SE450934B - Forfarande for styrning av utgjutventilen for ett metallurgiskt kerl - Google Patents

Description

450 934 fastställs och inställs under utnyttjande av värdet för smäl- tans höjdnivå över utgjutventilen vid den aktuella avgjuttid- punkten resp. efter en aktuell avgjuttidsperiod och den smält- volym som härleds ur tidsintegralen av föregående aktuella är- ventilöppningar.

Lösningen enligt uppfinningen utgör en enkel styrning för utgjutventiler, vilken arbetar på basis av inställningsperioder och vilotidsintervaller (digitalbasis), varvid de komplicerade och störningsbenägna proportionella ventilerna kan undvaras, och vilken styrning speciellt kännetecknas genom en noggrann anpassning av den per tidsenhet avgjutna smältmängden till en bestämd konstant stränggjuthastighet genom det faktum att data för föregående korrektionssteg hos utgjutventílen även beaktas för efterföljande korrektionssteg. Genom beaktande av den ak- tuella ferrostatiska höjden i kärlet för metallurgisk avgjut- ning, exempelvis i gjutskänken och den i föregående tidsintervall avgjutna smältvolymen tages vidare vid förfarandet enligt upp- finningen full hänsyn till ändringarna i viskositet, tempera- tur och tryckskillnad.

Speciellt lämpar sig förfarandet enligt uppfinningen för s.k. sekvensgjutning. Normalt betyder detta driftssätt att gjuthastigheten vid samma utgjutöppningsytor slår om från ett minimum (sista gjutande skänk) till ett maximum (nybegjuten skänk). Förfarandet enligt uppfinningen möjliggör en omedelbar korrektion resp. anpassning till de ändrade förhållandena.

Ytterligare särdrag hos förfarandet enligt uppfinningen beskrivs närmare i patentkraven.

Nedan beskrivs med ledning av en föredragen, på de bifo- gade ritningarna schematiskt visad styrkoppling och dess enskil- da element förfarandet enligt uppfinningen närmare.

På ritningarna visar fig. l en kompatibel intervallstyrning för en gjutskänk- ventil, som arbetar under användande av styrkopplingen enligt uppfinningen, fig. 2 en schematisk vy av de fysikaliska sammanhangen, fig. 3 en föredragen styrenhet för genomförande av för- farandet enligt uppfinningen, fig. 4 en första utföringsform av en anordning för ett 450 934 exakt gensvar för utgjutventilläget, fig. 5 en andra utföringsform av en anordning för ett exakt gensvar för utgjutventilläget, och I fig. 6 en tredje utföringsform av en anordning för ett exakt gensvar för utgjutventilläget.

Fig. l visar grunduppbyggnaden av hela styranläggningen för genomförande av förfarandet enligt uppfinningen för styr- ning av en gjutskänkventil l0. Ventilplattan och utgjuthylsan med stålram är förskjutbara fram och tillbaka med hjälp av en hydraulisk kolv-cylinderenhet 12. Den hydrauliska kolv- cylinderenheten 12 tjänar sålunda till förflyttning av ventil- plattan med utgjuthylsan, och därmed till styrning av utgjut- öppningsytan. Med hänvisningsbeteckningen 13 avses den undre delen av en gjutskänk.

Den i gjutskänken 13 befintliga smältan avgjutes i en kokill eller en mellanbehållare, som ej är visad i fig. 1.

För styrning av utgjutöppningsytan tages hänsyn till ändringarna i badnivån 14 för den avgjutna smältmängden. Därvid kan det aktuella är-värdet föreligga såsom analog signal "I" eller så- som digital signal "II". Den är-värdena bearbetande styrenhe- ten C är kompatibel för båda signalformer. Endast olika anslut- ningsklämmor används för ingången G. Om en signalgivare enligt "I" utnyttjas mellankopplas en analog*till-digitalomvandlare (ej visad), vilken för tröskelvärdena tillhandahåller motsva- rande inställbara ström-, spännings-, resistans-, induktans- eller kapaoitansvärden, varigenom de digitala tröskelvärdena bestäms. Sålunda kan signalformen enligt "II" användas för den fortsatta beskrivningen, eftersom signalförhållandet "I" efter analog-till-digitalomvandlaren harsamma karaktär som signalformen "II".

En viktig faktor för ett stabiliserat reglerförhållande är det aktuella lägesgensvaret eller lägessvarssignalen från en arbetscylinder l2 resp. ventilplattan ll, eftersom - såsom ytterligare kommer att förklaras nedan - den momentana utgjut- öppningsytan ingår i börvärdesstyrningen. För lägesgensvaret erbjuder sig två alternativ, vilka med avseende på sin noggrann- het är vardera på olika sätt: 450 934 1. Slagtiden över utgjutdiametern, viflmm erhålles ur pump- effekten och styrventilens nominella bredd, mäts med den inställ- da frekvensen I0, så att en bestämd pulsmängd I erhålles för en bestämd slaglängd H resp. en bestämd tvärsnittsyta Al. 2. Hydrauliken D innehåller en referenskoppling 3, vilken skall beskrivas närmare nedan under hänvisning till fig. 4.

I stället för referenskopplingen 3 kan för lägesgensvaret även anordningarna enligt fig. 5 och 6 vara anordnade.

Det andra alternativet utgör den exaktare lösningen, eftersom pulsmängden är direkt kopplad till slaglängden resp. utgjutöppningsytan.

Varje slaglängdsläge H resp. varje utgjutöppningsyta Al representeras i varje ögonblick genom en pulsmängd I. En tvär- snittyta zAl som skall ändras är ävenledes känd i förväg genom en pulsmängd zI.

Nu skall de fysikaliska sammanhang som utnyttjas vid förfarandet enligt uppfinningen (jfr. fig. 2) närmare förklaras.

Schemat i fig. 2 visar processituationen för gjutningen ur gjut- skänken 13 i en mellanbehållare l5 och vidare i en icke ytter- ligare närmare visad stränggjutkokill. I det visade exemplet enligt figl 2 regleras sålunda badnivån 14 i mellanbehållaren l5 genom gjutskänkventilen 10. På samma sätt kan denna princip användas för en reglering av badnivân i en stränggjutkokill genom en mellanskänkventil resp. genom själva gjutskänkventi- len 10. 7 För bättre åskädliggörande av sammanhangen visas utgjut- öppningsytan A av gjutstrâlen ej cirkulär utan kvadratisk resp. l rektangulär. Utgjutöppningsytan beräknas sålunda enligt rela- tionen - a - b (1) Fig. 2 visar gjutstrålpelaren Q, som innehåller ett över- skott q om det antages att utgångsmängden till stränggjutkokillen 3 _ _ ÉL_____ QY _ Q qlïs :I (2) är 4A 450 934 överskottsmängden q för vätskestrâlen bestäms genom: 3 Y a . db . v mi J (3) L-s Genom ekvation (2) bestäms det tidsintervall 6T, som används för att vätskenivån skall stiga över mätsträckan aß = c. Här utgör a,6 badnivâgränsvärdesmätpunkter, varvid mät- sträckan c definierar ett s.k. börvärdesband, inom vilket bad- nivån skall ligga. Mätvärdena innehåller redan alla värden för strömningsförluster, eftersom via 6T den faktiska är-över- skottsmängden q kan härledas med hjälp av de noggrant kända storheterna ä* ll fz l a.bLm (4) och (5) Sålunda erhålles för tidsintervall 6T följande relation: '_ 'I A2 ° C m2 . m _ s I (6) 6Al . v m2 _ m J Den momentana utgjutöppningsytan Al är känd genom svars- ÖT = signalinformationen under det senaste tidsintervallet ÖT (ur kolvlägessvarssignalen).

Utgjuthastigheten v är en viktig faktor som exempelvis vid en 300-tons skänk förhåller sig som l:l0 (full skänk till nästan tom skänk). Å andra sidan står öppningsytan Al eller även överskottsytan 6Al, vilken förorsakar överskottsmängden q, i direkt beroende av denna sig fortlöpande ändrande ström- ningshastighet. Denna faktor måste sålunda fastställas ur de givna storheterna och bearbetas i styrenheten C (jfr. fig. 3) i och för styrning av ventilrörelserna.

Styrenheten C enligt fig. l beskrivs nu närmare under hänvisning till fig. 3.

En frekvensgenerator l.l avger en inställd konstant frekvens på exempelvis 50Hz. Denna frekvens nedbringas med en 450 934 därefter kopplad enhet 1.2 till en passande mindre fyrkant- pulsfrekvens.

I en räkneenhet (funktionsenhet-framåträknare) 2.1 re- gistreras de tidsintervall som bestäms genom gränsvärdesmät- punkterna a och B såsom pulsmängder. Antalet registrerade pul- ser motsvarar sålunda den tid som förflyter under stigningen resp. sänkningen av badnivån utöver det genom de båda gräns- mätvärdesmätpunkterna a och B bestämda börvärdesbandet. Den registrerade pulsmängden Zn meddelas en räkneenhet ll.l. Räk- neenheten ll.l fungerar enligt följande ekvation: .C sb=-3----.z <7) a . GT . vn n Sålunda har räkneenheten ll.l erhållit det första nödvändiga räknevärdet 6T.

Räknevärdena A2 och c är i förväg givna såsom konstanta värden. Dessa konstanta räknevärden härrör från inställninge- organ ll.l2 och 11.13. Därvid betyder A2 tvärsnittsytan av mellanbehållaren 15 resp. kokillen, ifall mellanbehållaren utelämnas.

Räknevärdet a, som utgöres av en oföränderlig sidolängd av utgjutöppningen är ävenledes en förutbestämd konstant stor- het (jfr. fig. 2), som är i förväg givet genom ett inställnings- organ 3.14.

Med inställningsorganet 3.14 bestäms den utgjutdiameter som skall komma till använaning, ' ' Det gäller nu att bestämma strömningshastigheten resp. utgjuthastigheten v för varje tidpunkt T och att meddela räkne- enheten ll.l i och för fastställande av nästa nödvändiga korrek- tionssteg. I det följande skall nu förklaras hur utgjuthastighe- ten v fastställs: Positionen 3.13 utgör svarsinformationen IR från utgjut- ventilen 10, vilken information erhålles genom anordningarna enligt fig. 4-6 (jfr. även fig. l i vilken svarsinformationen IR visas schematiskt). Genom svarssignalen IR åstadkoms en typ av återkoppling.

Svarspulserna IR fasthålles i varje tidpunkt i framåt- r 450 934 och bakåträknaren 3.1. I denna räknares 3.1 räknedel fastställs i kombination med den redan genomförda diameterbestämningen 3.14 enligt relationen d Al I (8) dt den momentana utgjutöppningsytan.

Detta värde inmatas ständigt i räkneenheten 5.1, vilken enligt ekvationen t -n Qn=f f(t).dt.aAl (9) ti beräknar och uppdaterar den till aktivitetstidpunkten n'ur gjutskänken 13 utströmmade smältmängden Qn.

Med en räkneenhet 6.1 bestäms slutligen för aktivitets- tidpunkten n den faktiska ferrostatiska höjden hn för badnivân i gjutskänken 13 enligt följande: Qn hn = ho - -- (10) AO Gjutskänkens 13 tvärsnittsyta Ao är i förväg given genom ett inställningsorgan 6.11. Genom ett inställningsorgan 6.14 är ävenledes den maximala ferrostatiska höjden ho i gjutskänken l3 given.

Den ferrostatiska höjden hn inmatas i räkneenheten 4.1, vilken fastställer den för tillfället rådande utgångshastighe- ten vn enligt följande ekvation: gi/"ig . nn = i! n I' 1 +>. . P5 (ll) V Ekvation (ll) beaktar med A och L/D strömningsförlusterna i utgjutet.

Värdet Å är i förväg givet genom ett inställningsorgan 4.11 och längden L för skänkutgjutet är i förväg given genom ett 450 934 inställningsorgan 4.12.

Utgjutdíametern övertages såsom faktor ur räkneenheten 3.1..

Den vid varje aktivitetstidpunkt n rådande strömnings- hastigheten v meddelas slutligen räkneenheten ll.l.

Sålunda kan ekvation (7) utföras sånär som på faktorn Z som återstår att förklaras. Räkneenheten ll.l härleder en- ligt ekvation (7) en bestämd pulsmängd Ik, vilken är nödvän- dig för nästa korrektionssteg för förändringen av tvärsnittsytan resp. utgjutöppningsytan Al och därmed för ventilplattans in- ställning vid den tidpunkt vid vilken badnivån för den avgjut- na smältmängden över- eller underskrider gränsvärdesmätpunkter- na a eller B.

Den uppkommande överskottsmängden resp. underskottsmängden q elimineras vid nästa korrektionssteg.

Pulsmängden Ik för nästa korrektionssteg matas såsom enda justeringstakt till en hydraulisk ventil (pos. l i den hydrauliska kopplingen I i fig. 1). Samtidigt kvitteras änd- ringsstorheten Ik enligt ekvationen 315 = 1 _ (12) IR Förhållandet Ik/IR är lika med l och utstyres såsom idealfall.

Vid detta idealfall befinner sig utgjutventilen i börvärdes- ställningen.

Av betydelse är även mätpunkterna Y och 6.

Mätpunkterna Y och 6 utgör undre och övre gränser vid vars under- resp. överskridande utgjutventilen med högre has- tighet föres till ett helt öppet resp. helt stängt läge. Upp- nående av dessa mätpunkter erfordrar sålunda optimala styr- steg. Med en räkneanordning 2.2 (fig. 3) matas vid uppnâende av mätpunkterna Y eller 6 en förutbestämd fast pulsfrekvens direkt såsom justeringstakt till en hydraulisk förbilednings- ventil (pos. 2 i den hydrauliska kopplingen D i fig. 1), vari- genom ventilplattan ll omedelbart öppnas eller stängs helt. 450 934 Denna del av den totala styrningen kan även ingripa i den ovan beskrivna badnivåstyrningen (d,ß). Det är för eldfasta ventilplattor ej fördelaktigt om ett minsta öppningstvärsnitt förutbestäms genom räknekopplingen. Sålunda kan exempelvis sägas att ett öppningstvärsnitt resp. en utgjutöppningsyta på 25 % av den totala ytan ej skall underskridas. Om genom styr- ningen detta gränsvärde uppnås kan ett ingrepp ske genom de här nedan beskrivna åtgärderna; _En tröskelvärdeskontakt 3.ll, vars position bestäms av ett inställningsorgan 3.12, står i direkt korrespondens med framåt- och bakåträknaren 3.1.

'Kontakten 3.ll friger exempelvis vid uppnående av den 25 % gränsen en fast pulsfrekvens från enheten 2.2, varigenom utgjutventilen lO omedelbart stängs via den hydrauliska för- biledningsventilen 2 (fig. l). I detta fall deltar inga andra mätstorheter än gränsvärdesmätpunkterna on -- Den beskrivna styrenheten kan även samverka med andra mätstorheter, exempelvis a) med mätstorheter från en vägningsanordning 7.12 av gjut- skänken 13. I detta fall omkopplas styrenheten C genom en omkopplare 6.12 så att de ferrostatiska höjderna Ho och Hn genom enheterna 6.14 och 6.1 kan avvaras. Dessa båda enheter överbryggas vid användande av mätstorheter från en vägningsanordning 7.12. Skänkvikten används di- rekt för härledning av utgjuthastigheten v. b) ' med utgjuthastigheten för gjutsträngen 8.13. I detta fall omkopplas styrenheten C genom en omkopplare 6.13 så att den avgjutna mängden Qyn direkt utnyttjas för beräkning av den momentana ferrostatiska höjden hn i gjutskänken.

Därvid beräknas den avgjutna mängden Qyn ur ekvationen tn Qyn = j f (t) . at . A3 (13) ti varvid A3 är den avdragna gjutsträngens tvärsnittsyta.

Med vy betecknas gjutsträngens 8.13 avdragningshastig- het. 450 934 10 I fig. 3 finns även värdet Ge, vilket står för gjutskän- kens vikt. Likaväl skulle naturligtvis även med en vägningsan- ordning mellanbehållarens eller t.o.m. kokillens vikt kunna utnyttjas.

Den beskrivna styrenheten C (fig. 3) lämpar sig även synnerligen väl när flera avdragningshastigheter 8.13 måste detekteras, exempelvis när genom en mellanbehâllare flera gjut- strängar beskiktas. I detta fall betyder värdet Qyn i räkne- enheten 8.l summan av alla avgjutna mängder.

I det följande kommer korrektionsfaktorn Z i ekvation (7) att förklaras närmare. I idealfallet uppgår korrektions- faktorn Z = 1,0. Idealfallet föreligger när utgjutventilen vid de genomförda styrstegen i beroende av processdata uppnått eller kommer att uppnå sitt optimala öppningsläge.

Under tömningsförloppet av en gjutskänk över en sträng- gjutanläggning lagras data i det ovan beskrivna styrförloppet i ett parallell-skiftregister 9.1, nämligen vid varje aktivi- tet i styrningen, d.v.s vid över- eller underskridande av bad- nivå-gränsvärdesmätpunkterna B resp. a. Därvid lagras i paral- lellskiftregistret vid varje aktivitetstidpunkt tl till tn parallellt värdena GT, v, Q, Al, h och IR. Ur de lagrade vär- dena härleds en korrektionsfaktor i en räkneenhet l0.l, vilken sedan inmatas i räkneenheten ll.l i och för härledning av stor- leken av nästföljande korrektionssteg.

På detta sätt härleds de nästföljande korrektionsstegen alltid från föregående korrektionssteg. Räknaren ll.l "lär" sålunda från steg till steg (Teach in).

Den beskrivna självlärningsenheten har även den särskilda fördelen att vid en skänkväxling (sekvensgjutning) vid den nya skänken automatiskt begynnelsevärdet för den föregående skän- ken inställes så att före den första badnivåmätningen vid den nya skänken det ännu okontrollerade värdet ho åtminstone mot- svarar erfarenheten för den föregående skänken. Varje ny skänk lär sålunda från föregående skänk, d.v.s. skänken 2 återknyter till värdena för skänken l, skänken 3 till värdena för skänken 2, vilken redan har lärt av skänken l, o.s.v. Värdena för skän- ken 5 beror då redan på erfarenheten av de föregående skänkar- na, vilka återigen har lärt från varandra. Före avgjutningen av 450 934 11 den första skänken måste naturligtvis fullståndsförhållandena för skänk och mellanbehållare inprogrammeras teoretiskt.

Självinlärningseffekten har även till följd att styr- ningen av börvärdet sker väsentligt snabbare. Z är sålunda en korrektionsfaktor, som beräknas ur erfarenhetsvärdena för de föregående skänkarna. _ Självfallet kan individuella korrektioner även inmatas i de enskilda räknestegen.

Korrektionsfaktorn varierar kring idealvärdet 1,0.

Den genom utgjutöppningen av gjutskänken i varje tid- punkt flytande smältmängden beror av den ferrostatiska höjden i gjutskänken. Enligt uppfinningen beräknas ur minnet hur mycket av smältmängden som borde ha strömmat ut i den föregåen- de styrfasen och korrigeras ventilöppningen i motsvarande grad.

Den totala styrningen pareras av två, dock åtminstone en bad- nivåmätpunkt, varvid dessutom två nödstoppmätpunkter 6 och Y kan tillfogas. Ventilstyrningen sker sålunda i beroende av en- dast ett fåtal mätpunkter. Sålunda förenklas hela styrenheten i motsvarande grad. Det bör även påpekas att pulsmängderna Ik och Ix i fig. 3 motsvarar en korrektionsslaglängd resp. en nödkorrektionsslaglängd, vilken genomföres i ett enda steg.

Korrektionen sker sålunda ej genom någon typ av “hackande" rörelse av ventilen.

Såsom redan beskrivitsovan spelar svarsinformationen av det ögonblickliga och exakta läget av arbetskolven för driv- .,,1 ning av gjutskänkventilen eller liknande en stor roll för ge- nomförande av förfarandet.

I fig. 4-6 visas föredragna anordningar för fastställan- de av det exakta läget av en arbetskolv. Kolv-cylinderenheten 12 är, såsom visas i fig. l, anordnad i omedelbar närhet av gjutskänken 13 och är sålunda utsatt för extrema miljöbetingel- ser, i synnerhet höga temperaturer. Kolvstången 20 av den arbets- cylindern 21 tillordnade arbetskolven 22 är förbunden med gjut- skänkventilen ll i och för inställning av denna.

Utanför orten för de extrema miljöbetingelserna är en till arbetscylindern 2l volymmässigt ekvivalent mätcylinder 23 anordnad, varvid det är lämpligt att minska kolv- och kolvstångs- diametern med samma förhållande med avseende på arbetscylindern 450 954 12 för att därigenom analogt öka slaglängden, vilket möjliggör en bättre upplösning av slaglängden av den till mätcylindern 23 tillordnade mätkolven 24.

Genom att mätcylindern 23 ej är direkt utsatt för den råa stålverksdriften eller liknande kan den ur kostnadssynpunkt ut- föras gynnsammare än arbetscylindern 2l. 7 Såsom tydligt visas i fig. 4 är de av kolvstängerna 20, 25 genomträngda arbetsrummen 26, 27 av de båda cylindrarna 21, 23 direkt fluidförbundna genom en hydraulisk ledning 28.

När arbetskolven 21 i fig. 4 rör sig ät vänster så kommer mät- kolven 24 att röra sig nedåt och omvänt. Genom fluidförbindel- sen 28 påverkar den återgående vätskan i arbetscylindern 21 direkt läget av mätkolven 24 i mätcylindern 23. På detta sätt säkerställas en exakt lägessvarssignal av arbetskolven 22 i arbetscylindern 21. På den fria resp. ur mätcylindern 23 utskjutande änden av kolvstângen 25 av mätkolven 24 är en blän- dare 29 anordnad, vilken inskjuter i blocket av en gaffelkopp- lare 30. Gaffelkopplaren 30 är förbunden med en elektronisk positionsindikering och avger vidare positionssignaler svarande mot det exakta läget av arbetskolven 22 till position 3.13 en- ligt fig. 3.

I och för korrektion resp. balansering av vätskeöver-h skottsmängder eller förlustmängder p.g.a. läckage i arbets- cylindern 21 är en två tryckbegränsningsventiler 31, 32 inne- fattande korrektionsanordning anordnad. Den ena tryckbegräns- ningsventilen 31 styrs direkt av pumptrycket och är anordnad i den till fluidförbindelsen 28 ledande ledningen 33. Denna ledning 33 uppvisar dessutom ännu en korrektionsflödesmätan- ordning 34, vars korrektionsflödessignaler såsom ständigt kor- rektionsvärde medtages i informationen avseende positionen av mätkolven 24 resp. arbetskolven 22. Tryckbegränsningsventilen 31 tillåter en balansering eller utjämning av läckförluster i arbetsrummet 26 av arbetscylindern 21. över tryckbegränsnings- ventilen 31 eftermatas i det i fig. 4 högra ändläget av arbets- kolven 22 så mycket tryckmedel att detta automatiskt beger sig till synkronpositionen för mätkolven 24.

Den andra tryckbegränsningsventilen 32 är anordnad i en till en reservoar 35 för det hydrauliska medlet ledande 450 9342 13 gren 36 från fluidförbindelsen 28. Denna tryckbegränsningsven- til tjänar till bortförsel av vätskeöverskottsmängder i arbets- rummet 26 av arbetscylindern 21. Vätskeöverskottsmängderna i arbetsrummet 26 uppkommer genom läckage mellan arbetskolven 22 och arbetscylinderns 21 innervägg. De kolvstångsfria ar- betsrummen 37, 38 av de båda cylindrarna 21, 23 kan via en 4/3-vägventil 39 förbindas med pumpen P resp. tanken T.

Såsom förklarats ovan styrs tryckbegränsningsventilen 31 direkt av pumptrycket, d.v.s. den är direkt förbunden med pumpen P via ledningen 33. ventilen 31 är inställd så att den öppnar när mätkolven 24 i fig. 4 har uppnått sitt övre ändläge.

I fall arbetskolven 22 då ännu ej har uppnått sitt i fig. l uppnådda ändläge skjuts den i detta läge genom det över ventilen 31 strömmande hydrauliska medlet. Båda kolvarna 22, 24 är då åter synkront kopplade. På motsvarande sätt utjämnas genom begränsningsventilen 32 ett läckage i motsatt riktning. De båda tryckbegränsningsventilerna 3l och 32 säkerställer sålun- da en fullständig utjämning av vätskeöverskottsmängder eller förlustmängder i kolvarnas 22 resp. 24 ändläge.

Korrektionsflödesmätanordningen 34 avger endast signaler när ett korrektionsflöde uppträder i ledningen 33.

Ett ständigt åter uppträdande korrektionsflöde eller på att kolv- upprepad aktivering av ventilerna 31, 32 är ett tecken arbetscylindern Zl behöver underhållas, exempelvis att tätningarna behöver förnyas.

Mellan gaffelkopplaren 30 och ingången 3.13 för svars- elektro- gaffel- kopplaren 30 bearbetas. Vid bländarens 29 rörelse längs en informationen från gjutskänkventilen ll (fig. 3) är en nisk räknare anordnad, i vilken utgångssignalerna från referensväg 40 alstras periodiska signaler. I räknaren behand- las de periodiska signalerna så att vid överkörning av en signal från gaffelkopplaren 30 en framåt-räknepuls eller en bakåt-räknepuls uppkommer. Genom förteckensriktig räkning av dessa impulser från en godtyckligt fastläggningsbar referens- punkt bestäms sedan den aktuella förskjutningssträckan, vilken motsvarar en bestämd pulsmängd IR.

De räknade pulserna IR inmatas sedan såsom lägesreferen- ser för kolvstången 20 av arbetskolven 22 resp. den därmed för- bundna gjutskänkventilen in i den centrala styrenheten C enligt 450 934 14 fig. 3 för att där utvärderas i och för styrning till ett bestämt börvärde i enlighet med ovanstående beskrivning.

Anordningen enligt fig. 4 har speciellt den-fördelen att känsliga signalgivare i området för extrema miljöbetingelser kan undvaras. Trots läckage i arbetscylindern 21 låter sig lä- get av arbetskolven 22 resp. gjutskänkventilen ll noggrant fastställas.

I fig. 5 visas ytterligare en utföríngsform av en anord- ning för fastställande av det exakta läget av arbetscylinderns 12 arbetskolv. I aicentral hydraulikstation är vardera en tur- bingenomströmningsmätare 43, 44 anordnad framför utgången 41, 42 av de båda hydrauliska ledningarna till den i fig. 2 ej visade arbetscylindern. Dessa mätare avger via pulsförstärk- ningsenheter 45, 46 en till genomströmningsmängden analog puls- frekvens till en sammankopplande ingångskoppling i en mikro- processor 47. Ingångarna EA förbinds dessutom med de från mikroprocessorn 47 kommande styrsignalerna EB för arbetscylin- derns verkningsriktníng.

De sammankopplade signalerna utvärderas direkt i en funktionsräkneenhet och meddelas i form av en pulsmängd IR den centrala styrenheten såsom svarssignal (pos. 3.13 i fig. 3). Detta förlopp är ständigt och sker ej först i tids- eller styrsteg. Läckvätskeförluster beaktas och behandlas i funktions- räkneenheten.

I fig. 6 visas ytterligare en föredragen utföringsform av en anordning för gensvar av det exakta läget av arbetskol- ven. Med hänvisningsbeteckningen 48 betecknas kolv-cylinderen- hetens 12 arbetscylinder, vars kolv 49 över en kolvstång 50 står i förbindelse med ett inställningsorgan 49 resp. gjutskänk- ventilen. Kolven är via en hydraulikledning 5l påverkningsbar från ena sidan och rörlig åt höger mot verkan av en fjäder 54 i en blåsackumulator 53 via de fluidfyllda rummen 52 och 57.

Kolvens 49 återgång till sitt utgångsläge, i fig. 6 det vänstra läget, sker genom expansion av den tidigare sammanpressade gasen i gaskudden 54 resp. blåsackumulatorn 53 när det tryckmedels- fyllda arbetsrummet av cylindern 48 förbinds med en tank. Gas- kudden 54 bildar ett elastiskt element, som verkar mot kolv- trycket vid dess påverkan genom arbets- resp. tryckmediet. Gas- 450 934. 15 kudden kan även ersättas genom en i cylindern 48 anordnad fjä- der. Likaväl är det möjligt att ersätta blåsackumulatorn 53 genom en veckad bälgackumulator.

Det mottryck som det elastiska elementet, i fig. 6 gas- kudden 54, utövar på kolven 49 fastställs genom en tryckmät- anordning 55 med vilken trycket av arbets- resp. tryckmediet mäts vid varje läge av kolven 49 i cylindern. Det uppmätta trycket motsvarar det elastiska elementets mottryck och vid känd elasticitets- resp. fjäderkaraktäristik ett bestämt läge för kolven 49 i cylindern 48. De uppmätta tryckvärdena bear- betas för automatisk styrning till ett förutbestämt kolvläge.

Utvärderingen av de uppmätta tryckvärdena samt bearbetningen av de uppmätta värdena i och för styrning till ett börvärde sker i styrenheten C enligt fig. 3. Såsom visas i fig. 6 är förutom den automatiska styrningen även en manuell styrning möjlig. Den manuella styrningen sker genom manövrering av en omkopplare 56, genom vilken den automatiska börvärdesstyrningen kan avbrytas.

Utgångssignalerna från tryckutvärderingen och styren- heten C med funktionsräknare tjänar till styrning av den hydrau- liska regleranordningen 57, vilken med hjälp av en hydraulisk pump 58 å ena sidan står i fluidförbindelse med en tank 59 och å andra sidan med arbetscylinderns 48 tryckmedelsrum 60.

Fördelarna med den beskrivna "motkraftsanordningen“ är uppenbara. Éndast en enda hydraulisk ledning 51 till arbets- cylindern 48 erfordras. Vid en defekt hos denna ledning åstad- kommer de elastiska elementen omedelbart en förflytting av arbetskolven 49 åt vänster, varvid det vänstra läget av kolven 49 företrädesvis motsvarar 49 resp. kolvstången 50 förbundna gjutskänkventilenn På orten anordnade signalgivare är ej heller erforderliga vid denna anord- ning.

Den i fig. 6 visade anordningen kan kombineras med den i fig. 3 visade anordningen.

De beskrivna anordningarna för svarssignalering av läget av arbetskolven, som befinner sig i verkningsförbindelse med gjutskänkventilen, arbetar extremt noggrant. Därmed erhålles ett ytterst stabiliserat förhållande för hela börvärdesstyr- 450 954 16 ningen.

-Alla i beskrivningen uppenbarade särdrag kan enskilt eller i kombination betraktas såsom väsentliga för uppfinningen i de fall de ej är kända genom teknikens ståndpunkt.

Claims (7)

450 '934 17 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för styrning av avtappningsventilen för ett gjutkärl för metallurgisk avgjutning i beroende av ändringen av badnivån för smältan i gjutkärlet, i synnerhet vid sekvens- stränggjutning, k ä n n e t e c k n a t av att styrvärdena för avtabpningsventilen intermittent detekteras och inställs under beaktande av värdet av den ovanför avtappningsventilen vid den aktuella avgjutningstidpunkten rådande badnivån och den ur tidsintegralen för tidigare faktiskt gällande ventil- öppningar härledda smältvolymen, och att styr-börvärdena jäm- föres med åtminstone en nedströms gjutstrålen liggande bad- nivå-gränsvärdesmätpunkt, tsex. för en mellanbehållare eller kokill, varvid en inställningsrörelse av avtappningsventilen inleds om gränsvärdesmätpunkten överskrids.

2. Eörfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att styr-börvärdena ligger inom ett genom två badnivå-gräns- värdesmätpunkter definierat börvärdesband, så att en inställ- ningsrörelse av avtappningsventilen inleds om börvärdesbandet över- eller underskrides.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att förutom badnivå-gränsvärdesmätpunkterna åtminstone en tillkommande mätpunkt utanför börvärdesbandet vid överskridan- de respektive underskridande av badnivån över respektive under ett maximalt respektive minimalt gränsvärde utlöser en in- ställningsrörelse av avtappningsventilen med förhöjd hastighet till dess stängda respektive fullt öppna läge.

4. Förfarande enligt något av kraven 1 - 3, k ä n n e - t e c k n a t av att den aktuella avtappningshastigheten i en beräkningsenhet härleds enligt följande ekvation: varvid 450 934 18 L = avtappningskanalens längd, D = avtappningskanalens diameter, Å = motståndskoefficienten (strömningsmotstånd), g = jordaccelerationen, hn = den faktiska ferrostatiska höjden i kärlet, och den ferrostatiska höjden hn är given av ekvationen Qn hn=hO-~í , där ho = den maximala ferrostatiska höjden i kärlet, Ao = kärlets tvärsnittsyta och Qn = den ur kärlet i tidsintervallet AI utströmmade smält- mängden.

5. Förfarande enligt ett eller flera av kraven 1 - 4, varvid avtappningsventilen styrs av en hydraulisk arbets-kolv-cylin- der-enhet, k ä n n e t e c k n a t av att de faktiska ven- tilöppningarna mäts under användande av en referensëkolv- cylinder-enhet, vilken är anordnad på avstånd från de extrema miljöbetingelserna vid kärlet, varvid läckvätskeförluster i arbetscylindern beaktas.

6. Förfarande enligt ett eller flera av kraven 1 - 4,Mvarvid avtappníngsventilen styrs av en tvåsidigt påverkningsbar kolv: cylinder-enhet, k ä n n e t e c k n a t av att detektering- en av de faktiska ventilöppningarna sker under användande av genomströmningsmätare tillordnade cylinderns båda arbetskam- rar, varvid läckvätskeförluster i cylindern beaktas.

7. Förfarande enligt ett eller flera av kraven 1 - 4, varvid avtappningsventilen styrs av en kolv-cylinder-enhet, k ä n - n e t e c k n a t av att i och för bestämning av de faktis- ka ventilöppningarna mäts det mot kolvtrycket verkande trycket av ett på kolven verkande elastiskt element.