WO2012110531A1 - Vorrichtung und verfahren zur prüfung einer stranggiessanlage - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a device according to the preamble of claim 1 and a method for testing a continuous casting plant.
- WO 201 1/012303 describes a method for checking atomizer nozzles in a continuous casting plant, in which a measuring device is introduced instead of a cast strand in the system.
- the measuring device is provided with a pressure measuring film, by means of which a pressure distribution of a cooling medium can be recorded.
- disturbances of the cooling nozzles can be detected very early and / or exotic deviations from the desired behavior can be detected, which can not be detected with conventional test methods.
- the senor is a video camera.
- Electronic cameras are inexpensive and robust, with the Image signal is easy to store or transfer.
- the video camera may have a digital or analogue output signal.
- the recorded image can be present or evaluated as a running film and / or as a single image or as a sequence of individual images.
- a video camera is also to be understood as meaning those cameras which according to their design provide only individual images and no film that is in motion.
- the senor element can be supplied and read out via a cable, for example in a cable chain. But it can also be a wireless sensor member, which is powered by integrated electrical energy storage.
- the sensor element can store the optoelectronic signal or image signal locally either for the purpose of later evaluation (indirect diagnosis) or transmitted directly to the outside, for example via cable or radio (direct diagnosis).
- the running member is designed as a dummy strand, to which the sensor member is connected.
- the sensor member can be connected to the dummy bar via a releasable coupling, in particular a magnetic coupling.
- a magnetic coupling may also be a screw.
- the arrangement on the cold strand allows the continuous casting plant to pass through the sensor element, whereby a visual inspection of the cooling nozzles and also of other parts is made possible by the optoelectronic sensor.
- a cold strand in the context of the invention can be understood as meaning a customary cold strand used for, for example, the start of a casting process, or else a special cold strand. ziell trained device for passing through the system for test purposes.
- the sensor member of the invention will be used in particular testing operations that take place outside a casting operation of the equipment. But it is also conceivable to connect the sensor member as needed in normal operation at the beginning of a casting process to the leading cold run.
- the sensor element has at least two optoelectronic sensors, so that cooling nozzles can be detected in different spray levels.
- the sensors are aligned in different directions.
- the emitted light of the luminous means is preferably a visible light.
- bulbs tuned to the video capture
- infrared, ultraviolet, or other non-visible light spectrum may be used.
- the sensor member is controlled by a spatially separated control unit.
- the control preferably comprises a remote-controlled alignment of the sensor. For example, this can be done by motorized swivel / rotatable video cameras. Further possibilities of a control relate, for example, to a focusing and / or zoom optics of the video camera, a swiveling and / or regulation of lighting means and the like.
- the object of the invention is achieved for a method according to the invention by the following steps: - Introducing a device according to one of the preceding claims in the continuous casting plant; and
- the device according to the invention makes it possible to record a detailed spray pattern, by means of which precise information on the state of the respective cooling nozzle is provided.
- the method comprises the step of evaluating the spray pattern by an automated image evaluation method.
- An automated image analysis can be achieved with suitable programming of an evaluation computer.
- values for the quality of the spray pattern can be determined automatically, which are compared with a threshold value or can also be plotted over a time axis in order to monitor the temporal change of the individual cooling nozzles.
- the step of determining a position of the sensor element to identify the measured cooling nozzle is generally advantageous. This can be done for example via a path control of the continuous casting or other suitable way.
- a cooling nozzle may be provided to make a variation of a nozzle parameter, for example a coolant pressure, and to record the spray pattern in response to the variation.
- a nozzle parameter for example a coolant pressure
- Fig. 1 shows a schematic sectional view of a continuous casting plant with a device according to the invention.
- Fig. 2 shows the device of Fig. 1 in a detailed view.
- Fig. 3 shows the device of Fig. 2 in another position in the
- the continuous casting plant 1 shown in FIG. 1 is used here for the casting of slabs.
- a mold 2 is arranged, to which a plurality of rollers 3 connect in a known manner. Between groups of rollers 3 remain gaps behind which cooling nozzles 4 a coolant system are positioned (see Fig. 2, Fig. 3). These spray coolant, in particular water, onto the cast strand running between the rolls.
- a running member in the form of a dummy bar 5 can be performed, as used for example to start a casting process.
- the cold strand 5 is presently composed of several, connected in the manner of a chain links 6.
- An end member forms a cold rod head 6a. It is understood that instead of a conventional chen Kaltstrangs also a special, specially designed for test runs running member can be used.
- a sensor element 7 is detachably fixed to the cold strand head 6 a, in the present case by means of a magnetic coupling 8.
- the sensor element 7 is structurally designed so that water jets are separated by cooling nozzles 4 arranged in different planes (FIG. schematically indicated by the shape of the sensor member).
- two optoelectronic sensors 9 in the form of video cameras are attached to the sensor element 7.
- Each of the video cameras 9 each serves to detect a plane of cooling nozzles, ie either spray direction parallel to the roller axes or perpendicular to the roller axes.
- the video cameras are pivotally mounted and provided with servomotors, so that they are movable by an external control.
- a plurality of lamps 10 are arranged on the sensor member 7, which illuminate the cooling nozzles 4 accordingly.
- the sensor member according to the present example is powered by a entrained electrical energy storage and operates autonomously.
- the data from the video cameras are transmitted simultaneously and wirelessly to an external station (not shown) for control and evaluation.
- the position or identification of a respective recorded cooling nozzle is determined by a Weg Grandesystem the continuous casting.
- the device described above is preferably used to carry out a measurement of the spray patterns of the respective cooling nozzles according to a method according to the invention.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Prüfung einer Stranggiessanlage (1 ). Die Vorrichtung umfasst ein Laufglied (5) zum Durchlaufen der Stranggiessanlage (1 ), und ein an dem Laufglied (5) angeordnetes Sensorglied (7), wobei eine Eigenschaft einer Kühldüse (4) der Stranggiessanlage mittels des Sensorglieds (7) messbar ist, wobei das Sensorglied (7) einen optoelektronischen Sensor (9), insbesondere eine Videokamera, umfasst.
Description
Vorrichtung und Verfahren zur Prüfung einer Stranggießanlage
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Prüfung einer Stranggießanlage.
WO 201 1/012303 beschreibt ein Verfahren zur Überprüfung von Zerstäuberdüsen in einer Stranggießanlage, bei dem eine Messvorrichtung an Stelle eines Gießstrangs in die Anlage eingeführt wird. Die Messvorrichtung ist mit einer Druckmessfolie versehen, mittels derer eine Druckverteilung eines Kühlmedi- ums aufgenommen werden kann.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Prüfung einer Stranggießanlage anzugeben, die eine hohe Dichte an Informationen bereitstellen.
Diese Aufgabe wird für eine eingangs genannte Vorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch den Einsatz eines optoelektronischen Sensors kann der Strahl einer Kühldüse räumlich gut aufgelöst und optimal mit einem Sollverhalten verglichen werden.
Insgesamt können mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung Störungen der Kühldüsen sehr frühzeitig festgestellt werden und/oder exotische Abweichungen vom Sollverhalten erkannt werden, die mit herkömmlichen Prüfverfahren nicht erfasst werden können.
Bevorzugt, aber nicht notwendig handelt es sich bei dem Sensor um eine Videokamera. Elektronische Kameras sind kostengünstig und robust, wobei das
Bildsignal einfach zu speichern oder zu übertragen ist. Die Videokamera kann je nach Anforderungen ein digitales oder analoges Ausgangssignal aufweisen. Das aufgenommene Bild kann als laufender Film und/oder als Einzelbild oder als Abfolge von Einzelbildern vorliegen bzw. ausgewertet werden. Unter einer Videokamera im Sinne der vorliegenden Erfindung sind auch solche Kameras zu verstehen, die gemäß Ihrer Auslegung nur Einzelbilder und keinen laufenden Film bereitstellen.
Je nach Anforderungen kann das Sensorglied über ein Kabel, zum Beispiel in einer Kabelkette geführt, versorgt und ausgelesen werden. Es kann sich aber auch um ein drahtloses Sensorglied handeln, das über integrierte elektrische Energiespeicher versorgt ist.
Unbeschadet einer Versorgung durch Kabel oder Akkumulator kann das Sensorglied das optoelektronische Signal bzw. Bildsignal entweder zum Zweck ei- ner späteren Auswertung lokal speichern (indirekte Diagnose) oder unmittelbar nach außen übertragen, z.B über Kabel oder Funk (direkte Diagnose).
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Laufglied als Kaltstrang ausgebildet, an den das Sensorglied angebunden ist. Besonders bevorzugt kann dabei das Sensorglied über eine lösbare Kupplung, insbesondere eine magnetische Kupplung, an den Kaltstrang angebunden sein. Alternativ zu einer magnetischen Kupplung kann auch eine Verschraubung vorliegen. Die Anordnung an dem Kaltstrang ermöglicht ein Durchlaufen der Stranggießanlage durch das Sensorglied, wobei durch den optoelektronischen Sensor eine visuelle Inspektion der Kühldüsen und auch anderer Teile ermöglicht ist. Unter einem Kaltstrang im Sinne der Erfindung kann ein üblicher, zum z.B. Start eines Gießvorgangs verwendeter Kaltstrang verstanden werden oder auch eine spe-
ziell ausgebildete Vorrichtung zum Durchlaufen der Anlage zu Testzwecken. Im Allgemeinen wird das Sensorglied der Erfindung in besonderen Prüfungsabläufen verwendet werden, die außerhalb eines Gießbetriebs der Anlage stattfinden. Es ist aber auch denkbar, das Sensorglied nach Bedarf im Regelbetrieb zu Beginn eines Gießvorgangs an den vorlaufenden Kaltstrang anzubinden.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung hat das Sensorglied zumindest zwei optoelektronische Sensoren, so dass Kühldüsen in verschiedenen Sprühebenen erfasst werden können. Bevorzug sind die Sensoren dabei in verschiedene Richtungen ausgerichtet.
Allgemein bevorzugt ist zur aktiven und gezielten Beleuchtung des gewünschten Bereichs an dem Laufglied, insbesondere an dem Sensorglied, zumindest ein Leuchtmittel angeordnet. Das ausgesendete Licht des Leuchtmittels ist vorzugsweise ein sichtbares Licht. Alternativ können jedoch auch Leuchtmittel (ab- gestimmt auf die Videoerfassung) mit infrarotem, ultraviolettem oder anderen nicht sichtbaren Lichtspektrum verwendet werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Sensorglied von einer räumlich getrennten Steuereinheit ansteuerbar. Bevorzugt umfasst die Ansteuerung dabei eine ferngesteuerte Ausrichtung des Sensors. Zum Bespiel kann dies durch motorisch verschwenkbare / rotierbare Videokameras erfolgen. Weitere Möglichkeiten einer Ansteuerung betreffen zum Beispiel eine Fokussierung und / oder Zoom-Optik der Videokamera, eine Ver- schwenkung und / oder Regulierung von Leuchtmitteln und Ähnliches.
Die Aufgabe der Erfindung wird für ein erfindungsgemäßes Verfahren durch folgende Schritte gelöst:
- Einbringen einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in die Stranggießanlage; und
- Aufnahme eines Spritzbildes einer Kühldüse der Stranggießanlage.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Aufzeichnung eines detaillierten Spritzbildes, durch das eine genaue Information zum Zustand der jeweiligen Kühldüse bereitgestellt wird.
In bevorzugter Weiterbildung umfasst das Verfahren den Schritt des Auswer- tens des Spritzbildes durch ein automatisiertes Bildauswertungsverfahren. Eine automatisierte Bildauswertung kann mit geeigneter Programmierung eines Auswerterechners erreicht werden. So können zum Beispiel automatisiert Werte für die Güte des Spritzbildes ermittelt werden, die mit einem Schwellwert verglichen werden oder auch über eine Zeitachse aufgetragen werden können, um die zeitliche Veränderung der einzelnen Kühldüsen zu überwachen.
Allgemein vorteilhaft ist der Schritt vorgesehen, eine Position des Sensorglieds zur Identifizierung der gemessenen Kühldüse zu ermitteln. Dies kann zum Beispiel über eine Wegkontrolle der Stranggießanlage erfolgen oder auf andere geeignete Weise.
Im Zuge der Messung des Spritzbildes eine Kühldüse kann es vorgesehen sein, eine Variation eines Düsenparameters, zum Beispiel eines Kühlmitteldrucks, vorzunehmen und das Spritzbild als Reaktion auf die Variation aufzuzeichnen. Hierdurch lassen sich beginnende Störungen einer Kühldüse eventuell erkennen, bevor sie im Normalbetrieb der Anlage auftreten.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie aus den abhängigen Ansprüchen.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Stranggießanlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 2 zeigt die Vorrichtung aus Fig. 1 in einer detaillierten Ansicht.
Fig. 3 zeigt die Vorrichtung aus Fig. 2 in einer anderen Position in der
Stranggießanlage.
Die in Fig. 1 gezeigte Stranggießanlage 1 dient vorliegend dem Guss von Brammen. An einem Ende der Anlage ist eine Kokille 2 angeordnet, an die sich auf bekannte Weise eine Vielzahl von Rollen 3 anschließen. Zwischen Gruppen von Rollen 3 verbleiben Spalte, hinter denen Kühldüsen 4 einer Kühlmittelanlage positioniert sind (siehe Fig. 2, Fig. 3). Diese versprühen Kühlmittel, insbe- sondere Wasser, auf den zwischen den Rollen laufenden Gußstrang.
In der Stranggießanlage bzw. zwischen den Rollen kann zudem ein Laufglied in Form eines Kaltstrangs 5 geführt werden, wie er zum Beispiel zum Start eines Gießvorgangs benutzt wird. Der Kaltstrang 5 ist vorliegend aus mehreren, nach Art einer Kette verbundenen Gliedern 6 zusammengesetzt. Ein endseitiges Glied bildet einen Kaltstrangkopf 6a. Es versteht sich, dass an Stelle eines übli-
chen Kaltstrangs auch ein besonderes, speziell für Testläufe konstruiertes Laufglied verwendet werden kann.
Wie Fig. 2 und Fig. 3 zeigen, ist an dem Kaltstrangkopf 6a ein Sensorglied 7 lösbar festgelegt, vorliegend mittels einer magnetischen Kupplung 8. Das Sen- sorglied 7 ist konstruktiv so ausgebildet, dass Wasserstrahlen von in verschiedenen Ebenen angeordneten Kühldüsen 4 getrennt werden (schematisch durch die Formgebung des Sensorglieds angedeutet).
Zur Erfassung eines Spritzbildes einer jeweiligen Kühldüse sind an dem Sen- sorglied 7 zwei optoelektronische Sensoren 9 in Form von Videokameras angebaut. Jede der Videokameras 9 dient jeweils der Erfassung einer Ebene von Kühldüsen, also entweder Sprührichtung parallel zu den Rollenachsen oder senkrecht zu den Rollenachsen. Die Videokameras sind schwenkbar gelagert und mit Stellmotoren versehen, so dass sie durch eine externe Steuerung bewegbar sind. Ferner sind an dem Sensorglied 7 mehrere Leuchtmittel 10 angeordnet, die die Kühldüsen 4 entsprechend beleuchten. Das Sensorglied gemäß dem vorliegenden Beispiel wird über einen mitgeführten elektrischen Energiespeicher versorgt und arbeitet autonom. Die Daten der Videokameras werden simultan und drahtlos an eine (nicht dargestellte) externe Station zur Steuerung und Auswertung übermittelt. Die Position bzw. Identifizierung einer jeweiligen aufgenommenen Kühldüse wird über ein Wegfolgesystem der Stranggießanlage festgestellt.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung wird bevorzugt verwendet, um nach einem erfindungsgemäßen Verfahren eine Messung der Spritzbilder der jeweiligen Kühldüsen vorzunehmen.
Claims
1 . Vorrichtung zur Prüfung einer Stranggießanlage (1 ), umfassend
ein Laufglied (5) zum Durchlaufen der Stranggießanlage (1 ), und ein an dem Laufglied (5) angeordnetes Sensorglied (7),
wobei eine Eigenschaft einer Kühldüse (4) der Stranggießanlage mittels des Sensorglieds (7) messbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sensorglied (7) einen optoelektronischen Sensor (9), insbe- sondere eine Videokamera, umfasst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Laufglied (5) als Kaltstrang (6, 6a) ausgebildet ist, an den insbesondere das Sensorglied (7) lösbar angebunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorglied (7) über eine lösbare Kupplung (8), insbesondere eine magnetische Kupplung, an den Kaltstrang (6, 6a) angebunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorglied (7) zumindest zwei optoelektronische Sensoren (9) umfasst, die insbesondere in verschiedene Richtungen ausgerichtet sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Laufglied (5), insbesondere an dem Sen- sorglied (7), zumindest ein Leuchtmittel (10) mit sichtbarem oder unsichtbarem Lichtspektrum angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sensorglied (7) von einer räumlich getrennten Steuereinheit ansteuerbar ist, insbesondere umfassend eine ferngesteuerte Ausrichtung des Sensors (9).
7. Verfahren zur Prüfung einer Stranggießanlage (1 ), umfassend die Schritte:
- Einbringen einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in die Stranggießanlage (1 ); und
- Aufnahme eines Spritzbildes einer Kühldüse (4) der Stranggießanlage-
8. Verfahren nach Anspruch 7, umfassend den Schritt:
- Auswerten des Spritzbildes durch ein automatisiertes Bildauswertungsverfahren.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch den Schritt:
Ermitteln der Position des Sensorglieds (7) zur Identifizierung der gemessenen Kühldüse (4).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch den Schritt:
Variation eines Düsenparameters, insbesondere eines Kühlmitteldrucks, und Aufnahme des Spritzbildes als Reaktion auf die Variation.
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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