LU88625A1 - Steuerung fuer einen Rollgang - Google Patents

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Description

Steuerung für einen Rollgang
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerung für einen Rollgang, insbe¬sondere einen Rollgang einer Stranggießanlage zur Herstellung von Stahlträ¬gerrohlingen.
Eine Stranggießanlage zur Herstellung von Stahlträgerrohlingen umfaßt im we¬sentlichen eine Gießpfanne in der der flüssige Stahl angeliefert wird, einenVerteiler, eine Durchlaufkokille in welcher der Strang seine Querschnittsformannimmt, mehrere Führungs- und Kühlsegemente, einen Rollgang auf dem sichder erstarrte Strang langsam vorwärts bewegt und abkühlt, und eine Brenn¬schneidmaschine die von dem Strang auf dem Rollgang Trägerrohlinge einergewünschten Länge abschneidet. Nach dem Abschneiden der Trägerrohlingelaufen diese weiter auf dem Rollgang bis zu einem Endanschlag, wo sie even¬tuell markiert und anschließend von einem Kran abgeholt werden.
Um eine solche Stranggießanlage weitestgehend automatisch zu betreiben, istes notwendig Schalter vorzusehen, die eine automatische Steuerung des Roll¬gangs erlauben. So muß einerseits, kurz bevor der Schneidbrenner den Strangvöllig durchtrennt hat, ein Abschnitt des Rollganges der Anlage eingeschaltetwerden um den Trägerrohling von dem Strang zu entfernen und so ein erneu¬tes Festkleben des Rohlings an dem Strang zu verhindern. Andererseits muß,um den Antrieb des Rollganges vor dem Durchbrennen zu schützen, der Roll¬gang abgeschaltet werden sobald der Trägerrohling an dem Endanschlag an¬stößt. Um ein allzu hartes Anstoßen des Rohlings an dem Endanschlag zuverhindern, sollte der Rollgang schon abgeschaltet werden bevor der Träger¬rohling an den Anschlag anstößt. Gleichzeitig mit dem Abschalten des Roll¬ganges kann auch ein automatischer Kran herbeigerufen werden der den Trä¬gerrohling abtransportiert, oder die Rohlinge können eventuell automatischmarkiert werden.
Bisher wird das automatische Ein- bzw. Ausschalten des Rollganges mit me¬chanischen Schaltern bewerkstelligt. Diese umfassen im allgemeinen eine ver¬ tikal verschiebbare, freilaufende Rolle, die zwischen den Rollen des Rollgan¬ges angebracht ist und die leicht über diese hinaussteht, so daß sie durch ei¬nen vorbeilaufenden Trägerrohling gegen eine Federkraft nach unten gedrücktwird. An der freilaufenden Rolle ist eine Hebelkonstruktion befestigt, die beiheruntergedrückter Rolle einen Schalter betätigt.
Ein Problem dieser mechanischen Schalter ist ihre Störanfälligkeit. Durch dasständige Anstoßen der Trägerrohlinge an die freilaufende Rolle ist die Aufhän¬gung dieser Rollen einer hohen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt. Ei¬ne Folge hiervon ist Materialermüdung, weswegen diese Aufhängungen häufigbrechen und die mechanischen Schalter nicht mehr funktionieren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es folglich, eine Steuerung für einenRollgang vorzustellen, die weniger störanfällig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Steuerung eines Roll¬ganges, insbesondere eines Rollganges mit mindestens einer individuellschaltbaren Rollengruppe, die gekennzeichnet ist durch induktive Schaltmittelfür mindestens eine der Rollengruppen zum automatischen Ein- bzw. Abschal¬ten des Rollganges beim Durchgang einer metallischen Masse.
Die induktive Arbeitsweise der Steuerung des Rollganges ermöglicht eine be¬rührungsfreie Detektion der Trägerrohlinge. Die Schaltmittel sind somit keinemVerschleiß ausgesetzt und benötigen nach dem Einbau keine regelmäßigeWartung. Dadurch wird der regelmäßige Stillstand der Anlage vermieden, erbei dem Austausch der herkömmlichen Schalter unvermeidbar war. Darüberhinaus ermöglichen induktive Sensoren ebenfalls das automatische Erkennendes Formates der Trägerrohlinge. Es ist somit möglich, die Steuerung der ge¬samten Anlage deutlich flexibler zu gestalten, indem je nach Format des Trä¬gerrohlings, unterschiedliche Programme ausgeführt werden.
Die induktiven Schaltmittel können zum Beispiel mindestens eine Indukti¬onsspule und mindestens ein elektronisches Steuergerät umfassen. Durch diegetrennte Anordnung von Induktionsspule, die als Meßwertgeber arbeitet, unddem Steuergerät, das neben der Signalauswertung auch die Spannungs-
Versorgung der Spule sicherstellt, kann das Steuergerät in einem gewissenAbstand zu dem Rollgang aufgestellt werden. Dadurch kann die wärmeemp¬findliche Elektronik bestmöglich vor der Wärmeabstrahlung der Trägerrohlingegeschützt werden. Die gegen Hitze recht unempfindliche Induktionsspule hin¬gegen kann in unmittelbarer Nähe des Rollganges montiert werden.
Dabei ist die Induktionsspule bevorzugt waagerecht liegend unterhalb desRollganges angeordnet. Durch die waagerechte Ausrichtung der Induktionsspu¬le liegt der Bereich der größten Empfindlichkeit der Spule senkrecht oberhalbund unterhalb der Spule. Die Spule kann die darüber hinweglaufenden Träger¬rohlinge folglich optimal nachweisen, während sie für seitliche Störungen, wiezum Beispiel ein vorbeifahrender Gabelstapler, recht unempfindlich ist. Einversehentliches Ansprechen der Schaltmittel wird hierdurch weitestgehendverhindert. Darüber hinaus ist die Spule durch ihre Position unterhalb des Roll¬ganges gegen mechanische Beschädigung geschützt.
Um die Spule gegen die abgestrahlte Wärme zu schützen die ist Induktionsspu¬le in vorteilhafter Weise mit einem wärmeisolierenden Material, zum Beispielmit Steinwolle, umwickelt.
Die Induktionsspule selbst ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung aus Kupfer¬kabel gewickelt, wobei das Kupferkabel mit einem hitzebeständigen Isolati¬onsmaterial beschichtet ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Steuerung eines in mehrere indi¬viduell schaltbare Rollengruppen unterteilten Rollganges, das gekennzeichnetist durch die Schritte a) Heranbringen einer metallischen Masse an den Rollgang; b) induktive Detektion der metallischen Masse an einem Punkt A des Rollgan¬ges; c) automatisches Einschalten einer oder mehrerer Rollengruppen des Rollgan¬ges, miteinander oder nacheinander, nach dem Nachweis der metallischenMasse an dem Punkt A des Rollganges und Weitertransport der metalli¬schen Masse durch die eingeschalteten Rollengruppen; d) induktive Detektion der metallischen Masse an einem in Bewegungsrichtunghinter dem Punkt A liegenden Punkt B des Rollganges ; e) induktives Erkennen des Formates der metallischen Masse; f) Exaktes Positionieren der metallischen Masse an dem Punkt B mittels eineroder mehrerer in ihrer Drehrichtung umschaltbarer Rollengruppen; g) Abschalten aller eingeschalteten Rollengruppen.
In einer vorteilhaften Variante kann das Verfahren die zusätzlichen Schritteumfassen c·]) induktive Detektion der metallischen Masse an einem Zwischen Punkt Aund Punkt B liegenden Punkt C des Rollganges; C2) Abschalten der in Bewegungsrichtung vor dem Punkt C des Rollganges lie¬genden Rollengruppen nach Durchgang der metallischen Masse an demPunkt C.
Im folgenden wird nun eine Ausgestaltung der Erfindung anhand der beiliegen¬den Figur beschrieben. Diese zeigt ein vereinfachtes Schema einer Bo¬genstranggießanlage.
Eine solche Bogenstranggießanlage umfaßt einen Drehturm 2, der mehrereGießpfannen 4 tragen kann. In diesen Gießpfannen 4 wird das geschmolzeneMetall herangebracht. Aus der Gießpfanne 4 gelangt das flüssige Metall in ei¬nen darunter angeordneten Verteiler 6 und wird hier auf die einzelnen Strängeaufgeteilt. Das immer noch flüssige Material gelangt nun in eine Durchflußkokil¬le 8, in der das Material zu erstarren beginnt und sich zu einem Strang 10 for¬miert, wobei der Strang 10 den Querschnitt der Durchflußkokille 8 annimmt.
Der leicht erkaltete Strang 10 wird nun in eine waagerechte Lage umgelenkt.Dazu wird er über bogenförmig angeordnete Segmente 12 geleitet, wobei ergleichzeitig weiter abgekühlt wird. Die Kühlung erfolgt hierbei durch Kühlseg¬mente 14, die um den Bogen herum angeordnet sind und von denen einLuft/Wassergemisch auf den Strang 10 gespritzt wird. Am hinteren Ende derBogenstrecke ist der Strang 10 dann soweit erstarrt, daß er durch vier Richt¬treiber 16 gerichtet werden kann.
Der nun waagerecht verlaufende Strang 10 gelangt auf einen Rollgang 18 undwird durch einen Schneidbrenner 20 in Trägerrohlinge 22 der gewünschtenLänge zerschnitten. Da sich der Strang 10 während des Schneidens ständigweiterschiebt, bewegt sich der Schneidbrenner 20 mit dem Strang 10 mit bisdieser durchgetrennt ist. Danach fährt der Schneidbrenner 20 in seine ur¬sprüngliche Position zurück und beginnt einen neuen Schneidevorgang.
Nach dem Durchtrennen des Stranges 10 muß der abgeschnittene Trägerroh¬ling 22 sofort von dem nachrückenden Strang 10 entfernt werden um ein erneu¬tes Festkleben des Rohlings 22 an diesem zu verhindern. Dazu wird der Roll¬gang 18 eingeschaltet kurz bevor der Schneidbrenner 20 den Strang 10 ganzdurchtrennt hat. Über den Rollgang 18 gelangt der Rohling 22 anschließendbis zu einem Endanschlag 24.
Um den Aufprall des Rohlings 22 an dem Endanschlag 24 zu dämpfen, ist einSensor 26 vor dem Endanschlag 24 angebracht, der den Rollgang abschaltet,kurz bevor der Trägerrohling an den Anschlag 24 anstößt. Dieser Sensor 26umfaßt eine Induktionsspule 28, die waagerecht liegend unterhalb des Roll¬ganges angebracht ist, und ein elektronisches Steuergerät 30, das für die Ver¬sorgungsspannung der Spule 28 und die Auswertung der Spulensignale zu¬ständig ist. Wegen der Wärmeabstrahlung der Trägerrohlinge 22 ist die Spule28 mit einem wärmeisolierenden Material, z.B. Steinwolle, umwickelt. Das Her¬annahen der metallischen Masse eines Trägerrohlings 22 induziert nun in derSpule 28 eine Induktionsspannung, die von dem elektronischen Steuergerät 30ausgewertet wird. Das Steuergerät 30 kann dann entweder über seinen Re¬laisausgang den Rollgang 18 einfach abschalten, oder aber über seinen Tran¬sistorausgang einen Rechner ansteuern, der eine ganze Reihe von Aktionenauslöst. Dies kann zum Beispiel das automatische Markieren des Trägerroh¬lings 22 sein, oder aber das Herbeirufen eines automatisch gesteuerten Kra¬nes, der den Trägerrohling 22 anschließend abtransportiert.
Die Spule 28 selbst ist aus Kupferkabel gewickelt, das mit einem hitzebestän¬digem Isolationsmaterial, z.B. Silikon, umgeben ist. Die Zahl der Spulenwick¬ lungen ist dabei so gewählt, daß im Zusammenspiel mit der Empfindlichkeit desSteuergerätes 30 die gewünschte Empfindlichkeit des Sensors 26 erreicht wird.In einer Umgebung in der Stahl und Eisen als Materialien dominieren, müssendie richtige Wicklungszahl und die Parameter des Steuergerätes 30 dabeidurch Versuche an die gegebene Situation angepaßt werden. Entgegen derweit verbreiteten Meinung, daß sich Induktionsspulen in einer Umgebung ausStahl und Eisen nicht zur zuverlässigen Detektion von metallischen Masseneignen, läßt sich durch optimales Aufeinanderabstimmen der verschiedenenParameter eine Empfindlichkeit einstellen, die trotz der beachtlichen umliegen¬den Metallmassen nicht nur eine zuverlässige Detektion der Trägerrohlinge si¬cherstellt, sondern sogar noch ein Erkennen der Rohlingsgröße ermöglicht.
In der Tat hängt die in der Spule 28 induzierte Spannung unter anderem vonder Masse des herannahenden Trägerrohlings 22 ab. Da die Trägerrohlinge 22in verschiedenen Formaten hergestellt werden, die sich sowohl in der Quer¬schnittsfläche der Rohlinge 22 als auch in deren Länge unterscheiden, weisendie verschiedenen Formate recht unterschiedliche Massen auf. Bei entspre¬chender Empfindlichkeit und Auflösung des Sensors 26 kann dieser, anhandder unterschiedlichen Induktionsspannungen, die verschiedenen Massen undsomit ebenfalls die verschiedenen Formate der Trägerrohlinge 22 erkennen. Esist somit möglich zum Beispiel das Markieren der Trägerrohlinge 22 von derenFormat abhängig zu machen. Auch der Abtransport der Trägerrohlinge 22durch einen automatischen Kran bzw. Gabelstapler kann wesentlich flexiblergestaltet werden. So besteht zum Beispiel die Möglichkeit, die Rohlinge 22 ab¬hängig von ihrem Format automatisch zu verschiedenen Lagerstätten abzu¬transportieren.
Ist der Rollgang 18 in mehrere individuell schaltbare Rollengruppen 32, 32’,32” eingeteilt so kann man mit zusätzlichen Sensoren 26', 26” und einem be¬weglichen Anschlag 34 eine weitergehende Automatisierung der Anlage errei¬chen. Der Sensor 26’ kann zum Beispiel eine erste Rollengruppe 32, auf dieder Trägerrohling 22 während des Schneidens gelangt, wieder abschalten, so¬bald der abgeschnittene Rohling 22 diese verlassen hat. Somit wird verhindert, daß die Rollen der Rollengruppe 32 unter dem sich nur langsam voranschie¬benden Strang 10 durchdrehen und dadurch ihre Antriebsmechanik stark be¬lasten. Die erste Rollengruppe 32 wird folglich immer nur kurz angetrieben, undzwar von dem Zeitpunkt, an dem der Strang 10 fast durchtrennt ist, bis zu demZeitpunkt, an dem der vom Strang 10 abgetrennte Rohling 22 die erste Rollen¬gruppe 32 verlassen hat.
Daneben läßt sich eine Verbesserung beim Abtransport der Trägerrohlinge 22durch eine geschickte Steuerung realisieren. Werden Trägerrohlinge 22 eineskleinen Formates mit einer kurzen Länge hergestellt, so ist es ohne weiteresmöglich, zwei von den Rohlingen 22 gleichzeitig mit dem Kran abzutransportie¬ren, und so den Einsatz des Kranes zu optimieren. Zu diesem Zweck müssendie Rohlinge 22 allerdings auf genau bestimmten Positionen liegen, damit dieLastverteilung an dem Kran ausbalanciert ist. Dies kann durch die Anschläge24 und 34 sichergestellt werden. Der Anschlag 34 ist zwischen den Rollen desRollganges 18 vertikal verschiebbar angebracht, wobei die Distanz zwischendem Anschlag 34 und den Endanschlag 24 größer ist als die doppelte Längeeines kurzen Trägerrohlings und der Rollgang 18 zwischen den Anschlägen 24und 34 in eine mittlere Rollengruppe 32' und eine hintere Rollengruppe 32”eingeteilt ist. Der Anschlag 34 liegt im Normalfall unterhalb der durch die Rol¬len definierten waagerechten Ebene, kann aber bei Bedarf nach oben gefahrenwerden, so daß er über diese Ebene hinausragt.
Nachdem ein erster Trägerrohling durch den Schneidbrenner 20 abgetrennt ist,wird zunächst der gesamte Rollgang 18 eingeschaltet, die erste Rollengruppe32 wird allerdings sofort von dem Sensor 26’ wieder abgeschaltet, sobald derRohling 22 diese passiert hat. Der Sensor 26’ erkennt hierbei auch das Formatdes Trägerrohlings 22 und leitet automatisch das entsprechende Programmein. Die restlichen Rollengruppen 32’, 32" fahren den Rohling 22 bis an denEndanschlag 24, und werden dann durch den Sensor 26 abgeschaltet. DerRohling 22 liegt dabei allein auf der hinteren Rollengruppe 32” auf. Ist derzweite Trägerrohling von dem Strang 10 abgetrennt, werden sämtliche Rollen¬gruppen 32, 32’, bis auf die hintere, eingeschaltet, wobei die erste Rollengrup- pe 32 von dem Sensor 26’ wieder abgeschaltet, sobald der Rohling diese pas¬siert hat. Passiert der Rohling den Sensor 26”, werden die restlichen Rollen¬gänge 32' abgeschaltet, der Anschlag 34 wird nach oben gefahren und diemittlere Rollengruppe 32’ wird in umgekehrter Drehrichtung wieder eingeschal¬tet bis der Trägerrohling an den Anschlag 34 zurückgefahren ist. Die Rohlingeliegen nun in vorherbestimmten Positionen und können automatisch markiertund gemeinsam abtransportiert werden. Danach wird der Anschlag 34 wiederin seine normale Position unterhalb der Rollgangebene zurückgefahren unddas Verfahren kann von vorne beginnen.

Claims (7)

1. Steuerung eines Rollganges (18) mit mindestens einer individuell schaltba¬ren Rollengruppe (32, 32’, 32") gekennzeichnet durch induktive Schaltmittel (26, 26’, 26”) für mindestens eine der Rollengruppen(32, 32’, 32”) zum automatischen Ein- bzw. Abschalten der Rollengruppe(32, 32’, 32") beim Durchgang einer metallischen Masse (22).
2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die induktivenSchaltmittel (26, 26', 26”) mindestens eine Induktionsspule (28) und min¬destens ein elektronisches Steuergerät (30) umfassen.
3. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Indukti¬onsspule (28) waagerecht liegend unterhalb des Rollganges (18) angeord¬net ist.
4. Steuerung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,daß die Induktionsspule (28) mit einem wärmeisolierenden Material umwik-kelt ist.
5. Steuerung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,daß die Induktionsspule (28) aus Kupferkabel gewickelt ist, wobei dasKupferkabel mit einem hitzebeständigen Isolationsmaterial beschichtet ist.
6. Verfahren zur Steuerung eines in mehrere individuell schaltbare Rollen¬gruppen (32, 32’, 32") unterteilten Rollgang (18), gekennzeichnet durch dieSchritte a) Heranbringen einer metallischen Masse (22) an den Rollgang (18); b) induktive Detektion der metallischen Masse (22) an einem Punkt A desRollganges (18); c) automatisches Einschalten einer oder mehrerer Rollengruppen (32, 32’,32”) des Rollganges (18), miteinander oder nacheinander, nach demNachweis der metallischen Masse (22) an dem Punkt A des Rollganges (18) und Weitertransport der metallischen Masse (22) durch die einge¬schalteten Rollengruppen (32, 32’, 32’’); d) induktive Detektion der metallischen Masse (22) an einem in Bewe¬gungsrichtung hinter dem Punkt A liegenden Punkt B des Rollganges(18); e) induktives Erkennen des Formates der metallischen Masse (22); f) Exaktes Positionieren der metallischen Masse (22) an dem Punkt B mit¬tels einer oder mehrerer in ihrer Drehrichtung umschaltbarer Rollengrup¬pen (32’, 32”); g) Abschalten aller eingeschalteten Rollengruppen (32, 32’, 32”).
7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die zusätzlichen Schritte c·)) induktive Detektion der metallischen Masse (22) an einem ZwischenPunkt A und Punkt B liegenden Punkt C des Rollganges (18); c2) Abschalten der in Bewegungsrichtung vor dem Punkt C des Rollganges(18) liegenden Rollengruppen (32) nach Durchgang der metallischenMasse (22) an dem Punkt C.
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