WO2009089895A1 - Überlastüberwachung von strangführungselementen - Google Patents

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WO2009089895A1
WO2009089895A1 PCT/EP2008/010960 EP2008010960W WO2009089895A1 WO 2009089895 A1 WO2009089895 A1 WO 2009089895A1 EP 2008010960 W EP2008010960 W EP 2008010960W WO 2009089895 A1 WO2009089895 A1 WO 2009089895A1
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sensor
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Axel Weyer
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Sms Siemag Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/20—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock
    • B22D11/208—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock for aligning the guide rolls

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for overload monitoring of strand guide elements in strand guides of slabs, thin slabs, block .Profil- and bloc systems, the distance or the distance of pairs oppositely arranged strand guide upper and strand guide sub-rollers in the execution as a single roller guide or in segmental design of two or more arranged on upper frame and sub-frame strand guide rollers is set by hydraulic means.
  • the strand guide elements are moved according to the required for the respective operating situation distance of the roller conveyor by the hydraulic devices. Subsequently, for the main operating situation (casting operation or cold run), the strand guiding elements are closed, i. the closest roll spacing is set. To set or fix this narrowest distance of the upper roller conveyor to the lower roller conveyor this is pressed with contact pressure, the strand guide elements of the hydraulic devices against spacers.
  • the hydraulic devices then hold during the casting operation or the cold run the roller conveyor on the predetermined by the fixed stops (spacers or spacers) roller spacing.
  • unwanted strand thicknesses arise, however, may be charged by disturbances or by an unintentional wrong driving the strand guide system a strand guide element on the previously set closing force of the hydraulic device and opened or pushed in the further course of the situation.
  • An undesired unloading of the spacer or complete opening of the strand guiding element that occurs as a result remains hidden to the operator or operator of the strand guiding system as a rule.
  • EP 1 486 275 A1 describes a method in which, for the basic position, the roller gaps between two rollers of rolling segments or pairs of driver rollers are measured and controlled by means of hydraulic piston-cylinder units with integrated electronic position or position encoders.
  • the segment subframe of the fixed side and the segment upper frame of the loose side are pressed against each other with a defined force on pairwise provided spacers of predicted thickness outside the roller gaps and the associated measured values of the displacement or position encoders are secured.
  • the spacers on the segment subframe may remain in your fixture during the casting operation and be easily replaceable.
  • the object of the invention is to provide a possibility for strand guide elements whose fixed roller gap opening is adjusted by means of spacers with which overload protection and / or monitoring of unplanned unloading of the spacer or an unplanned roller gap opening of a
  • Strand guide element detected by measurement can be used for appropriate control.
  • the stated object is procedurally achieved with the characterizing features of claim 1 and device-wise with the characterizing features of claim 1.
  • len of claim 5 characterized in that in the static operating position of the load condition and / or the opening state or the position of the strand guide element is monitored and regulated, including at least one elec-trotechnischer sensor, such as an inductive or capacitive proximity switch, a capacitive limit switch, a contact limit switch, a position sensor, a pressure transducer, a strain gauge on the construction of the strand guide element, for example, is arranged directly on the spacers.
  • elec-trotechnischer sensor such as an inductive or capacitive proximity switch, a capacitive limit switch, a contact limit switch, a position sensor, a pressure transducer, a strain gauge on the construction of the strand guide element, for example, is arranged directly on the spacers.
  • the senor In order to determine whether a desired or undesired loading state or opening state of the strand guiding element is present, the sensor is automatically linked to a measuring and control system in which undesired deviations are determined by comparing the actual signal generated with the sensor with a predetermined desired signal , When such an undesired load or opening condition occurs, the measuring and control system sends an appropriate message or warning. In addition to the message or warning can be carried out in a major disruption of the desired operating condition by the measurement and control system, the control of a targeted shutdown by stopping the strand promotion and / or casting stop the strand promotion or demolition of the casting operation.
  • FIG. 1 an open strand guide element
  • FIG. 2 a closed strand guide element
  • FIG. 3 a spacer with sensor.
  • an open strand guide element 1 is shown in a side view in the form of a schematic diagram.
  • a roller upper frame 11 On a roller upper frame 11, a strand guide upper roller 2 and on a roller frame 12, a strand guide lower roller 3 is attached. Outside the strand guide sub-rollers 2, 3, there is a spacer holder 8 arranged on the roller subframe 12 with a replaceable spacer 6.
  • the roller upper frame 11 and roller subframes 12 are movable relative to one another by means of a hydraulic piston-cylinder unit 9.
  • the piston 10 of the hydraulic see piston-cylinder unit 9 and thus also the roller frame 12 is moved in the direction of arrow 13 down and so an increased roller distance 4 has been generated.

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

Abstract

Bei geschlossenen Strangführungselementen (1), bei denen zur Einstellung bzw. Fixierung des engsten Rollenabstandes durch hydraulische Einrichtungen, beispielsweise Kolben-Zylindereinheiten (9), der Oberrahmen (11) und der Unterrahmen (12) der Strangführungsrollen (2, 3) gegeneinander mit einem vorgegebenen Anpressdruck gegen ein Distanzstück (6) gefahren werden, besteht im statischen Betriebszustand mit eingeklemmtem Distanzstück (6) die Gefahr, dass ein stattfindendes unerwünschtes Entlasten des Distanzstückes (6) oder ein vollständiges Öffnen des Strangführungselementes (1) dem Bediener oder Betreiber der Strangführungsanlage im Regelfall verborgen bleibt. Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, dass in der statischen Betriebslage der Belastungszustand und/oder der Öffnungszustand des geschlossenen Strangführungselementes (1) über mindestens einen elektrotechnischen Sensor, der an der Konstruktion des Strangführungselementes (1), beispielsweise direkt an den Distanzstücken (6) angeordnet ist, permanent überwacht wird.

Description

Überlastüberwachung von Strangführungselementen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überlastüberwachung von Strangführungselementen in Strangführungen von Brammen, Dünnbrammen, Block- .Profil- und Vorblockanlagen, wobei der Abstand bzw. die Dis- tanz von paarweise einander gegenüberliegend angeordneten Strangführungsober- und Strangführungsunterrollen in der Ausführung als Einzelrollenführung oder bei Segmentbauweise von zwei oder mehr auf Oberrahmen und Unterrahmen angeordneten Strangführungsrollen über hydraulische Einrichtungen eingestellt wird.
Zunächst werden die Strangführungselemente entsprechend des für die jeweilige Betriebssituation erforderlichen Abstandes der Rollenbahn durch die hydraulischen Einrichtungen verfahren. Anschließend werden dann für die hauptsächliche Betriebssituation (Gießbetrieb oder Kaltstrangfahrt) die Strangführungs- elemente geschlossen d.h. es wird der engste Rollenabstand eingestellt. Zur Einstellung bzw. Fixierung dieses engsten Abstandes der Oberrollenbahn zur Unterrollenbahn werden hierzu mit Anpressdruck die Strangführungselemente von den hydraulischen Einrichtungen gegen Distanzstücke gepresst.
Die hydraulischen Einrichtungen halten dann während des Gießbetriebes bzw. der Kaltstrangfahrt die Rollenbahn auf dem durch die festen Anschläge (Spacer oder Distanzstücke) vorgegebenen Rollenabstand. Während des statischen Betriebs, wobei beispielsweise unerwünschte Strangdicken entstehen, kann jedoch durch Störungen oder durch eine unabsichtliche falsche Fahrweise der Strangführungsanlage ein Strangführungselement über die zuvor eingestellte Schließkraft der hydraulischen Einrichtung hinaus belastet und im weiteren Situationsverlauf geöffnet bzw. aufgedrückt werden. Ein dadurch stattfindendes unerwünschtes Entlasten des Distanzstückes oder vollständiges Öffnen des Strangführungselementes bleibt dem Bediener oder Betreiber der Strangfüh- rungsanlage im Regelfall verborgen. Aus der EP 1 286 797 B1 ist eine Anstellung des Rollenabstandes von Strangführungssegmenten mittels Kolben-Zylindereinheiten bekannt, bei der zunächst mit einem vorgegeben Druck der Kolben-Zylindereinheiten die Rollenabstände geregelt werden. Bei Erreichen eines vorgegebenen Höchstwertes des Anpressdrucks findet dann eine Umschaltung von der Druckregelung zu einer Po- sitionsregelung statt, wobei in unmittelbarer Nähe jeder Kolben-Zylindereinheit angeordnete Distanzstücke zwischen dem Segmentoberrahmen und dem Segmentunterrahmen eingeschwenkt werden.
In der EP 1 486 275 A1 wird ein Verfahren beschrieben, wobei zur Grundein- Stellung die Rollenspalte zwischen zwei Rollen von Rollsegmenten oder Treiberrollenpaaren über hydraulische Kolben-Zylindereinheiten mit integrierten elektronischen Weg- oder Positionsgebern gemessen und geregelt werden. Hierbei werden der Segment-Unterrahmen der Festseite und der Segment- Oberrahmen der Losseite mit einer definierten Kraft auf paarweise vorgesehene Distanzstücke mit vorberechneter Dicke außerhalb der Rollenspalte aufeinander gedrückt und die zugeordneten Messwerte der Weg- oder Positionsgeber gesichert. Für festgelegte Gießstrangdicken können die Distanzstücke auf dem Segment-Unterrahmen während des Gießbetriebs in Ihrer Halterung verbleiben und leicht austauschbar sein.
Ausgehend von diesem geschilderten Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, bei Strangführungselementen, deren feste Rollenspaltöffnung mittels Distanzstücken eingestellt wird, eine Möglichkeit anzugeben, mit der ein Überlastschutz und/oder eine Überwachung einer ungeplanten Entlas- tung des Distanzstückes oder einer ungeplanten Rollenspaltöffnung eines
Strangführungselementes messtechnisch erfasst und zur entsprechenden Regelung verwendet werden kann.
Die gestellte Aufgabe wird verfahrensmäßig mit den kennzeichnenden Merkma- len des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig mit den kennzeichnenden Merkma- len des Anspruchs 5 dadurch gelöst, dass in der statischen Betriebslage der Belastungszustand und/oder der Öffnungszustand bzw. die Position des Strangführungselementes überwacht und geregelt wird, wozu mindestens jeweils ein elek-trotechnischer Sensor, beispielsweise ein induktiver oder kapazitiver Näherungsschalter, ein kapazitiver Endschalter, ein Kontaktendschalter, ein Positionsgeber, ein Druckgeber, ein Dehnungsmessstreifen an der Konstruktion des Strangführungselementes, beispielsweise direkt an den Distanzstücken angeordnet ist.
Zur Feststellung, ob ein gewünschter oder unerwünschter Belastungszustand bzw. Öffnungszustand des Strangführungselementes vorliegt, ist der Sensor automatisierungstechnisch mit einem Mess- und Regelsystem verknüpft, in dem unerwünschte Abweichungen durch Vergleich des mit dem Sensor erzeugten Ist-Signals mit einem vorgegebenen Soll-Signal ermittelt wird. Bei Eintritt eines derartig ermittelten unerwünschten Belastungs- bzw. Öffnungszustandes erfolgt durch das Mess- und Regelsystem eine entsprechende Meldung bzw. Warnung. Zusätzlich zur Meldung bzw. Warnung kann bei einer größeren Störung des erwünschten Betriebszustandes durch das Mess- und Regelsystem die Steuerung einer gezielten Abschaltung durch Anhalten der Strangförderung und/oder Gießstopp der Strangförderung bzw. Abbruch des Gießbetriebes durchgeführt werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an in schematischen Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein geöffnetes Strangführungselement, Fig. 2 ein geschlossenes Strangführungselement, Fig. 3 ein Distanzstück mit Sensor. In der Figur 1 ist in Form einer Prinzipskizze ein geöffnetes Strangführungselement 1 in einer Seitenansicht dargestellt. An einem Rollenoberrahmen 11 ist eine Strangführungsoberrolle 2 und an einem Rollenunterrahmen 12 eine Strangführungsunterrolle 3 befestigt. Außerhalb der Strangführungsunterrollen 2, 3 befindet sich eine am Rollenunterrahmen 12 angeordnete Distanzstückhal- terung 8 mit einem auswechselbar aufgelegten Distanzstück 6. Rollenoberrahmen 11 und Rollenunterrahmen 12 sind mittels einer hydraulischen Kolben- Zylindereinheit 9 gegeneinander beweglich ausgebildet. Im dargestellten geöffneten Zustand des Strangführungselementes 1 ist der Kolben 10 der hydrauli- sehen Kolben-Zylindereinheit 9 und damit auch der Rollenunterrahmen 12 in Pfeilrichtung 13 nach unten gefahren und so ein vergrößerter Rollenabstand 4 erzeugt worden.
In der Figur 2 ist durch den nun nach oben in Pfeilrichtung 14 gefahrenen KoI- ben 10 der Rollenunterrahmen 12 mit dem Distanzstück 6 nach oben gegen den Rollenoberrahmen 11 gefahren worden. Diese Position, die dem durch das Distanzstück 6 bestimmten engsten Rollenspalt 5 entspricht, wird durch einen vorbe-stimmten Anpressdruck der Kolben-Zylindereinheiten 9 während des Gießbetriebs fixiert und aufrechterhalten. Die Kontrolle dieses durch den vorge- gebenen Anpressdruck der Kolben-Zylindereinheiten 9 eingestellten erwünschten Betriebszustands ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der Figur 3 am Distanzstück 6 ein elektrotechnischer Sensor 7 angeordnet, durch den je nach Ausführung der auf das Distanzstück 6 einwirkende Druck und/oder die relative Position des Rollenoberrahmens 11 zum Rollenunterrahmen 12 messtechnisch erfasst wird. Bezugszeichenliste
1 Strangführungselement
2 Strangführungsoberrolle 3 Strangführungsunterrolle
4 Abstand bzw. Distanz bei geöffnetem Zustand
5 Abstand bzw. Distanz bei geschlossenem Zustand
6 Distanzstück
7 elektrotechnischer Sensor 8 Distanzstückhalterung
9 hydraulische Kolben-Zylindereinheiten
10 Kolben
11 Rollenoberrahmen
12 Rollenunterrahmen 13 Pfeilrichtung nach unten
14 Pfeilrichtung nach oben

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Überlastüberwachung von Strangführungselementen (1 ) von Strangführungen in Brammen-, Dünnbrammen-, Block- .Profil- und Vor- blockherstellungsanlagen, wobei der Abstand bzw. die Distanz (4, 5) von paarweise einander gegenüberliegend angeordneten Strangführungsober- (2) und Strangführungsunterrollen (3) in der Ausführung als Einzelrollenführung oder bei Segmentbauweise von zwei oder mehr auf Oberrahmen (11 ) und Unterrahmen (12) angeordneten Strangführungsrollen über hydrauli- sehe Einrichtungen eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der statischen Betriebslage, bei der ein eingeklemmtes Distanzstück (6) einen festen Rollenabstand vorgibt, der Belastungszustand und/oder der Öffnungszustand des geschlossenen Strangführungselemen- tes (1 ) über mindestens einen elektrotechnischen Sensor (7) permanent überwacht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellung, ob ein gewünschter oder unerwünschter Belastungszustand bzw. Öffnungszustand des Strangführungselementes (1 ) vorliegt, durch eine automatisierungstechnische Verknüpfung des mit dem Sensor (7) erzeugten Ist-Signals mit einem vorgegebenen Soll-Signal in einem Mess- und Regelsystem ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem unerwünschten Belastungs- bzw. Öffnungszustand durch das Mess- und Regelsystem eine entsprechende Meldung bzw. Warnung erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem unerwünschten Belastungszustand bzw. Öffnungszustand durch das Mess- und Regelsystem die Steuerung einer gezielten Abschaltung durch Anhalten der Strangförderung und/oder Gießstopp der Strang- förderung bzw. Abbruch des Gießbetriebes durchgeführt wird.
5. Vorrichtung zur Überlastüberwachung von Strangführungselementen (1 ) von Strangführungen in Brammen-, Dünnbrammen-, Block- .Profil- und Vor- blockherstellungsanlagen, wobei der Abstand bzw. die Distanz (4, 5) von paarweise einander gegenüberliegend angeordneten Strangführungsober-
(2) und Strangführungsunterrollen (3) in der Ausführung als Einzelrollenführung oder bei Segmentbauweise von zwei oder mehr auf Oberrahmen (11 ) und Unterrahmen (12) angeordneten Strangführungsrollen (2, 3) über hydraulische Einrichtungen eingestellt wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung des Belastungszustandes und/oder des Öffnungszustandes bzw. der Position der Strangführungselemente (1 ) mindestens jeweils ein elektrotechnischer Sensor (7), beispielsweise ein induktiver oder kapazitiver Näherungsschalter, ein kapazitiver Endschalter, ein Kontaktendschalter, ein Positionsgeber, ein Druckgeber, ein Dehnungsmessstreifen an der Konstruktion des Strangführungselementes (1 ), beispielsweise direkt an den Distanzstücken (6) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Feststellung, ob ein gewünschter oder unerwünschter Belastungszustand bzw. Öffnungszustand des Strangführungselementes (1 ) vorliegt, der Sensor (7) automatisierungstechnisch mit einem Mess- und Regelsys- tem verbunden ist, das neben der Erzeugung einer Warnmeldung auch eine gezielte Abschaltung durch Anhalten der Strangförderung und/oder Gieß- stopp der Strangförderung bzw. Abbruch des Gießbetriebes durchzuführen in der Lage ist.
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