EP3907019A1

EP3907019A1 - Fördern von giesspulver in eine kokille

Info

Publication number: EP3907019A1
Application number: EP20173002.5A
Authority: EP
Inventors: Bernhard Fellinger; Andrea Pühringer; Peter Paul WIMMER
Original assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Current assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date: 2020-05-05
Filing date: 2020-05-05
Publication date: 2021-11-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) und ein Verfahren zum Fördern von Gießpulver in eine Kokille (3) einer Stranggießanlage. Die Vorrichtung (1) umfasst ein Gießpulverreservoir (5) für auszugebendes Gießpulver, eine Zwischenspeichereinheit (9) zum Zwischenspeichern von Gießpulver, wenigstens eine Sensoreinheit (11, 12) zum Erfassen einer Gießpulvermenge von aktuell in der Zwischenspeichereinheit (9) gespeichertem Gießpulver, eine Zellenradschleuse (13) zum Weiterleiten von Gießpulver aus der Zwischenspeichereinheit (9), eine erste pneumatische Fördereinrichtung (7) zum Fördern von Gießpulver aus dem Gießpulverreservoir (5) zu der Zwischenspeichereinheit (9) und eine zweite pneumatische Fördereinrichtung (15) zum Fördern von Gießpulver von der Zellenradschleuse (13) in die Kokille (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Fördern von Gießpulver in eine Kokille einer Stranggießanlage.
In Stranggießanlagen wird eine metallische Schmelze in eine gekühlte Kokille, in der die Erstarrung der Schmelze beginnt, gefördert. Innerhalb der Kokille erstarren Oberflächenbereiche der Schmelze zu einer so genannten Strangschale, die einen noch flüssigen Metallkern umschließt. Aus der Kokille wird ein die Strangschale aufweisender metallischer Strang ausgegeben, der danach weiter abgekühlt wird.
Auf die Schmelze in der Kokille wird in der Regel ein Gießpulver gegeben, das die Oberfläche der Schmelze vor Oxidation schützt sowie als Schmiermittel für eine bessere Gleitfähigkeit der Strangschale an den Kokillenwänden und einer gleichmäßigen Wärmeabfuhr dient. Das Gießpulver wird mit einer bestimmten Schichtdicke, beispielsweise einer Schichtdicke von etwa 2 cm bis 5 cm, auf die Schmelze aufgegeben. Sowohl das Überschreiten als auch das Unterschreiten dieser Schichtdicke während des Gießbetriebs hat einen negativen Einfluss auf die Qualität des produzierten Strangs beziehungsweise auf die Prozessstabilität. Es ist daher wichtig, diese Schichtdicke, auch bei variierenden Prozessparametern wie beispielsweise bei variierender Gießgeschwindigkeit, in geeigneten Grenzen konstant zu halten und das Gießpulver zeitlich kontinuierlich und räumlich gleichmäßig über den Kokillenquerschnitt verteilt aufzutragen.
JP H01 215 449 A offenbart ein pneumatisches Gießpulvertransportsystem mit einer gravimetrischen Erfassung einer geförderten Gießpulvermenge in einem Zwischenbehälter.
CN 208879654 U offenbart ein Aufgabesystem für Gießpulver, bei dem das Gießpulver zunächst aus einem Vorratsbehälter unter Zuhilfenahme einer Wiegezelle mittels eines pneumatischen Fördersystems in einen Zwischenbehälter gefördert wird. Über eine Dosierschnecke wird das Material anschließend über eine weitere pneumatische Leitung zu einem Aufgabestutzen transportiert, der von einem Industrieroboter positioniert wird.
EP 2 760 608 B1 offenbart ein System zum kontinuierlichen Gießpulverfördern, wobei Gießpulver aus einem Schüttgutbehälter zunächst mittels einer Vakuumeinrichtung in einen Puffertrichter gefördert und anschließend mit Hilfe von Venturidüsen über einen Beschickungstrichter in eine Kokille ausgegeben wird, wobei eine oder mehrere Wiegezellen hierbei den geförderten Gießpulverstrom messen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit denen Gießpulver zeitlich und räumlich gleichmäßig in die Kokille einer Stranggießanlage förderbar ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Fördern von Gießpulver in eine Kokille einer Stranggießanlage umfasst

ein Gießpulverreservoir für auszugebendes Gießpulver,
eine Zwischenspeichereinheit zur Zwischenspeicherung von Gießpulver,
wenigstens eine Sensoreinheit, die zum Erfassen einer Gießpulvermenge von aktuell in der Zwischenspeichereinheit gespeichertem Gießpulver eingerichtet ist,
eine Zellenradschleuse, die zum Weiterleiten von Gießpulver aus der Zwischenspeichereinheit mit einer steuerbaren Drehzahl eingerichtet ist,
eine erste pneumatische Fördereinrichtung, die zum Fördern von Gießpulver aus dem Gießpulverreservoir zu der Zwischenspeichereinheit mit einer steuerbaren Gießpulverfördermenge eingerichtet ist, und
eine zweite pneumatische Fördereinrichtung, die zum Fördern von Gießpulver von der Zellenradschleuse in die Kokille eingerichtet ist.

Die Erfindung ermöglicht ein zeitlich und räumlich gleichmäßiges Fördern von Gießpulver in die Kokille einer Stranggießanlage durch eine Kombination einer kontrollierten Dosierung und Zwischenlagerung von Gießpulver in der Zwischenspeichereinheit mit einer volumetrisch kontrollierten Steuerung oder Regelung der Drehzahl der Zellenradschleuse.
Eine Zellenradschleuse umfasst einen um seine Achse drehbar gelagerten Dosierzylinder mit einer bestimmten Anzahl (typischerweise etwa Zehn) von Ausnehmungen, so genannten Dosierzellen, in seiner Zylinderaußenfläche. Zu dosierendes Gießpulver rutscht unter Einwirkung der Schwerkraft von oben auf den horizontal rotierenden Dosierzylinder beziehungsweise in dessen Dosierzellen im Zylindermantel und fällt demgemäß nach nur einer halben Umdrehung des Dosierzylinder wieder aus der betreffenden Dosierzelle heraus, was in einem sehr kurzen mechanischen Kontakt des Gießpulvers mit der Zellenradschleuse resultiert. Ein Dosierzylinder einer Zellenradschleuse kann in axialer Richtung auch über mehrere Dosierabschnitte (entsprechend einzelnen Zylinderabschnitten) verfügen, so dass ein von oben eintreffender Gießpulverstrom auf mehrere Einzelströme aufgeteilt wird. Weiterhin kann über die Drehzahl des Dosierzylinders die durch die Zellenradschleuse geförderte Menge des Gießpulvers vorteilhaft genau eingestellt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ferner vorteilhaft modular aus verschiedenen Modulen aufgebaut. Insbesondere sind die Zwischenspeichereinheit, die Sensoreinheit oder Sensoreinheiten, die Zellenradschleuse, die zweite pneumatische Fördereinrichtung und die Steuereinheit jeweils einfach zu transportierende und austauschbare Module. Dadurch können diese Module mit geringem Transport- und Installationsbedarf an eine erste pneumatische Fördereinrichtung angeschlossen werden, beispielsweise für einen Test- oder Vorführbetrieb. Außerdem kann bei einem Ausfall, einem Verschleiß oder zur Reinigung eines dieser Module dieses Modul in einfacher Weise ausgetauscht oder gereinigt werden. Ferner können mehrere Modulsätze dieser Module an eine erste pneumatische Fördereinrichtung angeschlossen werden, um beispielsweise mehrere Kokillen mit Gießpulver aus einer gemeinsamen ersten pneumatischen Fördereinrichtung zu versorgen.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist eine gravimetrische Sensoreinheit auf, die zum Erfassen einer Gießpulvermasse von aktuell in der Zwischenspeichereinheit gespeichertem Gießpulver eingerichtet ist. Beispielsweise weist die gravimetrische Sensoreinheit wenigstens eine Wiegezelle auf. Beispielsweise weist eine Wiegezelle wenigstens ein elastisch verformbares Metallteil mit Dehnungsmessstreifen zur Erfassung der auf das Metallteil einwirkenden Kraft auf.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist eine Füllstandssensoreinheit auf, die zum Erfassen eines Füllstandes von aktuell in der Zwischenspeichereinheit gespeichertem Gießpulver eingerichtet ist. Beispielsweise weist die Füllstandssensoreinheit zumindest eine Ultraschallsensoreinheit, umfassend eine Ultraschallquelle und einen Ultraschalldetektor, auf. Dabei werden von der Ultraschallquelle Ultraschallsignale in Richtung der unteren Öffnung der Zwischenspeichereinheit emittiert, durch die das Gießpulver aus der Zwischenspeichereinheit austritt, dabei von der freien Oberfläche des momentan in der Zwischenspeichereinheit befindlichen Gießpulvers reflektiert und anschließend von dem Ultraschalldetektor detektiert. Unter der freien Oberfläche des Gießpulvers wird hierbei jene Randfläche verstanden, an der das Gießpulver nicht von einer Innenwand des Zwischenbehälters begrenzt wird. Über die Laufzeitdifferenz zwischen Emission und Detektion kann ein Abstand zwischen Ultraschallquelle und Ultraschalldetektor zur freien Oberfläche des Gießpulvers bestimmt werden, wobei dieser Abstand ein Maß für den Füllstand des momentan in der Zwischenspeichereinheit befindlichen Gießpulvers ist.
Die Ultraschallquelle und der Ultraschalldetektor einer Ultraschallsensoreinheit sind bevorzugt als eine kombinierte Sende- und Empfangseinheit ausgeführt, die an oder nahe der oberen Öffnung der Zwischenspeichereinheit angeordnet sind, durch welche das angeförderte Gießpulver in diese eintritt.
Unter dem Messbereich einer Ultraschallsensoreinheit werden jene Distanzen zwischen der Ultraschallsensoreinheit selbst und dem Messobjekt (beispielsweise der freien Gießpulveroberfläche) verstanden, die innerhalb bestimmter Fehlergrenzen zuverlässig und wiederholbar von der Ultraschallsensoreinheit bestimmt werden können. Dabei wird der Messbereich einer Ultraschallsensoreinheit jeweils auf die Abmessungen der Zwischenspeichereinheit abgestimmt und umfasst beispielsweise einen Bereich von 80 mm bis 1200 mm bei einem nominellen Messfehler von ±1 mm und einer Messwiederholrate im Bereich von 2 Hz bis 10 Hz.
Eine Füllstandssensoreinheit kann - beispielsweise im Falle einer großvolumigen Zwischenspeichereinheit zur Versorgung großformatiger Kokillen oder mehrerer kleinerer Kokillen gleichzeitig - mehrere Ultraschallsensoreinheiten umfassen, um beispielsweise die unsymmetrische Ausbildung eines Schüttkegels in der Zwischenspeichereinheit zu berücksichtigen. Aus den einzelnen Messwerten der Ultraschallsensoreinheiten wird beispielsweise ein Mittelwert zur Ermittlung des Füllstandes des Gießpulvers - bevorzugt unter Berücksichtigung der räumlichen Anordnung der Ultraschallsensoreinheiten an der Zwischenspeichereinheit sowie der Abmessungen der Zwischenspeichereinheit selbst - gebildet, wobei in bevorzugter Weise die Messsignale der einzelnen Ultraschallsensoreinheiten durch zeitlichen Versatz oder Benutzung unterschiedlicher Ultraschallfrequenzen voneinander entkoppelt werden, um sich nicht gegenseitig zu beeinflussen.
Eine Füllstandssensoreinheit ermöglicht eine volumetrische Erfassung der Gießpulvermenge in der Zwischenspeichereinheit. Ultraschallsensoreinheiten im Speziellen bieten den technischen Vorteil, dass sie im Vergleich zu optischen oder kapazitiven Messmethoden zur Ermittlung des Füllstandes sehr unempfindlich gegenüber Staub und Luftfeuchtigkeit sind.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist eine Steuereinheit auf, die zum Steuern oder Regeln der Drehzahl der Zellenradschleuse und der mit der ersten Fördereinrichtung zu der Zwischenspeichereinheit geförderten Gießpulverfördermenge in Abhängigkeit von der Gießpulvermenge, insbesondere von der Gießpulvermasse und/oder dem Gießpulvervolumen, in der Zwischenspeichereinheit eingerichtet ist. Beispielsweise kann mit Steuereinheit anhand der Messsignale der gravimetrischen Sensoreinheit und/oder der Messsignale der Füllstandssensoreinheit ein momentaner Füllstand der Zwischenspeichereinheit erkannt werden und ab einem vorgebbaren Schwellenwert (minimaler Füllstand) eine Auffüllung der Zwischenspeichereinheit über die erste pneumatische Fördereinrichtung aus dem Gießpulverreservoir veranlasst werden. Ferner kann mit der Steuereinheit ein Gießpulverstrom zu der Kokille durch eine Steuerung oder Regelung der Drehzahl der Zellenradschleuse erfolgen, beispielsweise in Abhängigkeit von einer Temperatur der Gießpulveroberfläche des Gießpulvers in der Kokille oder in Abhängigkeit von einer Höhe der Oberseite der Gießpulverschicht in der Kokille.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die erste pneumatische Fördereinrichtung zur Pfropfenförderung von Gießpulver eingerichtet.
Die so genannte Pfropfenförderung ist eine pneumatische Förderung, bei der soviel Gießpulver in eine transportierende Pneumatikleitung eingebracht wird, dass einzelne Pfropfen von Gießpulver in Form einer "Wanderdüne" von einem Luftstrom vorangetrieben werden. Abgesehen davon, dass kein kontinuierlicher, sondern nur ein gepulster Materialstrom realisiert werden kann, bietet die Pfropfenförderung viele Vorteile. Erstens ist die eingesetzte Luftmenge beziehungsweise Energie pro transportierter Materialmenge günstiger als bei anderer pneumatischer Förderung. Zweitens können mit Pfropfenförderung auch Steigungen in der Pneumatikleitung überwunden werden. Drittens ist der gepulste Materialstrom über das Druckgefälle gut regelbar, da die Pulvermenge eines Pfropfens von einer Einbringvorrichtung in die Pneumatikleitung beeinflusst werden kann (beispielsweise durch eine Öffnungszeit eines Absperrorgans des Gießpulverreservoirs) und die Geschwindigkeit der Pfropfen über den eingesetzten Pneumatikdruck gesteuert werden kann. Viertens stellt die Pfropfenförderung auch eine gutschonende Transportvariante für das Gießpulver dar, da ein geförderter Materialpfropfen die Pneumatikleitung fast zur Gänze verschließt und daher die Materialkörner "sanft" über die Engstelle (Wanderdüne) rollen und deswegen kaum zerrieben werden. Fünftens stellt Pressluft ein einfach bereitstellbares Transportmedium dar, wobei wegen des Beinahe-Verschließens der Pneumatikleitung durch den beförderten Materialpfropfen die eingebrachte Luftmenge automatisch begrenzt wird (insgesamt geringer Luftstrom bei hohem Druck). Dementsprechend wird die Pfropfenförderung vorteilhaft in Überdruckförderung in der ersten pneumatischen Fördereinrichtung zur Überwindung des größten Teiles der Distanz zwischen dem Gießpulverreservoir und der Kokille eingesetzt, da mit Pfropfenförderung kostengünstig Transportwege von bis zu mehreren hundert Metern realisiert werden können.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die erste pneumatische Fördereinrichtung eine Bypassleitung, über die Gießpulver an der Zwischenspeichereinheit vorbei geleitet werden kann, und Absperrorgane, mittels derer das durch die erste pneumatische Fördereinrichtung geförderte Gießpulver wahlweise zu der Zwischenspeichereinheit oder durch die Bypassleitung geleitet werden kann. Dadurch kann beispielsweise Gießpulver an der Zwischenspeichereinheit vorbei einer anderen Zwischenspeichereinheit und anschließend einer anderen Kokille zugeführt werden. Dies ermöglicht die oben bereits erwähnte Versorgung mehrerer Kokillen mit Gießpulver über eine gemeinsame erste pneumatische Fördereinrichtung.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die zweite pneumatische Fördereinrichtung zur Flugförderung von Gießpulver eingerichtet.
Die so genannte Flugförderung ist eine pneumatische Förderung, bei der am meisten Luft im Verhältnis zum transportierten Pulvergut eingesetzt wird. Der Vorteil ist eine gleichmäßige Verteilung von Gießpulver im Luftstrom (Aerosol), was insbesondere bei der endgültigen Abgabe des Gießpulvers in die Kokille von Bedeutung ist, um eine räumlich möglichst gleichförmige Verteilung des Gießpulvers über den Kokillenquerschnitt zu erzielen. Weiterhin lässt sich der Pulverstrom (geförderte Menge pro Zeit) vorteilhaft über die Stärke des pneumatischen Druckgefälles in gewissen Grenzen stabil regeln. Zudem besteht bei der Flugförderung nur eine sehr geringe Gefahr, dass die Transportleitungen verstopfen (beispielsweise durch feuchtes Pulver, das leicht haftet und verklebt). Flugförderung kann in Überdruck- und Unterdruckförderung realisiert werden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die zweite pneumatische Fördereinrichtung mehrere Abgangsleitungen auf, auf die das durch die zweite pneumatische Fördereinrichtung geförderte Gießpulver aufgeteilt wird und die jeweils zum Fördern von Gießpulver in die Kokille eingerichtet sind. Dabei kann die Aufteilung des durch die zweite pneumatische Fördereinrichtung geförderten Gießpulvers auf die Abgangsleitungen einstellbar sein. Die Aufteilung des Gießpulvers auf mehrere Abgangsleitungen verbessert weiter die räumlich gleichmäßige Verteilung des Gießpulvers über den Kokillenquerschnitt, da Gießpulver auf verschiedene Zonen des Kokillenquerschnitts abgegeben werden kann. Die Einstellbarkeit der Aufteilung des Gießpulvers auf die Abgangsleitungen ermöglicht vorteilhaft eine Feinjustierung der Verteilung von Gießpulver über den Kokillenquerschnitt beziehungsweise erforderlichenfalls eine Korrektur dieser Verteilung.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Zwischenspeichereinheit einen Abscheider zum Abscheiden von Gießpulver aus der ersten pneumatischen Fördereinrichtung und einen trichterförmigen Zwischenbehälter zum Zwischenlagern von Gießpulver und Ausgeben von Gießpulver an die Zellenradschleuse. Der Abscheider trennt das Gießpulver von der das Gießpulver transportierenden Luft und ist beispielsweise als ein Zyklonabscheider ausgebildet. Ein horizontaler Querschnitt durch den Zwischenbehälter ist vorteilhaft an die Abmessungen der Zellenradschleuse angepasst. Insbesondere im Falle einer mehrere Dosierabschnitte umfassenden Zellenradschleuse besitzt ein horizontaler Querschnitt durch den Zwischenbehälter eine längliche Form, mit der größten Erstreckung in axialer Richtung des Dosierzylinders.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Zwischenspeichereinheit einen zwischen dem Abscheider und dem Zwischenbehälter angeordneten Faltenbalg, durch den Gießpulver aus dem Abscheider in den Zwischenbehälter fällt. Der Faltenbalg ermöglicht einen verlustfreien und staubfreien Transport des Gießpulvers von dem Abscheider in den Zwischenbehälter, wodurch insbesondere Ausfälle der Anlage durch Verschmutzungen vermieden werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Fördern von Gießpulver in eine Kokille einer Stranggießanlage wird auszugebendes Gießpulver mit einer ersten pneumatischen Fördereinrichtung aus einem Gießpulverreservoir in eine Zwischenspeichereinheit gefördert, aus der Zwischenspeichereinheit mit einer Zellenradschleuse zu einer zweiten pneumatischen Fördereinrichtung weitergeleitet und mit der zweiten pneumatischen Fördereinrichtung von der Zellenradschleuse in die Kokille gefördert. Dabei wird eine Gießpulvermenge von aktuell in der Zwischenspeichereinheit gespeichertem Gießpulver erfasst. Beispielsweise wird dazu eine Gießpulvermasse von aktuell in der Zwischenspeichereinheit gespeichertem Gießpulver gravimetrisch erfasst. Zusätzlich oder alternativ wird ein Füllstand von aktuell in der Zwischenspeichereinheit gespeichertem Gießpulver volumetrisch erfasst, wobei optional die dem Füllstand entsprechende Gießpulvermasse aus den geometrischen Abmessungen eines Zwischenbehälters der Zwischenspeichereinheit und der herstellerseitig bekannten Schüttgutdichte des Gießpulvers ermittelt werden kann. Zudem werden eine Drehzahl der Zellenradschleuse und eine von der ersten pneumatischen Fördereinrichtung geförderte Gießpulverfördermenge in Abhängigkeit von der Gießpulvermenge, insbesondere von der Gießpulvermasse beziehungsweise dem Gießpulverfüllstand, in der Zwischenspeichereinheit gesteuert oder geregelt.
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Gießpulvermassenstrom von aktuell durch die Zwischenspeichereinheit geleitetem Gießpulver ermittelt. Ferner kann vorgesehen sein, dass aus dem Gießpulvermassenstrom und den Abmessungen der Zellenradschleuse auf eine Dichte des Gießpulvers geschlossen wird. Der Gießpulvermassenstrom durch die Zwischenspeichereinheit ist die erste Ableitung der Masse des Gießpulvers in der Zwischenspeichereinheit nach der Zeit. Die Ermittlung und Verwendung des Gießpulvermassenstroms durch die Zwischenspeichereinheit ist vorteilhaft, da durch die Zeitableitung eine langfristige Drift der Messsignale der gravimetrische Sensoreinheit, die bei elektronischen Sensoren häufig auftritt, auf Zeitskalen, die länger sind als die typischen Regelzeitintervalle im Sekunden- bis Minutenbereich der Regelung der Gießpulveraufgabe, die Zeitableitung nicht beeinflussen und somit als systematische Fehlerquelle ausscheidet. Die Ermittlung der Dichte des Gießpulvers kann beispielsweise einer Verwechslung von verwendeten Gießpulversorten vorbeugen oder eine starke Abweichung der tatsächlichen Gießpulverdichte von einer Solldichte, beispielsweise aufgrund von Feuchtigkeit, anzeigen.
Für die Bestimmung des Gießpulvermassenstromes wird bevorzugt eine gravimetrische Sensoreinheit verwendet, da die erste Ableitung der Gießpulvermasse in der Zwischenspeichereinheit nach der Zeit von deren Messsignal direkt proportional zum Gießpulvermassestrom durch die Zwischenspeichereinheit beziehungsweise durch einen Zwischenbehälter der Zwischenspeichereinheit ist. Auch bei Verwendung eines Faltenbalgs, der eine zusätzliche Kraft auf den Zwischenbehälter ausüben kann, bleibt diese direkte Proportionalität in hohem Maße bestehen, wenn die mechanische Auslenkung der gravimetrischen Sensoreinheit unter Krafteinwirkung vergleichsweise gering ist, was beispielsweise durch die Verwendung von Wiegezellen gewährleistet werden kann. Zudem ist das Messsignal einer gravimetrischen Sensoreinheit unabhängig von der tatsächlichen Gießpulverdichte in der Zwischenspeichereinheit und auch unabhängig von der momentanen Ausprägung der freien Gießpulveroberfläche in der Zwischenspeichereinheit (etwa in Form eines Schüttkegels), weswegen die Gießpulverdichte in der Zwischenspeichereinheit mit besonders hoher Genauigkeit bestimmt werden kann.
Zur Ermittlung des Gießpulvermassenstromes können alternativ oder zusätzlich Füllstandswerte herangezogen werden, die über längere Zeitintervalle hinweg von einer Füllstandssensoreinheit ermittelt wurden, beispielsweise über 1 Minute bis 20 Minuten hinweg, sodass Messungenauigkeiten aufgrund der Ausbildung eines positiven oder negativen Schüttkegels ausgeglichen werden. Aus der zeitlichen Veränderung dieser ermittelten Füllstandswerte kann unter Berücksichtigung der geometrischen Abmessungen der Zwischenspeichereinheit und einer angenommenen Gießpulverdichte (beispielsweise einer herstellerseitig angegebenen Schüttgutdichte des Gießpulvers) der durchschnittliche Gießpulvermassenstrom im betrachteten Zeitintervall bestimmt werden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Gießpulverstrom von durch die Zwischenspeichereinheit geleitetem Gießpulver mit einem Gießpulverstrom von durch die Zellenradschleuse gefördertem Gießpulver verglichen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, defekte Dosierzellen der Zellenradschleuse zu erkennen, wenn die Messwerte der gravimetrischen Messung des Gießpulverstroms durch die Zwischenspeichereinheit über einen längeren Zeitraum nicht dem Gießpulverstrom durch die Zellenradschleuse entsprechen.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die erste pneumatische Fördereinrichtung aktiviert, sobald die Gießpulvermenge, insbesondere die Gießpulvermasse und/oder der Gießpulverfüllstand, des in der Zwischenspeichereinheit gespeicherten Gießpulvers einen ersten Schwellenwert unterschreitet und deaktiviert, sobald die Gießpulvermenge des in der Zwischenspeichereinheit gespeicherten Gießpulvers einen zweiten Schwellenwert überschreitet. Der erste Schwellenwert verhindert, dass die Zwischenspeichereinheit auch bei aktiver Ausförderung durch die Zellenradschleuse vollkommen leergefördert wird und es zu einer Unterbrechung der nachfolgenden Gießpulveraufgabe kommt, während der zweite Schwellenwert eine Überfüllung der Zwischenspeichereinheit - etwa im Falle einer gepulsten Pfropfenförderung - verhindert. Beispielsweise kann der erste Schwellenwert 20% der maximal zulässigen Gießpulvermasse bzw. des maximalen Füllstandes in der Zwischenspeichereinheit betragen. Der zweite Schwellenwert kann beispielsweise 40% der maximal zulässigen Gießpulvermasse bzw. des maximalen Füllstandes betragen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:

FIG 1 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Fördern von Gießpulver in eine Kokille,
FIG 2 die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung im Bereich einer Zwischenspeichereinheit der Vorrichtung,
FIG 3 Verläufe einer Temperatur einer Gießpulveroberfläche und einer Gießpulverschichtdicke in einer Kokille in Abhängigkeit von der Zeit, und
FIG 4 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Fördern von Gießpulver in eine Kokille.

Figur 1 (FIG 1) zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Fördern von Gießpulver in eine Kokille 3 einer Stranggießanlage. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Gießpulverreservoir 5, eine erste pneumatische Fördereinrichtung 7, eine Zwischenspeichereinheit 9, eine gravimetrische Sensoreinheit 11, eine Füllstandssensoreinheit 12, eine Zellenradschleuse 13, eine zweite pneumatische Fördereinrichtung 15 und eine Steuereinheit 17.
Figur 2 (FIG 2) zeigt die Vorrichtung 1 im Bereich der Zwischenspeichereinheit 9 und der Zellenradschleuse 13.
Das Gießpulverreservoir 5 umfasst mehrere Vorratsbehälter 6, in denen jeweils Gießpulver vorrätig gehalten wird. Jeder Vorratsbehälter 6 ist über ein Absperrorgan 19 mit einer Pneumatikleitung 20 der ersten pneumatischen Fördereinrichtung 7 verbindbar, um der ersten pneumatischen Fördereinrichtung 7 Gießpulver zuzuführen. Beispielsweise werden in den Vorratsbehältern 6 verschiedene Gießpulversorten bereitgehalten, wobei sich die Gießpulversorten beispielsweise durch die Dichte des Gießpulvers voneinander unterscheiden. Dadurch kann das jeweils verwendete Gießpulver vorteilhaft den Eigenschaften der jeweils verwendeten Schmelze angepasst werden.
Die erste pneumatische Fördereinrichtung 7 fördert Gießpulver durch Pfropfenförderung aus einem der Vorratsbehälter 6 zu der Zwischenspeichereinheit 9. Die erste pneumatische Fördereinrichtung 7 weist neben der Pneumatikleitung 20 eine Bypassleitung 21 auf. Über die Bypassleitung 21 kann das Gießpulver an der Zwischenspeichereinheit 9 vorbei geleitet werden, beispielsweise um das Gießpulver einer anderen Zwischenspeichereinheit 9 und anschließend einer anderen Kokille 3 zuzuführen. Dazu weist die erste pneumatische Fördereinrichtung 7 Absperrorgane 23 bis 25 auf, mittels derer das durch die erste pneumatische Fördereinrichtung 7 geförderte Gießpulver wahlweise zu der Zwischenspeichereinheit 9 oder durch die Bypassleitung 21 geleitet werden kann. Durch das Absperrorgan 23 ist die Bypassleitung 21 verschließbar, durch das Absperrorgan 24 ist eine Zuleitung zu der Zwischenspeichereinheit 9 verschließbar, durch das Absperrorgan 25 ist eine Ableitung von der Zwischenspeichereinheit 9 verschließbar. Zur Zufuhr von Gießpulver zu der Zwischenspeichereinheit 9 wird das Absperrorgan 23 geschlossen und die Absperrorgane 24 und 25 werden geöffnet, zur Leitung von Gießpulver durch die Bypassleitung 21 wird das Absperrorgan 23 geöffnet und die Absperrorgane 24 und 25 werden geschlossen. Durch eine entsprechende Ansteuerung der jeweiligen Absperrorgane 23 bis 25 können vorteilhaft mehrere Zwischenspeichereinheiten 9, Zellenradschleusen 13 und zweite pneumatische Fördereinrichtungen 15 durch eine erste pneumatische Fördereinrichtung 7 mit Gießpulver versorgt werden, so dass eine einfache modulare Erweiterbarkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gegeben ist.
Die Zwischenspeichereinheit 9 umfasst einen Abscheider 27 zum Abscheiden von Gießpulver aus der ersten pneumatischen Fördereinrichtung 7, einen trichterförmigen Zwischenbehälter 28 zum Zwischenlagern von Gießpulver und Ausgeben von Gießpulver an die Zellenradschleuse 13 und einen zwischen dem Abscheider 27 und dem Zwischenbehälter 28 angeordneten Faltenbalg 29, durch den Gießpulver aus dem Abscheider 27 in den Zwischenbehälter 28 fällt. Der Abscheider 27 trennt das Gießpulver von der das Gießpulver transportierenden Luft und ist beispielsweise als ein Zyklonabscheider ausgebildet. Der Zwischenbehälter 28 weist einen trapezförmigen vertikalen Querschnitt auf. Ein horizontaler Querschnitt des Zwischenbehälters 28 ist vorteilhaft an die Abmessungen der Zellenradschleuse 13 angepasst. Der Faltenbalg 29 verbindet die Oberseite des Zwischenbehälters 28 staubdicht mit dem darüber angeordneten Abscheider 27 und ermöglicht einen verlustfreien und staubfreien Transport des Gießpulvers, wodurch insbesondere Ausfälle der Vorrichtung 1 oder sogar der Stranggießanlage durch Verschmutzungen vermieden werden.
Die gravimetrische Sensoreinheit 11 ist zum Erfassen einer Gießpulvermasse von aktuell in der Zwischenspeichereinheit 9 gespeichertem Gießpulver eingerichtet. Dazu weist die gravimetrische Sensoreinheit 11 Wiegezellen 31 auf, beispielsweise elastisch verformbare Metallteile mit Dehnungsmessstreifen zur Erfassung der auf die Metallteile einwirkenden Kraft, die den Zwischenbehälter 28 mit einem ortsfesten Rahmen 33 verbinden. Beispielsweise ist der Zwischenbehälter 28 über die Wiegezellen 31 an dem Rahmen 33 aufgehängt.
Die Füllstandssensoreinheit 12 ist zum Erfassen eines Füllstandes von aktuell in dem Zwischenbehälter 28 gespeichertem Gießpulver eingerichtet. Dazu weist die Füllstandssensoreinheit 12 mehrere Ultraschallsensoreinheiten 32, umfassend jeweils eine Ultraschallquelle und einen Ultraschalldetektor, auf. Dabei werden von der Ultraschallquelle Ultraschallsignale in Richtung der unteren Öffnung des Zwischenbehälters 28 emittiert, durch die das Gießpulver aus dem Zwischenbehälter 28 austritt, dabei von der freien Oberfläche des momentan in dem Zwischenbehälter 28 befindlichen Gießpulvers reflektiert und anschließend von dem Ultraschalldetektor detektiert. Über die Laufzeitdifferenz zwischen Emission und Detektion kann ein Abstand zwischen Ultraschallquelle und Ultraschalldetektor zur freien Oberfläche des Gießpulvers bestimmt werden, wobei dieser Abstand ein Maß für den Füllstand des momentan in dem Zwischenbehälter 28 befindlichen Gießpulvers ist.
Die Ultraschallquelle und der Ultraschalldetektor einer Ultraschallsensoreinheit 32 sind bevorzugt als eine kombinierte Sende- und Empfangseinheit ausgeführt, die an oder nahe der oberen Öffnung des Zwischenbehälters 28 angeordnet sind, durch welche das angeförderte Gießpulver in diesen eintritt. Durch die Verwendung mehrerer Ultraschallsensoreinheiten 32 kann beispielsweise die Ausbildung eines Schüttkegels in dem Zwischenbehälter 28 berücksichtigt werden. Aus den einzelnen Messwerten der Ultraschallsensoreinheiten 32 wird beispielsweise ein Mittelwert zur Ermittlung des Füllstandes des Gießpulvers - bevorzugt unter Berücksichtigung der räumlichen Anordnung der Ultraschallsensoreinheiten 32 an dem Zwischenbehälter 28 sowie der Abmessungen des Zwischenbehälters 28 selbst - gebildet, wobei in bevorzugter Weise die Messsignale der einzelnen Ultraschallsensoreinheiten 32 durch zeitlichen Versatz oder Benutzung unterschiedlicher Ultraschallfrequenzen voneinander entkoppelt werden, um sich nicht gegenseitig zu beeinflussen.
Die Zellenradschleuse 13 weist eine steuerbare Drehzahl auf und leert den Zwischenbehälter 28 kontinuierlich. Dadurch wird der diskontinuierliche Materialstrom der Pfropfenförderung der ersten pneumatischen Fördereinrichtung 7 vergleichmäßigt. Ferner führt die Zellenradschleuse 13 der zweiten pneumatischen Fördereinrichtung 15 Gießpulver zu. Die Zellenradschleuse 13 wird durch eine Antriebseinheit 14 angetrieben, die beispielsweise einen Schrittmotor aufweist, mit dem die Drehzahl der Zellenradschleuse 13 eingestellt wird.
Die zweite pneumatische Fördereinrichtung 15 fördert Gießpulver durch Flugförderung von der Zellenradschleuse 13 in die Kokille 3. Die zweite pneumatische Fördereinrichtung 15 weist einen Verteiler 35 auf, der das Gießpulver auf mehrere Abgangsleitungen 37 aufteilt, durch die das Gießpulver in die Kokille gefördert wird. Dabei ist die Aufteilung des Gießpulvers auf die Abgangsleitungen 37 (in gewissen Grenzen, beispielsweise bis zu 20% je Abgangsleitung 37) einstellbar. Durch die Flugförderung des Gießpulvers in der zweiten pneumatischen Fördereinrichtung 15 wird der von Zellenradschleuse 13 abgegebene Gießpulverstrom weiter vergleichmäßigt. Die Dosierung des Gießpulverstromes erfolgt über die Zellenradschleuse 13, so dass die zweite pneumatische Fördereinrichtung 15 selbst nicht mehr geregelt werden muss, sondern stattdessen bei konstanten Betriebsparametern (konstanter Luftfördermenge) betrieben werden kann, was eine zeitlich und mengenmäßig stabile Förderung des Gießpulvers durch die zweite pneumatische Fördereinrichtung 15 ermöglicht. Zudem wird aufgrund der Flugförderung das Gießpulver räumlich gleichmäßig aufgegeben, da es in Form eines gleichmäßig verteilten Aerosols vorliegt. Eine räumlich gleichmäßige Verteilung des Gießpulvers wird außerdem durch die Ausführung der zweiten pneumatischen Fördereinrichtung 15 mit mehreren Abgangsleitungen 37 verbessert, da diese Gießpulver auf verschiedene Zonen des Kokillenquerschnitts abgeben. Die Einstellbarkeit der Aufteilung des Gießpulvers auf die Abgangsleitungen 37 ermöglicht eine Feinjustierung der Verteilung von Gießpulver über den Kokillenquerschnitt beziehungsweise erforderlichenfalls eine Korrektur dieser Verteilung.
Die Steuereinheit 17 ist mit den Absperrorganen 19 und 23 bis 25, der gravimetrischen Sensoreinheit 11, der Füllstandssensoreinheit 12 und der Zellenradschleuse 13 verbunden. Über die Verbindung mit der gravimetrischen Sensoreinheit 11 werden der Steuereinheit 17 Messsignale der gravimetrischen Sensoreinheit 11 übermittelt. Über die Verbindung mit der Füllstandssensoreinheit 12 werden der Steuereinheit 17 Messsignale der Füllstandssensoreinheit 12 übermittelt. Über die Verbindungen mit den Absperrorganen 19 und 23 bis 25 und der Zellenradschleuse 13 sind die Absperrorgane 19 und 23 bis 25 und die Zellenradschleuse 13 durch die Steuereinheit 17 ansteuerbar. Dadurch ist die Steuereinheit 17 beispielsweise in der Lage, einen momentanen Füllstand des Zwischenbehälters 28 zu erkennen und ab einem vorgebbaren Schwellenwert (minimaler Füllstand) einen weiteren "Pfropfen" Gießpulver anzufordern, beispielsweise durch Öffnen des Absperrorgans 19 eines Vorratsbehälters 6 des Gießpulverreservoirs 5. Weiterhin ist die Steuereinrichtung aufgrund der Messsignale der gravimetrischen Sensoreinheit 11 in der Lage, die Ankunft eines geförderten Pfropfens in dem Zwischenbehälter 28 zu detektieren, da es in diesem Fall zu einem Überschwingen der Messsignale der gravimetrischen Sensoreinheit 11 aufgrund des herabfallenden Gießpulvers kommt. In der Folge ist es beispielsweise möglich, die Druckbeaufschlagung der ersten pneumatischen Fördervorrichtung 7 abzuschalten, da bis zu einem erneuten Nachfüllen des Zwischenbehälters 28 kein weiteres Gießpulver benötigt wird, wodurch wiederum Energiekosten eingespart werden.
Die Steuereinheit 17 ist ferner eingerichtet, den Gießpulverstrom zu der Kokille 3 und in Folge den Gießpulverspiegel in der Kokille 3 durch eine Anpassung der Drehzahl der Zellenradschleuse 13 zu regeln. Die Regelung kann beispielsweise derart erfolgen, dass die Oberseite der Gießpulverschicht in der Kokille 3 stets auf einer bestimmten Höhe verbleibt, was beispielsweise mit Hilfe eines Positionslasers oder mittels Radar erfasst werden kann. Alternativ kann auch die Temperatur der Gießpulveroberfläche in der Kokille 3 mittels eines Pyrometers erfasst werden und die Gießpulveraufgabe dahingehend geregelt werden, dass die erfasste Temperatur (typischerweise 250°C bis 700°C) auf einem bestimmten Wert verbleibt beziehungsweise ein vorgebbares Temperaturintervall nicht verlässt. Der Steuereinheit 17 wird dazu ein Sensorsignal S eines entsprechenden Sensors (beispielsweise eines Positionslasers, Radar oder Pyrometers) zugeführt. Alternativ könnte der Steuereinheit 17 auch statt eines Sensorsignals S ein Steuersignal einer übergeordneten Steuervorrichtung zugeführt werden.
Figur 3 (FIG 3) zeigt beispielhaft das Ergebnis einer derartigen Regelung in Abhängigkeit von der Temperatur T der Gießpulveroberfläche in der Kokille 3 für die Gießpulverschichtdicke D der Gießpulverschicht in der Kokille 3 in Form von Verläufen der Temperatur T und der Gießpulverschichtdicke D in Abhängigkeit von der Zeit t. Die Erfindung ermöglicht hier die Einhaltung einer Gießpulverschichtdicke von etwa 23 mm auf etwa 2 mm genau bei einer Temperaturabweichung bis zu etwa 60°C von einer mittleren Temperatur von etwa 520°C.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ist in der Lage, typischerweise 0 kg bis 6 kg Gießpulver pro Minute zu fördern. Die Pfropfenförderung der ersten pneumatischen Fördereinrichtung 7 wird typischerweise mit bis zu 10 bar Überdruck betrieben, womit auch Steigungen der Pneumatikleitung 20 von mehreren Metern (entgegen der Schwerkraft) überwunden werden können. Die Länge der Pneumatikleitung 20 zwischen dem Gießpulverreservoir 5 und der Zwischenspeichereinheit 9 beträgt üblicherweise bis zu 50 m Meter, kann aber auch beispielsweise 100 m bis 200 m betragen. Weiterhin beträgt der Durchmesser der Pneumatikleitung 20 typischerweise 30 mm bis 50 mm, woraus eine Geschwindigkeit eines geförderten Pfropfens im Bereich von etwa 1 m/s bis 2 m/s resultiert. Ein Pfropfen selbst hat in der Pneumatikleitung 20 eine Länge von etwa 1 m bis 2 m. Daraus und aus der prozesstechnischen Stabilität der Pfropfenförderung folgt, dass die Zeitspanne zwischen der Entnahme des Gießpulvers aus dem Gießpulverreservoir 5 und seiner Ankunft bei der Zwischenspeichereinheit 9 gut kalkulierbar ist, sodass die permanente Nachförderung von Gießpulver an eine Stranggießanlage über längere Zeiträume hinweg (insbesondere bei einem Endlosstranggießen) gesichert und in zuverlässiger Weise automatisiert werden kann.
Figur 4 (FIG 4) zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ausgeben von Gießpulver in eine Kokille 3 mit einer Vorrichtung 1, die oben anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben wurde.
In einem ersten Verfahrensschritt 41 wird Gießpulver aus einem Vorratsbehälter 6 des Gießpulverreservoirs 5 in die Pneumatikleitung 20 der ersten pneumatischen Fördereinrichtung 7 geleitet.
In einem zweiten Verfahrensschritt 42 wird Gießpulver durch die erste pneumatische Fördereinrichtung 7 zu einer Zwischenspeichereinheit 9 gefördert.
In einem dritten Verfahrensschritt 43 wird Gießpulver von dem Abscheider 27 der Zwischenspeichereinheit 9 aus der ersten pneumatischen Fördereinrichtung 7 in den Zwischenbehälter 28 der Zwischenspeichereinheit 9 geleitet. Ferner wird von der gravimetrischen Sensoreinheit 11 die Masse des Gießpulvers in dem Zwischenbehälter 28 ermittelt, und von der Füllstandssensoreinheit 12 wird ein Füllstand von aktuell in dem Zwischenbehälter 28 gespeichertem Gießpulver ermittelt. Zusätzlich kann ein Gießpulvermassenstrom von durch den Zwischenbehälter 28 geleitetem Gießpulver als erste Ableitung der Masse des Gießpulvers in dem Zwischenbehälter 28 ermittelt werden. Beispielsweise wird die Masse des Gießpulvers in dem Zwischenbehälter 28 durch Wiegezellen 31 der gravimetrischen Sensoreinheit 11 ermittelt. Die Wiegezellen 31 erfassen eine auf sie einwirkende Kraft F, die sich darstellen lässt als Resultierende $F = (m_{T} + m_{P}) \cdot g - F_{r}$
aus der Gewichtskraft des Zwischenbehälters 28 und des momentan darin befindlichen Gießpulvers sowie der elastischen Rückstellkraft F_r des Faltenbalges 29 (m_T: Masse des Trichters, m_P: momentan im Trichter befindliche Gießpulvermasse, g: Erdbeschleunigung).
Unter der Voraussetzung, dass die elastische Auslenkung an den Wiegezellen 31 nur Bruchteile von Millimetern beträgt, kann die Rückstellkraft F_r des Faltenbalges als zeitlich konstant angesehen werden. Die erste Ableitung der Kraft F nach der Zeit liefert daher den Ausdruck $dF / dt = ({dm}_{P} / dt) \cdot g,$
der somit proportional zu dem Gießpulvermassenstrom durch den Zwischenbehälter 28 ist. Der Vorteil der Ermittlung und Verwendung der Zeitableitung besteht darin, dass eine langfristige Drift der Messsignale der Wiegezellen 31, die bei elektronischen Sensoren häufig auftritt, auf Zeitskalen, die länger sind als die typischen Regelzeitintervalle im Sekunden- bis Minutenbereich der Regelung der Gießpulveraufgabe, die Zeitableitung nicht beeinflussen und somit als systematische Fehlerquelle ausscheidet. Mit entsprechenden Glättungsalgorithmen ist es zudem möglich, das naturgemäß stärkere Rauschen der Messsignale soweit zu glätten, dass ein sehr genauer Messwert für den Gießpulvermassenstrom durch den Zwischenbehälter 28 auf einer Zeitskala von Sekunden bis Minuten erhalten werden kann.
Dadurch ist es beispielsweise möglich, defekte Dosierzellen der Zellenradschleuse 13 zu erkennen: wenn beispielsweise bei 11 Zellen die Messwerte der gravimetrischen Messung des Gießpulverstroms durch den Zwischenbehälter 28 über einen längeren Zeitraum nicht denen der volumetrischen Messung des Gießpulverstroms durch die Zellenradschleuse 13 entsprechen sondern von diesen etwa 9% abweichen, kann dies ein Hinweis dafür sein, dass eine Dosierzelle beispielsweise mit feuchtem Gießpulver verstopft ist.
Des Weiteren kann beispielsweise durch die getrennte volumetrische und gravimetrische Erfassung des Gießpulverstroms auch eine systematische Abweichung der Gießpulverdichte von einem Sollwert detektiert werden: so kann aus dem gravimetrisch erfassten Wert des Gießpulvermassenstroms bei Kenntnis der geometrischen Abmessungen der Zellenradschleuse 13 auf die Dichte des verwendeten Gießpulvers geschlossen werden. Dies kann beispielsweise einer Verwechslung von verwendeten Gießpulversorten vorbeugen oder eine starke Abweichung der tatsächlichen Gießpulverdichte von einer Solldichte, beispielsweise aufgrund von Feuchtigkeit, anzeigen. Auch kann bei Gießpulver der Unterschied zwischen Schüttdichte (vom Hersteller angegeben) und tatsächlicher Rütteldichte (entspricht der Aufbringdichte in der Kokille 3) bis zu 20% betragen, was insbesondere bei einer schichtdickenbezogenen Regelung des Gießpulverstroms von Bedeutung ist.
In einem vierten Verfahrensschritt 44 wird Gießpulver durch die Zellenradschleuse 13 von der Zwischenspeichereinheit 9 zu der zweiten pneumatischen Fördereinrichtung 15 gefördert.
In einem fünften Verfahrensschritt 45 wird Gießpulver von der zweiten pneumatischen Fördereinrichtung 15 in die Kokille 3 gefördert.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung zum Fördern von Gießpulver
3: Kokille
5: Gießpulverreservoir
6: Vorratsbehälter
7: erste pneumatische Fördereinrichtung
9: Zwischenspeichereinheit
11: gravimetrische Sensoreinheit
12: Füllstandssensoreinheit
13: Zellenradschleuse
14: Antriebseinheit
15: zweite pneumatische Fördereinrichtung
17: Steuereinheit
19: Absperrorgan
20: Pneumatikleitung
21: Bypassleitung
23: Absperrorgan
24: Absperrorgan
25: Absperrorgan
27: Abscheider
28: Zwischenbehälter
29: Faltenbalg
31: Wiegezelle
32: Ultraschallsensoreinheit
33: Rahmen
35: Verteiler
37: Abgangsleitung
41 bis 45: Verfahrensschritt
D: Gießpulverschichtdicke
S: Sensorsignal
T: Temperatur
t: Zeit

Claims

Vorrichtung (1) zum Fördern von Gießpulver in eine Kokille (3) einer Stranggießanlage, die Vorrichtung (1) umfassend
- ein Gießpulverreservoir (5) für auszugebendes Gießpulver,

- eine Zwischenspeichereinheit (9), die zum Zwischenspeichern von Gießpulver eingerichtet ist,

- wenigstens eine Sensoreinheit (11, 12), die zum Erfassen einer Gießpulvermenge von aktuell in der Zwischenspeichereinheit (9) gespeichertem Gießpulver eingerichtet ist,

- eine Zellenradschleuse (13), die zum Weiterleiten von Gießpulver aus der Zwischenspeichereinheit (9) mit einer steuerbaren Drehzahl eingerichtet ist,

- eine erste pneumatische Fördereinrichtung (7), die zum Fördern von Gießpulver aus dem Gießpulverreservoir (5) zu der Zwischenspeichereinheit (9) mit einer steuerbaren Gießpulverfördermenge eingerichtet ist, und

- eine zweite pneumatische Fördereinrichtung (15), die zum Fördern von Gießpulver von der Zellenradschleuse (13) in die Kokille (3) eingerichtet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 mit einer gravimetrischen Sensoreinheit (11), die zum Erfassen einer Gießpulvermasse von aktuell in der Zwischenspeichereinheit (9) gespeichertem Gießpulver eingerichtet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die gravimetrische Sensoreinheit (11) wenigstens eine Wiegezelle (31) aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Füllstandssensoreinheit (12), die zum Erfassen eines Füllstandes von aktuell in der Zwischenspeichereinheit (9) gespeichertem Gießpulver eingerichtet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei die Füllstandssensoreinheit (12) wenigstens eine Ultraschallsensoreinheit (32) aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Steuereinheit (17), die zum Steuern oder Regeln der Drehzahl der Zellenradschleuse (13) und der mit der ersten Fördereinrichtung (7) zu der Zwischenspeichereinheit (9) geförderten Gießpulverfördermenge in Abhängigkeit von der Gießpulvermenge in der Zwischenspeichereinheit (9) eingerichtet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste pneumatische Fördereinrichtung (7) zur Pfropfenförderung von Gießpulver eingerichtet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste pneumatische Fördereinrichtung (7) eine Bypassleitung (21), über die Gießpulver an der Zwischenspeichereinheit (9) vorbei geleitet werden kann, und Absperrorgane (23 bis 25), mittels derer das durch die erste pneumatische Fördereinrichtung (7) geförderte Gießpulver wahlweise zu der Zwischenspeichereinheit (9) oder durch die Bypassleitung (21) geleitet werden kann, aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite pneumatische Fördereinrichtung (15) zur Flugförderung von Gießpulver eingerichtet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite pneumatische Fördereinrichtung (15) mehrere Abgangsleitungen (37) aufweist, auf die das durch die zweite pneumatische Fördereinrichtung (15) geförderte Gießpulver aufgeteilt wird und die jeweils zum Fördern von Gießpulver in die Kokille (3) eingerichtet sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, wobei die Aufteilung des durch die zweite pneumatische Fördereinrichtung (15) geförderten Gießpulvers auf die Abgangsleitungen (37) einstellbar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zwischenspeichereinheit (9) einen Abscheider (27) zum Abscheiden von Gießpulver aus der ersten pneumatischen Fördereinrichtung (7) und einen trichterförmigen Zwischenbehälter (28) zum Zwischenlagern von Gießpulver und Ausgeben von Gießpulver an die Zellenradschleuse (13) aufweist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, wobei die Zwischenspeichereinheit (9) einen zwischen dem Abscheider (27) und dem Zwischenbehälter (28) angeordneten Faltenbalg (29) aufweist, durch den Gießpulver aus dem Abscheider (27) in den Zwischenbehälter (28) fällt.
Verfahren zum Fördern von Gießpulver in eine Kokille (3) einer Stranggießanlage, wobei
- auszugebendes Gießpulver mit einer ersten pneumatischen Fördereinrichtung (7) aus einem Gießpulverreservoir (5) in eine Zwischenspeichereinheit (9) gefördert wird,

- Gießpulver aus der Zwischenspeichereinheit (9) mit einer Zellenradschleuse (13) zu einer zweiten pneumatischen Fördereinrichtung (15) weitergeleitet wird und

- Gießpulver mit der zweiten pneumatischen Fördereinrichtung (15) von der Zellenradschleuse (13) in die Kokille (3) gefördert wird, wobei

- eine Gießpulvermenge von aktuell in der Zwischenspeichereinheit (9) gespeichertem Gießpulver erfasst wird und

- eine Drehzahl der Zellenradschleuse (13) und eine von der ersten pneumatischen Fördereinrichtung (7) geförderte Gießpulverfördermenge in Abhängigkeit von der Gießpulvermenge in der Zwischenspeichereinheit (9) gesteuert oder geregelt werden.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei zum Erfassen der Gießpulvermenge in der Zwischenspeichereinheit (9) eine Gießpulvermasse von aktuell in der Zwischenspeichereinheit (9) gespeichertem Gießpulver gravimetrisch erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei ein Gießpulvermassenstrom von aktuell durch die Zwischenspeichereinheit (9) geleitetem Gießpulver ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei aus dem Gießpulvermassenstrom und den Abmessungen der Zellenradschleuse (13) auf eine Dichte des Gießpulvers geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei zum Erfassen der Gießpulvermenge in der Zwischenspeichereinheit (9) ein Füllstand von aktuell in der Zwischenspeichereinheit (9) gespeichertem Gießpulver erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei ein Gießpulverstrom von durch die Zwischenspeichereinheit (9) geleitetem Gießpulver mit einem Gießpulverstrom von durch die Zellenradschleuse (13) gefördertem Gießpulver verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die erste pneumatische Fördereinrichtung (7) aktiviert wird, sobald die Gießpulvermenge des in der Zwischenspeichereinheit (9) gespeicherten Gießpulvers einen ersten Schwellenwert unterschreitet und die erste pneumatische Fördereinrichtung (7) deaktiviert wird, sobald die Gießpulvermenge des in der Zwischenspeichereinheit (9) gespeicherten Gießpulvers einen zweiten Schwellenwert überschreitet.