WO2017071940A1 - Detecting a casting level height in a mould - Google Patents

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WO2017071940A1
WO2017071940A1 PCT/EP2016/074183 EP2016074183W WO2017071940A1 WO 2017071940 A1 WO2017071940 A1 WO 2017071940A1 EP 2016074183 W EP2016074183 W EP 2016074183W WO 2017071940 A1 WO2017071940 A1 WO 2017071940A1
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mold
measuring device
casting
pulse guide
electromagnetic pulses
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Application number
PCT/EP2016/074183
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German (de)
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Inventor
Franz Hartl
Markus Mairhofer
Andreas ROHRHOFER
Philipp Wieser
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Primetals Technologies Austria GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
    • B22D11/181—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
    • B22D11/186—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level by using electric, magnetic, sonic or ultrasonic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D2/00—Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass
    • B22D2/003—Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass for the level of the molten metal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284—Electromagnetic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/20—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of apparatus for measuring liquid level

Definitions

  • the invention relates to a measuring device and a method for detecting a pouring height of a pouring mirror in a mold of a continuous casting plant.
  • a metallic melt is conveyed from a ladle into a cooled mold, in which the solidification of the melt begins.
  • a strand shell which encloses a still liquid metal core.
  • a continuous casting plant further comprises a so-called distributor, via which the
  • melt is conveyed from the ladle into the mold.
  • the manifold serves as a buffer vessel in which the melt is buffered during a ladle change so as not to interrupt the continuous casting process and to allow continuous casting.
  • the melt usually flows through a
  • the level of the mold can be characterized by a GniteLiteford. Under the pouring mirror is understood here the upper surface of the melt in the mold and below the GniteLiteford.
  • the determination of the Gnitespiegel altar is an essential part of the regulation of the level of a mold.
  • the determination of the Gnitespiegel dam is made difficult by the fact that the melt in the mold usually a
  • Casting powder which serves as a lubricant for better sliding ability of the strand shell on the mold walls, protects the strand surface against oxidation and a uniform heat dissipation. Since the casting mirror is thereby covered by a casting powder layer, the casting level height can not be detected by measuring methods which use lasers or radar sensors.
  • a radiometric level measurement can be applied. An intensity of gamma rays is detected and
  • Gamma-ray source which usually contains cesium or cobalt isotopes, and a detector penetrate the melt in the mold and thereby attenuated.
  • Radiometric level measurement is difficult and also hazardous to maintenance personnel due to the use of radioactive components and also requires special safety areas for the storage of
  • the invention has for its object to provide an improved measuring device and an improved method for detecting a G manadorproof porch in a mold of a continuous casting.
  • the object is achieved according to the invention
  • Measuring device solved by the features of claim 1 and in terms of the method by the features of claim 11.
  • Electromagnetic pulses in the impulse management receiving guided by the pulse guide reflection components of the electromagnetic pulses and determining and evaluating the transit times of the reflection components.
  • the invention is based on the physical effect that an electromagnetic pulse at interfaces at which a wave impedance for the pulse changes abruptly, is partially reflected, so that from the transit time of the reflected portion of the pulse, a distance to the interface can be determined. The determination of
  • the invention uses the physical effect for time domain reflectometric detection of
  • the measuring device according to the invention is for
  • electromagnetic pulses for example
  • Microwave pulses formed. In contrast to
  • the measuring device allows in particular the detection of Gellospiegel way, even if the pouring mirror is covered with casting powder. In contrast to radiometric measurements of the level of the pouring mirror, the measuring device makes it possible for the maintenance personnel to detect the
  • the measuring device is much cheaper and more space-saving than on eddy currents based measuring devices and can therefore be used for relatively small molds.
  • the measuring device can be advantageous both for the
  • the measuring device allows detection of G foolspiegel wayn and G manpulver fürdicken, due to its underlying
  • the measuring device therefore enables a cost-effective, continuous and precise detection of casting levels and casting powder layer thicknesses, which is hardly influenced by the process conditions of continuous casting and can be used for almost all continuous casting plants and mold sizes.
  • the pulse guide comprises at least one insertable into the mold probe, wherein the probe preferably within a thermally shielding protective tube is guided from an electrically insulating material.
  • a measuring device with a probe insertable into the mold allows the detection of levels of casting without having to rebuild or extend the continuous casting plant. Furthermore, it allows a flexible, the respectively to be detected G fauxadorproof friendship wayn customizable arrangement of the probe in the
  • the thermal shielding of the probe in a protective tube protects the probe from the high temperatures in the mold and allows a permanent operation of the measuring device for continuous level measurement in the mold. Furthermore, a worn protection tube can be easily and quickly replaced, for example, during a short time
  • the probe is electrically insulated in the protective tube, wherein the electrical insulation advantageously together with the
  • thermal shielding of the probe by the material of the protective tube takes place.
  • a further embodiment of the invention provides that the pulse guide comprises at least one probe, which is integrated in a projecting into the mold casting tube for filling the mold.
  • This embodiment uses with the pouring tube an already existing component of the continuous casting, in the
  • Melt is immersed in the mold to integrate in it a probe of the pulse guide. This is particularly advantageous when in the mold little space for the
  • Pulse guide is available because no additional equipment must be introduced into the mold.
  • At least one such probe further extends in a direction which deviates from a casting direction of the mold.
  • the pulse guide is thus arranged on the mold wall.
  • the mold itself saves space as the wearer of
  • Pulse guide used.
  • the arrangement of probes in grooves of the mold wall advantageously prevents the probes from affecting the shape of the strand shell of the strand formed in the mold.
  • the embedding of the probes in each case an electrically insulating insulating jacket protects the probes from the high temperatures in the mold.
  • Peel growth of a strand shell in the mold affects, d. H. does not cause any substantial inhomogeneity of the shell growth.
  • a further embodiment of the invention provides that at least one probe is designed as a metallic sensor rod or as a metallic sensor cable.
  • Measuring device can advantageously be realized inexpensively. With sufficient heat shielding of the probes, commercially available sensor rods or sensor cables may also be used.
  • Insulated insulating filling filled groove in an inner side of a mold wall, wherein the groove is preferably in a direction runs from a casting direction of the
  • the mold wall for guiding the electromagnetic pulses.
  • the grooves filled with an insulating filling act as waveguides which are open to the cavity surrounded by the mold wall and into which electromagnetic pulses are respectively coupled.
  • Deviating from the casting direction gradients of the grooves in turn advantageously counteract inhomogeneous shell growth of the strand shell in the mold.
  • a further embodiment of the invention provides that the sensor electronics is connected to the pulse guide by at least one high-frequency line, such as a coaxial cable for transmitting electromagnetic pulses.
  • the high-frequency line makes it possible that the
  • Sensor electronics can be arranged in a protective against the high temperatures in the vicinity of the mold protective distance to the mold.
  • High-frequency line also makes it possible to mount the pulse guide and the sensor electronics to components that perform a relative movement to each other.
  • the mold is placed in an oscillating motion to prevent adhesion of the strand shell to the mold wall. In such a case, by a flexible
  • High-frequency line for example, a fixed to the moving mold associated pulse guide with a
  • time domain reflectometry determined.
  • guided electromagnetic impulses are sent into the mold along the pulse guidance and run times on the casting mirror
  • electromagnetic pulses for example, microwave pulses are used.
  • microwave pulses takes advantage of the fact that such electromagnetic pulses due to their frequencies and wavelengths are particularly well reflected on casting levels of metallic melts.
  • Casting powder height one facing away from the casting mirror
  • G confusepulverober composition a G tellpulver Wein, which is located above the mold level, is determined by time domain reflectometry by electromagnetic impulses guided along the pulse guide are sent into the mold and run times on the G confusepulverober Structure reflected and guided by the pulse guide reflection components of the
  • electromagnetic pulses are detected and evaluated.
  • a further embodiment of the method provides that for calibrating the measuring device, an electromagnetic
  • Pulses at least proportionately reflective calibration is arranged at a defined calibration position in the mold and guided along the pulse guide electromagnetic pulses are sent to the mold.
  • the calibration position of the calibration element in the mold serves as a reference for determining the
  • G tellaptiere Waitn d. H. a G stealapt altar is determined from a distance of the surface of the melt in the mold from the calibration position. This distance is directly proportional to the difference in the running time of an
  • reflected pulse is defined. This allows a simple calibration of the measuring device, which is preferably carried out only once during the commissioning of the measuring device.
  • 1 shows schematically a continuous casting plant with a mold and a first exemplary embodiment of a measuring device for detecting a level of the pouring glass in the mold in a sectional representation
  • 2 shows schematically a mold and a second
  • Embodiment of a measuring device for detecting the G manadorproof way in a mold in a sectional view, 3 shows schematically a pouring tube and a third
  • FIG. 3 shows a longitudinal sectional view
  • FIG. 4 shows the pouring tube shown in FIG. 3 and the measuring device shown in FIG. 3 in a cross-sectional representation
  • FIG. 6 shows a detail of a mold and a
  • Figure 1 shows schematically a continuous casting 1 in a sectional view.
  • the continuous casting plant 1 comprises a
  • Casting ladle 3 a shadow tube 5, a distributor 7, a stopper 9, a pouring tube 11 and a mold 13.
  • melt 23 in the manifold 7 can be conducted. Slag also passes into the distributor 7 with the melt 23. In the distributor 7, a slag layer 25 which is floating on the melt 23 is formed.
  • the distributor 7 has in its distributor base 27 a
  • Distributor outlet 31 is formed. At a lower end of the Verteil Vogelslasses 31, the pouring tube 11 is located, can be conveyed by the melt 23 from the distributor 7 in the mold 13. The plug 9 is above the distributor opening 29
  • Plug 9 is typically shaped conically or with stepped radii, with its diameter to the
  • Distributor opening 29 decreases towards.
  • the distributor opening 29 is closable by the plug end 33
  • Stopper end 33 is retracted into the manifold opening 29 until it rests against the manifold outlet 31.
  • the plug 9 is provided by means of a (shown only schematically)
  • Kokillenauslass 17 of the mold 13 solidify in a casting direction 18 issued strand 19.
  • An upper surface of the melt 23 in the mold 13 forms a pouring mirror 21 in the mold 13.
  • a casting powder is added, which forms a G confusepulver Mrs 37 with a facing away from the casting mirror 21 G confusepulverober Structure 39 above the casting mirror 21 ,
  • the casting powder improves the sliding properties of the strand shell on the mold wall 15 and protects the melt 23 in the mold 13 from oxidation.
  • the level height of the melt 23 in the mold 13 is quantified by a pouring mirror height 41, which is defined as a distance of the pouring mirror 21 from a reference position 43 in the mold 13, for example a position in the region of the mold outlet 17.
  • a pouring mirror height 41 which is defined as a distance of the pouring mirror 21 from a reference position 43 in the mold 13, for example a position in the region of the mold outlet 17.
  • G clothpulverober construction 39 is accordingly by a
  • Cast powder height 45 which is defined as a distance of the casting powder surface 39 from the reference position 43.
  • FIG. 1 also shows a first exemplary embodiment of a measuring device 47 for time domain reflectometry
  • the measuring device 47 comprises a pulse guide 49 for guiding electromagnetic pulses in the mold 13 and connected to the pulse guide 49 by a protected from heat radiation heat-resistant high-frequency line 51, such as a coaxial cable, connected sensor electronics 53rd Die
  • Sensor electronics 53 generates the electromagnetic pulses and couples them via the high-frequency line 51 in the
  • Pulse guide 49 a The electromagnetic pulses are microwave pulses.
  • the pulse guide 49 has an insertable into the mold 13 probe 55, which is designed as a metallic sensor rod or as a metallic sensor cable.
  • the probe 55 is made of a material of high
  • Stainless steel like the stainless steel of the WNr. 1.4841 (Xl5CrNiSi25-21), which has excellent corrosion resistance and can be used in continuous operation in air up to about 1150 ° C, or a suitable heating element alloy such as an alloy of iron, chromium and aluminum with a
  • the probe 55 is analogous to Figure 2 within a thermally shielding (not in Figure 1)
  • the probe 55 is protected from the high temperatures prevailing in the mold 13.
  • the probe 55 may further be lapped with a cooling medium, for example with an inertizing gas, which acts as additional thermal insulation.
  • the preferably detachable high-frequency line 51 makes it possible for the sensor electronics 53 to be arranged in a distance from the mold 13 which protects them from the high temperatures in the vicinity of the mold 13.
  • a flexibly running high-frequency line 51 also allows the pulse guide 49 and the sensor electronics 53 at
  • the mold 13 is set into an oscillating motion by means of an oscillator in order to adhere the strand shell to the mold wall 15
  • High-frequency line 51 for example, a fixedly connected to the moving mold 13 pulse guide 49 are connected to a sensor electronics 53, which is not at one with the mold 13 mitbedorfden component of the continuous casting 1 is arranged.
  • Pulse guide 49 moves with the mold 13, the Kokillendoch digital, for example by a
  • the electromagnetic pulses generated by the sensor electronics 53 are guided along the probe 55 introduced into the mold 13. A along the probe 55 to the
  • Kokillenauslass 17 propagating electromagnetic pulse is in each case partially reflected on the G devispulverober Structure 39 and the casting mirror 21.
  • the reflection components of the pulse are along the probe 55 and through the
  • High-frequency line 51 led back to the sensor electronics 53 and detected by the sensor electronics 53. With the sensor electronics 53, the terms of this
  • the G tellpulverober Structure 39 reflected reflection component the G collectpulveriere 45 is determined. From the transit time of the reflecting portion reflected on the casting mirror 21, the casting-mirror height 41 is determined. The difference of
  • Casting powder height 45 and the pouring mirror height 41 further provides the thickness of the casting powder layer 3.
  • Calibration element which reflects electromagnetic pulses at least partially, at a calibration position 46 in the mold 13, for example at or in the region of an upper edge of the mold 13, which by a mold height 48 of
  • Mold 13 is defined, arranged. Further, 49 guided electromagnetic pulses are sent along the impulse guide in the mold 13 and the sensor electronics 53 is a transit time reflected at the calibration and guided by the pulse guide 49 reflection components of detected electromagnetic pulses. The determined transit time is determined as a reference value corresponding to the calibration position 46 for the determination of casting level heights 41 and optionally of casting powder heights 45 from running times on the
  • the calibration element is for example as a sheet
  • Measuring device 47 needs only once in the
  • Figure 2 shows schematically a mold 13 and a second embodiment of a measuring device 47 for detecting the G easilyador too 41 in a mold 13 in one
  • the measuring device 47 is designed similar to the embodiment shown in Figure 1 and comprises an insertable into the mold 13 pulse guide 49 for guiding electromagnetic pulses in the mold 13 and a
  • the pulse guide 49 has a probe 55 which can be introduced into the mold 13 and which, like the one shown in FIG.
  • Embodiment is designed as a metallic sensor rod or as a metallic sensor cable.
  • the introduced into the mold 13 portion of the probe 55 is guided within a thermally shielding the probe 55 protective tube 57 made of an electrically insulating material, such as a refractory material. Also in this
  • the probe 55 in the protective tube 57 with a cooling medium for example with a Inertizing, lapped, that as an additional
  • Embodiment are the sensor electronics 53 and the
  • Probe 55 is not interconnected by a high frequency line 51, but the probe 55 is directly connected to the
  • Protective tube 57 led out portion of the probe 55 bent and connected to the sensor electronics 53, so that the sensor electronics 53 in a before the high
  • Figures 3 and 4 show schematically a pouring tube 11 and a third embodiment of a measuring device 47 for detecting a G manadorproof Shaw 41 in a mold 13.
  • Figure 3 shows a longitudinal sectional view
  • Figure 4 shows a cross-sectional view of the pouring tube 11 and
  • the measuring device 47 comprises like that in FIG. 1
  • a pulse guide 49 for guiding electromagnetic pulses and a
  • the pulse guide 49 has a probe 55 which, as in the exemplary embodiment shown in Figure 1 as a
  • the probe 55 is within one of
  • Probe 55 thermally shielding protective jacket 59 made of an electrically insulating material, such as a refractory material.
  • the protective jacket 59 is fixed or releasably connected to the pouring tube 11 and extends on an outer side of the pouring tube 11 parallel to a
  • a releasable connection has the advantage that in the phase of heating the pouring tube 11 or distributor 7, the pulse guide 49 is not thermally stressed when the protective jacket 59 is attached to the already heated pouring tube 11, z. B. with a quick-closing clamp.
  • the embodiment shown in Figures 3 and 4 has the advantage that no additional equipment in the
  • Mold 13 must be introduced, but the casting tube 11, which in any case protrudes into the mold 13, is used as a holder for the pulse guide 49. This design is thus especially for very tight spaces
  • Casting tube 11 is fixedly arranged on the distributor outlet 31 (see FIG. 1) and thus the relative movement of a
  • the pulse guide 49 is as in the embodiment shown in Figure 1 by a protected from heat radiation heat-resistant high-frequency line 51 with the
  • Sensor electronics 53 connected to transmit electromagnetic pulses between the sensor electronics 53 and the pulse guide 49, so that the sensor electronics 53 can be arranged in a protective against the high temperatures in the vicinity of the mold 13 distance to the mold 13.
  • the probe 55 may be in the protective jacket 59 with a
  • FIG. 5 shows a mold 13 and a pulse guide 49 of a fourth exemplary embodiment of a measuring device 47 for detecting a casting level 41 in the mold 13 in a cross-sectional view with a direction of casting 18
  • the measuring device 47 comprises, as the embodiment shown in Figure 1 a
  • Pulse guide 49 for guiding electromagnetic pulses and not shown in Figure 5 sensor electronics 53 for generating the electromagnetic pulses, coupling the electromagnetic pulses in the pulse guide 49,
  • the pulse guide 49 has a probe 55 which, as in the one shown in FIG.
  • Embodiment is designed as a metallic sensor rod or as a metallic sensor cable.
  • the pulse guide 49 is not as in the embodiments shown in Figures 1 or 2 as
  • pulse guide 49 is formed or integrated as in the embodiment shown in Figures 3 and 4 in the pouring tube 11, but is designed as a probe 55 which on an inner side of the mold wall 15 of the mold 13 in a groove 63 is disposed in the mold wall 15 and surrounded within the groove 63 by an electrically insulating insulating jacket 61.
  • the pulse guide 49 fills the groove 63 completely.
  • the impulse guide 49 does not need to be separately inserted into the mold 13 as in FIGS. 1 or 2, since it is arranged in the mold wall 15.
  • the groove 63 and the pulse guide 49 arranged therein extend from an upper edge of the mold wall 15 onto the mold outlet 17 to a depth which is sufficient for determining the mold level heights 41 to be detected.
  • the groove 63 extends in a direction deviating from the casting direction 18 in a manner analogous to FIG
  • the insulating jacket 61 is preferably made of a material whose thermal conductivity is similar to the thermal conductivity of the mold wall 15, for example, a
  • Ceramic material with a high thermal conductivity In order to allow a good heat transfer between the insulating jacket 61 and the mold wall 15, can between the
  • Insulation jacket 61 and the mold wall 15 further be a connecting material, such as a thermal grease, be arranged.
  • the probe 55 is connected to the sensor electronics 53, for example via a high-frequency line 51 as in Figure 1 or 3, or directly as in Figure 2, in that the probe 55 protrudes from the mold wall 15 and with the
  • the groove 63 of the embodiment shown in Figure 5 has a rectangular, surrounded by the mold wall 15 cavity in the mold 13 open cross-section.
  • FIG. 6 shows a section of a mold 13 and a pulse guide 49 of a fifth exemplary embodiment of a measuring device 47 for detecting a casting level 41 in the mold 13 in a manner analogous to FIG
  • Embodiment only in that the groove 63 in the mold wall 15 is not rectangular, but a Trapezoidal cross-section, wherein the groove bottom of the groove 63 has a greater extent than the groove opening of the groove 63. This advantageously allows a positive fit
  • Figures 7 and 8 show a mold 13 and a
  • Figure 7 shows a similar to Figure 5 cross-sectional view with a direction of casting 18th
  • FIG. 8 shows a section of an inner side of a mold wall 15 of the mold 13 and an impulse guide 49 of the mold arranged thereon
  • the measuring device 47 is similar to the measuring device 47 of the imple mentation example shown in Figure 5
  • the use of a plurality of probes 55 makes it possible to measure a casting level profile in addition to a casting level 41. Furthermore, it allows out with the various probes 55
  • Mold level control is used.
  • a spatial distribution of the G manuverieren 41 be closed to unbalanced flows in the melt 23 and thereby z.
  • an asymmetrical outflow of melt 23 can be detected from the pouring tube 11.
  • the grooves 63 extend from an upper edge of the
  • the grooves 63 each extend as in
  • FIG. 8 shows a direction deviating from the casting direction 18 in order to prevent inhomogeneous shell growth
  • the measuring device 47 includes the pulse guide 49 for guiding electromagnetic pulses and not shown in Figure 5 sensor electronics 53 for generating the electromagnetic pulses, coupling the electromagnetic pulses in the pulse guide 49,
  • the pulse guide 49 of this embodiment unlike that shown in Figs.
  • Embodiments not designed as a sensor rod or sensor cable probe 55, but instead filled with an electrically insulating insulating filling 65 groove 63 in an inner side of a metallic mold wall 15 of Mold 13.
  • the electromagnetic pulses are coupled directly into the groove 63 in this embodiment and guided along the groove 63.
  • Insulating filling 65 acts as to the cavity surrounded by the mold wall 15 open waveguide for guiding the electromagnetic pulses.
  • the groove 63 is connected to the
  • Sensor electronics 53 for example via a
  • Radio frequency line 51 connected to transmit electromagnetic pulses.
  • the groove 63 extends from an upper edge of
  • the groove 63 preferably extends in a direction deviating from the casting direction 18, analogously to FIG. 7, in order to prevent inhomogeneous shell growth
  • the insulating filling 65 is preferably made of a material having a high thermal conductivity.
  • Powdersheets 45 determined.
  • Figure 10 shows a mold 13 and a pulse guide 49 of an eighth embodiment of a measuring device 47 for detecting a G stealador basically too 41 in the mold 13 in a cross-sectional view with a direction of casting 18 orthogonal cutting plane.
  • the measuring device 47 is similar to the measuring device 47 of the imple mentation example shown in Figure 9
  • Pulse guide 49 with several, each filled with an electrically insulating insulating filling 65 grooves 63 in an inner side of a metallic mold wall 15 of the mold 13. Each of these grooves 63 is connected to a sensor electronics 53, not shown in FIG. 10, of the measuring device 47. Along each of these grooves 63 guided electromagnetic pulses are sent to her in the mold 13, with which time-domain reflectometrically each G stealador basically lets 41 and optionally a G discernpulver awhile 45 are determined.
  • the grooves 63 extend from an upper edge of the
  • Mold wall 15 on the Kokillenauslass 17 to a depth sufficient to determine to be detected G cordadorproof wayn 41.
  • the grooves 63 each extend analogously to FIG. 8 in a direction deviating from the casting direction 18
  • the grooves 63 of the embodiments shown in Figures 7, 9 and 10 each have a rectangular
  • Modifications of these exemplary embodiments may have grooves 63 of a different cross section, for example grooves 63, each having a trapezoidal cross section as the groove 63 shown in Figure 6.
  • FIGS. 1 and 2 show, by way of example, straight dies 13 and FIGS. 5, 7, 9 and 10 show
  • Example molds 13 with rectangular mold openings are not limited to such molds 13 formed, but also for all other Kokillenformen, for example, for curved molds 13 and / or molds 13 with differently shaped mold openings used.

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Abstract

The invention relates to a measuring device (47) for detecting a casting level height (41) of a casting level (21) in a mould (13) of a continuous casting system (1). The measuring device (47) comprises an impulse guide (49) for guiding electromagnetic impulses in the mould (13) and a sensor electronics system (53) connected to the impulse guide (49) for generating the electromagnetic impulses, coupling the electromagnetic impulses into the impulse guide (49), receiving reflection portions of the electromagnetic impulses guided by the impulse guide (49), and determining and evaluating transit times of the reflection portions, wherein the impulse guide (49) comprises at least one probe (55) that can be introduced into the mould (13).

Description

Beschreibung description
Erfassung einer Gießspiegelhöhe in einer Kokille Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe eines Gießspiegels in einer Kokille einer Stranggießanlage. The invention relates to a measuring device and a method for detecting a pouring height of a pouring mirror in a mold of a continuous casting plant.
In Stranggießanlagen wird eine metallische Schmelze von einer Gießpfanne in eine gekühlte Kokille, in der die Erstarrung der Schmelze beginnt, gefördert. Innerhalb der Kokille erstarren Oberflächenbereiche der Schmelze zu einer so genannten Strangschale, die einen noch flüssigen Metallkern umschließt. Aus der Kokille wird ein die Strangschale aufweisender metallischer Strang ausgegeben, der danach weiter abgekühlt wird. Häufig weist eine Stranggießanlage ferner einen so genannten Verteiler auf, über den die In continuous casting plants, a metallic melt is conveyed from a ladle into a cooled mold, in which the solidification of the melt begins. Within the mold surface areas of the melt solidify into a so-called strand shell, which encloses a still liquid metal core. From the mold, a strand shell having exhibiting metallic strand is issued, which is then cooled further. Frequently, a continuous casting plant further comprises a so-called distributor, via which the
Schmelze von der Gießpfanne in die Kokille gefördert wird. Der Verteiler dient insbesondere als ein Pufferbehälter, in dem die Schmelze während eines Gießpfannenwechsels gepuffert wird, um den Stranggießprozess nicht unterbrechen zu müssen und ein kontinuierliches Stranggießen zu ermöglichen. Von dem Verteiler fließt die Schmelze in der Regel durch eine Melt is conveyed from the ladle into the mold. In particular, the manifold serves as a buffer vessel in which the melt is buffered during a ladle change so as not to interrupt the continuous casting process and to allow continuous casting. From the distributor, the melt usually flows through a
Verteileröffnung im Verteilerboden des Verteilers in die Kokille, wobei der Durchfluss durch einen Stopfen oder Distributor opening in the distributor bottom of the distributor in the mold, wherein the flow through a plug or
Schieber steuerbar ist. Slider is controllable.
Für eine gute Strangbildung in der Kokille ist es wesentlich, einen Füllstand der Kokille möglichst konstant zu halten, um ein kontinuierliches und homogenes Schalenwachstum der For a good strand formation in the mold, it is essential to keep a level of the mold as constant as possible in order to achieve a continuous and homogeneous shell growth of the mold
Strangschale des Strangs und dadurch eine hohe Strand shell of the strand and thereby a high
Produktqualität zu erreichen. Der Füllstand der Kokille kann durch eine Gießspiegelhöhe charakterisiert werden. Unter dem Gießspiegel wird hier die obere Oberfläche der Schmelze in der Kokille verstanden und unter der Gießspiegelhöhe dieTo achieve product quality. The level of the mold can be characterized by a Gießspiegelhöhe. Under the pouring mirror is understood here the upper surface of the melt in the mold and below the Gießspiegelhöhe the
Füllstandshöhe der Schmelze in der Kokille. Die Ermittlung der Gießspiegelhöhe ist ein wesentlicher Bestandteil der Regelung des Füllstands einer Kokille. Die Ermittlung der Gießspiegelhöhe wird dadurch erschwert, dass auf die Schmelze in der Kokille in der Regel ein Level of the melt in the mold. The determination of the Gießspiegelhöhe is an essential part of the regulation of the level of a mold. The determination of the Gießspiegelhöhe is made difficult by the fact that the melt in the mold usually a
Gießpulver gegeben wird, das als Schmiermittel für eine bessere Gleit fähigkeit der Strangschale an den Kokillenwänden dient, die Strangoberfläche gegen Oxidation schützt und einer gleichmäßigen Wärmeabfuhr dient. Da der Gießspiegel dadurch von einer Gießpulverschicht bedeckt ist, lässt sich die Gießspiegelhöhe nicht mit Messverfahren, die Laser oder Radarsensoren einsetzen, erfassen. Casting powder is given, which serves as a lubricant for better sliding ability of the strand shell on the mold walls, protects the strand surface against oxidation and a uniform heat dissipation. Since the casting mirror is thereby covered by a casting powder layer, the casting level height can not be detected by measuring methods which use lasers or radar sensors.
Um die Gießspiegelhöhe zu ermitteln, kann beispielsweise eine radiometrische Füllstandsmessung angewendet werden. Dabei wird eine Intensität von Gammastrahlen erfasst und To determine the Gießspiegelhöhe, for example, a radiometric level measurement can be applied. An intensity of gamma rays is detected and
ausgewertet, welche zwischen einer radioaktiven evaluated which between a radioactive
Gammastrahlenquelle, die meist Cäsium- oder Kobaltisotope enthält, und einem Detektor die Schmelze in der Kokille durchdringen und dadurch abgeschwächt werden. Die  Gamma-ray source, which usually contains cesium or cobalt isotopes, and a detector penetrate the melt in the mold and thereby attenuated. The
radiometrische Füllstandsmessung ist durch den Einsatz radioaktiver Komponenten jedoch schwierig und auch gefährlich für das Instandhaltungspersonal und erfordert außerdem spezielle Sicherheitsbereiche für die Lagerung von Radiometric level measurement, however, is difficult and also hazardous to maintenance personnel due to the use of radioactive components and also requires special safety areas for the storage of
Ersatzteilen . Eine weitere Möglichkeit, die Gießspiegelhöhe zu ermitteln, besteht in der Verwendung von Sensoren basierend auf dem Prinzip von Wirbelströmen. Die Sensoren werden an der Spare parts. Another way to determine the Gießspiegelhöhe, consists in the use of sensors based on the principle of eddy currents. The sensors are connected to the
Oberkante der Kokille oder oberhalb der Schmelze schwebend platziert. Diese Sensorik ist jedoch einerseits sehr teuer und weist andererseits relativ große Abmessungen auf, die ihre Anwendbarkeit bei kleinen Gießformaten ausschließt. Top edge of the mold or placed floating above the melt. However, this sensor is on the one hand very expensive and on the other hand has relatively large dimensions, which precludes their applicability in small casting formats.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Messvorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in einer Kokille einer Stranggießanlage anzugeben . Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der The invention has for its object to provide an improved measuring device and an improved method for detecting a Gießspiegelhöhe in a mold of a continuous casting. The object is achieved according to the invention
Messvorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 11 gelöst . Measuring device solved by the features of claim 1 and in terms of the method by the features of claim 11.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche . Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Eine erfindungsgemäße Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe eines Gießspiegels in einer Kokille einer Stranggießanlage umfasst eine Impuls führung zur Führung elektromagnetischer Impulse in der Kokille und eine mit der Impulsführung verbundene Sensorelektronik zum Erzeugen der elektromagnetischen Impulse, Einkoppeln der A measuring device according to the invention for detecting a Gießspiegelhöhe a mold level in a mold of a continuous casting plant comprises a pulse guide for guiding electromagnetic pulses in the mold and connected to the pulse guide sensor electronics for generating the electromagnetic pulses, coupling the
elektromagnetischen Impulse in die Impuls führung, Empfangen von der Impulsführung geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse und Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten der Reflektionsanteile . Die Erfindung basiert auf dem physikalischen Effekt, dass ein elektromagnetischer Impuls an Grenzflächen, an denen sich eine Wellenimpedanz für den Impuls sprunghaft ändert, teilweise reflektiert wird, so dass aus der Laufzeit des reflektierten Anteils des Impulses eine Entfernung zu der Grenzfläche ermittelt werden kann. Die Bestimmung von Electromagnetic pulses in the impulse management, receiving guided by the pulse guide reflection components of the electromagnetic pulses and determining and evaluating the transit times of the reflection components. The invention is based on the physical effect that an electromagnetic pulse at interfaces at which a wave impedance for the pulse changes abruptly, is partially reflected, so that from the transit time of the reflected portion of the pulse, a distance to the interface can be determined. The determination of
Entfernungen durch Ausnutzung dieses physikalischen Effektes zählt zu den so genannten zeitbereichsreflektometrischen Messverfahren. Die Erfindung nutzt den physikalischen Effekt zur zeitbereichsreflektometrischen Erfassung der  Distances due to exploitation of this physical effect are among the so-called time domain reflectometric measurement methods. The invention uses the physical effect for time domain reflectometric detection of
Gießspiegelhöhe in einer Kokille. Gießspiegelhöhe in a mold.
Die erfindungsgemäße Messvorrichtung ist zur The measuring device according to the invention is for
zeitbereichsreflektometrischen Erfassung der Gießspiegelhöhe durch in der Kokille an einer Impuls führung geführte Time domain reflectometric detection of Gießspiegelhöhe guided by in the mold on a pulse guide
elektromagnetische Impulse, beispielsweise electromagnetic pulses, for example
Mikrowellenimpulse, ausgebildet. Im Unterschied zu  Microwave pulses formed. In contrast to
Messverfahren, die Laser oder Radarsensoren einsetzen, ermöglicht die Messvorrichtung insbesondere die Erfassung der Gießspiegelhöhe, auch wenn der Gießspiegel mit Gießpulver bedeckt ist. Im Unterschied zu radiometrischen Messungen der Gießspiegelhöhe ermöglicht die Messvorrichtung eine für das Instandhaltungspersonal ungefährliche Erfassung der Measuring methods that use laser or radar sensors, the measuring device allows in particular the detection of Gießspiegelhöhe, even if the pouring mirror is covered with casting powder. In contrast to radiometric measurements of the level of the pouring mirror, the measuring device makes it possible for the maintenance personnel to detect the
Gießspiegelhöhe, die insbesondere keine speziellen Gießspiegelhöhe, in particular, no special
Sicherheitsmaßnahmen und -bereiche erfordert. Ferner ist die Messvorrichtung wesentlich kostengünstiger und platzsparender als auf Wirbelströmen basierende Messvorrichtungen und kann daher auch für relativ kleine Kokillen eingesetzt werden. Security measures and areas. Furthermore, the measuring device is much cheaper and more space-saving than on eddy currents based measuring devices and can therefore be used for relatively small molds.
Außerdem kann mit der Messvorrichtung nicht nur die In addition, with the measuring device not only the
Gießspiegelhöhe, sondern auch die Dicke einer Gießspiegelhöhe, but also the thickness of a
Gießpulverschicht über einem Gießspiegel erfasst werden, indem die Lage der von dem Gießspiegel abgewandten Oberfläche der Gießpulverschicht analog zur Erfassung der Gießpulverschicht be detected on a casting mirror, by the position of the side facing away from the mold surface of the Gießpulverschicht analogous to the detection of the
Gießspiegelhöhe mit der Messvorrichtung Gießspiegelhöhe with the measuring device
zeitbereichsreflektometrisch erfasst wird. Dadurch kann die Messvorrichtung vorteilhaft sowohl für die time domain reflectometry is detected. As a result, the measuring device can be advantageous both for the
Gießspiegelregelung als auch für die Überwachung der Dicke der Gießpulverschicht eingesetzt werden.  Gießspiegelregelung be used as well as for monitoring the thickness of the Gießpulverschicht.
Darüber hinaus ermöglicht die Messvorrichtung eine Erfassung von Gießspiegelhöhen und Gießpulverschichtdicken, die aufgrund des ihr zugrunde liegenden In addition, the measuring device allows detection of Gießspiegelhöhen and Gießpulverschichtdicken, due to its underlying
zeitbereichsreflektometrischen Prinzips praktisch unabhängig von Materialeigenschaften wie Viskosität, Leitfähigkeit und pH-Wert der Schmelze in der Kokille und von Zeitbereichsreflektometrischen principle practically independent of material properties such as viscosity, conductivity and pH of the melt in the mold and of
Umgebungsbedingungen wie Druck, Temperatur, Dampf, Staub oder Schaum ist. Die Messvorrichtung ermöglicht daher eine kostengünstige, kontinuierliche und präzise Erfassung von Gießspiegelhöhen und Gießpulverschichtdicken, die von den Prozessbedingungen des Stranggießens kaum beeinflusst wird und für nahezu alle Stranggießanlagen und Kokillengrößen einsetzbar ist.  Environmental conditions such as pressure, temperature, steam, dust or foam is. The measuring device therefore enables a cost-effective, continuous and precise detection of casting levels and casting powder layer thicknesses, which is hardly influenced by the process conditions of continuous casting and can be used for almost all continuous casting plants and mold sizes.
Die Erfindung sieht vor, dass die Impulsführung wenigstens eine in die Kokille einführbare Sonde umfasst, wobei die Sonde vorzugsweise innerhalb eines sich thermisch abschirmenden Schutzrohrs aus einem elektrisch isolierenden Material geführt ist. The invention provides that the pulse guide comprises at least one insertable into the mold probe, wherein the probe preferably within a thermally shielding protective tube is guided from an electrically insulating material.
Eine Messvorrichtung mit einer in die Kokille einführbaren Sonde ermöglicht die Erfassung von Gießspiegelhöhen, ohne die Stranggießanlage umbauen oder erweitern zu müssen. Ferner ermöglicht sie eine flexible, den jeweils zu erfassenden Gießspiegelhöhen anpassbare Anordnung der Sonde in der A measuring device with a probe insertable into the mold allows the detection of levels of casting without having to rebuild or extend the continuous casting plant. Furthermore, it allows a flexible, the respectively to be detected Gießspiegelhöhen customizable arrangement of the probe in the
Kokille . Mold.
Die thermische Abschirmung der Sonde in einem Schutzrohr schützt die Sonde vor den hohen Temperaturen in der Kokille und ermöglicht einen dauerhaften Betrieb der Messvorrichtung zur kontinuierlichen Füllstandsmessung in der Kokille. Ferner kann ein verschlissenes Schutzrohr einfach und schnell ersetzt werden, beispielsweise während einer kurzen The thermal shielding of the probe in a protective tube protects the probe from the high temperatures in the mold and allows a permanent operation of the measuring device for continuous level measurement in the mold. Furthermore, a worn protection tube can be easily and quickly replaced, for example, during a short time
Gießpause, ohne die Sonde selbst wechseln zu müssen. Die Sonde ist in dem Schutzrohr elektrisch isoliert, wobei die elektrische Isolierung vorteilhaft gemeinsam mit der Casting break without having to change the probe itself. The probe is electrically insulated in the protective tube, wherein the electrical insulation advantageously together with the
thermischen Abschirmung der Sonde durch das Material des Schutzrohrs erfolgt. thermal shielding of the probe by the material of the protective tube takes place.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Impulsführung wenigstens eine Sonde umfasst, die in ein in die Kokille hineinragendes Gießrohr zum Befüllen der Kokille integriert ist . A further embodiment of the invention provides that the pulse guide comprises at least one probe, which is integrated in a projecting into the mold casting tube for filling the mold.
Diese Ausgestaltung nutzt mit dem Gießrohr eine ohnehin vorhandene Komponente der Stranggießanlage, die in die This embodiment uses with the pouring tube an already existing component of the continuous casting, in the
Schmelze in der Kokille eingetaucht wird, um in ihr eine Sonde der Impulsführung zu integrieren. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn in der Kokille wenig Platz für die Melt is immersed in the mold to integrate in it a probe of the pulse guide. This is particularly advantageous when in the mold little space for the
Impulsführung zur Verfügung steht, da keine zusätzliche Apparatur in die Kokille eingeführt werden muss. Pulse guide is available because no additional equipment must be introduced into the mold.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Impulsführung wenigstens eine von einem elektrisch A further embodiment of the invention provides that the pulse guide at least one of an electrical
isolierenden Isolierungsmantel umgebene Sonde umfasst, die an einer Innenseite einer Kokillenwand der Kokille, beispielsweise in einer Nut in der Kokillenwand, angeordnet ist. Vorzugsweise verläuft wenigstens eine derartige Sonde ferner in eine Richtung, die von einer Gießrichtung der Kokille abweicht. enclosing insulating jacket surrounding the probe an inner side of a mold wall of the mold, for example, in a groove in the mold wall, is arranged. Preferably, at least one such probe further extends in a direction which deviates from a casting direction of the mold.
Bei der vorgenannten Ausgestaltung der Erfindung ist die Impulsführung also an der Kokillenwand angeordnet. Dadurch wird die Kokille selbst platzsparend als Trägerin der In the aforementioned embodiment of the invention, the pulse guide is thus arranged on the mold wall. As a result, the mold itself saves space as the wearer of
Impulsführung genutzt. Die Anordnung von Sonden in Nuten der Kokillenwand verhindert vorteilhaft, dass die Sonden die Form der in der Kokille gebildeten Strangschale des Strangs beeinträchtigen. Die Einbettung der Sonden in jeweils einen elektrisch isolierenden Isolierungsmantel schützt die Sonden vor den hohen Temperaturen in der Kokille. Durch von der Gießrichtung in der Kokille abweichende Verläufe der Sonden kann vorteilhaft erreicht werden, dass sich eine in den Bereichen der Sonden lokal veränderte Wärmeabfuhr aus der Schmelze durch die Kokillenwand nicht negativ auf ein Pulse guide used. The arrangement of probes in grooves of the mold wall advantageously prevents the probes from affecting the shape of the strand shell of the strand formed in the mold. The embedding of the probes in each case an electrically insulating insulating jacket protects the probes from the high temperatures in the mold. By deviating from the casting direction in the mold gradients of the probes can be advantageously achieved that a locally in the regions of the probes changed heat removal from the melt through the mold wall not a negative
Schalenwachstum einer Strangschale in der Kokille auswirkt, d. h. keine wesentliche Inhomogenität des Schalenwachstums bewirkt . Peel growth of a strand shell in the mold affects, d. H. does not cause any substantial inhomogeneity of the shell growth.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine Sonde als ein metallischer Sensorstab oder als ein metallisches Sensorseil ausgebildet ist. A further embodiment of the invention provides that at least one probe is designed as a metallic sensor rod or as a metallic sensor cable.
Derartige Sonden sind einfach herstellbar, so dass die Such probes are easy to produce, so that the
Messvorrichtung vorteilhaft kostengünstig realisiert werden kann. Bei ausreichender Wärmeabschirmung der Sonden können außerdem kommerziell verfügbare Sensorstäbe oder Sensorseile verwendet werden. Measuring device can advantageously be realized inexpensively. With sufficient heat shielding of the probes, commercially available sensor rods or sensor cables may also be used.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Impulsführung wenigstens eine mit einer elektrisch A further embodiment of the invention provides that the pulse guide at least one with an electric
isolierenden Isolierfüllung gefüllte Nut in einer Innenseite einer Kokillenwand umfasst, wobei die Nut vorzugsweise in eine Richtung verläuft, die von einer Gießrichtung der Insulated insulating filling filled groove in an inner side of a mold wall, wherein the groove is preferably in a direction runs from a casting direction of the
Kokille abweicht. Mold diverges.
Bei der vorgenannten Ausgestaltung der Erfindung werden mit einer Isolierfüllung gefüllte Nuten in der Kokillenwand zur Führung der elektromagnetischen Impulse verwendet. Die mit einer Isolierfüllung gefüllten Nuten wirken als zu dem von der Kokillenwand umgebenen Hohlraum offene Hohlleiter, in die jeweils elektromagnetische Impulse eingekoppelt werden. In the aforementioned embodiment of the invention filled with an insulating filling grooves are used in the mold wall for guiding the electromagnetic pulses. The grooves filled with an insulating filling act as waveguides which are open to the cavity surrounded by the mold wall and into which electromagnetic pulses are respectively coupled.
Dadurch können separate Sonden wie Sensorstäbe oder This allows separate probes such as sensor rods or
Sensorseile entfallen, was die Realisierung der Impulsführung vereinfacht und deren Kosten reduziert. Von der Gießrichtung abweichende Verläufe der Nuten wirken vorteilhaft wiederum einem inhomogenen Schalenwachstum der Strangschale in der Kokille entgegen. Sensor cables are eliminated, which simplifies the implementation of the impulse management and reduces their costs. Deviating from the casting direction gradients of the grooves in turn advantageously counteract inhomogeneous shell growth of the strand shell in the mold.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Sensorelektronik mit der Impulsführung durch wenigstens eine Hochfrequenzleitung, beispielsweise ein Koaxialkabel, zur Übertragung elektromagnetischer Impulse verbunden ist. A further embodiment of the invention provides that the sensor electronics is connected to the pulse guide by at least one high-frequency line, such as a coaxial cable for transmitting electromagnetic pulses.
Die Hochfrequenzleitung ermöglicht dabei, dass die The high-frequency line makes it possible that the
Sensorelektronik in einer sie vor den hohen Temperaturen in der Umgebung der Kokille schützenden Entfernung zur Kokille angeordnet werden kann. Eine flexibel ausgeführte Sensor electronics can be arranged in a protective against the high temperatures in the vicinity of the mold protective distance to the mold. A flexible running
Hochfrequenzleitung ermöglicht ferner, die Impulsführung und die Sensorelektronik an Komponenten zu montieren, die zueinander eine Relativbewegung ausführen. In der Regel wird die Kokille in eine oszillierende Bewegung versetzt, um ein Anhaften der Strangschale an der Kokillenwand zu verhindern. In einem solchen Fall kann durch eine flexible High-frequency line also makes it possible to mount the pulse guide and the sensor electronics to components that perform a relative movement to each other. In general, the mold is placed in an oscillating motion to prevent adhesion of the strand shell to the mold wall. In such a case, by a flexible
Hochfrequenzleitung beispielsweise eine fest mit der sich bewegenden Kokille verbundene Impulsführung mit einer High-frequency line, for example, a fixed to the moving mold associated pulse guide with a
Sensorelektronik verbunden werden, die an einer sich nicht mit der Kokille mitbewegenden Komponente der Stranggießanlage angeordnet ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe eines Gießspiegels in einer Kokille einer Stranggießanlage mit einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung wird dementsprechend die Gießspiegelhöhe Sensor electronics are connected, which is arranged on a not moving together with the mold component of the continuous casting. In the inventive method for detecting a Gießspiegelhöhe a casting mirror in a mold of a continuous casting with a measuring device according to the invention, the Gießspiegelhöhe accordingly
zeitbereichsreflektometrisch ermittelt. Dazu werden entlang der Impulsführung geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille gesendet und Laufzeiten an dem Gießspiegel time domain reflectometry determined. For this purpose, guided electromagnetic impulses are sent into the mold along the pulse guidance and run times on the casting mirror
reflektierter und von der Impuls führung geführter reflected and led by the impulse leadership
Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse erfasst und ausgewertet. Als elektromagnetische Impulse werden beispielsweise Mikrowellenimpulse verwendet. Reflectance components of the electromagnetic pulses detected and evaluated. As electromagnetic pulses, for example, microwave pulses are used.
Das Verfahren nutzt zur Erfassung von Gießspiegelhöhen vorteilhaft den oben bereits genannten physikalischen Effekt der teilweisen Reflektion elektromagnetischer Impulse anThe method advantageously utilizes the above-mentioned physical effect of the partial reflection of electromagnetic pulses to detect levels of the casting mirror
Grenzflächen, an denen sich die Wellenimpedanz ändert. Die Verwendung von Mikrowellenimpulsen nutzt vorteilhaft aus, dass derartige elektromagnetische Impulse aufgrund ihrer Frequenzen und Wellenlängen besonders gut an Gießspiegeln metallischer Schmelzen reflektiert werden. Interfaces where the wave impedance changes. The use of microwave pulses takes advantage of the fact that such electromagnetic pulses due to their frequencies and wavelengths are particularly well reflected on casting levels of metallic melts.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass eine An embodiment of the method provides that a
Gießpulverhöhe einer von dem Gießspiegel abgewandten Casting powder height one facing away from the casting mirror
Gießpulveroberfläche einer Gießpulverschicht, die sich über dem Gießspiegel befindet, zeitbereichsreflektometrisch ermittelt wird, indem entlang der Impulsführung geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille gesendet werden und Laufzeiten an der Gießpulveroberfläche reflektierter und von der Impulsführung geführter Reflektionsanteile der Gießpulveroberfläche a Gießpulverschicht, which is located above the mold level, is determined by time domain reflectometry by electromagnetic impulses guided along the pulse guide are sent into the mold and run times on the Gießpulveroberfläche reflected and guided by the pulse guide reflection components of the
elektromagnetischen Impulse erfasst und ausgewertet werden. electromagnetic pulses are detected and evaluated.
Dadurch kann mit den oben bereits genannten Vorteilen nicht nur eine Gießspiegelhöhe, sondern auch eine Dicke einer den Gießspiegel bedeckenden Gießpulverschicht erfasst werden. As a result, with the advantages already mentioned above, not only a casting-mirror height but also a thickness of a casting-powder layer covering the casting-glass level can be detected.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass zum Kalibrieren der Messvorrichtung ein elektromagnetische A further embodiment of the method provides that for calibrating the measuring device, an electromagnetic
Impulse wenigstens anteilig reflektierendes Kalibrierelement an einer definierten Kalibrierposition in der Kokille angeordnet wird und entlang der Impulsführung geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille gesendet werden. Eine Laufzeit an dem Kalibrierelement reflektierter und von der Impulsführung geführter Reflektionsanteile der Pulses at least proportionately reflective calibration is arranged at a defined calibration position in the mold and guided along the pulse guide electromagnetic pulses are sent to the mold. A transit time on the calibration element reflected and guided by the pulse guide reflection components of
elektromagnetischen Impulse wird erfasst und als zu der Kalibrierposition korrespondierender Referenzwert für die Ermittlung von Gießspiegelhöhen aus Laufzeiten an dem electromagnetic pulses are detected and as a reference to the calibration position reference value for the determination of Gießspiegelhöhen from maturities on the
Gießspiegel reflektierter Reflektionsanteile Gießspiegel reflected reflection components
elektromagnetischer Impulse verwendet. used electromagnetic pulses.
Die Kalibrierposition des Kalibrierelements in der Kokille dient dabei als Bezugswert für die Ermittlung der The calibration position of the calibration element in the mold serves as a reference for determining the
Gießspiegelhöhen, d. h. eine Gießspiegelhöhe wird aus einem Abstand der Oberfläche der Schmelze in der Kokille von der Kalibrierposition ermittelt. Dieser Abstand ist direkt proportional zur Differenz der Laufzeit eines an dem Gießspiegelhöhen, d. H. a Gießspiegelhöhe is determined from a distance of the surface of the melt in the mold from the calibration position. This distance is directly proportional to the difference in the running time of an
Gießspiegel reflektierten Impulses und des Referenzwertes, der durch die Laufzeit eines an dem Kalibrierelement Founding mirror reflected pulse and the reference value, by the duration of one of the calibration
reflektierten Impulses definiert ist. Dies ermöglicht eine einfache Kalibrierung der Messvorrichtung, die vorzugsweise nur einmalig bei der Inbetriebnahme der Messvorrichtung durchgeführt wird. reflected pulse is defined. This allows a simple calibration of the measuring device, which is preferably carried out only once during the commissioning of the measuring device.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im The above-described characteristics, features and advantages of this invention as well as the manner in which they are achieved will become clearer and more clearly understood
Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Related to the following description of
Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Embodiments associated with the
Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen: Drawings are explained in more detail. Showing:
FIG 1 schematisch eine Stranggießanlage mit einer Kokille und ein erstes Aus führungsbeispiel einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille in einer Schnittdarsteilung, FIG 2 schematisch eine Kokille und ein zweites 1 shows schematically a continuous casting plant with a mold and a first exemplary embodiment of a measuring device for detecting a level of the pouring glass in the mold in a sectional representation, 2 shows schematically a mold and a second
Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung zur Erfassung der Gießspiegelhöhe in einer Kokille in einer Schnittdarstellung, FIG 3 schematisch ein Gießrohr und ein drittes  Embodiment of a measuring device for detecting the Gießspiegelhöhe in a mold in a sectional view, 3 shows schematically a pouring tube and a third
Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in einer Kokille in einer  Embodiment of a measuring device for detecting a Gießspiegelhöhe in a mold in one
Längsschnittdarsteilung, FIG 4 das in Figur 3 gezeigte Gießrohr und die in Figur 3 gezeigte Messvorrichtung in einer Querschnittdarstellung, 3 shows a longitudinal sectional view, FIG. 4 shows the pouring tube shown in FIG. 3 and the measuring device shown in FIG. 3 in a cross-sectional representation,
FIG 5 schematisch eine Kokille und eine Impuls führung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille in einer Querschnittdarsteilung, 5 shows schematically a mold and a pulse guide of a fourth embodiment of a measuring device for detecting a Gießspiegelhöhe in the mold in a Querschnittsteilsteilung,
FIG 6 einen Ausschnitt einer Kokille und eine 6 shows a detail of a mold and a
Impulsführung eines fünften Ausführungsbeispiels einer  Pulse guide of a fifth embodiment of a
Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille in einer Querschnittdarstellung, Measuring device for detecting a Gießspiegelhöhe in the mold in a cross-sectional view,
FIG 7 schematisch eine Kokille und eine Impuls führung eines sechsten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille in einer Querschnittdarsteilung, 7 shows schematically a mold and a pulse guide of a sixth embodiment of a measuring device for detecting a Gießspiegelhöhe in the mold in a Querschnittsteilsteilung,
FIG 8 einen Ausschnitt einer Innenseite einer 8 shows a section of an inner side of a
Kokillenwand einer Kokille und einer daran angeordneten Impulsführung des sechsten Ausführungsbeispiels einer  Mold wall of a mold and a pulse guide arranged thereon of the sixth embodiment of a
Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille,  Measuring device for detecting a Gießspiegelhöhe in the mold,
FIG 9 schematisch eine Kokille und eine Impuls führung eines siebten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille in einer QuerSchnittdarstellung, und FIG 10 schematisch eine Kokille und eine Impuls führung eines achten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille in einer Querschnittdarsteilung . 9 shows schematically a mold and a pulse guide of a seventh embodiment of a measuring device for detecting a Gießspiegelhöhe in the mold in a cross-sectional view, and 10 shows schematically a mold and a pulse guidance of an eighth embodiment of a measuring device for detecting a Gießspiegelhöhe in the mold in a Querschnittsteilsteilung.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Figur 1 zeigt schematisch eine Stranggießanlage 1 in einer Schnittdarstellung. Die Stranggießanlage 1 umfasst eineFigure 1 shows schematically a continuous casting 1 in a sectional view. The continuous casting plant 1 comprises a
Gießpfanne 3, ein Schattenrohr 5, einen Verteiler 7, einen Stopfen 9, ein Gießrohr 11 und eine Kokille 13. Casting ladle 3, a shadow tube 5, a distributor 7, a stopper 9, a pouring tube 11 and a mold 13.
Aus der Gießpfanne 3 ist durch das Schattenrohr 5 Schmelze 23 in den Verteiler 7 leitbar. Mit der Schmelze 23 gelangt auch Schlacke in den Verteiler 7. In dem Verteiler 7 bildet sich eine auf der Schmelze 23 schwimmende Schlackeschicht 25. From the ladle 3 through the shadow tube 5 melt 23 in the manifold 7 can be conducted. Slag also passes into the distributor 7 with the melt 23. In the distributor 7, a slag layer 25 which is floating on the melt 23 is formed.
Der Verteiler 7 weist in seinem Verteilerboden 27 eine The distributor 7 has in its distributor base 27 a
Verteileröffnung 29 auf, die von einem in dem Distributor opening 29, of a in the
Verteilerboden 27 angeordneten rohrförmigen Distributor floor 27 arranged tubular
Verteilerauslass 31 gebildet wird. An einem unteren Ende des Verteilerauslasses 31 liegt das Gießrohr 11 an, durch das Schmelze 23 von dem Verteiler 7 in die Kokille 13 förderbar ist. Der Stopfen 9 ist über der Verteileröffnung 29  Distributor outlet 31 is formed. At a lower end of the Verteilerauslasses 31, the pouring tube 11 is located, can be conveyed by the melt 23 from the distributor 7 in the mold 13. The plug 9 is above the distributor opening 29
angeordnet und als ein im Wesentlichen zylindrischer Körper mit einer vertikal verlaufenden Längsachse ausgebildet. Ein der Verteileröffnung 29 zugewandtes Stopfenende 33 des arranged and formed as a substantially cylindrical body with a vertically extending longitudinal axis. One of the manifold opening 29 facing plug end 33 of the
Stopfens 9 ist typischerweise konisch oder mit abgestuften Radien geformt, wobei sein Durchmesser zu der Plug 9 is typically shaped conically or with stepped radii, with its diameter to the
Verteileröffnung 29 hin abnimmt. Mittels des Stopfenendes 33 ist die Verteileröffnung 29 verschließbar, indem das  Distributor opening 29 decreases towards. By means of the plug end 33, the distributor opening 29 is closable by the
Stopfenende 33 in die Verteileröffnung 29 eingefahren wird bis es an dem Verteilerauslass 31 anliegt. Zum Öffnen und Verschließen der Verteileröffnung 29 sowie zur Steuerung des Durchflusses durch die Verteileröffnung 29 ist der Stopfen 9 mittels einer (nur schematisch dargestellten) Stopper end 33 is retracted into the manifold opening 29 until it rests against the manifold outlet 31. For opening and closing the distributor opening 29 and for controlling the flow through the distributor opening 29, the plug 9 is provided by means of a (shown only schematically)
Antriebsvorrichtung 35 entlang seiner Längsachse bewegbar. Eine die Schmelze 23 in der Kokille 13 umgebende Kokillenwand 15 der Kokille 13 wird gekühlt, so dass die an der Kokillenwand 15 anliegenden Oberflächenbereiche der Schmelze 23 zu einer Strangschale eines aus einem Drive device 35 along its longitudinal axis movable. A surrounding the melt 23 in the mold 13 mold wall 15 of the mold 13 is cooled, so that the voltage applied to the mold wall 15 surface areas of the melt 23 to a strand shell of a from a
Kokillenauslass 17 der Kokille 13 in einer Gießrichtung 18 ausgegebenen Strangs 19 erstarren. Eine obere Oberfläche der Schmelze 23 in der Kokille 13 bildet einen Gießspiegel 21 in der Kokille 13. Auf die Schmelze 23 in der Kokille 13 wird ein Gießpulver gegeben, das über dem Gießspiegel 21 eine Gießpulverschicht 37 mit einer von dem Gießspiegel 21 abgewandten Gießpulveroberfläche 39 bildet. Das Gießpulver verbessert die Gleiteigenschaften der Strangschale an der Kokillenwand 15 und schützt die Schmelze 23 in der Kokille 13 vor Oxidation.  Kokillenauslass 17 of the mold 13 solidify in a casting direction 18 issued strand 19. An upper surface of the melt 23 in the mold 13 forms a pouring mirror 21 in the mold 13. On the melt 23 in the mold 13, a casting powder is added, which forms a Gießpulverschicht 37 with a facing away from the casting mirror 21 Gießpulveroberfläche 39 above the casting mirror 21 , The casting powder improves the sliding properties of the strand shell on the mold wall 15 and protects the melt 23 in the mold 13 from oxidation.
Die Füllstandshöhe der Schmelze 23 in der Kokille 13 wird durch eine Gießspiegelhöhe 41 quantifiziert, die als ein Abstand des Gießspiegels 21 von einer Referenzposition 43 in der Kokille 13, beispielsweise einer Position im Bereich des Kokillenauslasses 17, definiert ist. Die Lage der The level height of the melt 23 in the mold 13 is quantified by a pouring mirror height 41, which is defined as a distance of the pouring mirror 21 from a reference position 43 in the mold 13, for example a position in the region of the mold outlet 17. The location of
Gießpulveroberfläche 39 wird entsprechend durch eine Gießpulveroberfläche 39 is accordingly by a
Gießpulverhöhe 45 quantifiziert, die als ein Abstand der Gießpulveroberfläche 39 von der Referenzposition 43 definiert ist. Cast powder height 45, which is defined as a distance of the casting powder surface 39 from the reference position 43.
Figur 1 zeigt außerdem ein erstes Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 47 zur zeitbereichsreflektometrischen FIG. 1 also shows a first exemplary embodiment of a measuring device 47 for time domain reflectometry
Erfassung der Gießspiegelhöhe 41 in der Kokille 13. Die Messvorrichtung 47 umfasst eine Impulsführung 49 zur Führung elektromagnetischer Impulse in der Kokille 13 und eine mit der Impulsführung 49 durch eine vor Wärmestrahlung geschützte hitzebeständige Hochfrequenzleitung 51, beispielsweise ein Koaxialkabel, verbundene Sensorelektronik 53. Die Detection of the Gießspiegelhöhe 41 in the mold 13. The measuring device 47 comprises a pulse guide 49 for guiding electromagnetic pulses in the mold 13 and connected to the pulse guide 49 by a protected from heat radiation heat-resistant high-frequency line 51, such as a coaxial cable, connected sensor electronics 53rd Die
Sensorelektronik 53 erzeugt die elektromagnetischen Impulse und koppelt sie über die Hochfrequenzleitung 51 in die Sensor electronics 53 generates the electromagnetic pulses and couples them via the high-frequency line 51 in the
Impulsführung 49 ein. Die elektromagnetischen Impulse sind Mikrowellenimpulse . Die Impulsführung 49 weist eine in die Kokille 13 einführbare Sonde 55 auf, die als ein metallischer Sensorstab oder als ein metallisches Sensorseil ausgebildet ist. Beispielsweise ist die Sonde 55 aus einem Material hoher Pulse guide 49 a. The electromagnetic pulses are microwave pulses. The pulse guide 49 has an insertable into the mold 13 probe 55, which is designed as a metallic sensor rod or as a metallic sensor cable. For example, the probe 55 is made of a material of high
Dauertemperaturbeständigkeit gefertigt, z. B. aus Wolfram oder einer Wolframlegierung oder aus einem geeigneten  Continuous temperature resistance manufactured, z. As tungsten or a tungsten alloy or from a suitable
Edelstahl wie dem Edelstahl der WNr . 1.4841 (Xl5CrNiSi25-21) , der eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit aufweist und im Dauerbetrieb an Luft bis etwa 1150°C einsetzbar ist, oder aus einer geeigneten Heizleiterlegierung wie einer Legierung aus Eisen, Chrom und Aluminium mit einer Stainless steel like the stainless steel of the WNr. 1.4841 (Xl5CrNiSi25-21), which has excellent corrosion resistance and can be used in continuous operation in air up to about 1150 ° C, or a suitable heating element alloy such as an alloy of iron, chromium and aluminum with a
Temperaturbeständigkeit bis 1425°C. Vorzugsweise ist die Sonde 55 analog zu Figur 2 innerhalb eines sie thermisch abschirmenden (in Figur 1 nicht Temperature resistance up to 1425 ° C. Preferably, the probe 55 is analogous to Figure 2 within a thermally shielding (not in Figure 1)
dargestellten) Schutzrohrs 57 aus einem elektrisch shown) protective tube 57 of an electric
isolierenden Material, beispielsweise einem feuerfesten Werkstoff, geführt. Dadurch wird die Sonde 55 vor den in der Kokille 13 herrschenden hohen Temperaturen geschützt. In dem Schutzrohr 57 kann die Sonde 55 ferner mit einem Kühlmedium, beispielsweise mit einem Inertisierungsgas, umspült sein, das als zusätzliche thermische Isolierung wirkt. Die vorzugsweise lösbare Hochfrequenzleitung 51 ermöglicht, dass die Sensorelektronik 53 in einer sie vor den hohen Temperaturen in der Umgebung der Kokille 13 schützenden Entfernung zur Kokille 13 angeordnet werden kann. Eine flexibel ausgeführte Hochfrequenzleitung 51 ermöglicht ferner, die Impuls führung 49 und die Sensorelektronik 53 aninsulating material, such as a refractory material, out. As a result, the probe 55 is protected from the high temperatures prevailing in the mold 13. In the protective tube 57, the probe 55 may further be lapped with a cooling medium, for example with an inertizing gas, which acts as additional thermal insulation. The preferably detachable high-frequency line 51 makes it possible for the sensor electronics 53 to be arranged in a distance from the mold 13 which protects them from the high temperatures in the vicinity of the mold 13. A flexibly running high-frequency line 51 also allows the pulse guide 49 and the sensor electronics 53 at
Komponenten zu montieren, die zueinander eine Relativbewegung ausführen. In der Regel wird die Kokille 13 mittels eines Oszillators in eine oszillierende Bewegung versetzt, um ein Anhaften der Strangschale an der Kokillenwand 15 zu To mount components that perform a relative movement to each other. As a rule, the mold 13 is set into an oscillating motion by means of an oscillator in order to adhere the strand shell to the mold wall 15
verhindern. In einem solchen Fall kann durch eine flexibleprevent. In such a case, by a flexible
Hochfrequenzleitung 51 beispielsweise eine fest mit der sich bewegenden Kokille 13 verbundene Impulsführung 49 mit einer Sensorelektronik 53 verbunden werden, die an einer sich nicht mit der Kokille 13 mitbewegenden Komponente der Stranggießanlage 1 angeordnet ist. Wenn sich die High-frequency line 51, for example, a fixedly connected to the moving mold 13 pulse guide 49 are connected to a sensor electronics 53, which is not at one with the mold 13 mitbewegenden component of the continuous casting 1 is arranged. When the
Impulsführung 49 mit der Kokille 13 mitbewegt, kann die Kokillenbewegung digital, beispielsweise durch ein Pulse guide 49 moves with the mold 13, the Kokillenbewegung digital, for example by a
übergeordnetes Automatisierungssystem oder die higher-level automation system or the
Sensorelektronik 53, kompensiert werden. Sensor electronics 53, to be compensated.
Die von der Sensorelektronik 53 erzeugten elektromagnetischen Impulse werden entlang der in die Kokille 13 eingeführten Sonde 55 geführt. Ein sich entlang der Sonde 55 zu dem The electromagnetic pulses generated by the sensor electronics 53 are guided along the probe 55 introduced into the mold 13. A along the probe 55 to the
Kokillenauslass 17 ausbreitender elektromagnetischer Impuls wird an der Gießpulveroberfläche 39 und an dem Gießspiegel 21 jeweils teilweise reflektiert. Die Reflektionsanteile des Impulses werden entlang der Sonde 55 und durch die  Kokillenauslass 17 propagating electromagnetic pulse is in each case partially reflected on the Gießpulveroberfläche 39 and the casting mirror 21. The reflection components of the pulse are along the probe 55 and through the
Hochfrequenzleitung 51 zurück zu der Sensorelektronik 53 geführt und von der Sensorelektronik 53 detektiert. Mit der Sensorelektronik 53 werden die Laufzeiten dieser High-frequency line 51 led back to the sensor electronics 53 and detected by the sensor electronics 53. With the sensor electronics 53, the terms of this
Reflektionsanteile des elektromagnetischen Impulses zwischen dem Aussenden des elektromagnetischen Impulses und dem Reflections of the electromagnetic pulse between the emission of the electromagnetic pulse and the
Empfang der Reflektionsanteile durch die Sensorelektronik 53 ermittelt und ausgewertet. Aus der Laufzeit des an der Reception of the reflection components determined by the sensor electronics 53 and evaluated. From the term of the at
Gießpulveroberfläche 39 reflektierten Reflektionsanteils wird die Gießpulverhöhe 45 ermittelt. Aus der Laufzeit des an dem Gießspiegel 21 reflektierten Reflektionsanteils wird die Gießspiegelhöhe 41 ermittelt. Die Differenz der Gießpulveroberfläche 39 reflected reflection component, the Gießpulverhöhe 45 is determined. From the transit time of the reflecting portion reflected on the casting mirror 21, the casting-mirror height 41 is determined. The difference of
Gießpulverhöhe 45 und der Gießspiegelhöhe 41 liefert ferner die Dicke der Gießpulverschicht 3 .  Casting powder height 45 and the pouring mirror height 41 further provides the thickness of the casting powder layer 3.
Zum Kalibrieren der Messvorrichtung 47 wird ein For calibrating the measuring device 47 is a
Kalibrierelement, das elektromagnetische Impulse wenigstens anteilig reflektiert, an einer Kalibrierposition 46 in der Kokille 13, beispielsweise an oder im Bereich einer Oberkante der Kokille 13, welche durch eine Kokillenhöhe 48 der Calibration element which reflects electromagnetic pulses at least partially, at a calibration position 46 in the mold 13, for example at or in the region of an upper edge of the mold 13, which by a mold height 48 of
Kokille 13 definiert ist, angeordnet. Ferner werden entlang der Impulsführung 49 geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille 13 gesendet und mit der Sensorelektronik 53 wird eine Laufzeit an dem Kalibrierelement reflektierter und von der Impulsführung 49 geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse erfasst. Die ermittelte Laufzeit wird als zu der Kalibrierposition 46 korrespondierender Referenzwert für die Ermittlung von Gießspiegelhöhen 41 sowie optional von Gießpulverhöhen 45 aus Laufzeiten an dem Mold 13 is defined, arranged. Further, 49 guided electromagnetic pulses are sent along the impulse guide in the mold 13 and the sensor electronics 53 is a transit time reflected at the calibration and guided by the pulse guide 49 reflection components of detected electromagnetic pulses. The determined transit time is determined as a reference value corresponding to the calibration position 46 for the determination of casting level heights 41 and optionally of casting powder heights 45 from running times on the
Gießspiegel 21 bzw. Gießpulveroberfläche 39 reflektierterGießspiegel 21 or Gießpulveroberfläche 39 reflected
Reflektionsanteile elektromagnetischer Impulse verwendet. Das Kalibrierelement ist beispielsweise als ein Blech Reflecting shares of electromagnetic pulses used. The calibration element is for example as a sheet
ausgebildet, das an der Kalibrierposition 46 in die formed at the calibration position 46 in the
Kokille 13 gehängt wird. Die Kalibrierung der Mold 13 is hung. The calibration of the
Messvorrichtung 47 braucht nur einmalig bei der Measuring device 47 needs only once in the
Inbetriebnahme der Messvorrichtung 47 durchgeführt werden.  Commissioning of the measuring device 47 are performed.
Figur 2 zeigt schematisch eine Kokille 13 und ein zweites Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung der Gießspiegelhöhe 41 in einer Kokille 13 in einer Figure 2 shows schematically a mold 13 and a second embodiment of a measuring device 47 for detecting the Gießspiegelhöhe 41 in a mold 13 in one
Schnittdarsteilung . Sectional presentation.
Die Messvorrichtung 47 ist ähnlich ausgebildet wie das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel und umfasst eine in die Kokille 13 einführbare Impulsführung 49 zur Führung elektromagnetischer Impulse in der Kokille 13 und eine The measuring device 47 is designed similar to the embodiment shown in Figure 1 and comprises an insertable into the mold 13 pulse guide 49 for guiding electromagnetic pulses in the mold 13 and a
Sensorelektronik 53 zum Erzeugen der elektromagnetischen Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Impulsführung 49, Empfangen von der Impulsführung 49 Sensor electronics 53 for generating the electromagnetic pulses, coupling the electromagnetic pulses in the pulse guide 49, receiving the pulse guide 49th
geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse und Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten der guided reflection components of the electromagnetic pulses and determining and evaluating the transit times of
Reflektionsanteile . Reflection shares.
Die Impulsführung 49 weist eine in die Kokille 13 einführbare Sonde 55 auf, die wie bei dem in Figur 1 dargestellten The pulse guide 49 has a probe 55 which can be introduced into the mold 13 and which, like the one shown in FIG
Ausführungsbeispiel als ein metallischer Sensorstab oder als ein metallisches Sensorseil ausgebildet ist. Der in die Kokille 13 eingeführte Abschnitt der Sonde 55 ist innerhalb eines die Sonde 55 thermisch abschirmenden Schutzrohrs 57 aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem feuerfesten Werkstoff, geführt. Auch in diesem  Embodiment is designed as a metallic sensor rod or as a metallic sensor cable. The introduced into the mold 13 portion of the probe 55 is guided within a thermally shielding the probe 55 protective tube 57 made of an electrically insulating material, such as a refractory material. Also in this
Ausführungsbeispiel kann die Sonde 55 in dem Schutzrohr 57 mit einem Kühlmedium, beispielsweise mit einem Inertisierungsgas , umspült sein, das als zusätzliche Embodiment, the probe 55 in the protective tube 57 with a cooling medium, for example with a Inertizing, lapped, that as an additional
thermische Isolierung wirkt. thermal insulation works.
Im Unterschied zu dem in Figur 1 dargestellten In contrast to that shown in Figure 1
Ausführungsbeispiel sind die Sensorelektronik 53 und dieEmbodiment are the sensor electronics 53 and the
Sonde 55 nicht durch eine Hochfrequenzleitung 51 miteinander verbunden, sondern die Sonde 55 ist direkt mit der Probe 55 is not interconnected by a high frequency line 51, but the probe 55 is directly connected to the
Sensorelektronik 53 verbunden. Dabei ist ein aus dem Sensor electronics 53 connected. It is one of the
Schutzrohr 57 herausgeführter Abschnitt der Sonde 55 gebogen ausgeführt und mit der Sensorelektronik 53 verbunden, so dass die Sensorelektronik 53 in einer sie vor den hohen Protective tube 57 led out portion of the probe 55 bent and connected to the sensor electronics 53, so that the sensor electronics 53 in a before the high
Temperaturen in der Umgebung der Kokille 13 schützenden Entfernung zur Kokille 13 angeordnet werden kann. Die Figuren 3 und 4 zeigen schematisch ein Gießrohr 11 und ein drittes Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe 41 in einer Kokille 13. Dabei zeigt Figur 3 eine Längsschnittdarstellung und Figur 4 zeigt eine Querschnittdarstellung des Gießrohrs 11 und der Temperatures in the vicinity of the mold 13 protective distance to the mold 13 can be arranged. Figures 3 and 4 show schematically a pouring tube 11 and a third embodiment of a measuring device 47 for detecting a Gießspiegelhöhe 41 in a mold 13. Here, Figure 3 shows a longitudinal sectional view and Figure 4 shows a cross-sectional view of the pouring tube 11 and
Messvorrichtung 47. Measuring device 47.
Die Messvorrichtung 47 umfasst wie das in Figur 1 The measuring device 47 comprises like that in FIG. 1
dargestellte Ausführungsbeispiel eine Impulsführung 49 zur Führung elektromagnetischer Impulse und eine illustrated embodiment, a pulse guide 49 for guiding electromagnetic pulses and a
Sensorelektronik 53 zum Erzeugen der elektromagnetischenSensor electronics 53 for generating the electromagnetic
Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Impulsführung 49, Empfangen von der Impulsführung 49 Pulses, coupling the electromagnetic pulses in the pulse guide 49, receiving the pulse guide 49th
geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse und Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten der guided reflection components of the electromagnetic pulses and determining and evaluating the transit times of
Reflektionsanteile . Reflection shares.
Die Impulsführung 49 weist eine Sonde 55 auf, die wie bei dem in Figur 1 dargestellten Aus führungsbeispiel als ein The pulse guide 49 has a probe 55 which, as in the exemplary embodiment shown in Figure 1 as a
metallischer Sensorstab oder als ein metallisches Sensorseil ausgebildet ist. Die Sonde 55 ist innerhalb eines die metallic sensor rod or is designed as a metallic sensor cable. The probe 55 is within one of
Sonde 55 thermisch abschirmenden Schutzmantels 59 aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem feuerfesten Werkstoff, geführt. Der Schutzmantel 59 ist fest oder lösbar mit dem Gießrohr 11 verbunden und verläuft an einer Außenseite des Gießrohrs 11 parallel zu einer Probe 55 thermally shielding protective jacket 59 made of an electrically insulating material, such as a refractory material. The protective jacket 59 is fixed or releasably connected to the pouring tube 11 and extends on an outer side of the pouring tube 11 parallel to a
Längsachse des Gießrohrs 11. Eine lösbare Verbindung hat den Vorteil, dass in der Phase des Aufheizens des Gießrohrs 11 bzw. Verteilers 7 die Impuls führung 49 nicht thermisch belastet wird, wenn der Schutzmantel 59 erst an dem bereits aufgeheizten Gießrohr 11 befestigt wird, z. B. mit einer schnell schließbaren Schelle. Das in den Figuren 3 und 4 gezeigte Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass keine zusätzlich Apparatur in die The longitudinal axis of the pouring tube 11. A releasable connection has the advantage that in the phase of heating the pouring tube 11 or distributor 7, the pulse guide 49 is not thermally stressed when the protective jacket 59 is attached to the already heated pouring tube 11, z. B. with a quick-closing clamp. The embodiment shown in Figures 3 and 4 has the advantage that no additional equipment in the
Kokille 13 eingeführt werden muss, sondern das ohnehin in die Kokille 13 hineinragende Gießrohr 11 als Halterung für die Impulsführung 49 verwendet wird. Diese Ausführung ist somit insbesondere für sehr enge Platzverhältnisse bei Mold 13 must be introduced, but the casting tube 11, which in any case protrudes into the mold 13, is used as a holder for the pulse guide 49. This design is thus especially for very tight spaces
Stranggießanlagen 1 geeignet. Des Weiteren ist auch die Kalibrierung der Messvorrichtung 47 einfach, da das  Continuous casting 1 suitable. Furthermore, the calibration of the measuring device 47 is easy, since the
Gießrohr 11 fest an dem Verteilerauslass 31 (siehe Figur 1) angeordnet ist und somit die Relativbewegung eines Casting tube 11 is fixedly arranged on the distributor outlet 31 (see FIG. 1) and thus the relative movement of a
Oszillators nicht in Erscheinung tritt. Eine in der Regel nur sehr langsam oszillierende Verteilerhubbewegung wird im Oscillator does not appear. A usually only very slowly oscillating Verteilerhubbewegung is in the
Gießprozess beispielsweise in einem übergeordneten Casting process, for example, in a parent
Automatisierungssystem oder der Sensorelektronik 53 Automation system or the sensor electronics 53
berücksichtigt und kompensiert. considered and compensated.
Die Impulsführung 49 ist wie in dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine vor Wärmestrahlung geschützte hitzebeständige Hochfrequenzleitung 51 mit der The pulse guide 49 is as in the embodiment shown in Figure 1 by a protected from heat radiation heat-resistant high-frequency line 51 with the
Sensorelektronik 53 verbunden, um elektromagnetische Impulse zwischen der Sensorelektronik 53 und der Impulsführung 49 zu übertragen, so dass die Sensorelektronik 53 in einer sie vor den hohen Temperaturen in der Umgebung der Kokille 13 schützenden Entfernung zur Kokille 13 angeordnet werden kann. Die Sonde 55 kann in dem Schutzmantel 59 mit einem Sensor electronics 53 connected to transmit electromagnetic pulses between the sensor electronics 53 and the pulse guide 49, so that the sensor electronics 53 can be arranged in a protective against the high temperatures in the vicinity of the mold 13 distance to the mold 13. The probe 55 may be in the protective jacket 59 with a
Kühlmedium, beispielsweise mit einem Inertisierungsgas , umspült sein, das als zusätzliche thermische Isolierung wirkt . Figur 5 zeigt eine Kokille 13 und eine Impulsführung 49 eines vierten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe 41 in der Kokille 13 in einer QuerSchnittdarstellung mit einer zur Gießrichtung 18 Cooling medium, for example with an inerting gas, be lapped, which acts as additional thermal insulation. FIG. 5 shows a mold 13 and a pulse guide 49 of a fourth exemplary embodiment of a measuring device 47 for detecting a casting level 41 in the mold 13 in a cross-sectional view with a direction of casting 18
orthogonalen Schnittebene. Die Messvorrichtung 47 umfasst wie das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eine orthogonal section plane. The measuring device 47 comprises, as the embodiment shown in Figure 1 a
Impulsführung 49 zur Führung elektromagnetischer Impulse und eine in Figur 5 nicht dargestellte Sensorelektronik 53 zum Erzeugen der elektromagnetischen Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Impuls führung 49, Pulse guide 49 for guiding electromagnetic pulses and not shown in Figure 5 sensor electronics 53 for generating the electromagnetic pulses, coupling the electromagnetic pulses in the pulse guide 49,
Empfangen von der Impulsführung 49 geführter Received guided by the pulse guide 49
Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse und Reflections of the electromagnetic pulses and
Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten der Determining and evaluating the terms of the
Reflektionsanteile . Die Impulsführung 49 weist eine Sonde 55 auf, die wie bei dem in Figur 1 dargestellten Reflection shares. The pulse guide 49 has a probe 55 which, as in the one shown in FIG
Ausführungsbeispiel als ein metallischer Sensorstab oder als ein metallisches Sensorseil ausgebildet ist. Die Impulsführung 49 ist jedoch nicht wie bei den in den Figuren 1 oder 2 gezeigten Ausführungsbeispielen als  Embodiment is designed as a metallic sensor rod or as a metallic sensor cable. However, the pulse guide 49 is not as in the embodiments shown in Figures 1 or 2 as
separate, in die Kokille 13 einführbare Impuls führung 49 ausgebildet oder wie bei dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel in das Gießrohr 11 integriert, sondern ist als eine Sonde 55 ausgebildet, die an einer Innenseite der Kokillenwand 15 der Kokille 13 in einer Nut 63 in der Kokillenwand 15 angeordnet und innerhalb der Nut 63 von einem elektrisch isolierenden Isolierungsmantel 61 umgeben ist. Die Impulsführung 49 füllt die Nut 63 dabei vollständig aus. Bei diesem Ausführungsbeispiel braucht die Impulsführung 49 nicht wie in den Figuren 1 oder 2 gesondert in die Kokille 13 eingeführt werden, da sie in der Kokillenwand 15 angeordnet ist . Die Nut 63 und die darin angeordnete Impulsführung 49 verlaufen von einer oberen Kante der Kokillenwand 15 auf den Kokillenauslass 17 zu bis in eine Tiefe, die zur Ermittlung zu erfassender Gießspiegelhöhen 41 ausreicht. Vorzugsweise verläuft die Nut 63 dabei in einer von der Gießrichtung 18 abweichenden Richtung analog zu Figur 7. Durch einen separate, insertable into the mold 13 pulse guide 49 is formed or integrated as in the embodiment shown in Figures 3 and 4 in the pouring tube 11, but is designed as a probe 55 which on an inner side of the mold wall 15 of the mold 13 in a groove 63 is disposed in the mold wall 15 and surrounded within the groove 63 by an electrically insulating insulating jacket 61. The pulse guide 49 fills the groove 63 completely. In this embodiment, the impulse guide 49 does not need to be separately inserted into the mold 13 as in FIGS. 1 or 2, since it is arranged in the mold wall 15. The groove 63 and the pulse guide 49 arranged therein extend from an upper edge of the mold wall 15 onto the mold outlet 17 to a depth which is sufficient for determining the mold level heights 41 to be detected. Preferably In this case, the groove 63 extends in a direction deviating from the casting direction 18 in a manner analogous to FIG
derartigen von der Gießrichtung 18 abweichenden Verlauf der Nut 63 kann vorteilhaft erreicht werden, dass sich eine im Bereich der Nut 63 lokal veränderte Wärmeabfuhr aus der Schmelze 23 durch die Kokillenwand 15 nicht negativ auf ein Schalenwachstum einer Strangschale in der Kokille 13 Such deviating from the casting direction 18 course of the groove 63 can be advantageously achieved that in the region of the groove 63 locally changed heat dissipation from the melt 23 through the mold wall 15 is not negative to a shell growth of a strand shell in the mold 13th
auswirkt, d. h. keine wesentliche Inhomogenität des affects, d. H. no substantial inhomogeneity of the
Schalenwachstums bewirkt . Peel growth causes.
Der Isolierungsmantel 61 ist vorzugsweise aus einem Material gefertigt, dessen Wärmeleitfähigkeit der Wärmeleitfähigkeit der Kokillenwand 15 ähnelt, beispielsweise aus einem The insulating jacket 61 is preferably made of a material whose thermal conductivity is similar to the thermal conductivity of the mold wall 15, for example, a
Keramikwerkstoff mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit. Um einen guten Wärmeübergang zwischen dem Isolierungsmantel 61 und der Kokillenwand 15 zu ermöglichen, kann zwischen dem Ceramic material with a high thermal conductivity. In order to allow a good heat transfer between the insulating jacket 61 and the mold wall 15, can between the
Isolierungsmantel 61 und der Kokillenwand 15 ferner ein Verbindungsmaterial, beispielsweise eine Wärmeleitpaste, angeordnet sein. Insulation jacket 61 and the mold wall 15 further be a connecting material, such as a thermal grease, be arranged.
Die Sonde 55 ist mit der Sensorelektronik 53 verbunden, beispielsweise über eine Hochfrequenzleitung 51 wie in Figur 1 oder 3, oder direkt wie in Figur 2, indem die Sonde 55 aus der Kokillenwand 15 herausragt und mit der The probe 55 is connected to the sensor electronics 53, for example via a high-frequency line 51 as in Figure 1 or 3, or directly as in Figure 2, in that the probe 55 protrudes from the mold wall 15 and with the
Sensorelektronik 53 verbunden ist. Sensor electronics 53 is connected.
Die Nut 63 des in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiels hat einen rechteckigen, zum von der Kokillenwand 15 umgebenen Hohlraum in der Kokille 13 offenen Querschnitt. The groove 63 of the embodiment shown in Figure 5 has a rectangular, surrounded by the mold wall 15 cavity in the mold 13 open cross-section.
Figur 6 zeigt einen Ausschnitt einer Kokille 13 und eine Impulsführung 49 eines fünften Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe 41 in der Kokille 13 in einer zu Figur 5 analogen FIG. 6 shows a section of a mold 13 and a pulse guide 49 of a fifth exemplary embodiment of a measuring device 47 for detecting a casting level 41 in the mold 13 in a manner analogous to FIG
QuerSchnittdarstellung . Dieses Ausführungsbeispiel Cross-sectional view. This embodiment
unterscheidet sich von dem in Figur 5 gezeigten differs from that shown in FIG
Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass die Nut 63 in der Kokillenwand 15 keinen rechteckigen, sondern einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, wobei der Nutgrund der Nut 63 eine größere Ausdehnung als die Nutöffnung der Nut 63 hat. Dies ermöglicht vorteilhaft eine formschlüssige Embodiment only in that the groove 63 in the mold wall 15 is not rectangular, but a Trapezoidal cross-section, wherein the groove bottom of the groove 63 has a greater extent than the groove opening of the groove 63. This advantageously allows a positive fit
Verbindung des Isolierungsmantels 61 mit der Kokillenwand 15. Connection of the insulating jacket 61 with the mold wall 15.
Die Figuren 7 und 8 zeigen eine Kokille 13 und eine Figures 7 and 8 show a mold 13 and a
Impulsführung 49 eines sechsten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe 41 in der Kokille 13. Dabei zeigt Figur 7 eine zu Figur 5 analoge QuerSchnittdarstellung mit einer zur Gießrichtung 18 Pulse guide 49 of a sixth embodiment of a measuring device 47 for detecting a Gießspiegelhöhe 41 in the mold 13. In this case, Figure 7 shows a similar to Figure 5 cross-sectional view with a direction of casting 18th
orthogonalen Schnittebene und Figur 8 zeigt einen Ausschnitt einer Innenseite einer Kokillenwand 15 der Kokille 13 und einer daran angeordneten Impulsführung 49 der FIG. 8 shows a section of an inner side of a mold wall 15 of the mold 13 and an impulse guide 49 of the mold arranged thereon
Messvorrichtung 47. Measuring device 47.
Die Messvorrichtung 47 ist ähnlich wie die Messvorrichtung 47 des in Figur 5 dargestellten Aus führungsbeispiels The measuring device 47 is similar to the measuring device 47 of the imple mentation example shown in Figure 5
ausgebildet, weist im Unterschied dazu jedoch eine trained, however, has a difference
Impulsführung 49 mit mehreren Sonden 55 auf, die jeweils an einer Innenseite der Kokillenwand 15 in einer Nut 63 in der Kokillenwand 15 angeordnet, innerhalb der Nut 63 von einem elektrisch isolierenden Isolierungsmantel 61 umgeben sind und mit einer in den Figuren 7 und 8 nicht dargestellten Pulse guide 49 with a plurality of probes 55 which are each arranged on an inner side of the mold wall 15 in a groove 63 in the mold wall 15, are surrounded by an electrically insulating insulating jacket 61 within the groove 63 and with a not shown in the figures 7 and 8
Sensorelektronik 53 der Messvorrichtung 47 verbunden sind. Entlang jeder Sonde 55 der Messvorrichtung 47 werden an ihr geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille 13 gesendet, mit denen zeitbereichsreflektometrisch jeweils eine Gießspiegelhöhe 41 sowie optional eine Gießpulverhöhe 45 ermittelt werden. Sensor electronics 53 of the measuring device 47 are connected. Along each probe 55 of the measuring device 47 guided electromagnetic impulses are sent to her in the mold 13, with which time-domain reflectometrically each a Gießspiegelhöhe 41 and optionally a Gießpulverhöhe 45 are determined.
Die Verwendung mehrerer Sonden 55 ermöglicht, neben einer Gießspiegelhöhe 41 ein Gießspiegelprofil zu vermessen. Ferner ermöglicht sie, aus mit den verschiedenen Sonden 55 The use of a plurality of probes 55 makes it possible to measure a casting level profile in addition to a casting level 41. Furthermore, it allows out with the various probes 55
gleichzeitig erfassten Gießspiegelhöhen 41 einen Mittelwert dieser Gießspiegelhöhen 41 zu bilden, der lokale Schwankungen der Gießspiegelhöhen 41 ausgleicht und zur simultaneously detected casting mirror heights 41 to form an average value of these Gießspiegelhöhen 41, which compensates for local variations in the Gießspiegelhöhen 41 and the
Gießspiegelregelung verwendet wird. Zudem könnte durch die Erfassung einer räumlichen Verteilung der Gießspiegelhöhen 41 auch auf unsymmetrische Strömungen in der Schmelze 23 geschlossen werden und dadurch z. B. ein unsymmetrischer Ausfluss von Schmelze 23 aus dem Gießrohr 11 erkannt werden. Des Weiteren können entsprechend auch lokale Schwankungen der Dicke der Gießpulverschicht 37 detektiert werden und einer automatischen Gießpulveraufgabe oder einem Mold level control is used. In addition, by detecting a spatial distribution of the Gießspiegelhöhen 41 be closed to unbalanced flows in the melt 23 and thereby z. B. an asymmetrical outflow of melt 23 can be detected from the pouring tube 11. Furthermore, according to local variations in the thickness of the Gießpulverschicht 37 can be detected and an automatic Gießpulveraufgabe or a
Gießpulvermonitoring zur manuellen Gießpulveraufgabe Casting powder monitoring for manual casting powder application
zugeführt werden, um diesen Schwankungen entgegenzuwirken. be supplied to counteract these fluctuations.
Die Nuten 63 verlaufen von einer oberen Kante der The grooves 63 extend from an upper edge of the
Kokillenwand 15 auf den Kokillenauslass 17 zu bis in eine Tiefe, die zur Ermittlung zu erfassender Gießspiegelhöhen 41 ausreicht. Dabei verlaufen die Nuten 63 jeweils wie in Mold wall 15 on the Kokillenauslass 17 to a depth sufficient to determine to be detected Gießspiegelhöhen 41. The grooves 63 each extend as in
Figur 8 gezeigt in einer von der Gießrichtung 18 abweichenden Richtung, um einem inhomogenen Schalenwachstum der FIG. 8 shows a direction deviating from the casting direction 18 in order to prevent inhomogeneous shell growth
Strangschale in der Kokille 13 entgegenzuwirken, vgl. dazu die obigen Ausführungen in der Beschreibung der Figur 5. Counteract strand shell in the mold 13, see. to the above statements in the description of Figure 5.
Figur 9 zeigt eine Kokille 13 und eine Impulsführung 49 eines siebten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe 41 in der Kokille 13 in einer QuerSchnittdarstellung mit einer zur Gießrichtung 18 9 shows a mold 13 and a pulse guide 49 of a seventh embodiment of a measuring device 47 for detecting a Gießspiegelhöhe 41 in the mold 13 in a cross-sectional view with a direction of casting 18th
orthogonalen Schnittebene. Die Messvorrichtung 47 umfasst die Impulsführung 49 zur Führung elektromagnetischer Impulse und eine in Figur 5 nicht dargestellte Sensorelektronik 53 zum Erzeugen der elektromagnetischen Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Impuls führung 49, orthogonal section plane. The measuring device 47 includes the pulse guide 49 for guiding electromagnetic pulses and not shown in Figure 5 sensor electronics 53 for generating the electromagnetic pulses, coupling the electromagnetic pulses in the pulse guide 49,
Empfangen von der Impulsführung 49 geführter Received guided by the pulse guide 49
Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse und Reflections of the electromagnetic pulses and
Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten der Determining and evaluating the terms of the
Reflektionsanteile . Reflection shares.
Die Impulsführung 49 dieses Ausführungsbeispiels weist im Unterschied zu den in den Figuren 1 bis 8 gezeigten The pulse guide 49 of this embodiment, unlike that shown in Figs
Ausführungsbeispielen keine als Sensorstab oder Sensorseil ausgebildete Sonde 55 auf, sondern stattdessen eine mit einer elektrisch isolierenden Isolierfüllung 65 gefüllte Nut 63 in einer Innenseite einer metallischen Kokillenwand 15 der Kokille 13. Die elektromagnetischen Impulse werden in diesem Ausführungsbeispiel direkt in die Nut 63 eingekoppelt und entlang der Nut 63 geführt. Die Nut 63 mit der Embodiments not designed as a sensor rod or sensor cable probe 55, but instead filled with an electrically insulating insulating filling 65 groove 63 in an inner side of a metallic mold wall 15 of Mold 13. The electromagnetic pulses are coupled directly into the groove 63 in this embodiment and guided along the groove 63. The groove 63 with the
Isolierfüllung 65 wirkt als zu dem von der Kokillenwand 15 umgebenen Hohlraum offener Hohlleiter zur Führung der elektromagnetischen Impulse. Die Nut 63 ist mit der Insulating filling 65 acts as to the cavity surrounded by the mold wall 15 open waveguide for guiding the electromagnetic pulses. The groove 63 is connected to the
Sensorelektronik 53 beispielsweise über eine Sensor electronics 53, for example via a
Hochfrequenzleitung 51 zur Übertragung elektromagnetischer Impulse verbunden. Radio frequency line 51 connected to transmit electromagnetic pulses.
Die Nut 63 verläuft von einer oberen Kante der The groove 63 extends from an upper edge of
Kokillenwand 15 auf den Kokillenauslass 17 zu bis in eine Tiefe, die zur Ermittlung zu erfassender Gießspiegelhöhen 41 ausreicht . Vorzugsweise verläuft die Nut 63 dabei in einer von der Gießrichtung 18 abweichenden Richtung analog zu Figur 7, um einem inhomogenen Schalenwachstum der Mold wall 15 on the Kokillenauslass 17 to a depth sufficient to determine to be detected Gießspiegelhöhen 41. In this case, the groove 63 preferably extends in a direction deviating from the casting direction 18, analogously to FIG. 7, in order to prevent inhomogeneous shell growth
Strangschale in der Kokille 13 entgegenzuwirken, vgl. dazu die obigen Ausführungen in der Beschreibung der Figur 5. Die Isolierfüllung 65 ist vorzugsweise aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit gefertigt. Counteract strand shell in the mold 13, see. to the above statements in the description of Figure 5. The insulating filling 65 is preferably made of a material having a high thermal conductivity.
Analog zu den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die entlang der Nut 63 in die Kokille 13 geführten Analogous to the embodiments described above, the guided along the groove 63 in the mold 13
elektromagnetischen Impulse an der Gießpulveroberfläche 39 und an dem Gießspiegel 21 jeweils teilweise reflektiert. Die Reflektionsanteile der Impulse werden entlang der Nut 63 zurückgeführt und der Sensorelektronik 53 zugeführt. Mit der Sensorelektronik 53 werden analog zu den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen Laufzeiten dieser Reflektionsanteile erfasst und daraus Gießspiegelhöhen 41 und optional electromagnetic pulses on the Gießpulveroberfläche 39 and on the casting mirror 21 each partially reflected. The reflection components of the pulses are fed back along the groove 63 and fed to the sensor electronics 53. With the sensor electronics 53, transit times of these reflection components are recorded analogously to the exemplary embodiments described above, and from these, mirror heights 41 and optionally
Gießpulverhöhen 45 ermittelt. Powdersheets 45 determined.
Figur 10 zeigt eine Kokille 13 und eine Impuls führung 49 eines achten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe 41 in der Kokille 13 in einer Querschnittdarstellung mit einer zur Gießrichtung 18 orthogonalen Schnittebene. Die Messvorrichtung 47 ist ähnlich wie die Messvorrichtung 47 des in Figur 9 dargestellten Aus führungsbeispiels Figure 10 shows a mold 13 and a pulse guide 49 of an eighth embodiment of a measuring device 47 for detecting a Gießspiegelhöhe 41 in the mold 13 in a cross-sectional view with a direction of casting 18 orthogonal cutting plane. The measuring device 47 is similar to the measuring device 47 of the imple mentation example shown in Figure 9
ausgebildet, weist im Unterschied dazu jedoch eine trained, however, has a difference
Impulsführung 49 mit mehreren, jeweils mit einer elektrisch isolierenden Isolierfüllung 65 gefüllten Nuten 63 in einer Innenseite einer metallischen Kokillenwand 15 der Kokille 13 auf. Jede dieser Nuten 63 ist mit einer in Figur 10 nicht dargestellten Sensorelektronik 53 der Messvorrichtung 47 verbunden. Entlang jeder dieser Nuten 63 werden an ihr geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille 13 gesendet, mit denen zeitbereichsreflektometrisch jeweils eine Gießspiegelhöhe 41 sowie optional eine Gießpulverhöhe 45 ermittelt werden. Pulse guide 49 with several, each filled with an electrically insulating insulating filling 65 grooves 63 in an inner side of a metallic mold wall 15 of the mold 13. Each of these grooves 63 is connected to a sensor electronics 53, not shown in FIG. 10, of the measuring device 47. Along each of these grooves 63 guided electromagnetic pulses are sent to her in the mold 13, with which time-domain reflectometrically each Gießspiegelhöhe 41 and optionally a Gießpulverhöhe 45 are determined.
Die Nuten 63 verlaufen von einer oberen Kante der The grooves 63 extend from an upper edge of the
Kokillenwand 15 auf den Kokillenauslass 17 zu bis in eine Tiefe, die zur Ermittlung zu erfassender Gießspiegelhöhen 41 ausreicht. Dabei verlaufen die Nuten 63 jeweils analog zu Figur 8 in einer von der Gießrichtung 18 abweichenden Mold wall 15 on the Kokillenauslass 17 to a depth sufficient to determine to be detected Gießspiegelhöhen 41. The grooves 63 each extend analogously to FIG. 8 in a direction deviating from the casting direction 18
Richtung, um einem inhomogenen Schalenwachstum der Direction to an inhomogeneous cup growth of
Strangschale in der Kokille 13 entgegenzuwirken, vgl. dazu die obigen Ausführungen in der Beschreibung der Figur 5. Die Verwendung mehrerer Nuten 63 hat dieselben Vorteile wie die Verwendung mehrerer Sonden 55 des in den Figuren 7 und 8 beschriebenen Ausführungsbeispiels . Counteract strand shell in the mold 13, see. to the above explanations in the description of Figure 5. The use of multiple grooves 63 has the same advantages as the use of multiple probes 55 of the embodiment described in Figures 7 and 8.
Die Nuten 63 der in den Figuren 7, 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispiele haben jeweils einen rechteckigen The grooves 63 of the embodiments shown in Figures 7, 9 and 10 each have a rectangular
Querschnitt. Abwandlungen dieser Aus führungsbeispiele können Nuten 63 eines anderen Querschnitts aufweisen, beispielsweise Nuten 63, die jeweils einen trapezförmigen Querschnitt wie die in Figur 6 dargestellte Nut 63 aufweisen.  Cross-section. Modifications of these exemplary embodiments may have grooves 63 of a different cross section, for example grooves 63, each having a trapezoidal cross section as the groove 63 shown in Figure 6.
Die Figuren 1 und 2 zeigen beispielhaft gerade ausgebildete Kokillen 13 und die Figuren 5, 7, 9 und 10 zeigen FIGS. 1 and 2 show, by way of example, straight dies 13 and FIGS. 5, 7, 9 and 10 show
beispielhaft Kokillen 13 mit rechteckigen Kokillenöffnungen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartig ausgebildete Kokillen 13 eingeschränkt, sondern auch für alle anderen Kokillenformen, beispielsweise für gebogen ausgebildete Kokillen 13 oder/und Kokillen 13 mit anders gestalteten Kokillenöffnungen, einsetzbar. Example molds 13 with rectangular mold openings. However, the invention is not limited to such molds 13 formed, but also for all other Kokillenformen, for example, for curved molds 13 and / or molds 13 with differently shaped mold openings used.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs¬ beispiele 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. Although the invention in detail by preferred execution ¬ examples has been illustrated and described in detail, the invention is not limited by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by the skilled artisan without departing from the scope of the invention.
Bezugs zeichenliste Reference sign list
1 Stranggießanlage1 continuous casting plant
3 Gießpfanne 3 ladle
5 Schattenrohr  5 shade tube
7 Verteiler  7 distributors
9 Stopfen  9 plugs
11 Gießrohr  11 pouring tube
13 Kokille  13 mold
15 Kokillenwand  15 mold wall
17 Kokillenauslass  17 mold outlet
18 Gießrichtung  18 casting direction
19 Strang  19 strand
21 Gießspiegel  21 pouring mirror
23 Schmelze  23 melt
25 Schlacke Schicht  25 slag layer
27 Verteilerboden  27 distributor base
29 Verteileröffnung 29 distribution opening
31 Verteileraus las s31 Distributor read s
33 Stopfenende 33 stopper end
35 AntriebsVorrichtung 35 drive device
37 Gießpulverschicht37 casting powder layer
39 Gießpulveroberfläche39 casting powder surface
41 Gieß spiegelhöhe 41 pouring mirror height
43 Referenzposition 43 Reference position
45 Gießpulverhöhe 45 casting powder height
46 Kalibrierposition 46 calibration position
47 Mes sVorrichtung 47 measuring device
48 Kokillenhöhe  48 mold height
49 Impuls führung  49 impulse management
51 Hochfrequenzleitung 51 high frequency line
53 Sensorelektronik53 sensor electronics
55 Sonde 55 probe
57 Schutzrohr Schutzmantel57 protective tube mantle
Isolierungsmantelinsulation jacket
Nut groove
Isolier füllung  Insulating filling

Claims

Patentansprüche claims
1. Messvorrichtung (47) zur Erfassung einer 1. Measuring device (47) for detecting a
Gießspiegelhöhe (41) eines Gießspiegels (21) in einer Gießspiegelhöhe (41) of a casting mirror (21) in one
Kokille (13) einer Stranggießanlage (1), die Mold (13) of a continuous casting plant (1), the
Messvorrichtung (47) umfassend Measuring device (47) comprising
- eine Impulsführung (49) zur Führung elektromagnetischer Impulse in der Kokille (13)  - A pulse guide (49) for guiding electromagnetic pulses in the mold (13)
- und eine mit der Impulsführung (49) verbundene  - And one with the pulse guide (49) connected
Sensorelektronik (53) zum Erzeugen der elektromagnetischen Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Impulsführung (49), Empfangen von der Impulsführung (49) geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse und Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten der Sensor electronics (53) for generating the electromagnetic pulses, coupling the electromagnetic pulses into the pulse guide (49), receiving from the pulse guide (49) guided reflection components of the electromagnetic pulses and determining and evaluating the transit times of
Reflektionsanteile , wobei die Impuls führung (49) wenigstens eine in die Kokille (13) einführbare Sonde (55) umfasst. Reflection components, wherein the pulse guide (49) comprises at least one in the mold (13) insertable probe (55).
2. Messvorrichtung (47) nach Anspruch 1, 2. Measuring device (47) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass jede in die Kokille (13) einführbare Sonde (55) innerhalb eines sie thermisch abschirmenden Schutzrohrs (57), das aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt ist, geführt ist. characterized in that each insertable into the mold (13) probe (55) within a thermally shielding protective tube (57), which is made of an electrically insulating material, is guided.
3. Messvorrichtung (47) nach einem der vorhergehenden 3. Measuring device (47) according to one of the preceding
Ansprüche, Claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsführung (49) characterized in that the pulse guide (49)
wenigstens eine Sonde (55) umfasst, die in ein in die at least one probe (55), which in one in the
Kokille (13) hineinragendes Gießrohr (11) zum Befüllen der Kokille (13) integriert ist. Mold (11) projecting into casting mold (11) for filling the mold (13) is integrated.
4. Messvorrichtung (47) nach einem der vorhergehenden 4. Measuring device (47) according to one of the preceding
Ansprüche , Claims ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsführung (49) characterized in that the pulse guide (49)
wenigstens eine von einem elektrisch isolierenden at least one of an electrically insulating
Isolierungsmantel (61) umgebene Sonde (55) umfasst, die an einer Innenseite einer Kokillenwand (15) der Kokille (13) angeordnet ist. Insulating jacket (61) surrounded probe (55), which is arranged on an inner side of a mold wall (15) of the mold (13).
5. Messvorrichtung (47) nach Anspruch 4, 5. Measuring device (47) according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine an einer characterized in that at least one of a
Innenseite einer Kokillenwand (15) angeordnete Sonde (55) in einer Nut (63) in der Kokillenwand (15) angeordnet ist. Inside a mold wall (15) arranged probe (55) in a groove (63) in the mold wall (15) is arranged.
6. Messvorrichtung (47) nach Anspruch 4 oder 5, 6. measuring device (47) according to claim 4 or 5,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine an einer characterized in that at least one of a
Innenseite einer Kokillenwand (15) angeordnete Sonde (55) in einer Richtung verläuft, die von einer Gießrichtung (18) der Kokille (13) abweicht. Inside a mold wall (15) arranged probe (55) extends in a direction which deviates from a casting direction (18) of the mold (13).
7. Messvorrichtung (47) nach einem der vorhergehenden 7. Measuring device (47) according to one of the preceding
Ansprüche , Claims ,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Sonde (55) als ein metallischer Sensorstab oder als ein metallisches characterized in that at least one probe (55) as a metallic sensor rod or as a metallic
Sensorseil ausgebildet ist. Sensor cable is formed.
8. Messvorrichtung (47) nach einem der vorhergehenden 8. Measuring device (47) according to one of the preceding
Ansprüche , Claims ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsführung (49) characterized in that the pulse guide (49)
wenigstens eine mit einer elektrisch isolierenden at least one with an electrically insulating
Isolierfüllung (65) gefüllte Nut (63) in einer Innenseite einer Kokillenwand (15) umfasst. Insulating filling (65) filled groove (63) in an inner side of a mold wall (15).
9. Messvorrichtung (47) nach Anspruch 9, 9. Measuring device (47) according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine mit einer elektrisch isolierenden Isolierfüllung (65) gefüllte Nut (63) in einer Innenseite einer Kokillenwand (15) in eine Richtung verläuft, die von einer Gießrichtung (18) der Kokille (13) abweicht . characterized in that at least one with an electrically insulating insulating filling (65) filled groove (63) in an inner side of a mold wall (15) extends in a direction which deviates from a casting direction (18) of the mold (13).
10. Messvorrichtung (47) nach einem der vorhergehenden 10. Measuring device (47) according to one of the preceding
Ansprüche , Claims ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelektronik (53) mit der Impulsführung (49) durch wenigstens eine characterized in that the sensor electronics (53) with the pulse guide (49) by at least one
Hochfrequenzleitung (51) zur Übertragung elektromagnetischer Impulse verbunden ist. High frequency line (51) for transmitting electromagnetic pulses is connected.
11. Verfahren zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe (41) eines Gießspiegels (21) in einer Kokille (13) einer 11. A method for detecting a Gießspiegelhöhe (41) of a casting mirror (21) in a mold (13) of a
Stranggießanlage (1) mit einer Messvorrichtung (47) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Continuous casting plant (1) with a measuring device (47) according to one of the preceding claims, wherein
- die Gießspiegelhöhe (41) zeitbereichsreflektometrisch ermittelt wird, the pouring mirror height (41) is determined by time domain reflectometry,
- indem entlang der Impulsführung (49) geführte  - by guided along the pulse guide (49)
elektromagnetische Impulse in die Kokille (13) gesendet werden electromagnetic pulses are sent to the mold (13)
- und Laufzeiten an dem Gießspiegel (21) reflektierter und von der Impulsführung (49) geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse erfasst und ausgewertet werden. - And maturities on the casting mirror (21) reflected and guided by the pulse guide (49) guided reflections of the electromagnetic pulses are detected and evaluated.
12. Verfahren nach Anspruch 11, 12. The method according to claim 11,
dadurch gekennzeichnet, dass als elektromagnetische Impulse Mikrowellenimpulse verwendet werden. characterized in that are used as electromagnetic pulses microwave pulses.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, 13. The method according to any one of claims 11 or 12,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Gießpulverhöhe (45) einer von dem Gießspiegel (21) abgewandten characterized in that a casting powder height (45) facing away from the casting mirror (21)
Gießpulveroberfläche (39) einer Gießpulverschicht (37), die sich über dem Gießspiegel (21) befindet,  Cast powder surface (39) of a cast powder layer (37) located above the casting mirror (21),
zeitbereichsreflektometrisch ermittelt wird, indem entlang der Impulsführung (49) geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille (13) gesendet werden und Laufzeiten an der time domain reflectometry is determined by along the pulse guide (49) guided electromagnetic pulses are sent to the mold (13) and run times at the
Gießpulveroberfläche (39) reflektierter und von der Cast powder surface (39) and reflected by the
Impulsführung (49) geführter Reflektionsanteile der Pulse guide (49) guided reflection components of
elektromagnetischen Impulse erfasst und ausgewertet werden. electromagnetic pulses are detected and evaluated.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, 14. The method according to any one of claims 11 to 13,
dadurch gekennzeichnet, dass zum Kalibrieren der characterized in that for calibrating the
Messvorrichtung (47) ein elektromagnetische Impulse Measuring device (47) an electromagnetic pulse
wenigstens anteilig reflektierendes Kalibrierelement an einer definierten Kalibrierposition (46) in der Kokille (13) angeordnet wird, entlang der Impulsführung (49) geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille (13) gesendet werden und eine Laufzeit an dem Kalibrierelement at least proportionally reflective calibrating element is arranged at a defined calibration position (46) in the mold (13), electromagnetic impulses guided along the impulse guide (49) are sent into the mold (13) and a transit time is applied to the calibration element
reflektierter und von der Impuls führung (49) geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse erfasst und als zu der Kalibrierposition (46) korrespondierender Referenzwert für die Ermittlung von Gießspiegelhöhen (41) Laufzeiten an dem Gießspiegel (21) reflektierter reflected and guided by the pulse guide (49) Reflected portions of the electromagnetic pulses detected and as to the calibration position (46) corresponding reference value for the determination of Gießspiegelhöhen (41) run times on the casting mirror (21) reflected
Reflektionsanteile elektromagnetischer Impulse verwendet wird . Reflecting shares of electromagnetic pulses is used.
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