EP4146417A1 - INSPEKTIONSSYSTEM UND VERFAHREN ZUM GLEICHZEITIGEN ÜBERPRÜFEN DER FUNKTIONSFÄHIGKEIT VON MEHREREN SPRITZDÜSEN IN EINER STRANGGIEßANLAGE, INSBESONDERE VON DEN ZWISCHEN ZWEI STRANGFÜHRUNGSROLLEN ANGEORDNETEN SPRITZDÜSEN - Google Patents

INSPEKTIONSSYSTEM UND VERFAHREN ZUM GLEICHZEITIGEN ÜBERPRÜFEN DER FUNKTIONSFÄHIGKEIT VON MEHREREN SPRITZDÜSEN IN EINER STRANGGIEßANLAGE, INSBESONDERE VON DEN ZWISCHEN ZWEI STRANGFÜHRUNGSROLLEN ANGEORDNETEN SPRITZDÜSEN

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EP4146417A1
EP4146417A1 EP21725717.9A EP21725717A EP4146417A1 EP 4146417 A1 EP4146417 A1 EP 4146417A1 EP 21725717 A EP21725717 A EP 21725717A EP 4146417 A1 EP4146417 A1 EP 4146417A1
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EP
European Patent Office
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spray
spray nozzles
checked
inspection system
spray patterns
Prior art date
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EP21725717.9A
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English (en)
French (fr)
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EP4146417B1 (de
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Benjamin BRESSER
Axel Weyer
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Publication date
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    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
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    • B22D11/22—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould
    • B22D11/225—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould for secondary cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D45/00—Equipment for casting, not otherwise provided for

Definitions

  • the invention relates to an inspection system for simultaneously checking the functionality of several spray nozzles in a continuous caster, in particular of the spray nozzles arranged between two strand guide rollers.
  • the invention also relates to a method for simultaneously checking the functionality of a plurality of spray nozzles in a continuous caster, in particular of the spray nozzles arranged between two strand guide rollers.
  • a device and a method for the optical inspection of a spray nozzle in a continuous casting plant is known in the prior art, for example from the German patent application DE 102011 005860 A1. Specifically, this laid-open specification discloses a device for testing a spray nozzle in a continuous casting plant, the device being a barrel member, e.g. B.
  • the device has a roller checker or a cold strand chain to pass through the continuous caster.
  • An optoelectronic sensor in particular a video camera, is attached to the barrel member, with the aid of which the properties of the spray nozzle can be measured. With the help of the optical sensor, the spray pattern of the spray nozzle is recorded and then evaluated with the help of a preferably automatic image evaluation method. It is also provided that various nozzle parameters, in particular the coolant pressure of the nozzle, are varied and then a recording of the spray pattern is also made in response to this variation in the nozzle parameters. Furthermore, the laid-open specification discloses that the device comprises a lighting means in order to illuminate the cooling nozzles to be photographed accordingly.
  • EP 3 456 436 A1 discloses an inspection system and a method for monitoring the functionality of at least one spray nozzle, in particular in a continuous casting plant.
  • a corresponding known inspection system has at least one camera for recording an image and a light source.
  • EP 3 456 436 A1 proposes designing the light source as a laser light source for emitting a plurality of preferably parallel light beams which span a projection surface for an image to be recorded.
  • the spray nozzle is aligned with its outlet opening on one side of the projection surface in order to generate the image in the projection surface as spray spots of the sprayed liquid.
  • the digital camera is used to record the image in the projection surface.
  • a plurality of spray nozzles are arranged between adjacent guide rollers of the continuous caster in the upper and lower areas, which spray nozzles spray the entire upper and lower surface of the strand produced with water.
  • spray nozzles are arranged on the top and bottom of the continuous casting plant between adjacent strand guide rollers. So that the entire upper or lower surface of the strand produced is evenly cooled by the spray nozzles, the spray patterns produced by the spray nozzles overlap in the lower area, in close proximity to the upper or lower surface of the strand produced. Due to this overlap, however, the aforementioned devices and methods for checking the spray nozzles provide the Continuous caster no detailed results on the functionality of individual spray nozzles.
  • the present invention is therefore based on the object of checking the functionality of individual spray nozzles of a continuous caster in order to be able to better assess the cooling performance of the secondary cooling of the continuous caster and to avoid surface defects on the strand produced due to uneven or limited cooling.
  • the object is achieved according to the invention by an inspection system for simultaneously checking the functionality of several spray nozzles in a continuous casting plant, in particular of the spray nozzles arranged between two strand guide rollers, comprising: at least one optoelectronic sensor for each spray nozzle to be checked simultaneously, and
  • the inspection system comprises a separate optoelectronic sensor for each spray nozzle to be checked at the same time, that is to say as a rule between 6 and 14 optoelectronic sensors.
  • the separate optoelectronic sensors are expediently each aligned with a spray nozzle, more precisely with the spray pattern generated by the spray nozzle.
  • the inspection system according to the invention further comprises means for assigning the spray patterns generated by the spray nozzles to be checked to at least one optoelectronic sensor in each case. This allows the Check the spray patterns generated by the individual spray nozzles separately. By checking the generated spray pattern of a spray nozzle, a statement can be made about the functionality of the spray nozzle and thus about the secondary cooling of the continuous caster as a whole.
  • the inspection system further comprises at least one light source for illuminating the spray patterns generated by the spray nozzles to be checked, in particular in the visible and / or invisible light spectrum.
  • the detection of the spray patterns by the corresponding optoelectronic sensors is improved.
  • the optoelectronic ones are expediently matched to the light spectrum emitted by the at least one illuminant.
  • the at least one illuminant is arranged on the opposite side of the spray patterns generated by the spray nozzles to be checked, like the optoelectronic sensors. The spray patterns generated are therefore irradiated by the at least one illuminant from the side facing away from the optoelectronic sensors.
  • the inspection system is designed to be part of a cold-strand chain or to be connectable to a cold-strand chain.
  • the inspection system is therefore either an integral part of the cold strand chain or can be connected to it as required.
  • the inspection system is arranged at the front end of the cold-strand chain in the running direction.
  • the optoelectronic sensors are oriented towards the front in the running direction of the continuous caster. This has the advantage that the optoelectronic sensors record the spray patterns before they move through the spray patterns. Subsequently, the water of the spray patterns that has hit the optoelectronic sensors can at least partially run off up to the next spray nozzles to be checked in the next gap between adjacent strand guide rollers, which is advantageous for the detection of the spray patterns.
  • the inspection system further comprises an impact element on which the spray patterns generated by the spray nozzles to be checked impinge, in particular for separating the spray nozzles arranged in the upper area of the continuous casting plant from the spray nozzles arranged in the lower area of the continuous casting plant.
  • the impact element is preferably arranged approximately in the middle between the strand guide rollers, so that the spray patterns of the upper and lower spray nozzles impinge on the top and bottom of the impact element.
  • the impact element extends in particular parallel to the running direction of the continuous caster, between the upper strand guide rollers and the lower strand guide rollers.
  • the at least one optoelectronic sensor is a video camera for each spray nozzle to be checked at the same time.
  • the inspection system thus includes a video camera for each spray nozzle to be checked at the same time.
  • all optoelectronic sensors are designed for simultaneous checking of the multiple spray nozzles by a matrix of optoelectronic sensors.
  • the inspection system according to the invention thus comprises a matrix of optoelectronic sensors for checking the multiple spray nozzles at the same time.
  • the matrix of optoelectronic sensors can expediently be flexibly divisible in order to adapt the inspection system to different numbers of spray nozzles to be checked at the same time. This is the inventive
  • the inspection system can be flexibly adapted to a different number of spray nozzles to be checked at the same time, since the matrix of optoelectronic sensors can be divided according to the spray nozzles currently to be checked at the same time.
  • the means for assigning the spray patterns generated by the spray nozzles to be checked to an optoelectronic sensor are designed as mechanical deflectors.
  • the spray patterns generated by the spray nozzles to be checked at the same time are physically separated from one another by the mechanical deflectors.
  • the deflectors preferably extend in the direction of the spray nozzles and along the running direction of the continuous caster. Extends the
  • the deflectors are arranged vertically and along the direction of travel of the continuous caster.
  • the spray patterns generated by the spray nozzles to be checked are physically separated by the mechanical deflectors, which simplifies the recording and checking of the spray patterns.
  • At least the middle of the spray patterns generated by the plurality of spray nozzles are each separated from the adjacent pointed pattern by a deflector.
  • the adjacent spray patterns are separated from one another by means of the mechanical deflectors.
  • mechanical deflectors can also be arranged on the outer edges in order to protect the spray patterns arranged on the outer edge from external influences.
  • the deflectors are designed to be variable, in particular with regard to the number and / or position, in order to adapt the inspection system to a variable number of spray nozzles to be checked or their positioning in the continuous casting plant.
  • This can be achieved, for example, in that individual deflectors can be extended, folded out or folded between different optoelectronic sensors are like.
  • individual deflectors can be folded in such a way that they cover an optoelectronic sensor in a first position, i.e. switch it inactive, or in a second position provide a separation from an adjacent optoelectronic sensor and thus activate the optoelectronic sensor.
  • the means for assigning the spray patterns generated by the spray nozzles to be checked to an optoelectronic sensor are designed as an optical separator.
  • the spray patterns generated by the spray nozzles to be checked are therefore visually separated from one another.
  • the optical separator illuminates the spray patterns generated by the spray nozzles to be checked with light in different light spectra, and the optoelectronic sensors assigned to the spray patterns generated are matched to the respective light spectrum.
  • the inspection system further comprises a memory device for storing the captured spray patterns of the spray nozzles to be checked, a computing device for comparing the captured spray patterns of the spray nozzles to be checked with expected spray patterns and / or a communication interface for exchanging data with an external device.
  • the storage device has the advantage that the data collected during the passage of the cold strand chain through the continuous caster can initially be stored and subsequently evaluated. The evaluation can be carried out by a computing device of the inspection system or by an external computing device.
  • the inspection system comprises a position sensor for detecting the position of the inspection system in the continuous casting plant. This allows the measurement results of the inspection system to be assigned more easily and more precisely to the injection nozzles of the continuous caster.
  • the object is also achieved by a method according to the invention for simultaneously checking the functionality of several spray nozzles in a continuous caster, in particular of the spray nozzles arranged between two strand guide rollers, comprising the steps:
  • An inspection system according to the invention is preferably used to carry out the method according to the invention.
  • the spray patterns generated by the spray nozzles to be checked at the same time are recorded by separate optoelectronic sensors. At least one optoelectronic sensor is used for each spray nozzle to be checked at the same time in order to record the corresponding spray pattern.
  • the method comprises the step of illuminating the spray patterns generated by the spray nozzles to be checked, in particular with light rays in the visible and / or invisible Light spectrum.
  • the illumination simplifies the detection of the spray pattern produced by the optoelectronic sensors.
  • the spray patterns of the spray nozzles to be checked are expediently illuminated from the side of the spray patterns opposite the optoelectronic sensors.
  • the detection of the spray patterns generated by the spray nozzles to be monitored takes place in the running direction of the continuous caster.
  • the spray patterns of the spray nozzles to be checked are recorded before the optoelectronic sensors pass the spray patterns and, if necessary, the water from the spray nozzles is applied.
  • the water can at least partially run off from the optoelectronic sensors until the optoelectronic sensors reach the next spray patterns of the next spray nozzles to be checked between the next adjacent strand guide rollers.
  • the method comprises the step of providing an impact element on which the spray patterns generated by the spray nozzles to be checked impinge, in particular for separating the ones arranged in the upper region of the continuous caster
  • Spray nozzles from the spray nozzles arranged in the lower area of the continuous caster are expediently extends parallel to the running direction of the continuous caster, between the upper strand guide rollers and the lower strand guide rollers. Due to the impact element, the spray patterns in the upper area of the
  • the spray nozzles arranged in the continuous casting plant are separated from the spray nozzles of the spray nozzles arranged in the lower region of the continuous casting plant, so that their checking can be carried out simultaneously. There is also a mutual influencing of the spray nozzles arranged in the upper region of the continuous caster and those arranged in the lower region of the continuous caster
  • the spray patterns of the spray nozzles to be checked are recorded by means of video cameras as optoelectronic sensors.
  • the spray patterns generated by all spray nozzles to be checked are recorded by means of a matrix of optoelectronic sensors.
  • the spray patterns recorded by the matrix of optoelectronic sensors are expediently distributed to the separate spray nozzles to be checked.
  • the matrix of optoelectronic sensors thus records all spray patterns and distributes them to the spray nozzles to be checked.
  • the division is supported in particular by separate means for assigning spray patterns to associated spray nozzles.
  • the spray patterns generated by the spray nozzles to be checked are assigned to an optoelectronic sensor by mechanical deflectors. By means of the mechanical deflectors, adjacent spray patterns in particular are thus separated from one another, as a result of which mutual influencing of the spray patterns among one another is avoided or at least minimized.
  • the deflectors can be changed, in particular with regard to the number and / or position, in order to adapt the method to a variable number of spray nozzles to be checked or their positioning in the continuous casting plant.
  • the assignment of the spray patterns generated by the spray nozzles to be checked to an optoelectronic sensor is carried out by means of optical separators.
  • the optical separator illuminates the spray patterns generated by the spray nozzles to be checked with light in different light spectra and the optoelectronic sensors assigned to the generated spray patterns are matched to the respective light spectrum.
  • the assignment of the pointed images of the spray nozzles to be checked to optoelectronic sensors is achieved or improved by the optical separator.
  • the method comprises the step of storing the captured spray patterns of the spray nozzles to be checked in the inspection system and / or the step of transmitting data from the inspection system to an external device.
  • the storage has the advantage that the data collected during the passage of the cold strand chain through the continuous caster can initially be stored and subsequently evaluated.
  • the recorded spray patterns of the spray nozzles to be checked are compared with expected spray patterns by a computing device of the inspection system.
  • the evaluation can be carried out by an external computing device.
  • the data and / or results of the evaluation collected by the method can for example be transmitted to an external device via a communication interface.
  • Known transmission methods such as Bluetooth, WiFi, NFC or the like can also be used.
  • the method includes the step of detecting the position of the inspection system in the continuous casting plant. This allows the measurement results to be assigned to the injection nozzles of the continuous caster more easily and more precisely.
  • the method comprises the step of capturing spray patterns from spray nozzles and evaluating the quality of the spray pattern.
  • the quality of the spray pattern is preferably assessed manually.
  • the evaluated spray patterns can subsequently be used for the comparison with the recorded spray patterns of the several spray nozzles to be checked in the automatic execution of the method according to the invention.
  • the results of the evaluation can be used, for example, for the later automatic evaluation of the captured spray patterns in the inventive
  • the method includes the step of creating a model for assessing captured spray patterns from spray nozzles to be checked.
  • the captured spray patterns can be compared with the expected spray patterns with little computational effort, so that the comparison can be carried out, for example, by an inexpensive computing device such as a single-board computer.
  • the model created can in particular be stored in the inspection system according to the invention.
  • the model is trained to improve the quality of the model.
  • the model is continuously trained on the basis of the captured spray patterns.
  • FIG. 1 shows a plan view of an inspection system according to the invention on a cold strand chain
  • FIG. 2 shows a side view of the inspection system with a cold strand chain
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of an inspection system 1 for simultaneously checking the functionality of a plurality of spray nozzles 2 in a continuous casting installation 3, in particular of those between two strand guide rollers 4 arranged spray nozzles 2 in a plan view.
  • the inspection system 1 from FIG. 1 comprises a total of six optoelectronic sensors 5 for six spray nozzles 2 to be checked at the same time.
  • three upper spray nozzles 2 and three upper optoelectronic sensors 5 are shown.
  • Three spray nozzles 2 and three associated optoelectronic sensors 5 are likewise arranged on the underside, but cannot be seen in FIG. 1.
  • the optoelectronic sensors 5 are, for example, video cameras.
  • the optoelectronic sensors 5 for the simultaneous checking of the multiple spray nozzles 2 can also be formed by a matrix of optoelectronic sensors 5.
  • the matrix of optoelectronic sensors 5 can expediently be flexibly divisible in order to adapt the inspection system 1 to different numbers of spray nozzles 2 to be checked at the same time.
  • the inspection system 1 further comprises means for assigning 6 of the spray patterns generated by the spray nozzles 2 to be checked to at least one optoelectronic sensor 5 in each case each designed as a mechanical deflector 6 for an optoelectronic sensor 5.
  • the deflectors 6 extend in the direction of the spray nozzles 2 and along the running direction 9 of the continuous casting plant 3 Spray nozzles (see FIG. 2) and in the horizontal direction along the running direction 9.
  • the mechanical deflectors 6 are designed, for example, as metal sheets. In the side view according to FIG. 2, the mechanical deflectors 6 are shown in phantom.
  • the mechanical deflectors 6 are expediently arranged in such a way that the spray patterns generated by the spray nozzles 2 to be checked are each delimited on both sides by mechanical deflectors 6. As can be seen in FIG. 1 a mechanical deflector 6 is thus located on each of the two edge regions and between the spray nozzles 2.
  • the deflectors 6 are designed to be variable, in particular with regard to the number and / or position, in order to adapt the inspection system 1 to a variable number of spray nozzles 2 to be checked or their positioning in the continuous casting plant 3.
  • the inspection system 1 from FIG. 1 further comprises lighting means 7 for illuminating the spray patterns generated by the spray nozzles 2 to be checked, in particular in the visible and / or invisible light spectrum. This improves the detection of the spray patterns by the optoelectronic sensors 5.
  • the lighting means 7 are arranged on the opposite side of the spray patterns generated by the spray nozzles 2 to be checked, like the optoelectronic sensors 5.
  • the means for assigning 6 the spray patterns generated by the spray nozzles 2 to be checked to an optoelectronic sensor 5 can each be designed as an optical separator.
  • An optical separator illuminates, for example, the spray patterns generated by the spray nozzles 2 to be checked, each with light in different light spectra, and the optoelectronic sensors 5 assigned to the generated spray patterns are matched to the respective light spectrum.
  • the lighting means 7 are part of an optical isolator.
  • the inspection system 1 according to the invention is part of a cold-strand chain 8 or can be connected to a cold-strand chain 8.
  • the inspection system 1 can be connected to the cold-strand chain 8 if necessary, for example by means of a magnetic connection.
  • the inspection system 1 is arranged at the front end of the cold-strand chain 8 in the running direction 9.
  • the optoelectronic Sensors 5 are preferably oriented towards the front in the running direction 9 of the continuous caster 3.
  • the inspection system 1 furthermore comprises an impact element 10 on which the to be checked by the
  • the impact element also extends in the horizontal direction and not, like the mechanical deflectors 6, in the vertical direction.
  • the impact element 10 and the mechanical deflectors 6 thus both extend along the running direction 9 of the continuous caster 3, but are arranged at right angles to one another, since the impact element 10 also extends in the horizontal direction and the mechanical deflectors 6 in the vertical direction.
  • the impact element 10 is preferably designed as a sheet metal.
  • the inspection system 1 from FIG. 1 further comprises a storage device 11 for storing the captured spray patterns of the spray nozzles 2 to be checked, a computing device 11 for comparing the captured spray patterns of the spray nozzles 2 to be checked with expected spray patterns and a
  • Communication interface 11 for exchanging data with an external device.
  • Communication interfaces 11 are combined, for example, in what is known as a single-board computer.
  • the inspection system 1 also includes a position sensor 12 for detecting the position of the inspection system 1 in the continuous casting plant 3.
  • the energy supply of the inspection system 1 according to the invention is provided, for example, via an internal battery.
  • an inspection system 1 according to the invention is introduced into the continuous caster 3, for example. 2 shows a side view of an inspection system 1 according to the invention in a continuous casting plant 3, in particular between the upper strand guide rollers 4 and lower strand guide rollers 4.
  • the spray nozzles 2 to be checked are arranged between the strand guide rollers.
  • FIG. 2 only shows spray nozzles 2 between the strand guide rollers at the left end of the continuous caster 3. This is also in this area
  • the spray patterns of the spray nozzles 2 are recorded separately by the separate optoelectronic sensors 5, the spray patterns generated by the spray nozzles 2 to be checked each being assigned to an optoelectronic sensor 5.
  • the recorded spray patterns are then compared with the expected spray patterns.
  • the comparison is either carried out by the computing device 11 of the inspection system 11 or the captured spray patterns are transmitted to an external device which subsequently carries out the comparison.
  • the inspection system 1 travels through the entire continuous caster 3 and internally stores the captured spray patterns for the spray nozzles to be monitored.
  • the data are then transmitted to an external device that carries out the evaluation.
  • the data are stored in particular together with position data, so that the data can be assigned to the corresponding spray nozzles 2.
  • a model is preferably created from previously collected data, which is then used to compare the captured spray patterns. This reduces the computing power required and the comparison can also be carried out promptly by a computer with limited computing power.
  • the model can also be trained on the basis of the captured spray patterns in order to improve its accuracy. As can be seen from FIG. 2, the detection of the spray patterns generated by the spray nozzles 2 to be monitored takes place in the running direction 9 of the continuous casting installation 3.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Inspektionssystem (1) zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen (2) in einer Stranggießanlage (3), insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen (4) angeordneten Spritzdüsen (2), umfassend: mindestens einen optoelektronischen Sensor (5) für jede gleichzeitig zu überprüfender Spritzdüse (2), und Mittel zum Zuordnen (6) der von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder zu jeweils mindestens einen optoelektronischen Sensor (5). Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen (2) in einer Stranggießanlage (3), insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen (4) angeordneten Spritzdüsen (2).

Description

Inspektionssystem und Verfahren zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen in einer Stranggießanlage, insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen angeordneten Spritzdüsen
Die Erfindung betrifft ein Inspektionssystem zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen in einer Stranggießanlage, insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen angeordneten Spritzdüsen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen in einer Stranggießanlage, insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen angeordneten Spritzdüsen. Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optischen Prüfung einer Spritzdüse in einer Stranggießanlage ist im Stand der Technik beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102011 005860 A1 bekannt. Konkret offenbart diese Offenlegungsschrift eine Vorrichtung zur Prüfung einer Spritzdüse in einer Stranggießanlage, wobei die Vorrichtung ein Laufglied, z. B. einen Rollenchecker oder eine Kaltstrangkette aufweist zum Durchlaufen der Stranggießanlage. An dem Laufglied ist ein optoelektronischer Sensor, insbesondere eine Videokamera angebracht mit deren Hilfe die Eigenschaften der Spritzdüse gemessen werden können. Mit Hilfe des optischen Sensors wird das Spritzbild der Spritzdüse aufgenommen und anschließend mit Hilfe eines vorzugsweise automatischen Bildauswertungsverfahrens ausgewertet. Es ist weiterhin vorgesehen, dass verschiedene Düsenparameter, insbesondere der Kühlmitteldruck der Düse, variiert werden und dann ebenfalls eine Aufnahme des Spritzbildes als Reaktion auf diese Variation der Düsenparameter gemacht wird. Weiterhin offenbart die Offenlegungsschrift, dass die Vorrichtung ein Leuchtmittel umfasst, um die zu fotografierenden Kühldüsen entsprechend zu beleuchten. Die EP 3 456 436 A1 offenbart ein Inspektionssystem und ein Verfahren zum Überwachen der Funktionsfähigkeit mindestens einer Spritzdüse, insbesondere in einer Stranggießanlage. Ein entsprechendes bekanntes Inspektionssystem weist neben der Spritzdüse mindestens eine Kamera zum Aufnehmen eines Bildes und eine Lichtquelle auf. Um das Überprüfen der Funktionsfähigkeit der Spritzdüse zu verbessern wird durch die EP 3 456 436 A1 vorgeschlagen, die Lichtquelle als Laserlichtquelle auszubilden zum Aussenden einer Mehrzahl von vorzugsweise parallelen Lichtstrahlen, welche eine Projektionsfläche für ein aufzunehmendes Bild aufspannen. Die Spritzdüse ist mit ihrer Austrittsöffnung auf eine Seite der Projektionsfläche ausgerichtet zum Erzeugen des Bildes in der Projektionsfläche als Sprühflecken der versprühten Flüssigkeit. Die Digitalkamera dient zum Aufnehmen des Bildes in der Projektionsfläche.
In der Sekundärkühlung einer Stranggießanlage werden zwischen 40 und 90 % des gesamten Wärmeinhaltes des Stranges abgeführt. Dazu wird von mehreren Spritzdüsen Wasser auf den erzeugten Strang gesprüht, so dass durch die entstehende Verdampfungsenergie ein Großteil der Wärmemenge abgeführt wird. Dabei ist es für die Qualität des erzeugten Stranges wesentlich, dass die Kühling gleichmäßig erfolgt, da anderenfalls Oberflächenfehler entstehen können.
Zwischen benachbarten Führungsrollen der Stranggießanlage sind dazu jeweils im oberen und unteren Bereich mehrere Spritzdüsen angeordnet, welche die gesamte oberen und untere Oberfläche des erzeugten Stranges mit Wasser besprühen. Üblicherweise sind auf der Oberseite und der Unterseite der Stranggießanlage zwischen benachbarten Strangführungsrollen jeweils zwischen 3 und 7 Spritzdüsen angeordnet. Damit die gesamte obere bzw. untere Oberfläche des erzeugten Stranges gleichmäßig von den Spritzdüsen gekühlt wird, überschneiden sich die von den Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder im unteren Bereich, in unmittelbarer Nähe zu der oberen bzw. unteren Oberfläche des erzeugten Stranges. Durch diese Überschneidung liefern jedoch die zuvor genannten Vorrichtungen und Verfahren zur Überprüfung der Spritzdüsen der Stranggießanlage keine detaillierten Ergebnisse über die Funktionsfähigkeit einzelner Spritzdüsen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde die Funktionsfähigkeit von einzelnen Spritzdüsen einer Stranggießanlage zu überprüfen, um die Kühlleistung der Sekundärkühlung der Stranggießanlage besser beurteilen zu können und durch eine ungleichmäßige oder eingeschränkte Kühlung verursachte Oberflächenfehler an dem erzeugten Strang zu vermeiden. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Inspektionssystem zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen in einer Stranggießanlage, insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen angeordneten Spritzdüsen, umfassend: mindestens einen optoelektronischen Sensor für jede gleichzeitig zu überprüfender Spritzdüse, und
Mittel zum Zuordnen der von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder zu jeweils mindestens einen optoelektronischen Sensor.
Gleichzeitig können die zwischen zwei benachbarten Strangführungsrollen angeordneten Spritzdüsen überprüft werden. Wie bereits zuvor ausgeführt, sind üblicherweise jeweils 3 bis 7 Spritzdüsen auf der Oberseite und der Unterseite angeordnet, so dass in der Regel 6 bis 14 Spritzdüsen gleichzeitig überprüft werden. Erfindungsgemäß umfasst das Inspektionssystem für jede gleichzeitig zu überprüfender Spritzdüse einen separaten optoelektronischen Sensor, also im Regelfall zwischen 6 und 14 optoelektronische Sensoren. Zweckmäßigerweise sind die separaten optoelektronischen Sensoren jeweils auf eine Spritzdüse, genauer auf das von der Spritzdüse erzeugte Spritzbild, ausgerichtet.
Das erfindungsgemäße Inspektionssystem umfasst ferner Mittel zum Zuordnen der von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder zu jeweils mindestens einen optoelektronischen Sensor. Dadurch lassen sich die von den einzelnen Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder separat überprüfen. Anhand der Überprüfung des erzeugten Spritzbildes eine Spritzdüse kann eine Aussage über die Funktionsfähigkeit der Spritzdüse getroffen werden und somit über die Sekundärkühlung der Stranggießanlage insgesamt.
Nach einer vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst das Inspektionssystem weiterhin wenigstens ein Leuchtmittel zur Beleuchtung der von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder, insbesondere im sichtbaren und/oder unsichtbaren Lichtspektrum. Durch eine Beleuchtung der von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder wird die Erfassung der Spritzbilder durch die entsprechenden optoelektronischen Sensoren verbessert. Zweckmäßigerweise sind die optoelektronischen auf das von dem wenigstens einen Leuchtmittel abgestrahlte Lichtspektrum abgestimmt. In einer zweckmäßigen Variante der Erfindung ist das wenigstens eine Leuchtmittel auf der gegenüberliegenden Seite von den durch die zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbildern angeordnet, wie die optoelektronischen Sensoren. Die erzeugten Spritzbilder werden also von der den optoelektronischen Sensoren abgewandten Seite von dem wenigstens einen Leuchtmittel bestrahlt.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Variante ist das Inspektionssystem Teil einer Kaltstrangkette oder mit einer Kaltstrangkette verbindbar ausgebildet. Das Inspektionssystem ist somit entweder ein fester Bestandteil der Kaltstrangkette oder kann mit dieser je nach Bedarf verbunden werden.
Nach einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist das Inspektionssystem am in Laufrichtung vorderen Ende der Kaltstrangkette angeordnet.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Variante sind die optoelektronischen Sensoren in Laufrichtung der Stranggießanlage nach vorne ausgerichtet. Dies hat den Vorteil, dass die optoelektronischen Sensoren die Spritzbilder erfassen bevor sich diese durch die Spritzbilder bewegen. Nachfolgend kann das auf den optoelektronischen Sensoren aufgetroffene Wasser der Spritzbilder bis zu den nächsten zu überprüfenden Spritzdüsen im nächsten Spalt zwischen benachbarten Strangführungsrollen zumindest teilweise ablaufen, was vorteilhaft für die Erfassung der Spritzbilder ist.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst das Inspektionssystem weiterhin ein Aufprallelement, auf welches die von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder auftreffen, insbesondere zum Trennen der von im oberen Bereich der Stranggießanlage angeordneten Spritzdüsen von den im unteren Bereich der Stranggießanlage angeordneten Spritzdüsen. Das Aufprallelement ist vorzugsweise ungefähr mittig zwischen den Strangführungsrollen angeordnet, so dass jeweils auf die Oberseite und Unterseite des Aufprallelements die Spritzbilder der oberen bzw. untere Spritzdüsen auftreffen. Das Aufprallelement erstreckt sich dabei insbesondere parallel zu der Laufrichtung der Stranggießanlage, zwischen den oberen Strangführungsrollen und den unteren Strangführungsrollen.
Nach einer zweckmäßigen Variante ist der mindestens eine optoelektronische Sensor für jede gleichzeitig zu überprüfender Spritzdüse eine Videokamera. Das Inspektionssystem umfasst somit für jede gleichzeitig zu überprüfender Spritzdüse eine Videokamera.
In einer erfindungsgemäßen Variante sind alle optoelektronischen Sensoren zur gleichzeitigen Überprüfung der mehreren Spritzdüsen durch eine Matrix von optoelektronischen Sensoren ausgebildet. Das erfindungsgemäße Inspektionssystem umfasst somit eine Matrix von optoelektronischen Sensoren zur gleichzeitigen Überprüfung der mehreren Spritzdüsen. Zweckmäßigerweise ist die Matrix von optoelektronischen Sensoren flexibel teilbar, um das Inspektionssystem an unterschiedliche Anzahlen von gleichzeitig zu überprüfenden Spritzdüsen anzupassen. Dadurch ist das erfindungsgemäße Inspektionssystem flexibel an eine unterschiedliche Anzahl von gleichzeitig zu überprüfenden Spritzdüsen anpassbar, da die Matrix von optoelektronischen Sensoren entsprechend der aktuell gleichzeitig zu überprüfenden Spritzdüsen aufgeteilt werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung sind die Mittel zum Zuordnen der von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor als mechanische Abweiser ausgebildet. Die von den gleichzeitig zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder werden also durch die mechanischen Abweiser physisch voneinander getrennt. Dazu erstrecken sich die Abweiser vorzugsweise in Richtung der Spritzdüsen und entlang der Laufrichtung der Stranggießanlage. Erstreckt sich die
Stranggießanlage beispielsweise horizontal, so sind die Abweiser vertikal und entlang der Laufrichtung der Stranggießanlage angeordnet. Durch die mechanischen Abweiser werden die von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder physisch getrennt, wodurch die Erfassung und Überprüfung der Spritzbilder vereinfacht wird.
In einer zweckmäßigen Variante der Erfindung sind wenigstens die mittleren der von den mehreren Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder jeweils zum benachbarten Spitzbild durch einen Abweiser getrennt sind. Dadurch werden die jeweils benachbarten Spritzbilder mittels der mechanischen Abweiser voneinander getrennt. Zusätzlich können auch an den äußeren Rändern mechanische Abweiser angeordnet sein, um die am äußeren Rand angeordneten Spritzbilder vor externen Einflüssen zu schützen.
Nach einer vorteilhaften Varianter der Erfindung sind die Abweiser veränderbar ausgebildet, insbesondere hinsichtlich der Anzahl und/oder Position, um das Inspektionssystem an eine veränderliche Anzahl von zu überprüfenden Spritzdüsen oder deren Positionierung in der Stranggießanlage anzupassen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass einzelne Abweiser zwischen unterschiedlichen optoelektronischen Sensoren ausfahrbar, ausklappbar oder dergleichen sind. Theoretisch ist es möglich, dass einzelne Abweiser so klappbar sind, dass sie in einer ersten Position einen optoelektronischen Sensor abdecken, also diesen inaktiv schalten, oder in einer zweiten Position eine Trennung zu einem benachbarten optoelektronischen Sensor bereitstellen und somit den optoelektronischen Sensor aktivieren.
Gemäß einer alternativen oder zusätzlichen Variante der Erfindung sind die Mittel zum Zuordnen der von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor als optischer Trenner ausgebildet. Die von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder werden also optisch voneinander getrennt.
In einer Variante beleuchtet der optische Trenner die von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder jeweils mit Licht in unterschiedlichen Lichtspektren und die zu den erzeugten Spritzbildern zugeordneten optoelektronischen Sensoren sind auf das jeweilige Lichtspektrum abgestimmt. Nach einer zweckmäßigen Variante der Erfindung umfasst das Inspektionssystem weiterhin eine Speichereinrichtung zur Speicherung der erfassten Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen, eine Recheneinrichtung zum Vergleichen der erfassten Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen mit erwarteten Spritzbildern und/oder eine Kommunikationsschnittstelle zum Austausch von Daten mit einer externen Einrichtung. Die Speichereinrichtung hat den Vorteil, dass die während der Durchfahrt der Kaltstrangkette durch die Stranggießanlage gesammelten Daten zunächst gespeichert werden können und nachfolgend ausgewertet werden können. Die Auswertung kann durch eine Recheneinrichtung des Inspektionssystems erfolgen oder durch eine externe Recheneinrichtung. Die von dem Inspektionssystem gesammelten Daten und/oder Ergebnisse der Auswertung können beispielsweise über eine Kommunikationsschnittstelle an eine externe Einrichtung übermittelt werden. Dabei kann auch bekannte Übertragungsverfahren wie Bluetooth, WiFi, NFC oder dergleichen zurückgegriffen werden. Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst das Inspektionssystem einen Positionssensor zur Erfassung der Position des Inspektionssystems in der Stranggießanlage. Dadurch lassen sich die Messergebnisse des Inspektionssystems einfacher und genauer den Spritzdüsen der Stranggießanlage zuordnen.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen in einer Stranggießanlage, insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen angeordneten Spritzdüsen, umfassend die Schritte:
Einbringen eines Inspektionssystems in die Stranggießanlage, getrenntes Erfassen von Spritzbildern der mehreren Spritzdüsen durch separate optoelektronische Sensoren, wobei die von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbildern den separaten optoelektronischen Sensoren zugeordnet werden,
Vergleichen der erfassten Spritzbilder der mehreren Spritzdüsen mit erwarteten Spritzbildern. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise ein erfindungsgemäßes Inspektionssystem eingesetzt.
Die von den gleichzeitig zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder werden erfindungsgemäß durch separate optoelektronische Sensoren erfasst. Es wird also wenigstens ein optoelektronischer Sensor für jede gleichzeitig zu überprüfender Spritzdüse verwendet, um das entsprechende Spritzbild zu erfassen.
Nach einer erfindungsgemäßen Variante umfasst das Verfahren den Schritt des Beleuchtens der von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder, insbesondere mit Lichtstrahlen im sichtbaren und/oder unsichtbaren Lichtspektrum. Durch das Beleuchten wird die Erfassung des erzeugten Spritzbildes durch die optoelektronischen Sensoren vereinfacht. Zweckmäßigerweise erfolgt die Beleuchtung der Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen von der den optoelektronischen Sensoren gegenüberliegenden Seite der Spritzbilder.
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung erfolgt die Erfassung der von den zu überwachenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder in Laufrichtung der Stranggießanlage. Dadurch erfolgt die Erfassung der Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen bevor die optoelektronischen Sensoren die Spritzbilder passieren und gegebenenfalls mit dem Wasser der Spritzdüsen beaufschlagt werden. Ferner kann das Wasser von den optoelektronischen Sensoren zumindest teilweise ablaufen, bis die optoelektronischen Sensoren die nächsten Spritzbilder der nächsten zu überprüfenden Spritzdüsen zwischen den nächsten benachbarten Strangführungsrollen erreicht.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Variante umfasst das Verfahren den Schritt des Bereitstellens eines Aufprallelements, auf welches die von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder auftreffen, insbesondere zum Trennen der von im oberen Bereich der Stranggießanlage angeordneten
Spritzdüsen von den im unteren Bereich der Stranggießanlage angeordneten Spritzdüsen. Zweckmäßigerweise erstreckt sich das Aufprallelement parallel zu der Laufrichtung der Stranggießanlage, zwischen den oberen Strangführungsrollen und den unteren Strangführungsrollen. Durch das Aufprallelement werden die Spritzbilder der im oberen Bereich der
Stranggießanlage angeordneten Spritzdüsen von den Spritzdüsen der im unteren Bereich der Stranggießanlage angeordneten Spritzdüsen getrennt, so dass deren Überprüfung gleichzeitig durchgeführt werden kann. Auch wird eine gegenseitige Beeinflussung der im oberen Bereich der Stranggießanlage angeordneten Spritzdüsen und der im unteren Bereich der Stranggießanlage angeordneten
Spritzdüsen verhindert. Nach einer zweckmäßigen Variante der Erfindung erfolgt die Erfassung der Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen mittels Videokameras als optoelektronische Sensoren.
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung werden die von allen zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder mittels einer Matrix von optoelektronischen Sensoren erfasst. Zweckmäßigerweise werden die von der Matrix von optoelektronischen Sensoren erfassten Spritzbilder auf die separaten zu überprüfenden Spritzdüsen aufgeteilt. Die Matrix von optoelektronischen Sensoren erfasst somit alle Spritzbilder und teilt diese auf die zu überprüfenden Spritzdüsen auf. Die Aufteilung wird insbesondere durch separate Mittel zum Zuordnen von Spritzbildern zu zugehörigen Spritzdüsen unterstützt. In einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung erfolgt Zuordnung der von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor durch mechanische Abweiser. Mittels der mechanischen Abweiser werden somit insbesondere benachbarte Spritzbilder voneinander getrennt, wodurch eine gegenseitige Beeinflussung der Spritzbilder untereinander vermieden oder zumindest minimiert wird.
Nach einer vorteilhaften Variante der Erfindung sind die Abweiser veränderbar, insbesondere hinsichtlich der Anzahl und/oder Position, um das Verfahren an eine veränderliche Anzahl von zu überprüfenden Spritzdüsen oder deren Positionierung in der Stranggießanlage anzupassen.
Gemäß einer alternativen oder zusätzlichen Variante der Erfindung erfolgt die Zuordnung der von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor durch optische Trenner. Beispielsweise beleuchtet der optische Trenner die von den zu überprüfenden Spritzdüsen erzeugten Spritzbilder jeweils mit Licht in unterschiedlichen Lichtspektren und die zu den erzeugten Spritzbildern zugeordneten optoelektronischen Sensoren sind auf das jeweilige Lichtspektrum abgestimmt. Durch den optischen Trenner wird die Zuordnung der Spitzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen zu optoelektronischen Sensoren erzielt bzw. verbessert.
In einer zweckmäßigen Variante der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt des Speicherns der erfassten Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen in dem Inspektionssystem und/oder den Schritt des Übertragens von Daten von dem Inspektionssystem zu einer externen Einrichtung. Die Speicherung hat den Vorteil, dass die während der Durchfahrt der Kaltstrangkette durch die Stranggießanlage gesammelten Daten zunächst gespeichert werden können und nachfolgend ausgewertet werden können.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung erfolgt der Vergleich der erfassten Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen mit erwarteten Spritzbildern durch eine Recheneinrichtung des Inspektionssystems. Alternativ kann die Auswertung durch eine externe Recheneinrichtung erfolgen.
Die von dem Verfahren gesammelten Daten und/oder Ergebnisse der Auswertung können beispielsweise über eine Kommunikationsschnittstelle an eine externe Einrichtung übermittelt werden. Dabei kann auch bekannte Übertragungsverfahren wie Bluetooth, WiFi, NFC oder dergleichen zurückgegriffen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt der Positionserfassung des Inspektionssystems in der Stranggießanlage. Dadurch lassen sich die Messergebnisse einfacher und genauer den Spritzdüsen der Stranggießanlage zuordnen.
In einer Variante der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt des Erfassens von Spritzbildern von Spritzdüsen und Bewerten der Qualität des Spritzbildes. Die Bewertung der Qualität des Spritzbildes erfolgt dabei vorzugsweise manuell. Die bewerteten Spritzbilder können nachfolgend für den Vergleich mit den erfassten Spritzbildern der mehreren zu überprüfenden Spritzdüsen bei der automatischen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens herangezogen werden. Die Ergebnisse der Bewertung können beispielsweise für die spätere automatische Auswertung der erfassten Spritzbilder in dem erfindungsgemäßen
Inspektionssystem hinterlegt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt des Erstellens eines Modells zur Beurteilung von erfassten Spritzbildern von zu überprüfenden Spritzdüsen. Mittels des erstellten Modells lassen sich die erfassten Spritzbilder mit wenig Rechenaufwand mit den erwarteten Spritzbildern vergleichen, so dass der Vergleich beispielsweise von einer günstigen Recheneinrichtung wie einem Einplatinencomputer ausgeführt werden kann. Das erstellte Modell kann insbesondere in dem erfindungsgemäßen Inspektionssystem hinterlegt werden.
Gemäß einer Variante der Erfindung wird das Modell zur Verbesserung der Qualität des Modells trainiert. Insbesondere wird das Modell kontinuierlich anhand der erfassten Spritzbilder trainiert.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Inspektionssystem an einer Kaltstrangkette, und
Fig. 2 eine Seitenansicht auf das Inspektionssystem mit Kaltstrangkette aus
Fig. 1.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Inspektionssystem 1 zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen 2 in einer Stranggießanlage 3, insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen 4 angeordneten Spritzdüsen 2 in einer Draufsicht. Das Inspektionssystem 1 aus Figur 1 umfasst insgesamt sechs optoelektronische Sensoren 5 für sechs zeitgleich zu überprüfende Spritzdüsen 2. In der Draufsicht aus Fig. 1 sind drei obere Spritzdüsen 2 und drei obere optoelektronische Sensoren 5 dargestellt. Auf der Unterseite sind ebenfalls drei Spritzdüsen 2 und drei zugehörige optoelektronische Sensoren 5 angeordnet, in Fig. 1 jedoch nicht erkennbar. Die optoelektronischen Sensoren 5 sind beispielsweise Videokameras.
Die optoelektronischen Sensoren 5 zur gleichzeitigen Überprüfung der mehreren Spritzdüsen 2 können auch durch eine Matrix von optoelektronischen Sensoren 5 ausgebildet werden. Zweckmäßigerweise ist die Matrix von optoelektronischen Sensoren 5 flexibel teilbar ist, um das Inspektionssystem 1 an unterschiedliche Anzahlen von gleichzeitig zu überprüfenden Spritzdüsen 2 anzupassen.
Das Inspektionssystem 1 umfasst ferner Mittel zum Zuordnen 6 der von den zu überprüfenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbilder zu jeweils mindestens einen optoelektronischen Sensor 5. Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die die Mittel zum Zuordnen 6 der von den zu überprüfenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor 5 als mechanische Abweiser 6 ausgebildet. In dem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Abweiser 6 in Richtung der Spritzdüsen 2 und entlang der Laufrichtung 9 der Stranggießanlage 3. Ist die Strangführungsanlage beispielsweise horizontal ausgerichtet, ergibt sich die in Fig. 1 dargestellte Laufrichtung 9 und die Abweiser 6 erstrecken sich in vertikaler Richtung zu den Spritzdüsen (siehe Fig. 2) und in horizontaler Richtung entlang der Laufrichtung 9. Die mechanischen Abweise 6 sind beispielsweise als Bleche ausgebildet. In der Seitenansicht gemäß Fig. 2 sind die mechanischen Abweiser 6 gestichelt dargestellt.
Zweckmäßigerweise sind die mechanischen Abweiser 6 so angeordnet, dass die von den zu überprüfenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbilder jeweils an beiden Seiten durch mechanische Abweiser 6 begrenzt sind. Wie in Fig. 1 zu erkennen befinden sich somit an beiden Randbereichen jeweils ein mechanischer Abweiser 6 und jeweils zwischen den Spritzdüsen 2.
Gemäß einer Variante der Erfindung sind die Abweiser 6 veränderbar ausgebildet sind, insbesondere hinsichtlich der Anzahl und/oder Position, um das Inspektionssystem 1 an eine veränderliche Anzahl von zu überprüfenden Spritzdüsen 2 oder deren Positionierung in der Stranggießanlage 3 anzupassen.
Das Inspektionssystem 1 aus Fig. 1 umfasst weiterhin Leuchtmittel 7 zur Beleuchtung der von den zu überprüfenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbilder, insbesondere im sichtbaren und/oder unsichtbaren Lichtspektrum. Dadurch verbessert sich die Erkennung der Spritzbilder durch die optoelektronischen Sensoren 5. Die Leuchtmittel 7 sind auf der gegenüberliegenden Seite der von den zu überprüfenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbilder angeordnet wie die optoelektronischen Sensoren 5.
Zusätzlich zu den mechanischen Abweisern 6 oder auch alternativ dazu, können die die Mittel zum Zuordnen 6 der von den zu überprüfenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor 5 als optischer Trenner ausgebildet sein. Ein optische Trenner beleuchtet beispielsweise die von den zu überprüfenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbilder jeweils mit Licht in unterschiedlichen Lichtspektren und die zu den erzeugten Spritzbildern zugeordneten optoelektronischen Sensoren 5 sind auf das jeweilige Lichtspektrum abgestimmt. Beispielsweise sind die Leuchtmittel 7 Teil eines optischen Trenners. Das erfindungsgemäße Inspektionssystem 1 ist Teil einer Kaltstrangkette 8 oder ist mit einer Kaltstrangkette 8 verbindbar. Beispielsweise ist das erfindungsgemäße Inspektionssystem 1 im Bedarfsfall mit der Kaltstrangkette 8 verbindbar, beispielsweise mittels einer magnetischen Verbindung. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist das Inspektionssystem 1 am in Laufrichtung 9 vorderen Ende der Kaltstrangkette 8 angeordnet. Die optoelektronischen Sensoren 5 sind dabei vorzugsweise in Laufrichtung 9 der Stranggießanlage 3 nach vorne ausgerichtet.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Inspektionssystem 1 weiterhin ein Aufprallelement 10, auf welches die von den zu überprüfenden
Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbilder auftreffen, insbesondere zum Trennen der von im oberen Bereich der Stranggießanlage 3 angeordneten Spritzdüsen 2 von den im unteren Bereich der Stranggießanlage 3 angeordneten Spritzdüsen 2. Das Aufprallelement 10 erstreckt sich entlang der Laufrichtung 9 der Stranggießanlage, zwischen den oberen Strangführungsrollen 4 und den unteren Strangführungsrollen 4. Bei einer horizontal ausgerichteten Stranggießanlage 3 erstreckt sich das Aufprallelement zusätzlich in horizontaler Richtung und nicht wie die mechanischen Abweiser 6 in vertikaler Richtung. Das Aufprallelement 10 und die mechanischen Abweiser 6 erstrecken sich somit beide entlang der Laufrichtung 9 der Stranggießanlage 3, sind aber rechtwinklig zueinander angeordnet, da sich das Aufprallelement 10 zusätzlich in horizontaler Richtung erstreckt und die mechanischen Abweiser 6 in vertikaler Richtung. Das Aufprallelement 10 ist vorzugsweise als Blech ausgebildet. Das Inspektionssystem 1 aus Fig. 1 umfasst ferner eine Speichereinrichtung 11 zur Speicherung der erfassten Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen 2, eine Recheneinrichtung 11 zum Vergleichen der erfassten Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen 2 mit erwarteten Spritzbildern und eine
Kommunikationsschnittstelle 11 zum Austausch von Daten mit einer externen Einrichtung. Die Speichereinrichtung 11, Recheneinrichtung 11 und
Kommunikationsschnittstelle 11 sind beispielsweise in einem sogenannten Einplatinenrechner zusammengefasst.
Zusätzlich umfasst das Inspektionssystem 1 zusätzlich noch einen Positionssensor 12 zur Erfassung der Position des Inspektionssystems 1 in der Stranggießanlage 3. Die Energieversorgung des erfindungsgemäßen Inspektionssystem 1 wird beispielsweise über einen internen Akku bereitgestellt. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen 2 in einer Stranggießanlage 3, insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen 4 angeordneten Spritzdüsen 2, wird beispielsweise ein erfindungsgemäßes Inspektionssystem 1 in die Stranggießanlage 3 eingebracht. Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Inspektionssystems 1 in einer Stranggießanlage 3, insbesondere zwischen den oberen Strangführungsrollen 4 und unteren Strangführungsrollen 4. Zwischen den Strangführungsrollen sind die zu überprüfenden Spritzdüsen 2 angeordnet. In Fig. 2 sind der Übersicht halber nur zwischen den Strangführungsrollen am linken Ende der Stranggießanlage 3 Spritzdüsen 2 dargestellt. In diesem Bereich befindet sich auch das
Inspektionssystem 1 zur Überprüfung der Spritzdüsen 2.
Die Spritzbilder der Spritzdüsen 2 werden getrennt durch die separaten optoelektronischen Sensoren 5 erfasst, wobei die von den zu überprüfenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbildern jeweils einem optoelektronischen Sensoren 5 zugeordnet sind.
Die erfassten Spritzbilder werden nachfolgend mit erwarteten Spritzbildern verglichen. Der Vergleich wird entweder von der Recheneinrichtung 11 des Inspektionssystem 11 ausgeführt oder die erfassten Spritzbilder werden an eine externe Einrichtung übertragen, welche nachfolgend den Vergleich ausführt. Im letzteren Fall fährt beispielsweise das Inspektionssystem 1 die gesamte Stranggießanlage 3 ab und speichert die erfassten Spritzbilder zu den zu überwachenden Spritzdüsen intern zwischen. Nachfolgend werden die Daten an eine externe Einrichtung übertragen, welche die Auswertung durchführt. Die Daten werden dabei insbesondere zusammen mit Positionsdaten gespeichert, so dass die Daten den entsprechenden Spritzdüsen 2 zugeordnet werden können. Soll die Auswertung intern in dem Inspektionssystem 1 erfolgen, so wird aus zuvor gesammelten Daten vorzugsweise ein Modell erstellt, welches nachfolgend zum Vergleich der erfassten Spritzbilder herangezogen wird. Dadurch verringert sich die benötigte Rechenleistung und der Vergleich kann auch von einem Rechner mit begrenzter Rechenleistung zeitnah ausgeführt werden. Das Modell kann ferner anhand der erfassten Spritzbilder trainiert werden, um dessen Genauigkeit zu verbessern. Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, erfolgt die Erfassung der von den zu überwachenden Spritzdüsen 2 erzeugten Spritzbilder in Laufrichtung 9 der Stranggießanlage 3.
Bezugszeichenliste
1 Inspektionssystem
2 Spritzdüse 3 Stranggießanlage
4 Strangführungsrolle
5 optoelektronischer Sensor
6 Mittel zum Zuordnen (mechanischer Abweiser)
7 Leuchtmittel 8 Kaltstrangkette
9 Laufrichtung
10 Aufprallelement
11 Speichereinheit, Recheneinrichtung, Kommunikationsschnittstelle
12 Positionssensor, Akku

Claims

Ansprüche
1. Inspektionssystem (1 ) zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen (2) in einer Stranggießanlage (3), insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen (4) angeordneten Spritzdüsen (2), umfassend: mindestens einen optoelektronischen Sensor (5) für jede gleichzeitig zu überprüfender Spritzdüse (2), und Mittel zum Zuordnen (6) der von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder zu jeweils mindestens einen optoelektronischen Sensor (5).
2. Inspektionssystem (1 ) nach Anspruch 1 , weiterhin umfassend mindestens ein Leuchtmittel (7) zur Beleuchtung der von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder, insbesondere im sichtbaren und/oder unsichtbaren Lichtspektrum.
3. Inspektionssystem (1 ) nach Anspruch 2, wobei das mindestens eine Leuchtmittel (7) auf der gegenüberliegenden
Seite von den durch die zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbildern angeordnet ist wie die optoelektronischen Sensoren (5).
4. Inspektionssystem (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Inspektionssystem (1) Teil einer Kaltstrangkette (8) ist oder mit einer Kaltstrangkette (8) verbindbar ausgebildet ist, wobei das Inspektionssystem (1) vorzugsweise am in Laufrichtung (9) vorderen Ende der Kaltstrangkette (8) angeordnet ist.
5. Inspektionssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die optoelektronischen Sensoren (5) in Laufrichtung (9) der Stranggießanlage (3) nach vorne ausgerichtet sind.
6. Inspektionssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin umfassend ein Aufprallelement (10), auf welches die von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder auftreffen, insbesondere zum Trennen der von im oberen Bereich der Stranggießanlage (3) angeordneten Spritzdüsen (2) von den im unteren Bereich der Stranggießanlage (3) angeordneten Spritzdüsen (2).
7. Inspektionssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei alle optoelektronischen Sensoren (5) zur gleichzeitigen Überprüfung der mehreren Spritzdüsen (2) durch eine Matrix von optoelektronischen Sensoren (5) ausgebildet sind, wobei die Matrix von optoelektronischen Sensoren (5) vorzugsweise flexibel teilbar ist, um das Inspektionssystem (1) an unterschiedliche Anzahlen von gleichzeitig zu überprüfenden Spritzdüsen (2) anzupassen.
8. Inspektionssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Mittel zum Zuordnen (6) der von den zu überprüfenden
Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor (5) als mechanische Abweiser (6) ausgebildet sind.
9. Inspektionssystem (1) nach Anspruch 8, wobei die Abweiser (6) veränderbar ausgebildet sind, insbesondere hinsichtlich der Anzahl und/oder Position, um das Inspektionssystem (1) an eine veränderliche Anzahl von zu überprüfenden Spritzdüsen (2) oder deren Positionierung in der Stranggießanlage (3) anzupassen.
10. Inspektionssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Mittel zum Zuordnen (6) der von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor (5) als optischer Trenner ausgebildet sind.
11. Inspektionssystem (1 ) nach Anspruch 10, wobei der optische Trenner vorzugsweise die von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder jeweils mit Licht in unterschiedlichen Lichtspektren beleuchtet und die zu den erzeugten Spritzbildern zugeordneten optoelektronischen Sensoren (5) auf das jeweilige Lichtspektrum abgestimmt sind.
12. Inspektionssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, weiterhin umfassend eine Speichereinrichtung (11) zur Speicherung der erfassten Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen (2), eine Recheneinrichtung (11) zum Vergleichen der erfassten Spritzbilder der zu überprüfenden Spritzdüsen (2) mit erwarteten Spritzbildern, eine Kommunikationsschnittstelle (11) zum Austausch von Daten mit einer externen Einrichtung und/oder einen Positionssensor (12) zur Erfassung der Position des Inspektionssystems (1) in der Stranggießanlage (3).
13. Verfahren zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen (2) in einer Stranggießanlage (3), insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen (4) angeordneten Spritzdüsen (2), umfassend die Schritte: Einbringen eines Inspektionssystems (1), insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in die Stranggießanlage (3), getrenntes Erfassen von Spritzbildern der mehreren Spritzdüsen (2) durch separate optoelektronische Sensoren (5), wobei die von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbildern den separaten optoelektronischen Sensoren (5) zugeordnet werden, Vergleichen der erfassten Spritzbilder der mehreren Spritzdüsen (2) mit erwarteten Spritzbildern.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Zuordnung der von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor (5) durch mechanische Abweiser (6) erfolgt, wobei vorzugsweise wenigstens benachbarte Spritzbilder mittels Abweiser (6) voneinander getrennt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Abweiser (6) veränderbar sind, insbesondere hinsichtlich der Anzahl und/oder Position, um das Verfahren an eine veränderliche Anzahl von zu überprüfenden Spritzdüsen (2) oder deren Positionierung in der Stranggießanlage (3) anzupassen.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Zuordnung der von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder zu jeweils einem optoelektronischen Sensor (5) durch optische Trenner erfolgt, wobei der optische Trenner beispielsweise die von den zu überprüfenden Spritzdüsen (2) erzeugten Spritzbilder jeweils mit Licht in unterschiedlichen Lichtspektren beleuchtet und die zu den erzeugten Spritzbildern zugeordneten optoelektronischen Sensoren (5) auf das jeweilige Lichtspektrum abgestimmt sind.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, umfassend den Schritt des Erfassens von Spritzbildern von Spritzdüsen (2) und Bewerten der Qualität des Spritzbildes.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, umfassend den Schritt des Erstellens eines Modells zur Beurteilung von erfassten Spritzbildern von zu überprüfenden Spritzdüsen (2).
19. Verfahren nach Anspruch 18, umfassend den Schritt des Trainierens des Modells zu Verbesserung der Qualität des Modells, insbesondere kontinuierliches Trainieren anhand der erfassten Spritzbilder.
EP21725717.9A 2020-05-07 2021-05-06 Inspektionssystem und verfahren zum gleichzeitigen überprüfen der funktionsfähigkeit von mehreren spritzdüsen in einer stranggiessanlage, insbesondere von den zwischen zwei strangführungsrollen angeordneten spritzdüsen Active EP4146417B1 (de)

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DE102020205740.0A DE102020205740A1 (de) 2020-05-07 2020-05-07 Inspektionssystem und Verfahren zum gleichzeitigen Überprüfen der Funktionsfähigkeit von mehreren Spritzdüsen in einer Stranggießanlage, insbesondere von den zwischen zwei Strangführungsrollen angeordneten Spritzdüsen
PCT/EP2021/061964 WO2021224377A1 (de) 2020-05-07 2021-05-06 INSPEKTIONSSYSTEM UND VERFAHREN ZUM GLEICHZEITIGEN ÜBERPRÜFEN DER FUNKTIONSFÄHIGKEIT VON MEHREREN SPRITZDÜSEN IN EINER STRANGGIEßANLAGE, INSBESONDERE VON DEN ZWISCHEN ZWEI STRANGFÜHRUNGSROLLEN ANGEORDNETEN SPRITZDÜSEN

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