder Winkel-Achse, d. h. der Geschwindigkeitsverlauf V für die Oszillation wird für die vorliegende Erfindung vorzugsweise in Form eines V(t)- oder V(α)-Verlaufs angegeben. Gleichermaßen wird der Hubverlauf ebenfalls vorzugsweise über der Zeit oder über dem Winkel, weiter vorzugsweise innerhalb einer Periode angegeben. Eine Umrechnung der Abszisse von einer zeitlichen Dimension in eine Winkeldimension, und umgekehrt, ist jederzeit möglich. Das bedeutet, ein Periodendurchlauf einer Oszillationsbewegung entspricht 360° in der Winkeldarstellung und - analog dazu - einer Periodenzeit T in der Zeitdarstellung.The term "x-axis" in the sense of the invention typically means a time or angle axis, i. H. the speed curve V for the oscillation is preferably given in the form of a V (t) or V (α) curve for the present invention. Likewise, the course of the stroke is likewise preferably given over time or over the angle, more preferably within a period. A conversion of the abscissa from a temporal dimension into an angular dimension and vice versa is possible at any time. This means that one cycle of an oscillation movement corresponds to 360 ° in the angle display and - analogously to this - a period time T in the time display.

Der beanspruchte Prüfschritt, in welchem geprüft wird, ob die Flächeninhalt der positiven und negativen Teilflächen des vorgegebenen Geschwindigkeitsverlaufes gleich groß sind, ist deswegen erforderlich, weil nur wenn diese Bedingung erfüllt ist, gewährleistet ist, dass die Kokille durch die Oszillation nicht sukzessive höhenversetzt wird. Umgekehrt hätte dies den Nachteil, dass wenn die Teilflächen unterschiedlich groß sind, dass dann die Kokille durch die Oszillation sukzessive höhenversetzt würde, was nicht gewollt ist.The claimed test step, in which it is checked whether the surface area of the positive and negative sub-areas of the specified speed curve is the same size, is necessary because only if this condition is met can it be ensured that the mold is not successively offset in height by the oscillation. Conversely, this would have the disadvantage that if the partial areas are of different sizes, the mold would then gradually be offset in height by the oscillation, which is not desired.

Der Anspruch 1 betrifft zunächst den Fall, dass der vorgegebene Geschwindigkeitsverlauf von vorneherein in einer solchen Form vorgegeben wird, dass seine Teilflächen oberhalb und unterhalb x-Achse tatsächlich den gleichen Flächeninhalt haben.Claim 1 initially relates to the case where the predetermined speed profile is predetermined from the outset in such a form that its partial areas above and below the x-axis actually have the same area.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird der Fall behandelt, dass bei dem beliebig vorgegebenen Geschwindigkeitsverlauf für die Oszillation die Teilflächen oberhalb der x-Achse tatsächlich nicht gleich sind. In diesem Fall ist eine Korrektur des Geschwindigkeits-Verlaufes erforderlich, wie sie in dem Anspruch 1 beansprucht wird, um die Gleichheit der Teilflächen herzustellen, und um das besagte unerwünschte Höhenversetzen der Kokille durch die Oszillation zu verhindern.According to a first exemplary embodiment, the case is dealt with in that the partial areas above the x-axis are actually not the same in the case of the arbitrarily predetermined speed profile for the oscillation. In this case, a correction of the speed curve is required, as claimed in claim 1, in order to establish the uniformity of the partial surfaces and to prevent said undesirable height shifting of the mold by the oscillation.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Geschwindigkeitsverlauf in Form eines kontinuierlichen Kurvenverlaufs oder in Form von mindestens drei Stützpunkten über einer Periode vorgegeben werden. In letzterem Fall wird der entsprechend vorgegebene Geschwindigkeitsverlauf dann vorzugsweise durch Interpolation, beispielsweise durch lineare Interpolation ermittelt.According to a further exemplary embodiment of the invention, the speed profile can be specified in the form of a continuous curve profile or in the form of at least three support points over a period. In the latter case, the correspondingly predefined speed curve is then preferably determined by interpolation, for example by linear interpolation.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der durch Integration ermittelte Hubverlauf für die Kokille auf eine maximal gewünschte Oszillationsamplitude, beispielsweise angegeben in der Einheit mm umgerechnet, und/oder eine gewünschte Hubfrequenz, d. h. normiert wird.According to a further exemplary embodiment of the invention, it is advantageous if the stroke profile determined by integration for the mold is converted to a maximum desired oscillation amplitude, for example specified in the unit mm, and / or a desired stroke frequency, ie. H. is standardized.

Vorzugsweise enthält der vorgegebene Geschwindigkeitsverlauf für die Oszillation auch einen Bereich bzw. ein Zeitintervall, in welchem die Oszillationsgeschwindigkeit in Gießrichtung größer ist als die Gießgeschwindigkeit. Dieser Bereich ist dann der Bereich des "negativen Strips", wie er oben im Stand der Technik mit zugehörigen Vorteilen beschrieben ist.The predetermined speed profile for the oscillation preferably also contains a range or a time interval in which the oscillation speed in the casting direction is greater than the casting speed. This area is then the area of the “negative strip” as described above with associated advantages in the prior art.

Der vorgegebene Geschwindigkeitsverlauf kann auch insofern beliebig sein, als dass er nicht nur einen, sondern eine Mehrzahl von Nulldurchgängen, nicht nur ein absolutes, sondern auch zusätzlich noch zumindest ein lokales Maximum und/oder nicht nur ein absolutes Minimum, sondern darüber hinaus auch noch beispielsweise mindestens ein lokales Minimum aufweist.The predefined speed curve can also be arbitrary in that it not only has one, but a plurality of zero crossings, not only an absolute maximum but also at least one local maximum and / or not only an absolute minimum, but also, for example, at least one local minimum.

Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 8 sowie eine Oszillationsvorrichtung gemäß Anspruch 9 gelöst. Die Vorteile dieser beiden Lösungen entsprechen den oben mit Bezug auf das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen.The above-mentioned object is further achieved by a computer program product according to claim 8 and an oscillation device according to claim 9. The advantages of these two solutions correspond to the advantages mentioned above with regard to the claimed method.

Die beanspruchte Oszillationsvorrichtung weist vorzugsweise eine Eingabeeinrichtung auf zum manuellen Vorgeben des beliebigen Geschwindigkeitsverlaufes in Form von mindestens drei Stützpunkten über einer Periode. Zu diesem Zweck besitzt die Eingabevorrichtung vorzugsweise eine Anzeigevorrichtung, welche die Möglichkeit bietet, den Geschwindigkeitsverlauf bzw. die den Geschwindigkeitsverlauf repräsentierenden Stützpunkte grafisch vorgeben zu können und auch eine Interpolation der Stützpunkte zu dem Geschwindigkeitsverlauf für eine Bedienperson grafisch darzustellen. Neben dem vorgegebenen Geschwindigkeitsverlauf zeigt die Anzeigevorrichtung vorzugsweise weiterhin auch den zum Ausgleich der positiven und negativen Teilflächen verschobenen Geschwindigkeitsverlauf und/oder den letztendlich berechneten Hubverlauf zumindest während einer Periode für die Bedienperson an. Alternativ oder zusätzlich zu der manuellen Eingabemöglichkeit kann die Oszillationsvorrichtung auch über eine Datenschnittstelle verfügen zur Vorgabe des Geschwindigkeitsverlaufs z. B. per Speicherstick oder Netzwerkschnittstelle.The claimed oscillation device preferably has an input device for manually specifying any speed curve in the form of at least three support points over a period. For this purpose, the input device preferably has a display device which offers the possibility of graphically specifying the speed curve or the reference points representing the speed profile and also graphically representing an interpolation of the reference points to the speed profile for an operator. In addition to the predetermined speed profile, the display device preferably also shows the speed profile shifted to compensate for the positive and negative partial areas and / or the stroke profile ultimately calculated for the operator at least during one period. Alternatively or in addition to the manual input option, the oscillation device can also have a data interface for specifying the speed profile, e.g. B. via memory stick or network interface.

Der Beschreibung sind insgesamt 5 Figuren beigefügt, wobei

Figur 1
die erfindungsgemäße Oszillationseinrichtung;
Figuren 2a und 2b
das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Oszillationsvorrichtung;
Figur 3
die Vorgabe des Geschwindigkeitsverlaufes in Form von Stützpunkten;
Figur 4
mögliche verschiedenartige vorgebbare Geschwindig-keitsverläufe pro Periode; und
Figur 5
die Interpolation des Geschwindigkeitsverlaufs und den "Negativ Strip"
veranschaulicht.A total of 5 figures are attached to the description
Figure 1
the oscillation device according to the invention;
Figures 2a and 2b
the inventive method for operating the oscillation device;
Figure 3
the specification of the speed curve in the form of bases;
Figure 4
possible different predefinable speed profiles per period; and
Figure 5
the interpolation of the speed curve and the "negative strip"
illustrated.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.The invention is described in detail below with reference to the figures mentioned in the form of exemplary embodiments. The same technical elements are denoted by the same reference symbols in all the figures.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Oszillationsvorrichtung 100. Diese Oszillationsvorrichtung 100 dient zum Oszillieren einer Stranggießkokille 210 einer Stranggießanlage 200. Neben der Stranggießkokille 210 umfasst die Stranggießanlage 200 im Wesentlichen noch eine der Stranggießkokille 210 in Gießrichtung R nachgelagerte Strangführungseinrichtung 220. Figure 1 shows the oscillation device 100 according to the invention. This oscillation device 100 is used to oscillate a continuous casting mold 210 of a continuous casting plant 200. In addition to the continuous casting mold 210, the continuous casting plant 200 essentially also comprises a strand guide device 220 downstream of the continuous casting mold 210 in the casting direction R.

Die Kokille 210 wird insbesondere während eines Gießvorgangs zum Erzeugen des Gießstrangs 300 mit Hilfe der Oszillationseinrichtung 100 in Oszillation, d. h. in Schwingungen in und entgegen der Gießrichtung R versetzt. Diese Oszillationsrichtung ist in Figur 1 mit dem vertikalen Doppelpfeil neben der Kokille 210 veranschaulicht. Im Gießbetrieb wird die Kokille 210 mit einer Metallschmelze befüllt. Innerhalb der Kokille 210 erstarrt die Schmelze an den gekühlten Wänden der Kokille und es bildet sich ein Gießstrang 300 mit zunächst noch flüssigem Kern aus. Dieser Gießstrang wird aus der Kokille nach unten herausgezogen und mit Hilfe der Strangführungseinrichtung 220 aus der Vertikalen in die Horizontale umgelenkt. Die Oszillation der Kokille dient zum Reduzieren der Reibung zwischen dem Gießstrang und den Wänden der Kokille.The mold 210 is set in oscillation, that is to say in oscillations in and against the casting direction R, in particular during a casting process for producing the casting strand 300 with the aid of the oscillation device 100. This direction of oscillation is in Figure 1 illustrated with the vertical double arrow next to the mold 210. In the casting operation, the mold 210 is filled with a molten metal. Inside the mold 210, the melt solidifies on the cooled walls of the mold and a casting strand 300 is formed with an initially still liquid core. This casting strand is pulled out of the mold and down deflected from the vertical into the horizontal with the aid of the strand guide device 220. The oscillation of the mold serves to reduce the friction between the casting strand and the walls of the mold.

Die Oszillationsvorrichtung umfasst mindestens ein, typischerweise 2 Anstellelemente, beispielsweise in Form von Hydraulikzylindern oder elektromechanischen Hubelementen zum Oszillieren der Stranggießkokille. Diese Anstellelemente 110 werden mit Hilfe einer Steuereinrichtung 120 über ein Stellsignal S derart angesteuert, dass sich ein durch das Stellsignal repräsentierter Hubverlauf für die Oszillation der Kokille 210 einstellt.The oscillation device comprises at least one, typically 2 adjusting elements, for example in the form of hydraulic cylinders or electromechanical lifting elements for oscillating the continuous casting mold. These adjusting elements 110 are controlled with the aid of a control device 120 via an actuating signal S such that a stroke curve for the oscillation of the mold 210, which is represented by the actuating signal, is established.

Dieser Hubverlauf wird erfindungsgemäß im Vorfeld der Oszillation aus einem beliebig bzw. frei vorgegebenen (Oszillations-)Geschwindigkeitsverlauf für die Oszillation von einer Berechnungseinrichtung 130 berechnet.According to the invention, this stroke profile is calculated in advance of the oscillation by a calculation device 130 from an arbitrarily or freely predetermined (oscillation) speed profile for the oscillation.

Für diese Ermittlung bzw. Berechnung des Hubverlaufes sieht das erfindungsgemäße Verfahren die in den Figuren 2a und 2b dargestellte Schrittabfolge vor.For this determination or calculation of the stroke profile, the method according to the invention sees the in the Figures 2a and 2 B shown sequence of steps.

Verfahrensschritt 1:Process step 1:

Zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst ein gewünschter Geschwindigkeitsverlauf für die Oszillation der Kokille vorgegeben, sei es als kontinuierlicher Kurvenzug oder in Form von zumindest drei Stützpunkten pro Periode. Die Betrachtung einer Periode ist ausreichend, weil die Oszillation, wie der Name schon impliziert, periodisch erfolgt.At the beginning of the method according to the invention, a desired speed profile for the oscillation of the mold is first specified, be it as a continuous curve or in the form of at least three support points per period. Considering a period is sufficient because, as the name implies, the oscillation is periodic.

Die Vorgabe der Stützpunkte kann in tabellarischer Form erfolgen, wie dies in der Tabelle in Figur 2a neben Schritt 1 veranschaulicht ist.The base points can be specified in a table, as shown in the table in Figure 2a next to step 1 is illustrated.

Verfahrensschritt 2:Process step 2:

Dieser Verfahrensschritt sieht vor, dass im Falle einer Vorgabe des Geschwindigkeitsverlaufes zunächst nur in Form von Stützpunkten, diese Stützpunkte zu einem durchgehenden Kurvenzug interpoliert werden. Diese Interpolation kann beispielsweise linear erfolgen, wie dies in Figur 2a in der graphischen Darstellung neben dem Verfahrensschritt 2 veranschaulicht ist.This procedural step provides that if the speed curve is initially specified only in the form of support points, these support points are interpolated to form a continuous curve. This interpolation can, for example, be linear, as shown in Figure 2a is illustrated in the graphic representation next to method step 2.

Über die variabel setzbaren Stützpunkte von gewünschten Oszillationsgeschwindigkeiten und den jeweils zugehörigen Winkeln kann nun ein Grundkurvenprofil einer Oszillationsperiode frei z.B. in Tabellenform eingegeben werden. Alternativ ist eine grafische Eingabe möglich. Die Stützpunkte werden (prorammtechnisch automatisch) dann über eine lineare Punktverbindung miteinander verbunden, d. h. interpoliert.A basic curve profile of an oscillation period can now be freely set, e.g. via the variably settable reference points of the desired oscillation speeds and the respectively associated angles. can be entered in tabular form. Alternatively, a graphical entry is possible. The base points are then connected to each other (programmatically automatically) via a linear point connection. H. interpolated.

Die Verbindung zwischen zwei Geschwindigkeitspunkten, jeweils bestehend aus den Koordinaten Geschwindigkeit und Winkel bzw. Zeit ergeben dann eine lineare Funktion (im Koordinatensystem) für einen Teilabschnitt zwischen zwei Winkeln (oder Stützpunkten) des Geschwindigkeitsverlaufes der Oszillation.The connection between two speed points, each consisting of the coordinates speed and angle or time, then results in a linear function (in the coordinate system) for a section between two angles (or reference points) of the speed curve of the oscillation.

Eine lineare Funktion wird in der Mathematik in diesem Fall als lineare Normalfunktion bezeichnet entspricht daher folgendem Formelgrundsatz: f x = mx + n

Figure imgb0001

  • f(x) = Funktionsverlauf in Abhängigkeit von x
  • m = Steigung der linearen Funktion
  • x = Variable
  • n = Konstante
entspricht f α = v 3 v 2 / α 3 α 2 α + V c 1
Figure imgb0002
für die Beispielstützpunkte 2 und 3, siehe Figur 3. Für Figur 3 gilt folgende Legende:
V
= Oszillationsgeschwindigkeit
t
= Zeit
T
= Periodenzeit einer Schwingung, Oszillationsperiode
T1
= Oszillationskurvenanteil entgegen der Gießgeschwindigkeitsrichtung
T2
= Oszillationskurvenanteil in Gießgeschwindigkeitsrechnung
1/2T
= Halbe Periodenzeit
A1
= Flächenanteil (integrierter Weg, Aufwärtsbewegung)
A2
= Flächenanteil (integrierter Weg, Aufwärtsbewegung
(1)
= Stützpunkt (Geschwindigkeit und Zeit)
VG
= Gießgeschwindigkeitsrichtung
In this case, a linear function is referred to in mathematics as a linear normal function and therefore corresponds to the following formula: f x = mx + n
Figure imgb0001
  • f (x) = function course depending on x
  • m = slope of the linear function
  • x = variable
  • n = constant
corresponds f α = v 3rd - v 2nd / α 3rd - α 2nd α + V c 1
Figure imgb0002
for sample bases 2 and 3, see Figure 3 . For Figure 3 the following legend applies:
V
= Oscillation speed
t
= Time
T
= Period time of an oscillation, oscillation period
T 1
= Part of the oscillation curve against the casting speed direction
T 2
= Part of the oscillation curve in the casting speed calculation
1 / 2T
= Half period time
A 1
= Area share (integrated path, upward movement)
A 2
= Area share (integrated path, upward movement
(1)
= Base (speed and time)
V G
= Casting speed direction

Der Anfangs- und der Endpunkt (0 und 360 Grad) sind als feste erforderliche Winkeleingabe gesetzt. Der Wert der Oszillationsgeschwindigkeiten für alle gesetzten Winkelpunkte ist praxisbezogen beispielsweise in mm/s einzugeben. Der Bediener kann hier einen relativen Bezug herstellen und somit seine Vorstellung über den Charakter bzw. das zu erstellende Profil der Oszillationskurve einfach herstellen.The start and end points (0 and 360 degrees) are set as a fixed required angle input. The value of the oscillation speeds for all set angular points has to be entered in mm / s, for example. The operator can make a relative reference here and thus easily create his idea of the character or the profile of the oscillation curve to be created.

Die einzelnen Stützpunkte werden nach der Eingabe in die Oszillationsvorrichtung automatisch miteinander verbunden. Der hierdurch entstandene gesamte Kurvenzug (Polygonzug) eines Geschwindigkeitsverlaufes besteht hiermit aus einer geschlossenen Zusammensetzung von linearen Teilfunktionen.The individual support points are automatically connected to one another after input into the oscillation device. The resulting complete curve (polygon) of a speed curve hereby consists of a closed combination of linear sub-functions.

Selbstverständlich ist neben der linearen Interpolation auch jede andere Art der Interpolation zwischen den Stützpunkten von der vorliegenden Erfindung mit umfasst.Of course, in addition to linear interpolation, any other type of interpolation between the support points is also included in the present invention.

Diese besagte Interpolation der Stützpunkte und damit auch Schritt 2 ist entbehrlich, wenn der Geschwindigkeitsverlauf sofort in Form eines kontinuierlichen Geschwindigkeitsverlaufes vorgegeben wird.This said interpolation of the interpolation points and thus also step 2 is unnecessary if the speed curve is given immediately in the form of a continuous speed curve.

Der vorgegebene Geschwindigkeitsverlauf bzw. der gemäß Verfahrensschritt 2 durch Interpolation ermittelte Geschwindigkeitsverlauf muss keineswegs sinusförmig sein, sondern kann auch die in Figur 4 lediglich beispielhaft gezeigten Verläufe annehmen. So zeigt die linke Abbildung in Figur 4 beispielsweise eine Oszillationskurve mit 2 0-Durchgängen innerhalb einer Oszillationsperiode. Die rechte Abbildung in Figur 4 zeigt dagegen eine Oszillationskurve mit einer Mehrzahl von hier beispielsweise drei, Minima pro Periode.The predefined speed profile or the speed profile determined by interpolation according to method step 2 need not be sinusoidal, but can also be the in Figure 4 only accept the courses shown as examples. So the left picture shows in Figure 4 for example, an oscillation curve with 2 0 passes within an oscillation period. The right figure in Figure 4 on the other hand shows an oscillation curve with a plurality of here, for example three, minima per period.

Die linke Abbildung in Figur 5 veranschaulicht nochmals die in Verfahrensschritt 2 durchgeführte lineare Interpolation zwischen zwei vorgegebenen Stützpunkten. Der Kurvenverlauf zwischen zwei Stützpunkten entspricht einer linearen Normalfunktion. Für Figur 5, linke Abbildung gilt: f x = mx + n

Figure imgb0003
entspricht f a = v 3 v 2 / a 3 a 2 a + V c 1
Figure imgb0004
The left figure in Figure 5 once again illustrates the linear interpolation carried out in method step 2 between two predetermined interpolation points. The course of the curve between two support points corresponds to a linear normal function. For Figure 5 , left figure applies: f x = mx + n
Figure imgb0003
corresponds f a = v 3rd - v 2nd / a 3rd - a 2nd a + V c 1
Figure imgb0004

Die rechte Abbildung in Figur 5 veranschaulicht ein Beispiel für einen aus der Interpolation resultierenden vorgegebenen Geschwindigkeitsverlauf über der Zeit, wobei - bei Auftragung der Gießgeschwindigkeit VG in negativer Richtung erkennbar ist, dass dieser Geschwindigkeitsverlauf während eines Zeitintervalls Tn einen Betrag der Geschwindigkeit aufweist, der größer als die Gießgeschwindigkeit ist. Dieser Zeitbereich bzw. dieses Zeitintervall Tn repräsentiert die sogenannte "negative strip"-Zeit, wie sie mit ihren Vorteilen im einleitenden Teil der Beschreibung beschrieben ist. Für die in der rechten Abbildung von Figur 5 gezeigte generierte Oszillationskurve mit Darstellung des Negativ Strip Bereiches gilt folgende Legende: T n % = T n / T

Figure imgb0005

Tn
= Negativ Strip Zeit
T
= gesamte Periodenzeit
V
= Oszillationsgeschwindigkeit
t
= Oszillationszeit
VG
= Gießgeschwindigkeit
f
= Oszillationsfrequenz
The right figure in Figure 5 illustrates an example of a predetermined speed curve over time resulting from the interpolation, wherein - at Plotting the casting speed V G in the negative direction shows that this speed profile has an amount of speed during a time interval T n that is greater than the casting speed. This time range or this time interval T n represents the so-called “negative strip” time, as described with its advantages in the introductory part of the description. For those in the figure on the right Figure 5 The following generated legend shows the generated oscillation curve with representation of the negative strip area: T n % = T n / T
Figure imgb0005
T n
= Negative strip time
T
= total period time
V
= Oscillation speed
t
= Oscillation time
V G
= Casting speed
f
= Oscillation frequency

Verfahrensschritt 3:Process step 3:

Gemäß Figur 2a sieht dieser Verfahrensschritt 3 vor, dass zunächst die Inhalte der Teilflächen A1, A2 oberhalb und unterhalb der x-Achse berechnet werden, die von dem in Verfahrensschritt 2 berechneten Geschwindigkeitsverlauf eingeschlossen bzw. umhüllt werden. Dies erfolgt mit einer erfindungsgemäßen Berechnungseinrichtung 130 innerhalb oder außerhalb der Oszillationsvorrichtung 100. Die so ermittelten positiven (oberhalb der x-Achse) und negativen (unterhalb der x-Achse) liegenden Teilflächen A1, A2 werden bezüglich ihrer Flächeninhalte miteinander verglichen. Eine automatische Prüfung innerhalb der Berechnungseinrichtung erzeugt bei einer festgestellten Nicht-Gleichheit der Flächen eine entsprechende Korrektur bzw. bietet der Bedienperson der Oszillationsvorrichtung eine Möglichkeit zur Korrektur an.According to Figure 2a This method step 3 provides that the contents of the partial areas A1, A2 above and below the x-axis are first calculated, which are enclosed or enveloped by the speed curve calculated in method step 2. This is done with a calculation device 130 according to the invention inside or outside the oscillation device 100. The positive (above the x-axis) and negative (below the x-axis) partial areas A1, A2 determined in this way become compared with each other in terms of their area. An automatic check within the calculation device generates a corresponding correction if the areas are not identical or offers the operator of the oscillation device a possibility for correction.

Verfahrensschritt 4:Process step 4:

Damit der gewünschte Kurvenverlauf bzw. der Charakter der eingegebenen Kurve erhalten bleibt, wird zur Angleichung der Flächeninhalte der Teilflächen eine Parallelverschiebung des vorgegebenen Geschwindigkeitsverlaufes entlang der Ordinate solange durchgeführt, bis die Flächeninhalt der Teilflächen oberhalb und unterhalb der Abszisse gleich sind; siehe Verfahrensschritt 4 in Figur 2b. Diese Angleichung der Flächeninhalte der Teilflächen im Geschwindigkeitsverlauf ist bei der vorliegenden Erfindung erforderlich, damit bei einer später erfolgenden Umrechnung des Geschwindigkeitsverlaufes in den Hubverlauf für die Oszillationsvorrichtung gleiche Amplituden bei Oszillation in und entgegen der Gießrichtung einstellbar sind. Wenn die positive und die negative Amplitude bei der Oszillation nicht gleich wären, hätte dies den Nachteil, dass die Kokille durch die der Oszillation sukzessive höhenversetzt würde, was nicht gewollt ist.So that the desired curve shape or the character of the curve entered is retained, a parallel shift of the predetermined speed curve along the ordinate is carried out in order to approximate the area of the partial areas until the area of the partial areas above and below the abscissa are the same; see process step 4 in Figure 2b . This adjustment of the surface areas of the partial areas in the speed curve is necessary in the present invention, so that when the speed curve is subsequently converted into the stroke curve, the same amplitudes for oscillation in and against the casting direction can be set for the oscillation device. If the positive and negative amplitudes were not the same in the oscillation, this would have the disadvantage that the mold would be successively offset in height by the oscillation, which is not wanted.

Verfahrensschritt 5:Process step 5:

Der zuvor ermittelte Geschwindigkeitsverlauf mit den gleichgroßen Teilflächen oberhalb und unterhalb der x-Achse pro Periode wird gemäß Verfahrensschritt 5 in einen Hubverlauf für die Oszillation aufintegriert. Bei der Integration kann es sich beispielsweise um eine nummerische Integration handeln. Der Hubverlauf kann auf diese Weise über einem Winkel oder über der Zeit als Oszillationsperiode berechnet werden.The previously determined speed curve with the same-sized partial areas above and below the x-axis per period is integrated into a stroke curve for the oscillation according to method step 5. The integration can be, for example, a numerical integration. In this way, the course of the stroke can be calculated as an oscillation period over an angle or over time.

Verfahrensschritt 6:Process step 6:

Nach der Integration des Geschwindigkeitsverlaufes erfolgt eine Normierung des Hubverlaufes insbesondere auf eine gewünschte maximale Hubamplitude, z. B. in Höhe von +/- 2mm und/oder eine gewünschte Hubfrequenz.After the integration of the speed curve, the stroke curve is normalized in particular to a desired maximum stroke amplitude, e.g. B. in the amount of +/- 2mm and / or a desired stroke frequency.

Der so ermittelte Hubverlauf kann vor Beginn oder während einer Oszillation im laufenden Gießbetrieb in die Oszillationsvorrichtung eingegeben und von der Oszillationsvorrichtung umgesetzt werden. Falls gewünscht, kann eine Umschaltung des vorherigen auf einen neuen Hubverlauf auch während einer laufenden Oszillation erfolgen.The stroke curve determined in this way can be entered into the oscillation device before the start of or during an oscillation during the ongoing casting operation and can be implemented by the oscillation device. If desired, the previous stroke can also be switched to a new stroke while the oscillation is running.

BezugszeichenlisteReference list

100100
OszillationsvorrichtungOscillation device
110110
AnstellelementAdjusting element
120120
SteuereinrichtungControl device
130130
BerechnungseinrichtungCalculation device
140140
EingabevorrichtungInput device
142142
AnzeigevorrichtungDisplay device
200200
StranggießanlageContinuous caster
210210
Oszillationseinrichtung mit KokilleOscillation device with mold
220220
StrangführungStrand guide
300300
GießstrangCasting strand
RR
GießrichtungPouring direction
SS
StellsignalControl signal
VG V G
GießgeschwindigkeitCasting speed

Claims (14)

Verfahren zum Betreiben einer Oszillationsvorrichtung (100) für eine Stranggießkokille (210) zum Erzeugen eines Gießstrangs (300); vorzugsweise aus Metall, aufweisend folgende Schritte: Oszillieren der Stranggießkokille (210) mit einem Hubverlauf über mindestens einer Periode; dadurch gekennzeichnet, dass der Hubverlauf wie folgt ermittelt wird: - Vorgeben eines beliebigen periodischen Geschwindigkeitsverlaufs für die Oszillation über der Periode; - Berechnen der Flächeneinhalte der von dem Geschwindigkeitsverlauf und der x-Achse innerhalb der Periode eingeschlossenen positiven und negativen Teilflächen oberhalb und unterhalb der x-Achse; - Prüfen, ob die Flächeninhalte der positiven und negativen Teilflächen gleich groß sind; und - falls ja:
Ermitteln des Hubverlaufs für die Stranggießkokille durch Integrieren des Geschwindigkeitsverlaufs mit den gleich großen Teilflächen oberhalb und unterhalb der x-Achse über der Periode.
Method for operating an oscillation device (100) for a continuous casting mold (210) for producing a casting strand (300); preferably made of metal, comprising the following steps: Oscillating the continuous casting mold (210) with a stroke profile over at least one period; characterized, that the stroke course is determined as follows: - Specifying any periodic speed curve for the oscillation over the period; - Calculating the area of the positive and negative partial areas enclosed by the speed curve and the x-axis within the period above and below the x-axis; - Check whether the areas of the positive and negative sub-areas are the same size; and - if so:
Determine the stroke profile for the continuous casting mold by integrating the speed profile with the same sized partial areas above and below the x-axis over the period.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass - falls bei dem Prüfen eine Abweichung zwischen der Größe der positiven und der negativen Teilfläche pro Periode festgestellt wird - vor dem Ermitteln des Hubverlaufs folgender Zwischenschritt ausgeführt wird: - Verschieben des vorgegebenen Geschwindigkeitsverlaufes so, dass ein verschobener Geschwindigkeitsverlauf entsteht, bei welchem die von dem verschobenen Geschwindigkeitsverlauf und der x-Achse innerhalb der Periode eingeschlossenen positiven und negativen Teilflächen oberhalb und unterhalb der x-Achse jeweils gleich groß werden; und
dass bei der Ermittlung des Hubverlaufs der verschobene Geschwindigkeitsverlauf als der Geschwindigkeitsverlauf mit den gleich großen Teilflächen verwendet wird.
Method according to claim 1,
characterized,
that - if a deviation between the size of the positive and the negative partial area per period is determined during the check - the following intermediate step is carried out before the stroke course is determined: - Shifting the predetermined speed curve so that a shifted speed curve is created, in which the shifted speed curve and the x-axis within the Period included positive and negative partial areas above and below the x-axis are each the same size; and
that when the stroke profile is determined, the shifted speed profile is used as the speed profile with the partial areas of the same size.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Geschwindigkeitsverlauf in Form eines kontinuierlichen Kurvenverlaufs oder in Form von mindestens drei Stützpunkten über der Periode vorgegeben wird.
Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the speed curve is specified in the form of a continuous curve or in the form of at least three support points over the period.
Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stützpunkte zu dem Geschwindigkeitsverlauf interpoliert werden.
Method according to claim 3,
characterized,
that the interpolation points are interpolated to the speed curve.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der durch Integration ermittelte Hubverlauf auf eine maximal gewünschte Oszillations-Amplitude normiert wird.
Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the stroke curve determined by integration is normalized to a maximum desired oscillation amplitude.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Geschwindigkeitsverlauf für die Oszillation derart vorgegeben wird, dass die Geschwindigkeit in Gießrichtung während eines Zeitintervalls größer als die Gießgeschwindigkeit ist.
Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the speed curve for the oscillation is specified such that the speed in the casting direction is greater than the casting speed during a time interval.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der vorgegebene Geschwindigkeitsverlauf für die Oszillation eine Mehrzahl von Nulldurchgängen, zumindest ein lokales Maximum und/oder zumindest ein lokales Minimum aufweist.
Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the given speed curve for the oscillation is a A plurality of zero crossings, at least one local maximum and / or at least one local minimum.
Computerprogrammprodukt, welches direkt in den Speicher eines Computers geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte aufweist, mit denen die Schritte gemäß einem der vorangegangenen Verfahrensansprüche ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft.Computer program product which can be loaded directly into the memory of a computer and has software code sections with which the steps according to one of the preceding method claims are carried out when the computer program product runs on a computer. Oszillationsvorrichtung (100) für eine Stranggießkokille (210) zum Erzeugen eines Gießstrangs (300), mit
mindestens einem Anstellelement (110) zum Oszillieren der Stranggießkokille (210); und
einer Steuereinrichtung (120) zum Ansteuern des Anstellelementes (110) mit einem Stellsignal (S), welches einen Hubverlauf für das Oszillieren über einer Periode repräsentiert;
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinrichtung (120) ausgebildet ist, die Oszillationsvorrichtung (100) gemäß dem Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1-7 zu betreiben.
Oscillation device (100) for a continuous casting mold (210) for producing a casting strand (300), with
at least one adjusting element (110) for oscillating the continuous casting mold (210); and
a control device (120) for actuating the adjusting element (110) with an actuating signal (S) which represents a stroke profile for oscillating over a period;
characterized,
that the control device (120) is designed to operate the oscillation device (100) according to the method according to one of the preceding claims 1-7.
Oszillationsvorrichtung nach Anspruch 9,
gekennzeichnet durch
eine Berechnungseinrichtung (130), welche ausgebildet ist, den Hubverlauf wie folgt zu ermitteln: - Berechnen der Flächeneinhalte der von dem Geschwindigkeitsverlauf und der x-Achse innerhalb der Periode eingeschlossenen positiven und negativen Teilflächen oberhalb und unterhalb der x-Achse; - Prüfen, ob die Flächeninhalte der positiven und negativen Teilflächen gleich groß sind; und - falls ja: Ermitteln des Hubverlaufs für die Stranggießkokille durch Integrieren des Geschwindigkeitsverlaufs mit den gleich großen Teilflächen oberhalb und unterhalb der x-Achse über der Periode; und wobei die Berechnungseinrichtung (130) weiterhin ausgebildet ist, den ermittelten Hubverlauf an die Steuereinrichtung zu übermitteln.
Oscillating device according to claim 9,
marked by
a calculation device (130) which is designed to determine the stroke profile as follows: - Calculating the area of the positive and negative partial areas enclosed by the speed curve and the x-axis within the period above and below the x-axis; - Check whether the areas of the positive and negative sub-areas are the same size; and - if yes: determining the stroke profile for the continuous casting mold by integrating the speed profile with the same-sized partial areas above and below the x-axis over the period; and wherein the calculation device (130) is further configured to transmit the determined stroke profile to the control device.
Oszillationsvorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Berechnungseinrichtung (130) weiterhin ausgebildet, vor der Ermittlung des Hubverlaufs folgenden Zwischenschritt auszuführen, falls bei dem Prüfen eine Abweichung der positiven Teilflächeninhalte von den negativen Teilflächeninhalten festgestellt wird: - Verschieben des vorgegebenen Geschwindigkeitsverlaufs für die Oszillation über der Periode so, dass ein verschobener Geschwindigkeitsverlauf entsteht, bei welchem die von dem verschobenen Geschwindigkeitsverlauf und der x-Achse innerhalb der Periode eingeschlossenen positiven und negativen Teilflächen oberhalb und unterhalb der x-Achse jeweils gleich groß werden; und - Ermitteln des Hubverlaufs für die Stranggießkokille (210) durch Integrieren des verschobenen Geschwindigkeitsverlaufs als dem Geschwindigkeitsverlauf mit den gleich großen Teilflächen über der Periode.
Oscillating device according to claim 10,
characterized,
that the calculation device (130) is further designed to carry out the following intermediate step before determining the stroke profile if a deviation of the positive partial area contents from the negative partial area contents is determined during the test: - Shifting the predetermined speed curve for the oscillation over the period in such a way that a shifted speed curve arises in which the positive and negative partial areas enclosed by the shifted speed curve and the x-axis within the period become the same size above and below the x-axis ; and - Determining the stroke curve for the continuous casting mold (210) by integrating the shifted speed curve as the speed curve with the partial areas of the same size over the period.
Oszillationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Berechnungseinrichtung (130) ausgebildet ist, den vorgegebenen Geschwindigkeitsverlauf zu interpolieren, wenn dieser nur in Form von mindestens drei Stützpunkten über der Periode vorgegeben ist.
Oscillating device according to one of claims 9 to 11,
characterized,
that the calculation device (130) is designed to interpolate the specified speed profile if this is only specified in the form of at least three interpolation points over the period.
Oszillationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
gekennzeichnet durch
eine Eingabeeinrichtung (140) zum Vorgeben bzw. Eingeben des beliebigen Geschwindigkeitsverlaufs, in Form von mindestens drei Stützpunkten pro Periode.
Oscillating device according to one of claims 10 to 12,
marked by
an input device (140) for specifying or inputting the arbitrary speed profile, in the form of at least three support points per period.
Oszillationsvorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Eingabevorrichtung (140) eine Anzeigevorrichtung (142) zugeordnet ist zum graphischen Darstellen des vorgegebenen Geschwindigkeitsverlaufs, des verschobenen Geschwindigkeitsverlaufs und/oder des berechneten Hubverlaufs zumindest während einer Periode.
Oscillating device according to claim 11,
characterized,
that the input device (140) is assigned a display device (142) for graphically displaying the predetermined speed curve, the shifted speed curve and / or the calculated stroke curve at least during one period.
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