WO2014095137A1 - Überwachungsverfahren für eine stranggiesskokille mit aufbau einer datenbank - Google Patents

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WO2014095137A1
WO2014095137A1 PCT/EP2013/072544 EP2013072544W WO2014095137A1 WO 2014095137 A1 WO2014095137 A1 WO 2014095137A1 EP 2013072544 W EP2013072544 W EP 2013072544W WO 2014095137 A1 WO2014095137 A1 WO 2014095137A1
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WO
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monitoring device
operating parameters
continuous casting
casting mold
database
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PCT/EP2013/072544
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Oliver Lang
Christian ORTNER
Martin Schuster
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Siemens Vai Metals Technologies Gmbh
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Publication date
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11—Treating the molten metal
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/22—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould

Definitions

  • the present invention relates to a monitoring method for a continuous casting mold for casting a metal strand
  • Such a monitoring method is known, for example, in the form of the SIMETALL MOLD EXPERT from Siemens VAI Metals Technologies GmbH, Linz, Austria.
  • all relevant signals are recorded and visualized around the continuous casting mold.
  • meaningful quantities for the casting process are determined on the basis of the recorded signals and sent to an operator of the casting process
  • Continuous casting machine spent For example, based on the inlet temperature and outlet temperature of a liquid coolant (usually water) and correspondingdemit ⁇ telmengenströme for the side walls of the continuous casting mold, the associated heat flows are determined. Also, a friction parameter is determined for an occurring between the metal strand and the casting mold friction based on Be ⁇ operating parameters of an oscillation by which the continuous casting mold is oscillated. A classification of the determined values as permissible or inadmissible or as good or bad and the like does not take place.
  • a liquid coolant usually water
  • correspondingdemit ⁇ telmengenströme for the side walls of the continuous casting mold
  • the assessment of the measured and derived quantities is of considerable importance for the casting process. In particular, it may (and must) be decided from the measured and derived quantities whether the casting process is proceeding properly or whether control operations are required. In the course of time, experienced operators will notice in particular the heat flow and friction values that have occurred. Over time, they know which values the casting process was carried out correctly and at which values the casting process was problematic. However, this approach is only applicable to a limited extent when casting a metal strand having a new chemical composition, for example a new steel grade, when using another casting powder or when, over time, casting a large number of metal strands that are in differ in their chemical composition.
  • a method for monitoring the two-dimensional temperature profile of a continuous casting mold is known. Temperatures and heat flows are recorded. Depending on the detected temperatures and heat flows, the two-dimensional temperature profile is determined. The heat flows are tracked in order to set a desired temperature ⁇ turprofil. From DE 197 22 877 AI a method for measuring and controlling the temperature and amount of cooling water is known, are cooled by means of the side walls of a continuous casting mold. The
  • Cooling water temperature is in several places in the range of Outlet openings of the copper plate and the associated water box measured.
  • the measurement of this per se one-dimensional temperature profile is repeated from time to time, so that the one-dimensional temperature profile is extended to a two-dimensional temperature profile.
  • the two-dimensional Tempe ⁇ raturprofil is displayed to an operator so that the operator, if necessary, can perform control interventions.
  • the monitoring device forms groups of operating parameters, each comprising at least one basic operating parameter and at least one supplementary operating parameter,
  • Testing for the pre-determined groups will automatically check to see if the Operating parameters of the respective group during a respective evaluation period fulfill a respective predetermined first stability criterion
  • the monitoring device assigns the basic operating parameters as input variables and the supplementary operating parameters as output variables to the data set
  • the monitoring device those of records in the database determined to match the input ⁇ sizes with the basic operating parameters, and, based on these data sets permitted operating parameter ranges for supplementing the operating parameters
  • the monitoring device automatically checks whether the operating parameters are within the permissible operating parameter ranges, and
  • the surveil ⁇ monitoring device gradually fully automatically fills in the proper database with records and further attracts the existing records in the database to assess the current operating parameters.
  • the groups of operating parameters may be determined as needed. Alternatively, they may include only some of the operating parameters or all operating parameters.
  • the evaluation period within the respective group is specific to the respective operating parameter. It can be the same for all operating parameters of the respective group. Alternatively, it can be determined individually for the respective operating parameter.
  • the first stability criterion can likewise be the same for all operating parameters of the respective group or can be determined individually for the respective operating parameter.
  • the continuous casting mold is cooled by means of a volume flow of a liquid cooling medium - usually water.
  • the liquid cooling medium has an outlet temperature upon entering the continuous casting mold ⁇ an inlet temperature and upon exiting the continuous casting mold.
  • the variables measured during the casting of the metal strand comprise the volume flow, the inlet temperature and the outlet temperature, and the operating parameters comprise a heat flow determined from the volume flow, the inlet temperature and the outlet temperature.
  • the continuous casting mold has a number of side walls. It is possible that the continuous casting mold has a single side wall. This is the case, for example, with a tube mold. Alternatively, the continuous casting mold may have a plurality of side walls. This is the case, for example, with a slab mold. Regardless of the number of side walls
  • the monitoring device determines the heat flow separately for each of the side walls.
  • the heat flow usually follows a change of operating parameters relatively quickly.
  • one of the predetermined groups of operating parameters includes the heat flow as a supplementary operating parameter, and the operating parameter relevant to the heat flow as the basic operating parameter.
  • the continuous casting of metal strand ⁇ casting mold is usually oscillates at an oscillation frequency and an oscillation during the continuous casting by means of a Oszilla ⁇ tion device.
  • the metrologically recorded during the casting of the metal strand sizes include the oscillation frequency, the
  • Oszillationshub and for oscillating the continuous casting mold required oscillation forces and the operating parameters comprise a friction parameter determined from the oscillation frequency, the oscillation stroke and the oscillation forces for a friction occurring between the metal strand and the continuous casting mold.
  • one of the predetermined groups of Be ⁇ operating parameters as operating parameters supplement the friction parameter and as a base operating parameters relevant to the friction parameters operating parameters.
  • the basic operating parameters may be determined as needed.
  • the base operating parameters for example, the material of the metal strand (for example, steel or aluminum to ⁇ anneaphiza concentration of the definition of the alloying elements and their con), the format (e.g., width and thickness) of the metal strand, a material used during casting of metal strand casting powder, a casting speed and / or a level of a pouring mirror.
  • the further measures can be determined as needed.
  • the further measures may include the issuing of a warning message to an operator of the continuous casting mold and / or the carrying out of a setting intervention for changing an operating parameter of the continuous casting mold.
  • the monitoring device receives, in addition to the characteristic quantities detected by it, time sequences of variables which are characteristic of operating parameters of the continuous casting mold via a data input,
  • Groups of operating parameters each comprising at least one basic operating parameter and at least one supplementary operating parameter, - that the supervisory body carries out the first test, but not the second test, also for the
  • That the monitoring device assigns the data set the basic operating parameters as input variables and the supplementary operating parameters as output variables.
  • This procedure is particularly advantageous at the beginning of the execution of the monitoring method according to the invention if, for example, the database at the beginning of execution of the monitoring method according to the invention (still) has no data records. However, it can also be implemented during operation or afterwards.
  • the monitoring device determines the permissible operating parameter ranges even if only a few data records are stored in the database.
  • the monitoring device checks as part of a third check whether the data sets contained in the database whose input variables agree with the basic operating parameters satisfy a completeness criterion.
  • the monitoring device determines the permissible operating parameter ranges for the supplementary operating parameters if and only if the data sets whose input variables match the basic operating parameters satisfy the completeness criterion. It therefore depends on the result of the third test whether the monitoring device determines or does not determine the permissible operating parameter ranges for the supplementary operating parameters.
  • the completeness criterion can in particular be satisfied if a sufficient number of records contained in the database that match the input ⁇ sizes with the basic operating parameters. AI Alternatively or in addition, the completeness criterion can be satisfied if the supplementary operating parameters of the data sets whose input variables correspond to the basic operating parameters satisfy a respective predetermined statistical second stability criterion.
  • the operation of the continuous casting mold as such is not critical. However, it may ge ⁇ Schehen that not satisfied in spite of the non-critical operations such as the cast metal strand quality requirements, such as cracks or having excessive oscillation marks.
  • the monitoring device therefore preferably suppresses the transfer of data records into the database if a blocking command is specified by an operator of the continuous casting mold. Alternatively, the monitoring device removes data records already transferred to the database from the database again, if the operator gives it a negative evaluation of the data record.
  • the operating parameters of the respective group fulfill the respective predetermined first stability criterion during the respective evaluation period
  • the first check and the subsequent adoption of a data record in the database are in this case cyclically with a cycle time. It is possible that the cycle time with the evaluation period of at least one
  • the cycle time is considerably smaller.
  • the cycle time (somewhere) can be between 0.1 s and several minutes.
  • the object is further achieved by a computer program comprising machine code, which can be processed directly by a monitoring device for a continuous casting mold and whose Processing by the monitoring device causes the monitoring device to carry out a monitoring method with all the steps of a monitoring method according to the invention.
  • the object is further achieved by a monitoring device for a continuous casting mold, wherein the monitoring ⁇ device is designed such that it carries out a moni ⁇ monitoring method with all steps of a monitoring method according to the invention.
  • the object is further achieved by a continuous casting mold for casting a metal strand, wherein the continuous casting mold is associated with a monitoring device according to the invention.
  • FIGS. 5 to 7 are flowcharts.
  • a metal strand 2 is cast by means of a continuous casting mold 1.
  • the metal strand 2 may in particular consist of steel.
  • the metal strand 2 may be formed band-shaped as shown in Figures 1 and 2.
  • the continuous casting mold 1 has a plurality of side walls 3a to 3d.
  • two of the side walls 3a to 3d are furthermore each formed as broad sides 3a, 3b and as narrow sides 3c, 3d.
  • the distances of the mutually opposite side walls 3a to 3d from each other define the format of the cast metal strand 2, in particular particular its thickness d and its width b.
  • other formats can also be cast, in particular billet cross-sections.
  • the continuous casting mold 1 has only a single side wall.
  • the continuous casting mold 1 is cooled by means of a liquid cooling medium 4, usually water. Per unit time (for example, per second), the continuous casting mold 1 is flowed through by a volume flow V of the liquid cooling medium 4.
  • a liquid cooling medium usually water. Per unit time (for example, per second), the continuous casting mold 1 is flowed through by a volume flow V of the liquid cooling medium 4.
  • Cooling medium 4 on entering the continuous casting mold 1, has an inlet temperature T1 and, on exiting the continuous casting mold 1, an outlet temperature T2.
  • each side wall 3a to 3d flows through its own volume flow Va to Vb of the cooling medium 4, each of the volume flows Va to Vb entering the respective side wall continuous casting mold 1 having a respective inlet temperature Tla to Tld and exiting from the Continuous casting mold 1 has a respective outlet temperature T2a to T2d.
  • the continuous casting mold 1 is assigned an oscillation ⁇ device 5, for example a Hydraulikzy ⁇ relieving unit.
  • the oscillation device 5 the continuous casting mold 1 is oscillated during the continuous casting, with an oscillation frequency f and a Oszillationshub h. For oscillating the continuous casting mold 1 lifting forces F are required.
  • FIGS 1 and 2 of the continuous casting mold 1 is a
  • the monitoring device 6 assigned.
  • the monitoring device 6 is generally designed as a software programmable device .
  • the mode of operation of the monitoring device 6 is therefore determined by a computer program 7 with which the monitoring device 6 is programmed. By programming with the computer program 7, the monitoring device 6 is designed accordingly.
  • the computer program 7 comprises machine code 8.
  • the machine code 8 is direct from the monitoring device 6 processable.
  • the processing of the machine code 8 by the monitoring device 6 causes the monitoring device 6 carries out a monitoring method, which is explained in more detail below in connection with FIG.
  • the monitoring device 6 acquires variables which are characteristic of operating parameters of the continuous casting mold 1 in a step S1.
  • the detected variables are detected by the monitoring device 6 at least partially during the casting of the metal strand 2 automatically by measurement.
  • the above-mentioned volume flows V or Va to Vb
  • the above-mentioned inlet temperatures Tl or Tla to Tld and the above-mentioned outlet temperatures T2 or T2a to T2d are detected metrologically.
  • the operating variables of the oscillation means 5 that is, the oscillation frequency f, the oscillation stroke h and required to oscillate the continuous casting mold 1 ⁇ oscillation forces F are detected by measurement.
  • step S2 the monitoring device 6 determines operating parameters of the continuous casting mold 1 on the basis of the detected variables.
  • step S2 the execution of step S2 is trivial, namely if the variables recorded are directly operational. Represent parameters of the continuous casting mold 1. In some cases, however, it is necessary to determine operating parameters of the continuous casting mold 1 in a non-trivial way on the basis of the detected variables.
  • the monitoring device 6 can determine a heat flow W on the basis of the (total) volume flow V, the associated inlet temperature T1 and the associated outlet temperature T2.
  • the volume flows Va to Vd the inlet temperatures Tla to Tld and the outlet temperatures T2a to T2d are detected separately for each of the side walls 3a to 3d, in the step S2, for each of the side walls 3a to 3d, the corresponding values Va to Vd , Tla to Tld, T2a to T2d determines a respective heat flow Wa to Wd.
  • a friction parameter R Another important operating parameter of the continuous casting mold 1, which must be determined in a non-trivial way, is a friction parameter R, which characterizes a friction occurring between the metal strand 2 and the continuous casting mold 1.
  • the friction parameter R if it is determined in the context of step S2 of the monitoring device 6 on the basis of
  • the monitoring device 6 provides the operating parameters with an associated time stamp and stores them temporarily together with the time stamp internally.
  • the operating parameters and the characteristic parameters underlying the operating parameters can be stored with.
  • the monitoring device 6 forms groups G1, G2 of operating parameters.
  • the groups Gl, G2 each comprise a plurality of operating parameters. In particular, they each comprise at least one basic operating parameter and at least one supplementary operating parameter.
  • the groups Gl, G2 each comprise a plurality of operating parameters. In particular, they each comprise at least one basic operating parameter and at least one supplementary operating parameter.
  • the groups Gl, G2 each comprise a plurality of operating parameters. In particular, they each comprise at least one basic operating parameter and at least one supplementary operating parameter.
  • the groups Gl, G2 each comprise a plurality of operating parameters. In particular, they each comprise at least one basic operating parameter and at least one supplementary operating parameter.
  • the first group G1 of operating parameters comprises the supplementary operating parameter Heat flow W, Wa to Wd and as a basic operating parameters relevant to the heat flow W, Wa to Wd operating parameters.
  • the Oszilla ⁇ tion data f, h, F are generally of lesser importance. They may, but not necessarily, be included in the first group Eq.
  • the monitoring device 6 can form a second group G2 of operating parameters within the scope of the step S4.
  • the second group G2 of operating parameters comprises the friction parameter R as a supplementary operating parameter and the operating parameter relevant to the friction parameter R as the basic operating parameter.
  • These operating parameters - that is, the relevant part of the second group G2 operating parameters - in particular include initial temperature the arrival at which the liquid metal of the continuous casting ⁇ mold 1 is supplied, the physical parameters of the material of the metal strand 2, the format b, d of the metal ⁇ strand 2 and the casting powder used 9 and the casting mirror 10 and its level P. Further operating parameters may also be included in the second group G2.
  • the above-explained Radiopa ⁇ parameters are the only recycled operating parameters.
  • further operating parameters are a depth of immersion of a dip tube into the continuous casting mold 1 and / or parameters which characterize a shape deviating from a sine curve of the oscillation of the continuous casting mold 1.
  • Other parameters are, for example, the measured values of temperature sensors in Tem ⁇ which are built into the side walls 3a-3d of the continuous casting mold. 1
  • Other Radiopa ⁇ parameters are possible. These operating parameters are usually basic operating parameters.
  • a step S5 the monitoring device 6 selects one of the groups G1, G2 formed.
  • the monitoring device 6 automatically determines the value of a logical variable OK.
  • the logical variable OK assumes the value TRUE if and only if the operating parameters of the selected group G1, G2 fulfill a respective first stability criterion during a respective evaluation period.
  • the evaluation period can be the same for all operating parameters of the selected group G1, G2.
  • it is determined within the selected group G1, G2 specifically for the respective operating parameter. For example, in the case of heat flow W, Wa to Wd, it can be in the single-digit minute range. Usually it is between 1 min and 5 min for this operating parameter.
  • the respective evaluation period may have a different value.
  • it may be in the range of the second group G2 for the operating parameter friction value R in the two-digit minute range. In particular, it can be between 20 minutes and 30 minutes.
  • the stability criteria for the operating parameters of the groups G1, G2, however, can be uniform or vary within the selected group G1, G2, depending on the situation of the individual case. Examples of suitable stability criteria are,
  • a step S7 the monitoring device 6 checks the value of the logical variable OK. Depending on the result of the check, the monitoring device 6 executes a step S8 or does not execute it. If the monitoring device 6 carries out the step S8, it takes over the operating parameters of the group selected in step S5 as a data record 11 in a database 12. The monitoring device 6 assigns the basic operating parameters as input variables and the supplementary operating parameters as output variables to the corresponding data record 11.
  • step S9 the monitoring device 6 checks whether it has already carried out the steps S5 to S8 for all groups G1, G2 formed in step S4. If not, the over ⁇ monitoring device goes back to step S5. 6 However, in the re-execution of step S5 they selected another, not previously treated group Gl, G2 of operating Para ⁇ meters. Otherwise, the monitoring device 6 proceeds to a step S10. In step S10, the monitoring device 6 selects some of the operating parameters it has determined in step S3.
  • the monitoring device 6 selects the basic operating parameters in step S10. On the other hand, it selects special not the heat flow W, Wa to Wd and Rei ⁇ environment parameter R.
  • a step Sil the monitoring device 6 determines those data records whose input variables agree with the basic operating parameters.
  • the control device 6 uses these data sets 11 for the supplementary operating parameters, ie for the operating parameters not selected in step S10, to determine permissible operating parameter ranges.
  • the respective permissible Be ⁇ operating parameter range may be determined 11 based on a mean value of respective outputs of the corresponding records 11 and a statistical standard deviation of the evaluated in step Sil records.
  • step S13 the monitoring device 6 again automatically determines the value of the logical variable OK.
  • the logical variable OK assumes the value TRUE if and only if the supplementary operating parameters are within the permissible operating parameter ranges determined in step S11.
  • a step S14 the monitoring device 6 checks the value of the logical variable OK. Depending on the result of the check, the monitoring device 6 executes a step S15 or a step S16. In step S15, no special measures are taken. In step S16, however, the moni ⁇ monitoring device takes six further action.
  • the monitoring device 6 can trigger the output of a warning message to an operator 13 (see FIG. 1) of the continuous casting mold 1 in step S16.
  • the warning message can in particular an acoustic and / or an optical warning signal at ⁇ play, a horn sound or a flashing light.
  • a dynamic visual alarm are triggered when ⁇ play as, for example, a flashing light.
  • the monitoring device ⁇ 6 with a reference output which is the complement operating parameters outside its acceptable range and how a -
  • the monitoring device 6 itself directly performs a control intervention, by means of which (at least) a basic operating parameter of the continuous casting mold 1 is changed.
  • the monitoring device 6 may be identical to a control device for the continuous casting mold 1 and adjust the casting speed v accordingly.
  • the monitoring device 6 may indeed be a device that is different from the control device of the continuous casting mold 1, it can intervene directly in the control of the continuous casting mold 1 in an emergency or it can transmit a corresponding message to the control device of the continuous casting mold 1.
  • the monitoring device 6, in a step S17 for example, as a time curve for the past to the current time to progression (at least) an operation ⁇ parameters - in particular one of the supplementary operation Para ⁇ meter, for example, the heat flow W - output via a display to the operator 13, and In addition to the output operating parameter, its permissible range is also displayed.
  • a time curve for the past to the current time to progression at least
  • an operation ⁇ parameters - in particular one of the supplementary operation Para ⁇ meter for example, the heat flow W - output via a display to the operator 13, and In addition to the output operating parameter, its permissible range is also displayed.
  • An example of such a display is shown in FIG.
  • steps S4 to S9 on the one hand and S10 to S16 on the other hand is independent of each other. It is thus possible, alternatively to the representation in FIG. 3, to carry out the steps S10 to S16 before the steps S4 to S9 or to execute the steps S4 to S9 and the steps S10 to S16 in parallel.
  • the steps S1 to S17 are repeatedly executed by the monitoring device 6 with a relatively low cycle time of, for example, 0.1 s. It is possible to carry out the check of steps S6 and S7 for each cycle and, in the case of the execution of step S8, to write the corresponding operating parameters as data record 11 into the database 12.
  • a cycle time with which the first check and the subsequent adoption of a data set 11 into the database 12 is identical to the cycle time.
  • a timer can be used.
  • steps S5 to S8 or only step S8 may be skipped to realize the forced pause.
  • the cycle time at which the first check and the subsequent adoption of a data record 11 into the database 12 takes place corresponds to the compulsory break.
  • the cycle time is considerably less than the off ⁇ evaluation period of the at least one réelles sesspa ⁇ rameters of each group Gl, G2.
  • the cycle time may be 0.1 s, 1 s, 10 s or 30 s.
  • the cycle time may also be in the lower single-digit minute range.
  • the cycle time may also be in the lower or upper single-digit minute range or arbitrarily in the single-digit minute range. In general, the cycle time is at most the
  • step S8 is preceded by a step S21.
  • the monitoring device 6 checks whether the operator 13 specifies a blocking command B (see FIG. 1). If the operator 13 specifies the locking command B, the monitoring device 6 skips the step S8 in which the transfer of the respective data record 11 into the database 12 takes place. The surveil ⁇ monitoring device 6 thus suppressed in this case the
  • the monitoring device 6 receives from the operator 13 in a step S31 a selection command for (at least) one of the data sets 11 contained in the database 12.
  • the monitoring device 6 outputs the selected data record 11 to the operator 13.
  • the monitoring device 6 receives an evaluation of the displayed data set 11 from the operator 13.
  • the rating may alternatively be a positive or a negative rating.
  • the monitoring device 6 checks the evaluation in a step S34. In the case of a positive rating, no further action will be taken. In the case of a negative evaluation, the monitoring device 6 removes the data set 11 selected in step S31 from the database 12 in a step S35.
  • the procedure according to FIG. 6 can be carried out as often as required.
  • the adoption of the records 11 in the database 12 can - if the corresponding stability criteria are met - always take place.
  • the determination of the permissible operating parameter ranges preferably takes place only when the data records 11 contained in the database 12 fulfill a completeness criterion. This will be explained in more detail below in connection with FIG.
  • steps S41 and S42 are arranged upstream of step S11.
  • the monitoring device 6 automatically determines the value of a further logical variable OK '.
  • the logical variable OK ' assumes the value TRUE if and only if the data records 11 contained in the database 12 fulfill a completeness criterion.
  • the monitoring device 6 can check whether a sufficient number of data records 11 are contained in the database 12 for the input variables selected in the course of step S10, ie the number of corresponding data records 11 stored in the database 12 has a predetermined threshold value exceeds.
  • the monitoring device 6 can check whether a sufficient number of data records 11 are contained in the database 12 for the input variables selected in the course of step S10, ie the number of corresponding data records 11 stored in the database 12 has a predetermined threshold value exceeds.
  • the predetermined threshold value exceeds.
  • Monitoring device 6 examined as part of the step S41 whether the outputs of the records 11, so the Soundssbe ⁇ operating parameters that meet a second stability criterion.
  • the comments on the first stability criterion apply analogously. It is also possible for the monitoring device 6 to check in the course of step S41 whether
  • the number of corresponding data records 11 stored in the database 12 exceeds a predetermined first threshold value and / or
  • the number of corresponding data records 11 stored in the database 12 exceeds a predetermined second threshold value and additionally the supplementary operating parameters of the corresponding data records 11 fulfill the second stability criterion.
  • step S42 the monitoring device 6 checks the value of the logical variable OK. Depending on the result of the check, the monitoring device 6 executes or does not execute the step Sil and the steps S12 to S15 constituting the step Sil.
  • the database 12 is constructed by the monitoring device 6 exclusively on the basis of the operating data of the monitored continuous casting mold 1 as such. This is of course possible, but leads to the fact that at the beginning of the operation of the continuous casting mold 1 no
  • the monitoring device 6 preferably has - via FIG. 1 - a data input 14. Via the data input 14, the monitoring device 6 according to FIG. 8 can receive temporal sequences of characteristic variables in a step S51. With the funds received sequences are not characteristic values that are characteristic for operation directly ⁇ parameters of the continuous casting first It is therefore not to sizes that are incurred during ongoing operation of the continuous casting mold 1, but to other sizes.
  • the characteristic variables received via the data input 14 may be, for example, older, otherwise stored operating data of the continuous casting mold 1, operating data of another continuous casting mold or operating data determined in another way. Regardless of what data is involved, the data is one each
  • the steps S52 to S59 correspond in content to the steps S2 to S9 of FIG. 3.
  • the monitoring device 6 does not execute steps with respect to these data, however, which correspond to the steps S10 to S15 of FIG.
  • the present invention has many advantages. For example, it ensures that database 12 is fully is filled automatically with data sets 11, which describe stable and thus permissible casting conditions. As a result, even with new materials-for example, new grades of steel-it is very quickly possible to provide the operator 13 with reliable operating parameter ranges in a reliable manner.
  • the ability to otherwise specify records 11 - ie detached from the current operation of the continuous casting mold 1 - speeds up the construction of the database 12.
  • the ability to suppress the recording of records 11 in the database 12 or delete already recorded records 11 improves the reliability of the database 12.
  • the operator 13 is displayed a reliable range of values in which he can work without problems.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Eine Überwachungseinrichtung (6) erfasst Größen, die für Be- triebsparameter einer Stranggießkokille (1) zum Gießen eines Metallstranges (2) charakteristisch sind. Zumindest einen Teil der charakteristischen Größen erfasst die Überwachungsein- richtung (6) messtechnisch selbsttätig während des Gießens des Metallstranges (2). Die Überwachungseinrichtung (6) bildet Gruppen (G1, G2) von Betriebsparametern, die jeweils mindestens einen Basisbetriebsparameter und mindestens einen Ergän- zungsbetriebsparameter umfassen. Im Rahmen einer ersten Prüfung prüft die Überwachungseinrichtung (6) für die vorbestimmten Gruppen (G1, G2 selbsttätig, ob die Betriebsparameter der jeweiligen Gruppe (G1, G2) während eines jeweiligen Auswer- tungszeitraums ein jeweiliges vorbestimmtes Stabilitätskri- terium erfüllen. In Abhängigkeit von dem Ergebnis der ersten Prüfung übernimmt die Überwachungseinrichtung (6) die Be- triebsparameter der jeweiligen Gruppe (G1, G2) als Datensatz (11) in eine Datenbank (12). Die Überwachungseinrichtung (6) ordnet dem Datensatz (11) die Basisbetriebsparameter als Eingangsgrößen und die Ergänzungsbetriebsparameter als Aus- gangsgrößen zu. Die Überwachungseinrichtung (6) ermittelt diejenigen der in der Datenbank (12) enthaltenen Datensätze (11), deren Eingangsgrößen mit den Basisbetriebsparametern übereinstimmen. Anhand dieser Datensätze (11) ermittelt die Überwachungseinrichtung (6) zulässige Betriebsparameterbe- reiche für die Ergänzungsbetriebsparameter. Die Überwa- chungseinrichtung (6) prüft im Rahmen einer zweiten Prüfung selbsttätig, ob die Ergänzungsbetriebsparameter innerhalb der zulässigen Betriebsparameterbereiche liegen. In Abhängigkeit von dem Ergebnis der zweiten Prüfung ergreift die Überwa- chungseinrichtung (6) weitere Maßnahmen.

Description

Beschreibung
Überwachungsverfahren für eine Stranggießkokille mit Aufbau einer Datenbank
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überwachungsverfahren für eine Stranggießkokille zum Gießen eines Metallstranges,
- wobei eine Überwachungseinrichtung für Betriebsparameter der
Stranggießkokille charakteristische Größen erfasst,
- wobei die Überwachungseinrichtung zumindest einen Teil der charakteristischen Größen selbsttätig während des Gießens des
Metallstranges messtechnisch erfasst.
Ein derartiges Überwachungsverfahren ist beispielsweise in Form des SIMETALL MOLD EXPERT der Siemens VAI Metals Technologies GmbH, Linz, Österreich, bekannt. Bei derartigen Überwachungsverfahren werden alle relevanten Signale rund um die Stranggießkokille aufgezeichnet und visualisiert . Weiterhin werden anhand der aufgezeichneten Signale aussagekräftige Größen für den Gießprozess ermittelt und an einen Bediener der
Stranggießanlage ausgegeben. Beispielsweise werden anhand von Eintrittstemperatur und Austrittstemperatur eines flüssigen Kühlmittels (meist Wasser) und korrespondierender Kühlmit¬ telmengenströme für die Seitenwände der Stranggießkokille die zugehörigen Wärmeströme ermittelt. Auch wird anhand von Be¬ triebsparametern einer Oszillationseinrichtung, mittels derer die Stranggießkokille oszilliert wird, ein Reibungsparameter für eine zwischen dem Metallstrang und der Stranggießkokille auftretende Reibung ermittelt. Eine Einstufung der ermittelten Werte als zulässig oder unzulässig bzw. als gut oder schlecht und dergleichen erfolgt nicht.
Die Einschätzung der gemessenen und abgeleiteten Größen ist von erheblicher Bedeutung für den Gießprozess. Insbesondere kann (und muss) anhand der gemessenen und abgeleiteten Größen entschieden werden, ob der Gießprozess ordnungsgemäß abläuft oder ob Steuereingriffe erforderlich sind. Erfahrene Bediener merken sich im Lauf der Zeit insbesondere die aufgetretenen Werte für Wärmeströme und Reibung. Sie wissen im Laufe der Zeit, bei welchen Werten der Gießprozess ordnungsgemäß erfolgte und bei welchen Werten der Gießprozess problembehaftet war. Diese Vorgehensweise ist jedoch nur in beschränktem Umfang anwendbar, wenn ein Metallstrang mit einer neuen chemischen Zusammensetzung - beispielsweise eine neue Stahlsorte - gegossen wird, wenn ein anderes Gießpulver verwendet wird oder wenn im Laufe der Zeit eine große Anzahl von Metallsträngen gegossen wird, die sich in ihrer chemischen Zusammensetzung unterscheiden .
Im Stand der Technik ist bekannt, mittels metallurgischer Verfahren den gegossenen Metallstrang zu analysieren und daraus zulässige Werte für bestimmte chemische Zusammensetzungen des Metallstranges abzuleiten. Diese Vorgehensweise ist jedoch äußerst zeitaufwändig und darüber hinaus fehlerträchtig.
Aus der DE 2 320 277 AI ist ein Verfahren zur Überwachung der Schalendicke eines gegossenen Stranges bekannt. Im Rahmen dieses Verfahrens werden - getrennt für die einzelnen Seitenwände der Kokille - die Wärmeströme übereinanderliegender Kühlzonen erfasst. Anhand der erfassten Wärmeströme wird eine Kenngröße ermittelt und angezeigt und/oder direkt zur Steuerung des Gießprozesses verwendet.
Aus der DE 198 10 672 AI ist ein Verfahren zur Überwachung des zweidimensionalen Temperaturprofils einer Stranggießkokille bekannt. Es werden Temperaturen und Wärmeströme erfasst. In Abhängigkeit von den erfassten Temperaturen und Wärmeströmen wird das zweidimensionale Temperaturprofil ermittelt. Die Wärmeströme werden nachgeführt, um ein gewünschtes Tempera¬ turprofil einzustellen. Aus der DE 197 22 877 AI ist ein Verfahren zum Messen und Regeln von Temperatur und Menge des Kühlwassers bekannt, mittels dessen Seitenwände einer Stranggießkokille gekühlt werden. Die
Kühlwassertemperatur wird an mehreren Stellen im Bereich der AblaufÖffnungen der Kupferplatte und des zugeordneten Wasserkastens gemessen. Die Messung dieses an sich eindimensionalen Temperaturprofils wird von Zeit zu Zeit wiederholt, so dass das eindimensionale Temperaturprofil zu einem zweidimensionalen Temperaturprofil erweitert wird. Das zweidimensionale Tempe¬ raturprofil wird einem Bediener angezeigt, so dass der Bediener, falls erforderlich, Steuereingriffe vornehmen kann.
Aus der EP 1 103 322 AI ist ein Überwachungsverfahren für eine Stranggießkokille bekannt, bei dem lokale Temperaturen und/oder Wärmestromdichten erfasst werden und daraus die Temperaturbelastung der Kokillenwand ermittelt wird.
Aus der WO 02/085 555 A2 ist ein Betriebsverfahren für eine Stranggießkokille bekannt, bei dem die Strömungsgeschwindigkeit einer Wasserkühlung kontrolliert eingestellt wird, wobei insbesondere die Richtung der Wasserströmung gegenüber der sonst üblichen Vorgehensweise von unten nach oben gerichtet ist. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, dem
Bediener ein Werkzeug an die Hand zu geben, mittels dessen auf einfache Weise eine Einstufung der ermittelten Werte als zulässig oder unzulässig bzw. als gut oder schlecht und dergleichen möglich ist.
Die Aufgabe wird durch ein Überwachungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Überwachungsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 13.
Erfindungsgemäß wird ein Überwachungsverfahren der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,
- dass die Überwachungseinrichtung Gruppen von Betriebsparametern bildet, die jeweils mindestens einen Basisbetriebs- parameter und mindestens einen Ergänzungsbetriebsparameter umfassen,
- dass die Überwachungseinrichtung im Rahmen einer ersten
Prüfung für die vorbestimmten Gruppen selbsttätig prüft, ob die Betriebsparameter der jeweiligen Gruppe während eines jeweiligen Auswertungszeitraums ein jeweiliges vorbestimmtes erstes Stabilitätskriterium erfüllen,
- dass die Überwachungseinrichtung die Betriebsparameter der jeweiligen Gruppe in Abhängigkeit von dem Ergebnis der ersten
Prüfung als Datensatz in eine Datenbank übernimmt oder nicht in die Datenbank übernimmt,
- dass die Überwachungseinrichtung dem Datensatz die Basisbetriebsparameter als Eingangsgrößen und die Ergänzungsbe- triebsparameter als Ausgangsgrößen zuordnet,
- dass die Überwachungseinrichtung diejenigen der in der Datenbank enthaltenen Datensätze ermittelt, deren Eingangs¬ größen mit den Basisbetriebsparametern übereinstimmen, und anhand dieser Datensätze zulässige Betriebsparameterbereiche für die Ergänzungsbetriebsparameter ermittelt,
- dass die Überwachungseinrichtung im Rahmen einer zweiten Prüfung selbsttätig prüft, ob die Betriebsparameter innerhalb der zulässigen Betriebsparameterbereiche liegen, und
- dass die Überwachungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Ergebnis der zweiten Prüfung weitere Maßnahmen ergreift.
Durch diese Vorgehensweise wird erreicht, dass die Überwa¬ chungseinrichtung nach und nach vollautomatisch die Datenbank mit ordnungsgemäßen Datensätzen füllt und weiterhin die bereits vorhandenen Datensätze der Datenbank zur Beurteilung der aktuellen Betriebsparameter heranzieht.
Die Gruppen von Betriebsparametern können nach Bedarf bestimmt sein. Sie können alternativ nur einige der Betriebsparameter oder alle Betriebsparameter umfassen. Der Auswertungszeitraum ist innerhalb der jeweiligen Gruppe spezifisch für den jeweiligen Betriebsparameter. Er kann für alle Betriebsparameter der jeweiligen Gruppe derselbe sein. Alternativ kann er individuell für den jeweiligen Betriebsparameter bestimmt sein. Das erste Stabilitätskriterium kann ebenfalls für alle Betriebsparameter der jeweiligen Gruppe derselbe sein oder individuell für den jeweiligen Betriebsparameter bestimmt sein. Die Stranggießkokille wird mittels eines Volumenstroms eines flüssigen Kühlmediums - in der Regel Wasser - gekühlt. Das flüssige Kühlmedium weist beim Eintreten in die Stranggie߬ kokille eine Eintrittstemperatur und beim Austreten aus der Stranggießkokille eine Austrittstemperatur auf. Vorzugsweise umfassen die während des Gießens des Metallstranges mess¬ technisch erfassten Größen den Volumenstrom, die Eintrittstemperatur und die Austrittstemperatur und umfassen die Betriebsparameter einen aus dem Volumenstrom, der Eintritts- temperatur und der Austrittstemperatur ermittelten Wärmestrom.
Die Stranggießkokille weist eine Anzahl von Seitenwänden auf. Es ist möglich, dass die Stranggießkokille eine einzige Seitenwand aufweist. Dies ist beispielsweise bei einer Rohrkokille der Fall. Alternativ kann die Stranggießkokille mehrere Seitenwände aufweisen. Dies ist beispielsweise bei einer Brammenkokille der Fall. Unabhängig von der Anzahl an Seitenwänden
- werden der Volumenstrom, die Eintrittstemperatur und die Austrittstemperatur separat für jede der Seitenwände erfasst und
- ermittelt die Überwachungseinrichtung den Wärmestrom separat für jede der Seitenwände.
Der Wärmestrom folgt in der Regel einer Änderung von Be- triebsparametern relativ schnell. Vorzugsweise umfasst eine der vorbestimmten Gruppen von Betriebsparametern als Ergänzungsbetriebsparameter den Wärmestrom und als Basisbetriebsparameter die für den Wärmestrom relevanten Betriebsparameter. Beim Stranggießen von Metall wird üblicherweise die Strang¬ gießkokille während des Stranggießens mittels einer Oszilla¬ tionseinrichtung mit einer Oszillationsfrequenz und einem Oszillationshub oszilliert. Vorzugsweise
- umfassen die während des Gießens des Metallstranges mess- technisch erfassten Größen die Oszillationsfrequenz, den
Oszillationshub und zum Oszillieren der Stranggießkokille benötigte Oszillationskräfte und - umfassen die Betriebsparameter einen aus der Oszillationsfrequenz, dem Oszillationshub und den Oszillationskräften ermittelten Reibungsparameter für eine zwischen dem Metallstrang und der Stranggießkokille auftretende Reibung.
Vorzugsweise umfasst eine der vorbestimmten Gruppen von Be¬ triebsparametern als Ergänzungsbetriebsparameter den Reibungsparameter und als Basisbetriebsparameter die für den Reibungsparameter relevanten Betriebsparameter.
Die Basisbetriebsparameter können nach Bedarf bestimmt sein. Beispielsweise können die Basisbetriebsparameter das Material des Metallstranges (beispielsweise Stahl oder Aluminium zu¬ züglich der Definition der Legierungselemente und deren Kon- zentration) , das Format (beispielsweise Breite und Dicke) des Metallstranges, ein beim Gießen des Metallstranges verwendetes Gießpulver, eine Gießgeschwindigkeit und/oder einen Pegel eines Gießspiegels umfassen. Auch die weiteren Maßnahmen können nach Bedarf bestimmt sein. Beispielsweise können die weiteren Maßnahmen das Ausgeben einer Warnmeldung an einen Bediener der Stranggießkokille und/ oder oder das Durchführen eines Stelleingriffs zum Verändern eines Betriebsparameters der Stranggießkokille umfassen.
Es ist möglich, dass in die Datenbank ausschließlich Datensätze übernommen werden, die auf von der Überwachungseinrichtung selbst beim Betrieb der Stranggießkokille erfassten charak¬ teristischen Größen beruhen. Alternativ ist es möglich,
- dass die Überwachungseinrichtung über einen Dateneingang zusätzlich zu den von ihr erfassten charakteristischen Größen zeitliche Sequenzen von für Betriebsparameter der Stranggießkokille charakteristischen Größen entgegennimmt,
- dass die Überwachungseinrichtung auch anhand der von ihr über den Dateneingang entgegengenommenen charakteristischen Größen
Gruppen von Betriebsparametern bildet, die jeweils mindestens einen Basisbetriebsparameter und mindestens einen Ergänzungsbetriebsparameter umfassen, - dass die Überwachungseinrichtung die erste Prüfung, nicht aber die zweite Prüfung auch für die von ihr anhand der
über den Dateneingang entgegengenommenen charakteristischen Größen ermittelten Betriebsparameter durchführt,
- dass die Überwachungseinrichtung in Abhängigkeit von dem
Ergebnis der ersten Prüfung die von ihr anhand der über den Dateneingang entgegengenommenen charakteristischen Größen ermittelten Betriebsparameter als Datensätze in die Datenbank übernimmt oder nicht übernimmt und
- dass die Überwachungseinrichtung dem Datensatz die Basisbetriebsparameter als Eingangsgrößen und die Ergänzungsbetriebsparameter als Ausgangsgrößen zuordnet.
Diese Vorgehensweise ist insbesondere zu Beginn der Ausführung des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens von Vorteil, wenn beispielsweise die Datenbank zu Beginn der Ausführung des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens (noch) keine Datensätze aufweist. Sie ist jedoch auch während des laufenden Betriebs oder danach realisierbar.
Es ist möglich, dass Überwachungseinrichtung die zulässigen Betriebsparameterbereiche auch dann ermittelt, wenn in der Datenbank nur wenige Datensätze gespeichert sind. Vorzugsweise jedoch prüft die Überwachungseinrichtung im Rahmen einer dritten Prüfung, ob die in der Datenbank enthaltenen Datensätze, deren Eingangsgrößen mit den Basisbetriebsparametern übereinstimmen, ein Vollständigkeitskriterium erfüllen. In diesem Fall ermittelt die Überwachungseinrichtung die zulässigen Betriebsparameterbereiche für die Ergänzungsbetriebsparameter dann und nur dann, wenn die Datensätze, deren Eingangsgrößen mit den Basisbetriebsparametern übereinstimmen, das Vollständigkeitskriterium erfüllen. Es hängt also von dem Ergebnis der dritten Prüfung ab, ob die Überwachungseinrichtung die zulässigen Betriebsparameterbereiche für die Ergänzungsbetriebsparameter ermittelt oder nicht ermittelt. Das Vollständigkeitskriterium kann insbesondere dann erfüllt sein, wenn in der Datenbank hinreichend viele Datensätze enthalten sind, deren Eingangs¬ größen mit den Basisbetriebsparametern übereinstimmen. AI- ternativ oder zusätzlich kann das Vollständigkeitskriterium erfüllt sein, wenn die Ergänzungsbetriebsparameter der Datensätze, deren Eingangsgrößen mit den Basisbetriebsparametern übereinstimmen, ein jeweiliges vorbestimmtes statistisches zweites Stabilitätskriterium erfüllen.
Wenn die Betriebsparameter der jeweiligen Gruppe während des jeweiligen Auswertungszeitraums das jeweilige vorbestimmte erste Stabilitätskriterium erfüllen, ist der Betrieb der Stranggießkokille als solches unkritisch. Es kann jedoch ge¬ schehen, dass trotz des unkritischen Betriebs als solchem der gegossene Metallstrang Qualitätsanforderungen nicht erfüllt, beispielsweise Risse oder zu starke Oszillationsmarken aufweist. Vorzugsweise unterdrückt die Überwachungseinrichtung daher das Übernehmen von Datensätzen in die Datenbank, wenn ihr von einem Bediener der Stranggießkokille ein Sperrbefehl vorgegeben wird. Alternativ entfernt die Überwachungseinrichtung bereits in die Datenbank übernommene Datensätze wieder aus der Datenbank, wenn ihr vom Bediener eine Negativbewertung des Datensatzes vorgegeben wird.
Wenn die Betriebsparameter der jeweiligen Gruppe während des jeweiligen Auswertungszeitraums das jeweilige vorbestimmte erste Stabilitätskriterium erfüllen, können die Betriebspa- rameter - insbesondere beispielsweise deren gewichteter oder ungewichteter Mittelwert - als Datensatz in die Datenbank übernommen werden. Die erste Prüfung und das darauf aufbauende Übernehmen eines Datensatzes in die Datenbank erfolgen in diesem Fall zyklisch mit einer Taktzeit. Es ist möglich, dass die Taktzeit mit dem Auswertungszeitraum des mindestens einen
Ergänzungsbetriebsparameters der jeweiligen Gruppe identisch ist. Vorzugsweise jedoch ist die Taktzeit erheblich kleiner. Beispielsweise kann die Taktzeit (irgendwo) zwischen 0,1 s und mehreren Minuten liegen.
Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogramm gelöst, das Maschinencode umfasst, der von einer Überwachungseinrichtung für eine Stranggießkokille unmittelbar abarbeitbar ist und dessen Abarbeitung durch die Überwachungseinrichtung bewirkt, dass die Überwachungseinrichtung ein Überwachungsverfahren mit allen Schritten eines erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens ausführt .
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Überwachungseinrichtung für eine Stranggießkokille gelöst, wobei die Überwachungs¬ einrichtung derart ausgebildet ist, dass sie ein Überwa¬ chungsverfahren mit allen Schritten eines erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens ausführt.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Stranggießkokille zum Gießen eines Metallstranges gelöst, wobei der Stranggießkokille eine erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung zugeordnet ist.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:
FIG 1 eine Stranggießkokille von der Seite,
FIG 2 die Stranggießkokille von oben,
FIG 3 ein Ablaufdiagramm,
FIG 4 ein Zeitdiagramm und
FIG 5 bis 7 Ablaufdiagramme .
Gemäß den FIG 1 und 2 wird mittels einer Stranggießkokille 1 ein Metallstrang 2 gegossen. Der Metallstrang 2 kann insbesondere aus Stahl bestehen. Der Metallstrang 2 kann entsprechend der Darstellung in den FIG 1 und 2 bandförmig ausgebildet sein. In diesem Fall weist die Stranggießkokille 1 mehrere Seitenwände 3a bis 3d auf. Im Falle eines bandförmigen Metallstranges 2 sind weiterhin je zwei der Seitenwände 3a bis 3d als Breitseiten 3a, 3b und als Schmalseiten 3c, 3d ausgebildet. Die Abstände der einander gegenüber liegenden Seitenwände 3a bis 3d voneinander definieren das Format des gegossenen Metallstranges 2, ins- besondere dessen Dicke d und dessen Breite b. Es können alternativ jedoch auch andere Formate gegossen werden, insbesondere Knüppelquerschnitte. In diesem Fall weist die Stranggießkokille 1 nur eine einzige Seitenwand auf.
Die Stranggießkokille 1 wird mittels eines flüssigen Kühlmediums 4 - in der Regel Wasser - gekühlt. Pro Zeiteinheit (beispielsweise pro Sekunde) wird die Stranggießkokille 1 von einem Volumenstrom V des flüssigen Kühlmediums 4 durchströmt. Das flüssige
Kühlmedium 4 weist beim Eintreten in die Stranggießkokille 1 eine Eintrittstemperatur Tl und beim Austreten aus der Stranggießkokille 1 eine Austrittstemperatur T2 auf. Gemäß FIG 2 wird jede Seitenwand 3a bis 3d jeweils von einem eigenen Volumenstrom Va bis Vb des Kühlmediums 4 durchströmt, wobei jeder der Vo- lumenströme Va bis Vb beim Eintreten in die jeweilige Seitenwand Stranggießkokille 1 eine jeweilige Eintrittstemperatur Tla bis Tld und beim Austreten aus der Stranggießkokille 1 eine jeweilige Austrittstemperatur T2a bis T2d aufweist. Gemäß FIG 1 ist der Stranggießkokille 1 eine Oszillations¬ einrichtung 5 zugeordnet, beispielsweise eine Hydraulikzy¬ lindereinheit. Mittels der Oszillationseinrichtung 5 wird die Stranggießkokille 1 während des Stranggießens oszilliert, und zwar mit einer Oszillationsfrequenz f und einem Oszillationshub h. Zum Oszillieren der Stranggießkokille 1 sind Hubkräfte F erforderlich .
Gemäß den FIG 1 und 2 ist der Stranggießkokille 1 eine
Überwachungseinrichtung 6 zugeordnet. Die Überwachungsein- richtung 6 ist in der Regel als softwareprogrammierbare Ein¬ richtung ausgebildet. Die Wirkungsweise der Überwachungsein¬ richtung 6 ist daher durch ein Computerprogramm 7 festgelegt, mit dem die Überwachungseinrichtung 6 programmiert ist. Durch die Programmierung mit dem Computerprogramm 7 ist die Überwa- chungseinrichtung 6 entsprechend ausgebildet.
Das Computerprogramm 7 umfasst Maschinencode 8. Der Maschinencode 8 ist von der Überwachungseinrichtung 6 unmittelbar abarbeitbar. Die Abarbeitung des Maschinencodes 8 durch die Überwachungseinrichtung 6 bewirkt, dass die Überwachungseinrichtung 6 ein Überwachungsverfahren ausführt, das nachstehend in Verbindung mit FIG 3 näher erläutert wird.
Gemäß FIG 3 erfasst die Überwachungseinrichtung 6 in einem Schritt Sl Größen, die für Betriebsparameter der Stranggießkokille 1 charakteristisch sind. Die erfassten Größen werden von der Überwachungseinrichtung 6 zumindest teilweise während des Gießens des Metallstranges 2 selbsttätig messtechnisch erfasst. Beispielsweise werden die obenstehend erwähnten Volumenströme V oder Va bis Vb, die obenstehend erwähnten Eintrittstemperaturen Tl oder Tla bis Tld und die obenstehend erwähnten Austrittstemperaturen T2 oder T2a bis T2d messtechnisch erfasst. Hierbei werden - unabhängig von der Anzahl an Seitenwänden 3a bis 3d - in der Regel der Volumenstrom Va bis Vd, die Eintrittstemperatur Tla bis Tld und die Austrittstemperatur T2a bis T2d separat für jede der Seitenwände 3a bis 3d messtechnisch erfasst. Weiterhin werden in der Regel auch die Betriebsgrößen der Oszillationseinrichtung 5, also die Oszillationsfrequenz f, der Oszillationshub h und die zum Oszillieren der Stranggießkokille 1 benötigten Oszillations¬ kräfte F messtechnisch erfasst.
Andere Größen können alternativ messtechnisch erfasst werden oder der Überwachungseinrichtung 6 auf andere Weise bekannt gegeben werden. Beispiele derartiger Größen sind das Material des Metallstranges 2, das Format des Metallstranges 2, also bei- spielsweise dessen Breite b und dessen Dicke d, ein beim Gießen des Metallstranges 2 verwendetes Gießpulver 9, eine Gießge¬ schwindigkeit v und ein Gießspiegel 10, genauer gesagt dessen Pegel P. In einem Schritt S2 ermittelt die Überwachungseinrichtung 6 anhand der erfassten Größen Betriebsparameter der Stranggießkokille 1. Teilweise ist die Ausführung des Schrittes S2 trivial, nämlich wenn die erfassten Größen direkt Betriebs- Parameter der Stranggießkokille 1 darstellen. Teilweise ist es jedoch erforderlich, anhand der erfassten Größen auf nicht triviale Weise Betriebsparameter der Stranggießkokille 1 zu ermitteln. Beispielsweise kann die Überwachungseinrichtung 6 im Rahmen des Schrittes S2 anhand des (gesamten) Volumenstroms V, der zugehörigen Eintrittstemperatur Tl und der zugehörigen Austrittstemperatur T2 einen Wärmestrom W ermitteln. Falls die Volumenströme Va bis Vd, die Eintrittstemperaturen Tla bis Tld und die Austrittstemperaturen T2a bis T2d separat für jede der Seitenwände 3a bis 3d erfasst werden, wird im Rahmen des Schrittes S2 selbstverständlich für jede der Seitenwände 3a bis 3d anhand der entsprechenden Werte Va bis Vd, Tla bis Tld, T2a bis T2d ein jeweiliger Wärmestrom Wa bis Wd ermittelt. Ein weiterer wichtiger Betriebsparameter der Stranggießkokille 1, der auf nicht triviale Weise ermittelt werden muss, ist ein Reibungsparameter R, der eine zwischen dem Metallstrang 2 und der Stranggießkokille 1 auftretende Reibung charakterisiert. Der Reibungsparameter R wird, sofern er ermittelt wird, im Rahmen des Schrittes S2 von der Überwachungseinrichtung 6 anhand der
Oszillationsfrequenz f, dem Oszillationshub h und den Oszillationskräften F ermittelt.
In einem Schritt S3 versieht die Überwachungseinrichtung 6 die Betriebsparameter mit einem zugehörigen Zeitstempel und speichert sie zusammen mit dem Zeitstempel intern temporär ab. Gegebenenfalls können zusammen mit den Betriebsparametern auch die den Betriebsparametern zu Grunde liegenden charakteristischen Größen mit abgespeichert werden.
In einem Schritt S4 bildet die Überwachungseinrichtung 6 Gruppen Gl, G2 von Betriebsparametern. Die Gruppen Gl, G2 umfassen jeweils mehrere Betriebsparameter. Insbesondere umfassen sie jeweils mindestens einen Basisbetriebsparameter und mindestens einen Ergänzungsbetriebsparameter . Beispielsweise kann die
Überwachungseinrichtung 6 im Rahmen des Schrittes S4 eine erste Gruppe Gl von Betriebsparametern bilden. Die erste Gruppe Gl von Betriebsparametern umfasst als Ergänzungsbetriebsparameter den Wärmestrom W, Wa bis Wd und als Basisbetriebsparameter die für den Wärmestrom W, Wa bis Wd relevanten Betriebsparameter. Diese Betriebsparameter - d.h. die im Rahmen der ersten Gruppe Gl relevanten Betriebsparameter - umfassen insbesondere das Format b, d des Metallstranges 2 und die Gießgeschwindigkeit v, im Ergebnis also die pro Zeiteinheit gegossene Menge an Metallstrang 2. Weiterhin umfassen sie die Anfangstemperatur, mit der das flüssige Metall der Stranggießkokille 1 zugeführt wird, die physikalischen Parameter des Materials des Metallstranges 2, beispielsweise dessen spezifische Erstarrungsenthalpie und den Pegel P des Gießspiegels 10. Auch andere Größen kommen infrage, wie beispielsweise das verwendete Gießpulver 9. Die Oszilla¬ tionsdaten f, h, F hingegen sind im Rahmen der ersten Gruppe Gl in der Regel von untergeordneter Bedeutung. Sie können, nicht aber müssen in der ersten Gruppe Gl enthalten sein.
Alternativ oder zusätzlich zur ersten Gruppe Gl kann die Überwachungseinrichtung 6 im Rahmen des Schrittes S4 eine zweite Gruppe G2 von Betriebsparametern bilden. Die zweite Gruppe G2 von Betriebsparametern umfasst als Ergänzungsbetriebsparameter den Reibungsparameter R und als Basisbetriebsparameter die für den Reibungsparameter R relevanten Betriebsparameter. Diese Betriebsparameter - d.h. die im Rahmen der zweiten Gruppe G2 relevanten Betriebsparameter - umfassen insbesondere die An- fangstemperatur, mit der das flüssige Metall der Stranggie߬ kokille 1 zugeführt wird, die physikalischen Parameter des Materials des Metallstranges 2, das Format b, d des Metall¬ stranges 2 und das verwendete Gießpulver 9 und den Gießspiegel 10 bzw. dessen Pegel P. Weitere Betriebsparameter können ebenfalls in der zweiten Gruppe G2 enthalten sein.
Es ist möglich, dass die obenstehend erläuterten Betriebspa¬ rameter die einzigen verwerteten Betriebsparameter sind. Es ist jedoch alternativ möglich, weitere Betriebsparameter zu be- rücksichtigen. Beispiele derartige Betriebsparameter sind eine Eintauchtiefe eines Tauchrohrs in die Stranggießkokille 1 und/oder Parameter, welche eine von einer Sinuskurve abweichende Form der Oszillation der Stranggießkokille 1 charakterisieren. Weitere Parameter sind beispielsweise die Messwerte von Tem¬ peratursensoren, welche in die Seitenwände 3a bis 3d der Stranggießkokille 1 eingebaut sind. Auch andere Betriebspa¬ rameter sind möglich. Diese Betriebsparameter sind in der Regel Basisbetriebsparameter.
Ferner können nach Bedarf weitere Gruppen von Betriebsparametern gebildet werden. In einem Schritt S5 selektiert die Überwachungseinrichtung 6 eine der gebildeten Gruppen Gl, G2. In einem Schritt S6 ermittelt die Überwachungseinrichtung 6 selbsttätig den Wert einer logischen Variablen OK. Die logische Variable OK nimmt den Wert WAHR dann und nur dann an, wenn die Betriebsparameter der selektierten Gruppe Gl, G2 während eines jeweiligen Auswertungszeitraums ein jeweiliges erstes Stabilitätskriterium erfüllen. Der Auswertungszeitraum kann für alle Betriebsparameter der selektierten Gruppe Gl, G2 derselbe sein. In der Regel ist er jedoch innerhalb der selektierten Gruppe Gl, G2 spezifisch für den jeweiligen Betriebsparameter bestimmt. Er kann beispielsweise im Falle des Wärmestroms W, Wa bis Wd im einstelligen Minutenbereich liegen. Meist liegt er für diesen Betriebsparameter zwischen 1 min und 5 min. Für andere Gruppen und/oder andere Betriebsparameter kann der jeweilige Auswertungszeitraum einen anderen Wert aufweisen. Beispielsweise kann er im Rahmen der zweiten Gruppe G2 für den Betriebsparameter Reibungswert R im zweistelligen Minutenbereich liegen. Insbesondere kann er zwischen 20 min und 30 min liegen. Die Stabilitätskriterien für die Betriebsparameter der Gruppen Gl, G2 hingegen können - je nach Lage des Einzelfalls - innerhalb der selektierten Gruppe Gl, G2 einheitlich sein oder variieren. Beispiele geeigneter Stabilitätskriterien sind,
- dass die Differenz zwischen einem Minimalwert und einem
Maximalwert des jeweiligen Betriebsparameters innerhalb des jeweiligen Auswertungszeitraumes unterhalb einer vorgegebenen absoluten Schranke liegt,
- dass die Differenz zwischen einem Minimalwert und einem
Maximalwert des jeweiligen Betriebsparameters innerhalb des jeweiligen Auswertungszeitraumes, bezogen auf den Minimal¬ wert, auf den Maximalwert oder auf die Summe von Minimalwert und Maximalwert, unterhalb einer vorgegebenen relativen Schranke liegt oder
- dass der jeweilige Betriebsparameter innerhalb des jeweiligen Auswertungszeitraums nur innerhalb einer vorbestimmten ab¬ soluten oder relativen Schranke um einen statistischen Mittelwert des jeweiligen Betriebsparameters schwankt. Auch andere Stabilitätskriterien sind denkbar. Insbesondere kann vor der Anwendung des eigentlichen Stabilitätskriteriums eine Filterung des jeweiligen Betriebsparameters - beispielsweise eine gleitende Mittelwertbildung über einen relativ kurzen Zeitraum von wenigen Sekunden - erfolgen.
In einem Schritt S7 prüft die Überwachungseinrichtung 6 den Wert der logischen Variablen OK. Je nach Ergebnis der Überprüfung führt die Überwachungseinrichtung 6 einen Schritt S8 aus oder führt ihn nicht aus. Wenn die Überwachungseinrichtung 6 den Schritt S8 ausführt, übernimmt sie die Betriebsparameter der im Schritt S5 selektierten Gruppe als Datensatz 11 in eine Datenbank 12. Die Überwachungseinrichtung 6 ordnet dem entsprechenden Datensatz 11 die Basisbetriebsparameter als Eingangsgrößen und die Ergänzungsbetriebsparameter als Ausgangsgrößen zu.
In einem Schritt S9 prüft die Überwachungseinrichtung 6, ob sie die Schritte S5 bis S8 bereits für alle im Schritt S4 gebildeten Gruppen Gl, G2 durchgeführt hat. Wenn nicht, geht die Über¬ wachungseinrichtung 6 zum Schritt S5 zurück. Bei der erneuten Ausführung des Schrittes S5 selektiert sie jedoch eine andere, bisher noch nicht behandelte Gruppe Gl, G2 von Betriebspara¬ metern. Andernfalls geht die Überwachungseinrichtung 6 zu einem Schritt S10 über. Im Schritt S10 selektiert die Überwachungseinrichtung 6 einige der von ihr im Schritt S3 ermittelten Betriebsparameter.
Insbesondere selektiert die Überwachungseinrichtung 6 im Schritt S10 die Basisbetriebsparameter. Hingegen selektiert sie ins- besondere nicht den Wärmestrom W, Wa bis Wd und den Rei¬ bungsparameter R.
In einem Schritt Sil ermittelt die Überwachungseinrichtung 6 diejenigen Datensätze, deren Eingangsgrößen mit den Basisbetriebsparametern übereinstimmen. In einem Schritt S12 ermittelt die Steuereinrichtung 6 anhand dieser Datensätze 11 für die Ergänzungsbetriebsparameter, also für die im Schritt S10 nicht selektierten Betriebsparameter, zulässige Betriebsparameter- bereiche. Beispielsweise kann der jeweilige zulässige Be¬ triebsparameterbereich anhand eines Mittelwerts der jeweiligen Ausgangsgrößen der entsprechenden Datensätze 11 und einer statistischen Standardabweichung der im Schritt Sil ausgewerteten Datensätze 11 ermittelt werden.
In einem Schritt S13 ermittelt die Überwachungseinrichtung 6 erneut selbsttätig den Wert der logischen Variablen OK. Im Rahmen des Schrittes S13 nimmt die logische Variable OK den Wert WAHR dann und nur dann an, wenn die Ergänzungsbetriebsparameter innerhalb der im Schritt Sil ermittelten zulässigen Betriebsparameterbereiche liegen.
In einem Schritt S14 prüft die Überwachungseinrichtung 6 den Wert der logischen Variablen OK. Je nach Ergebnis der Überprüfung führt die Überwachungseinrichtung 6 einen Schritt S15 oder einen Schritt S16 aus. Im Schritt S15 werden keine speziellen Maßnahmen ergriffen. Im Schritt S16 hingegen ergreift die Überwa¬ chungseinrichtung 6 weitere Maßnahmen. Beispielsweise kann die Überwachungseinrichtung 6 im Schritt S16 das Ausgeben einer Warnmeldung an einen Bediener 13 (siehe FIG 1) der Stranggießkokille 1 auslösen. Die Warnmeldung kann insbesondere ein akustisches und/oder ein optisches Warnsignal sein, bei¬ spielsweise ein Hupton oder ein Blinklicht. So kann bei¬ spielsweise ein dynamisches optisches Warnsignal ausgelöst werden, beispielsweise ein Blinklicht. Alternativ oder zu¬ sätzlich kann die Überwachungseinrichtung 6 einen Hinweis mit ausgeben, welcher der Ergänzungsbetriebsparameter außerhalb seines zulässigen Bereichs liegt und auf welche Weise ein -
Rückführen in den entsprechenden zulässigen Bereich bewirkt werden kann. Beispielsweise kann, wenn der Wärmestrom W, Wa bis Wd zu groß wird, eine Meldung mit ausgegeben werden, die Gießgeschwindigkeit v zu reduzieren. Auch kann, wenn der Reibungsparameter R zu klein oder zu groß ist, ein Hinweis ausgegeben werden, das Gießpulver 9 zu wechseln und/oder Schlacke, die sich auf dem Gießspiegel 10 gebildet hat, zu entfernen . Es ist sogar möglich, dass die Überwachungseinrichtung 6 selbst unmittelbar einen Stelleingriff durchführt, mittels dessen (mindestens) ein Basisbetriebsparameter der Stranggießkokille 1 verändert wird. Beispielsweise kann die Überwachungseinrichtung 6 mit einer Steuereinrichtung für die Stranggießkokille 1 identisch sein und die Gießgeschwindigkeit v entsprechend einstellen. Auch kann die Überwachungseinrichtung 6 zwar eine von der Steuereinrichtung der Stranggießkokille 1 verschiedene Einrichtung sein, die jedoch im Notfall in die Steuerung der Stranggießkokille 1 direkt eingreifen kann oder eine ent- sprechende Meldung an die Steuereinrichtung der Stranggießkokille 1 übermitteln kann.
Weiterhin kann die Überwachungseinrichtung 6 in einem Schritt S17 beispielsweise als Zeitkurve für die Vergangenheit bis zum aktuellen Zeitpunkt den Verlauf (mindestens) eines Betriebs¬ parameters - insbesondere eines der Ergänzungsbetriebspara¬ meter, beispielsweise des Wärmestroms W - über eine Anzeige an den Bediener 13 ausgeben und zusätzlich zu dem ausgegebenen Betriebsparameter dessen zulässigen Bereich mit einblenden. Ein Beispiel einer derartigen Anzeige ist in FIG 4 dargestellt.
Die Ausführung der Schritte S4 bis S9 einerseits und S10 bis S16 andererseits ist unabhängig voneinander. Es ist also möglich, alternativ zur Darstellung in FIG 3 die Schritte S10 bis S16 vor den Schritten S4 bis S9 auszuführen oder die Schritte S4 bis S9 und die Schritte S10 bis S16 parallel auszuführen. Die Schritte Sl bis S17 werden von der Überwachungseinrichtung 6 mit einer relativ niedrigen Zykluszeit von beispielsweise 0,1 s wiederholt ausgeführt. Es ist möglich, bei jedem Zyklus die Prüfung der Schritte S6 und S7 durchzuführen und im Falle der Ausführung des Schrittes S8 die entsprechenden Betriebsparameter als Datensatz 11 in die Datenbank 12 einzuschreiben. In diesem Fall ist eine Taktzeit, mit der die erste Prüfung und das darauf aufbauende Übernehmen eines Datensatzes 11 in die Datenbank 12 erfolgen, mit der Zykluszeit identisch. Alternativ ist es möglich, nach jedem Einschreiben eines neuen Datensatzes 11 in die Datenbank 12 eine Zwangspause einzulegen, innerhalb derer keine weiteren Datensätze 11 in die Datenbank 12 übernommen werden. Zur Realisierung der Zwangspause kann beispielsweise ein Timer verwendet werden. Es können zum Realisieren der Zwangspause alternativ die Schritte S5 bis S8 oder nur der Schritt S8 übersprungen werden. In diesem Fall entspricht die Taktzeit, mit der die erste Prüfung und das darauf aufbauende Übernehmen eines Datensatzes 11 in die Datenbank 12 erfolgen, der Zwangspause. Vorzugsweise ist die Taktzeit erheblich kleiner als der Aus¬ wertungszeitraum des mindestens einen Ergänzungsbetriebspa¬ rameters der jeweiligen Gruppe Gl, G2. Beispielsweise kann die Taktzeit bei 0,1 s, bei 1 s, bei 10 s oder bei 30 s liegen. Im Falle eines entsprechenden Auswertungszeitraumes im oberen einstelligen Minutenbereich kann die Taktzeit auch im unteren einstelligen Minutenbereich liegen. Im Falle eines entsprechenden Auswertungszeitraumes im zweistelligen Minutenbereich kann die Taktzeit auch im unteren oder im oberen einstelligen Minutenbereich bzw. beliebig im einstelligen Minutenbereich liegen. Allgemein gilt, dass die Taktzeit höchstens das
0,2-fache, besser höchstens das 0,1-fache oder 0,05-fache des entsprechenden Auswertungszeitraumes betragen sollte. Prin¬ zipiell ist es jedoch ebenso möglich, dass die Taktzeit mit dem entsprechenden Auswertungszeitraum identisch ist.
Durch die obenstehend erläuterte Vorgehensweise ist gewähr¬ leistet, dass nur Datensätze 11 in die Datenbank 12 übernommen werden, bei denen der Gießprozess als solcher stabil abläuft. Es ist jedoch möglich, dass der Metallstrang 2 trotz eines stabilen Gießprozesses nicht die gewünschten Produkteigenschaften aufweist. In diesem Fall ist es nicht sinnvoll, den Gießprozess mit den durch den jeweiligen Datensatz 11 definierten Be- triebsparametern zu betreiben. Vorzugsweise ist daher - siehe FIG 5 - dem Schritt S8 ein Schritt S21 vorgeordnet. Im Schritt S21 prüft die Überwachungseinrichtung 6, ob ihr vom Bediener 13 ein Sperrbefehl B (siehe FIG 1) vorgegeben wird. Wenn der Bediener 13 den Sperrbefehl B vorgibt, überspringt die Überwachungs- einrichtung 6 den Schritt S8, in dem das Übernehmen des jeweiligen Datensatzes 11 in die Datenbank 12 erfolgt. Die Überwa¬ chungseinrichtung 6 unterdrückt also in diesem Fall das
Übernehmen des jeweiligen Datensatzes 11 in die Datenbank 12. Alternativ oder zusätzlich zur Vorgehensweise von FIG 5 ist es möglich, dass die Überwachungseinrichtung 6 zusätzlich zu der in Verbindung mit FIG 3 erläuterten Vorgehensweise eine Bearbeitung der in der Datenbank 12 enthaltenen Datensätze 11 durch den Bediener 13 realisiert. Dies wird nachfolgend in Verbindung mit FIG 6 näher erläutert.
Gemäß FIG 6 nimmt die Überwachungseinrichtung 6 vom Bediener 13 in einem Schritt S31 einen Auswahlbefehl für (mindestens) einen der in der Datenbank 12 enthaltenen Datensätze 11 entgegen. In einem Schritt S32 gibt die Überwachungseinrichtung 6 den selektierten Datensatz 11 an den Bediener 13 aus. In einem Schritt S33 nimmt die Überwachungseinrichtung 6 vom Bediener 13 eine Bewertung des angezeigten Datensatzes 11 entgegen. Bei der Bewertung kann es sich alternativ um eine Positiv- oder eine Negativbewertung handeln. Die Überwachungseinrichtung 6 prüft in einem Schritt S34 die Bewertung. Im Falle einer Positivbewertung werden keine weiteren Maßnahmen ergriffen. Im Fall einer Negativbewertung entfernt die Überwachungseinrichtung 6 in einem Schritt S35 den im Schritt S31 ausgewählten Datensatz 11 aus der Datenbank 12. Die Vorgehensweise gemäß FIG 6 kann so oft ausgeführt werden, wie es erforderlich ist. Das Übernehmen der Datensätze 11 in die Datenbank 12 kann - sofern die entsprechenden Stabilitätskriterien erfüllt sind - stets erfolgen. Das Ermitteln der zulässigen Betriebsparameterbereiche erfolgt vorzugsweise nur dann, wenn die in der Datenbank 12 enthaltenen Datensätze 11 ein Vollständigkeitskriterium erfüllen. Dies wird nachfolgend in Verbindung mit FIG 7 näher erläutert .
Gemäß FIG 7 sind dem Schritt Sil Schritte S41 und S42 vorgeordnet. Im Schritt S41 ermittelt die Überwachungseinrichtung 6 selbsttätig den Wert einer weiteren logischen Variablen OK' . Die logische Variable OK' nimmt den Wert WAHR dann und nur dann an, wenn die in der Datenbank 12 enthaltenen Datensätze 11 ein Vollständigkeitskriterium erfüllen. Beispielsweise kann die Überwachungseinrichtung 6 im Rahmen des Schrittes S41 prüfen, ob in der Datenbank 12 für die im Rahmen des Schrittes S10 selektierten Eingangsgrößen hinreichend viele Datensätze 11 enthalten sind, die Anzahl an entsprechenden in der Datenbank 12 hinterlegten Datensätzen 11 also einen vorbestimmten Schwel- lenwert übersteigt. Alternativ oder zusätzlich kann die
Überwachungseinrichtung 6 im Rahmen des Schrittes S41 prüfen, ob die Ausgangsgrößen der Datensätze 11, also die Ergänzungsbe¬ triebsparameter, ein zweites Stabilitätskriterium erfüllen . Für das zweite Stabilitätskriterium gelten die Ausführungen zum ersten Stabilitätskriterium analog. Es ist auch möglich, dass die Überwachungseinrichtung 6 im Rahmen des Schrittes S41 prüft, ob
- die Anzahl an entsprechenden in der Datenbank 12 hinterlegten Datensätzen 11 einen vorbestimmten ersten Schwellenwert übersteigt und/oder
- die Anzahl an entsprechenden in der Datenbank 12 hinterlegten Datensätzen 11 einen vorbestimmten zweiten Schwellenwert übersteigt und zusätzlich die Ergänzungsbetriebsparameter der entsprechenden Datensätze 11 das zweite Stabilitätskriterium erfüllen.
Der erste Schwellenwert ist in diesem Fall größer als der zweite Schwellenwert . Im Schritt S42 prüft die Überwachungseinrichtung 6 den Wert der logischen Variablen OK. Je nach Ergebnis der Prüfung führt die Überwachungseinrichtung 6 den Schritt Sil und die auf dem Schritt Sil aufbauenden Schritte S12 bis S15 aus oder führt sie nicht aus.
Soweit bisher erläutert, wird die Datenbank 12 von der Überwachungseinrichtung 6 ausschließlich anhand der Betriebsdaten der überwachten Stranggießkokille 1 als solcher aufgebaut. Dies ist selbstverständlich möglich, führt jedoch dazu, dass zu Beginn des Betriebs der Stranggießkokille 1 noch keine
oder nur wenige Datensätze 11 in der Datenbank 12 enthalten sind. Vorzugsweise verfügt die Überwachungseinrichtung 6 daher - siehe FIG 1 - über einen Dateneingang 14. Über den Dateneingang 14 kann die Überwachungseinrichtung 6 gemäß FIG 8 in einem Schritt S51 zeitliche Sequenzen von charakteristischen Größen entgegennehmen. Bei den entgegengenommenen Sequenzen handelt es sich nicht um charakteristische Größen, die direkt für Betriebs¬ parameter der Stranggießkokille 1 charakteristisch sind. Es handelt sich also nicht um Größen, die im laufenden Betrieb der Stranggießkokille 1 angefallen sind, sondern um andere Größen. Bei den über den Dateneingang 14 entgegengenommenen charakteristischen Größen kann es sich beispielsweise um ältere, anderweitig gespeicherte Betriebsdaten der Stranggießkokille 1, um Betriebsdaten einer anderen Stranggießkokille oder um anderweitig ermittelte Betriebsdaten handeln . Unabhängig davon, um welche Daten es sich handelt, ist den Daten jeweils ein
Zeitstempel zugeordnet. Bezüglich der im Schritt S51 entgegengenommenen charakteristischen Größen führt die Überwachungseinrichtung 6 Schritte S52 bis S59 aus. Die Schritte S52 bis S59 korrespondieren inhaltlich mit den Schritten S2 bis S9 von FIG 3. Die Überwachungseinrichtung 6 führt bezüglich dieser Daten hingegen nicht Schritte aus, die mit den Schritten S10 bis S15 von FIG 3 korrespondieren.
Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. So ist beispielsweise gewährleistet, dass die Datenbank 12 vollau- tomatisch mit Datensätzen 11 gefüllt wird, welche stabile und damit zulässige Gießbedingungen beschreiben. Dadurch ist es auch bei neuen Materialien - beispielsweise bei neuen Stahlsorten - sehr schnell möglich, dem Bediener 13 auf zuverlässige Weise zulässige Betriebsparameterbereiche anzugeben. Die Möglichkeit zur anderweitigen Vorgabe von Datensätzen 11 - d.h. losgelöst vom aktuellen Betrieb der Stranggießkokille 1 - beschleunigt den Aufbau der Datenbank 12. Die Möglichkeit, das Aufnehmen von Datensätzen 11 in die Datenbank 12 zu unterdrücken bzw. bereits aufgenommene Datensätze 11 wieder zu löschen, verbessert die Zuverlässigkeit der Datenbank 12. Weiterhin wird dem Bediener 13 ein zuverlässiger Wertebereich angezeigt, in dem er problemlos arbeiten kann. Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugs zeichenliste
1 Stranggießkokille
2 Metallstrang
3a bis 3d Seitenwände
4 Kühlmedium
5 Oszillationseinrichtung
6 Überwachungseinrichtung
7 Computerprogramm
8 Maschinencode
9 Gießpulver
10 Gießspiegel
11 Datensätze
12 Datenbank
13 Bediener
14 Dateneingang b Breite B Sperrbefehl
d Dicke
f Oszillationsfrequenz F Hubkräfte
Gl, G2 Gruppen
h Oszillationshub
OK, OK' logische Variable
P Pegel
R Reibungsparameter
Sl bis S59 Schritte
Tl, Tla bis Tld Eintrittstemperaturen T2, T2a bis T2d Austrittstemperaturen v Gießgeschwindigkeit
V, Va bis Vd Volumenströme
W, Wa bis Wd Wärmeströme

Claims

Patentansprüche
1. Überwachungsverfahren für eine Stranggießkokille (1) zum Gießen eines Metallstranges (2),
- wobei eine Überwachungseinrichtung (6) für Betriebsparameter der Stranggießkokille (1) charakteristische Größen erfasst,
- wobei die Überwachungseinrichtung (6) zumindest einen Teil der charakteristischen Größen selbsttätig während des Gießens des Metallstranges (2) messtechnisch erfasst,
- wobei die Überwachungseinrichtung (6) Gruppen (Gl, G2) von Betriebsparametern bildet, die jeweils mindestens einen Basisbetriebsparameter und mindestens einen Ergänzungsbetriebsparameter umfassen,
- wobei die Überwachungseinrichtung (6) im Rahmen einer ersten Prüfung für die vorbestimmten Gruppen (Gl, G2) selbsttätig prüft, ob die Betriebsparameter der jeweiligen Gruppe (Gl, G2) während eines jeweiligen Auswertungszeitraums ein jeweiliges vorbestimmtes erstes Stabilitätskriterium erfüllen,
- wobei die Überwachungseinrichtung (6) die Betriebsparameter der jeweiligen Gruppe (Gl, G2) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der ersten Prüfung als Datensatz (11) in eine Datenbank (12) übernimmt oder nicht in die Datenbank (12) übernimmt,
- wobei die Überwachungseinrichtung (6) dem Datensatz (11) die Basisbetriebsparameter als Eingangsgrößen und die Ergän- zungsbetriebsparameter als Ausgangsgrößen zuordnet,
- wobei die Überwachungseinrichtung (6) diejenigen der in der Datenbank (12) enthaltenen Datensätze (11) ermittelt, deren Eingangsgrößen mit den Basisbetriebsparametern übereinstimmen, und anhand dieser Datensätze (11) zulässige Be- triebsparameterbereiche für die Ergänzungsbetriebsparameter ermittelt,
- wobei die Überwachungseinrichtung (6) im Rahmen einer zweiten Prüfung selbsttätig prüft, ob die Betriebsparameter innerhalb der zulässigen Betriebsparameterbereiche liegen, und
- wobei die Überwachungseinrichtung (6) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der zweiten Prüfung weitere Maßnahmen ergreift.
2. Überwachungsverfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass die Stranggießkokille (1) mittels eines Volumenstroms (V, Va bis Vd) eines flüssigen Kühlmediums (4) gekühlt wird, - dass das flüssige Kühlmedium (4) beim Eintreten in die
Stranggießkokille (1) eine Eintrittstemperatur (Tl, Tla bis Tld) und beim Austreten aus der Stranggießkokille (1) eine Austrittstemperatur (T2, T2a bis T2d) aufweist,
- dass die während des Gießens des Metallstranges (2) mess- technisch erfassten Größen den Volumenstrom (V, Va bis Vd) , die
Eintrittstemperatur (Tl, Tla bis Tld) und die Austritts¬ temperatur (T2, T2a bis T2d) umfassen und
- dass die Betriebsparameter einen aus dem Volumenstrom (V, Va bis Vd) , der Eintrittstemperatur (Tl, Tla bis Tld) und der Austrittstemperatur (T2, T2a bis T2d) ermittelten Wärmestrom
(W, Wa bis Wd) umfassen.
3. Überwachungsverfahren nach Anspruch 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass die Stranggießkokille (1) eine Anzahl von Seitenwänden (3a bis 3d) aufweist,
- dass der Volumenstrom (Va bis Vd) , die Eintrittstemperatur (Tla bis Tld) und die Austrittstemperatur (T2a bis T2d) separat für jede der Seitenwände (3a bis 3d) erfasst werden und
- dass die Überwachungseinrichtung (6) den Wärmestrom (Wa bis Wd) separat für jede der Seitenwände (3a bis 3d) ermittelt.
4. Überwachungsverfahren nach Anspruch 2 oder 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass eine (Gl) der vorbestimmten Gruppen (Gl, G2) von Betriebsparametern als Ergänzungsbetriebsparameter den Wärmestrom (W, Wa bis Wd) und als Basisbetriebsparameter die für den Wärmestrom (W, Wa bis Wd) relevanten Betriebsparameter umfasst.
5. Überwachungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass die Stranggießkokille (1) während des Stranggießens mittels einer Oszillationseinrichtung (5) mit einer Oszil- lationsfrequenz (f) und einem Oszillationshub (h) oszilliert wird,
- dass die während des Gießens des Metallstranges (2) mess¬ technisch erfassten Größen die Oszillationsfrequenz (f) , den Oszillationshub (h) und zum Oszillieren der Stranggießkokille (1) benötigte Oszillationskräfte (F) umfassen und
- dass die Betriebsparameter einen aus der Oszillationsfrequenz (f) , dem Oszillationshub (h) und den Oszillationskräften (F) ermittelten Reibungsparameter (R) für eine zwischen dem Metallstrang (2) und der Stranggießkokille (1) auftretende Reibung umfassen.
6. Überwachungsverfahren nach Anspruch 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass eine (G2) der vorbestimmten Gruppen (Gl, G2) von Betriebsparametern als Ergänzungsbetriebsparameter den Reibungsparameter (R) und als Basisbetriebsparameter die für den Reibungsparameter (R) relevanten Betriebsparameter umfasst.
7. Überwachungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Basisbetriebsparameter das Material des Metallstranges (2), das Format (b, d) des Metallstranges (2), ein beim Gießen des Metallstranges (2) verwendetes Gießpulver (9), eine
Gießgeschwindigkeit (v) und/oder einen Pegel (P) eines Gieß— spiegeis umfassen.
8. Überwachungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die weiteren Maßnahmen das Ausgeben einer Warnmeldung an einen Bediener (13) der Stranggießkokille (1) und/oder oder das Durchführen eines Stelleingriffs zum Verändern eines Be¬ triebsparameters der Stranggießkokille (1) umfassen.
9. Überwachungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass die Überwachungseinrichtung (6) über einen Dateneingang (14) zusätzlich zu den von ihr erfassten charakteristischen Größen zeitliche Sequenzen von für Betriebsparameter der Stranggießkokille (1) charakteristischen Größen entgegennimmt,
- dass die Überwachungseinrichtung (6) auch anhand der von ihr über den Dateneingang (14) entgegengenommenen charakteristischen Größen Gruppen (Gl, G2) von Betriebsparametern bildet, die jeweils mindestens einen Basisbetriebsparameter und mindestens einen Ergänzungsbetriebsparameter umfassen,
- dass die Überwachungseinrichtung (6) die erste Prüfung, nicht aber die zweite Prüfung auch für die von ihr anhand der über den Dateneingang (14) entgegengenommenen charakteristischen Größen ermittelten Betriebsparameter durchführt,
- dass die Überwachungseinrichtung (6) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der ersten Prüfung die von ihr anhand der über den Dateneingang (14) entgegengenommenen charakteristischen
Größen ermittelten Betriebsparameter als Datensätze (11) in die Datenbank (12) übernimmt oder nicht übernimmt und
- dass die Überwachungseinrichtung (6) dem Datensatz (11) die Basisbetriebsparameter als Eingangsgrößen und die Ergän- zungsbetriebsparameter als Ausgangsgrößen zuordnet.
10. Überwachungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Überwachungseinrichtung (6) im Rahmen einer dritten Prüfung prüft, ob die in der Datenbank (12) enthaltenen Datensätze (11), deren Eingangsgrößen mit den Basisbetriebspa¬ rametern übereinstimmen, ein Vollständigkeitskriterium erfüllen, und dass die Überwachungseinrichtung (6) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der dritten Prüfung die zulässigen Be- triebsparameterbereiche für die Ergänzungsbetriebsparameter ermittelt oder nicht ermittelt.
11. Überwachungsverfahren nach Anspruch 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Vollständigkeitskriterium erfüllt ist, wenn in der Datenbank (12) hinreichend viele Datensätze (11), deren Ein¬ gangsgrößen mit den Basisbetriebsparametern übereinstimmen, enthalten sind und/oder wenn die Ergänzungsbetriebsparameter der Datensätze (11), deren Eingangsgrößen mit den Basisbetriebs¬ parameter übereinstimmen, ein jeweiliges vorbestimmtes sta¬ tistisches zweites Stabilitätskriterium erfüllen.
12. Überwachungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Überwachungseinrichtung (6) das Übernehmen von Datensätzen (11) in die Datenbank (12) unterdrückt, wenn ihr von einem Bediener (13) der Stranggießkokille (1) ein Sperrbefehl (B) vorgegeben wird, oder bereits in die Datenbank (12) übernommene Datensätze (11) wieder aus der Datenbank (12) entfernt, wenn ihr vom Bediener eine Negativbewertung des Datensatzes (11) vorgegeben wird.
13. Überwachungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die erste Prüfung und das darauf aufbauende Übernehmen eines Datensatzes (11) in die Datenbank (12) zyklisch mit einer Taktzeit erfolgen und dass die Taktzeit erheblich kleiner als der Auswertungszeitraum des mindestens einen Ergänzungsbetriebs¬ parameters ist.
14. Computerprogramm, das Maschinencode (8) umfasst, der von einer Überwachungseinrichtung (6) für eine Stranggießkokille (1) unmittelbar abarbeitbar ist und dessen Abarbeitung durch die Überwachungseinrichtung (6) bewirkt, dass die Überwachungs¬ einrichtung (6) ein Überwachungsverfahren mit allen Schritten eines Überwachungsverfahrens nach einem der obigen Ansprüche ausführt .
15. Überwachungseinrichtung für eine Stranggießkokille (1), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Überwachungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie ein Überwachungsverfahren mit allen Schritten eines
Überwachungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausführt .
16. Stranggießkokille zum Gießen eines Metallstranges (2) d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass der Stranggießkokille eine Überwachungseinrichtung (6) Anspruch 15 zugeordnet ist.
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