DE10110081A1 - Verfahren zum Ermitteln von Kenndaten eines Oszillationssystems einer oszillierenden Stranggießkokille - Google Patents

Verfahren zum Ermitteln von Kenndaten eines Oszillationssystems einer oszillierenden Stranggießkokille

Info

Publication number
DE10110081A1
DE10110081A1 DE10110081A DE10110081A DE10110081A1 DE 10110081 A1 DE10110081 A1 DE 10110081A1 DE 10110081 A DE10110081 A DE 10110081A DE 10110081 A DE10110081 A DE 10110081A DE 10110081 A1 DE10110081 A1 DE 10110081A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
stroke
determined
characteristic data
hysteresis curve
mold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10110081A
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Salzgitter AG
SMS Siemag AG
Original Assignee
Salzgitter AG
SMS Demag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Salzgitter AG, SMS Demag AG filed Critical Salzgitter AG
Priority to DE10110081A priority Critical patent/DE10110081A1/de
Priority to EP02719905A priority patent/EP1365873B1/de
Priority to DE50200631T priority patent/DE50200631D1/de
Priority to PCT/EP2002/001926 priority patent/WO2002070172A1/de
Publication of DE10110081A1 publication Critical patent/DE10110081A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B22D11/166—Controlling or regulating processes or operations for mould oscillation
    • 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
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/053—Means for oscillating the moulds
    • 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
    • B22D11/165—Controlling or regulating processes or operations for the supply of casting powder
    • 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
    • B22D11/22—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln von Kenndaten eines Oszillationssystems einer oszillierenden Stranggießkokille, die mittels eines Hubantriebs über einen Hubweg x verfahrbar ist, wobei der Hubweg x der oszilliernden Kokille (1) und die Antriebskraft F¶A¶ für die Kokillenhubbewegung erfaßt werden. Um tatsächliche Kenndaten, insbesondere die Reibungskraft zwischen Kokillenwänden und Strangschale, mit hoher Genauigkeit zu ermitteln, wird eine Hysterese-Kurve (H¶1¶, H¶2¶) des Hubweges als Funktion der Antriebskraft über einen Hubzyklus ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln von Kenndaten eines Oszillati­ onssystems einer oszillierenden Stranggießkokille, die mittels eines Hubantriebs über einen Hubweg x verfahrbar ist, wobei der Hubweg x der oszillierenden Kokille und die Antriebskraft FA für die Kokillenhubbewegung erfaßt werden. Zudem be­ trifft die Erfindung eine Stranggießeinrichtung zum Gießen von Metall, insbeson­ dere von Stahl, umfassend ein Oszillationssystem mit einer oszillierenden Kokille.
Bei der Stranggießproduktion, insbesondere bei dem unter dem Begriff CSP (Compact Strip Production) bekannten Gießverfahren zur Herstellung dünner Brammen, erfolgt die Schmelzstrahleinleitung in bekannter Weise aus einer Gieß­ pfanne über ein Schattenrohr, einen Verteiler und ein Tauchrohr in die Kokille. Für vergleichsweise hohe Gießgeschwindigkeiten werden zur Erzeugung eines Schmierfilmes zwischen den Kokillenwandungen und dem in Erstarrung begriffe­ nen Strang spezielle Gießpulver verwendet. Hierdurch sowie durch den Einsatz eines Oszillationssystems - auch in Verbindung mit einer optimalen Kokillengeo­ metrie - lassen sich optimale Bandoberflächen erzielen.
Die Kokillenoszillation ist also ein wesentlicher Bestandteil des Stranggießverfah­ rens von Metallen. Sie ermöglicht die erforderliche Schmierwirkung des Schmier­ mittels und verringert damit den Reibungskoeffizienten bzw. die zwischen der Strangschale und den Kokillenwänden auftretende Reibungskraft und somit ein Ankleben der Strangschale an den Kokillenwänden. Ungenügende Reibungsver­ hältnisse vermindern die Qualität des Strangproduktes, was sich insbesondere in Längsrissen und unregelmäßigen und tiefen Hubmarken bemerkbar macht.
Eine unmittelbare Messung der Reibungskraft ist wegen der Unzugänglichkeit des Entstehungsortes dieser Kraft bisher nicht bekannt. Aus diesem Grunde wird die Reibungskraft berechnet. Grundlage für die allermeisten bekannten Verfahren zur Ermittlung der Reibungskräfte ist die Messung der Antriebskraft der Oszillations­ einrichtung und die Tatsache, daß diese Antriebskraft bzw. Erregerkraft des Schwingungssystems gemäß der grundlegenden Differenzialgleichung eines li­ nearen Schwingers in drei Grundkomponenten zerlegt werden kann nach:
FE(t) = m a(t) + d v(t) + c s(t) bzw.
FE(t) = m ds2/dt2 + d ds/dt + cs
mit:
m: oszillierende Masse a(t): Beschleunigung des Systems zur Zeit t
dv(t): der gesuchte, geschwindigkeitsabhängige Reibungskraftanteil
c: Federkonstante
s(t): die Position des Systems zur Zeit t
FE(t): die Erregerkraft oder Antriebskraft des Systems zur Zeit t.
Im allgemeinen wird nun davon ausgegangen, daß diese Gleichung nach der Rei­ bungskraft bzw. dem Reibungskraftanteil dv(t) aufgelöst wird, indem die Erreger­ kraft bzw. Antriebskraft zum Betrachtungszeitpunkt gemessen wird. Von dieser Antriebs- bzw. Erregerkraft wird das Produkt aus Masse und aktueller Beschleuni­ gung und - falls nicht vernachlässigt - das Produkt aus Federkonstante und Hub­ position abgezogen. Voraussetzung für eine solche Berechnung ist also, daß die Parameter m, a(t), c und s(t) bekannt sind oder vernachlässigt werden können. Die Beschleunigung wird zusätzlich gemessen oder aus der Hubposition abgelei­ tet. Bei dieser Methode ist von Nachteil, daß die Masse und die Federkraft als konstant vorausgesetzt werden. Insbesondere bei kleinen Gießformen mit im Ver­ hältnis geringen oszillierenden Massen können nämlich Zusatzgewichte, wie ver­ änderliche An- und Einbauten, Bedienpersonal auf der mitschwingenden Abdec­ kung, unterschiedliche Einstellungen von Eigengewichtskompensationen, Ver­ schleiß, Ermüdung etc. das Auswerteergebnis signifikant beeinflussen.
Zudem gehen diese Rechnungen auf Grundlage des mathematischen Modells von einer idealen Sinusschwingung des linearen Einmassenschwingers aus, wovon reale Kokillenoszillationen mehr oder weniger stark abweichen. Bei realen Kokil­ lenoszillationen wird beispielsweise beobachtet, daß diese in verschiedene typi­ sche Schwingungsmoden, sogenannte Eigenformen, fallen. Diese können isoliert oder kombiniert auftreten und überlagem die Grundform in nur schwer vorherseh­ barer Weise. Erschwerend für eine numerische bzw. rechnerische Ermittlung der Reibungskraft kommt hinzu, daß die Reibungskraft selbst Einfluß auf die Fren­ quenzlage dieser Eigenschwingung nimmt, indem sie dämpfend wirkt.
Eine mathematische Berechnung auf Grundlage eines Schwingungssystems liegt beispielsweise dem Verfahren zur Ermittlung der Reibungskraft nach der WO 96/33035 zugrunde. Es wird für die Rekonstruktion der Reibungskraft vorgeschla­ gen, die Kokillenhubbewegung und die Antriebskraft für die Kokillenbewegung kontinuierlich zu messen und die Meßergebnisse in einer speziellen Rechen­ schaltung zu verarbeiten, um die Reibungskraft als absolute Größe zu berechnen.
In der JP 610 52 972 wird zur Vorhersage des Durchbruchs eines Stranges in ei­ ner Kokille vorgeschlagen, den Amplitudenwert der Oszillationsbewegung zu mes­ sen. Es wird ein hemmender Einfluß der Reibungskraft auf den Kokillenhub unter­ stellt.
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Stranggießeinrichtung bereitzustellen, nach dem bzw. mit der Kenndaten des Os­ zillationssystems, insbesondere die tatsächliche Reibungskraft, mit hoher Genau­ igkeit ermittelt werden können und zur Verwendung für die Maschinen- und Pro­ zeßsteuerung bzw. -optimierung zur Verfügung stehen.
Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß dadurch gelöst, daß eine Hysterese-Kurve des Hubweges als Funktion der Antriebskraft - oder eine Hysterese-Kurve der An­ triebskraft als Funktion des Hubweges - über einen Hubzyklus ermittelt wird und daß mittels dieser Hysterese-Kurve aktuelle Kenndaten über das Oszillationssy­ stem ermittelt werden. Es können hierbei jeweils eine Hysterese-Kurve über einen Hubzyklus oder die Kurven über mehrere Hubzyklen ermittelt werden. Die Werte der Antriebskraft und des Hubweges im Sinne der jeweiligen Hubposition werden hierbei synchron meßtechnisch erfaßt.
Vorzugsweise werden als Kenndaten die Verlustarbeit WR durch die Fläche der Hysterese-Kurve ermittelt. Aus dieser Verlustarbeit WR bzw. der ermittelten Flä­ che, die von der Hysterese-Kurve eingeschlossen wird, kann die tatsächliche Rei­ bungskraft FR zwischen den Kokillenwänden und der Strangschale ermittelt wer­ den. Hierzu wird vorgeschlagen, einen Reibungskraftwert FRy aus dem Verhältnis der Verlustarbeit WR und dem Hubamplitudenwert yx als maximalen Hubweg zu ermitteln.
Die Erfindung macht sich hierbei die Erscheinung zunutze, daß die beschleuni­ gungsproportionale Massen- oder Trägheitskraft als auch die wegproportionale Federkraft des Schwingungs- bzw. Oszillationssystems einen reversiblen Prozeß beschreiben und sich während jedes einzelnen abgeschlossenen Hubzyklusses vollständig ausgleichen. Dies ist bei der Reibung nicht der Fall. Es handelt sich hier um einen irreversiblen Prozeß, bei dem die mechanische Energie unwieder­ bringlich in Wärme umgewandelt wird. Dieser Verlust an Energie kann mit Hilfe der Hysterese-Kurve sichtbar gemacht werden. Hierbei entspricht die von der Hy­ sterese-Kurve umschlossene Fläche in dem Koordinatensystem Antriebskraft- Hubweg bzw. Hubweg-Antriebskraft der Verlustarbeit WR des Prozesses, die als Maß für die Reibungskraft FR herangezogen wird.
Das Prinzip der Verwendung der Hysterese-Kurve als Basis zur Ermittlung von Kenndaten in einem Oszillationssystem, insbesondere der Reibungskraft, ermög­ licht damit die Bestimmung der tatsächlichen Reibungskraft. Selbst wenn die Hy­ sterese-Kurve eines irreversiblen Prozesses mit den Bahnkurven reversibler Vor­ gänge überlagert wird, ist der verlustbehaftete Anteil doch durch die umschlosse­ ne Fläche der Hysterese-Kurve eindeutig bestimmbar. Die daraus gewonnene Kenntnis der tatsächlichen Reibungskraft läßt Fehler im Gießprozeß frühzeitig er­ kennen und erhöht somit die Betriebssicherheit.
Durch Berechnung eines Reibungskraftwertes FRy mit Hilfe des Verhältnisses von Verlustarbeit WR und Hubamplitudenwert yx wird der Reibungskraftwert völlig un­ abhängig von veränderlichen Randbedingungen und kann ohne irgendwelche zu­ sätzlichen mathematischen Annahmen bestimmt werden. Weder Oberschwingun­ gen des Oszillationssystems noch stochastische Störungen aus der Umgebung beeinflussen das Auswerteergebnis.
Nach einer bevorzugten Verfahrensvariante wird der Hubamplitudenwert yx zu einem Hubamplitudenmittelwert gemittelt, und zwar vorzugsweise durch eine gleitende Mittelwertbildung innerhalb einer Hubamplitude. Ebenso sollen die er­ mittelten Reibungskraftwerte FRy einer gleitenden Glättung - über mehrere Hubzy­ klen - unterworfen werden. Auf diese Weise werden Fehler aufgrund elektrischer Störungen, die die Kleinst- und Größtwerte verfälschen könnten, eliminiert.
Neben der Verlustarbeit als von der Hysterese-Kurve eingeschlossenen Fläche bzw. der Reibungskraft können des weiteren Kenndaten aus dem individuellen Kurvenverlauf der Hysterese-Kurve ermittelt werden. Vorzugsweise werden auf Basis des individuellen Kurvenverlaufes Informationen über den Verschleißzu­ stand des Oszillationssystems gewonnen. Es bietet sich hier insbesondere eine vergleichende Methode von visualisierten Hysterese-Kurven an, wobei sich Hyste­ rese-Kurven eines spielfreien und eines infolge Verschleißes spielbehafteten An­ triebsstranges signifikant unterscheiden. Quantitative Unterschiede können mit Hilfe einer Bilderkennungsmethode ermittelt werden.
Darüber hinaus können Kenndaten aus der - vorzugsweise mittleren - Steigung bzw. Neigung der Hysterese-Kurve ermittelt werden; insbesondere werden hiermit Informationen über die Kokillenaufhängung gewonnen. Grund hierfür ist, daß in die mittlere Neigung der Hysterese-Kurve die Verschiebung der Anteile von über­ lagerten Kraftkomponenten aus Beschleunigungs- und Federkräften eingeht. So läßt sich beispielsweise der Bruch einzelner oder mehrerer Anlenkungen des Os­ zillationssystems in einer proportionalen Verdrehung der Hysterese-Steigung er­ kennen. Ebenso wie ein Vergleich der individuellen Kurvenverläufe durchgeführt werden kann, führt auch der Vergleich der Neigungen mehrerer aufeinanderfol­ gender Hysterese-Kurven zu qualitativen Aussagen über das Oszillationssystem.
Verfahrensgemäß müssen die Antriebskraft und der Hubweg bzw. die Oszillati­ onsposition des Hubantriebs erfaßt werden und zwar vorzugsweise meßtechnisch. Diese Messung soll mit Meßfrequenzen fmess des 2-100fachen der Oszillations­ frequenz f erfolgen. Längstens wird demnach eine Messung jeweils nach einem halben Hubzyklus der zu beurteilenden Oszillation gefordert. In der Praxis haben sich insbesondere Abtastfrequenzen vom 10-100fachen der Oszillationsfrequenz bewährt.
Als bevorzugte Verfahrensausführung wird weiterhin vorgeschlagen, daß zur Be­ stimmung der Leerlaufverluste des Oszillationssystems eine Leerlaufmessung durchgeführt wird. Grund hierfür ist, daß in die Ermittlung der Reibungsverluste sowohl die Reibungsverluste zwischen Kokille und Strang als auch die mechani­ schen Reibungsverluste in Aufhängung und Antriebsstrang eingehen. Es wird da­ her eine Leerlaufmessung durchgeführt, um die mechanischen Reibungsverluste vorab zu bestimmen und später von dem ermittelten Gesamtwert zur Ermittlung eines Effektiv-Wertes der Reibungskraft zu subtrahieren. Hierbei ist eine Berech­ nung durch Einzelwert-Differenzen, Mittelwert-Differenzen oder Differenz- Hysterese-Kurven möglich. Es empfiehlt sich, verschiedene Leerlaufmessungen des Oszillationssystems mit unterschiedlichen Oszillationsparametern vor Gieß­ beginn und/oder während einer Gießpause durchzuführen. Die ermittelten Werte können darüber hinaus statistisch aufbereitet werden.
Nach einer Weiterbildung des Verfahrens werden die ermittelten Kenndaten und/oder die Hysterese-Kurven visualisiert und registriert, und es werden Steuer­ daten zur entsprechenden Änderung der aktuellen Oszillationsparameter, wie Ne­ gativer Strip, Heilzeit, d. h. die Zeit, in der das Schmiermittel in den Spalt zwischen Strangschale und Kokillenwand eindringt, Hubamplitude und Hubfrequenz sowie die Schwingungsform, als auch zur Änderung der aktuellen Gießparameter, wie Kühlparameter und Gießpulvereinsatz, zum Erreichen von Soll-Bedingungen er­ mittelt.
Vorrichtungsgemäß wird die Aufgabe durch eine gattungsgemäße Stranggießein­ richtung gelöst, die eine Rechnereinheit umfaßt zur Ermittlung einer Hysterese- Kurve aus dem Hubweg als Funktion der Antriebkraft über einen Hubzyklus sowie zur Ermittlung von aktuellen Kenndaten über das Oszillationssystem auf Basis dieser Hysterese-Kurve.
Diese Stranggießeinrichtung umfaßt nach einer bevorzugten Ausführungsform des weiteren Signalleitungen, die Einrichtungen zum meßtechnischen Erfassen der Antriebskraft FA sowie des Hubweges x mit der Rechnereinheit verbinden, wobei die Rechnereinheit aus den ermittelten Kenndaten entsprechende Steuersignale errechnet, sowie Kommandoleitungen zwischen der Rechnereinheit und Steuer­ einrichtungen zur Steuerung des Oszillationssystems und/oder der Gießparameter in Abhängigkeit der ermittelten Kenndaten und errechneten Steuerdaten.
Bei einem Oszillationssystem, das mit einem hydraulischen Antriebsaggregat ver­ sehen ist, wird die jeweilige Antriebskraft vorzugsweise aus den gemessenen Kammerdrücken der jeweiligen Hydraulikzylinder des Antriebsstrangs ermittelt. Die Einrichtung zum Ermitteln des Hubweges umfaßt Positionsmesser zum Mes­ sen der aktuellen Position des jeweiligen Zylinderkolbens einer Zylindereinheit des hydraulischen Antriebsaggregats. Es werden Hysterese-Kurven jeweils für die se­ paraten Zylindereinheiten gebildet oder ggf. über mehrere Zylindereinheiten ge­ mittelt. Bei mechanischen Hebelantrieben können die Antriebskräfte durch Dehn­ meßstreifen oder Kraftmeßdosen an den Pleueln ermittelt werden, die Hubwege werden aus den Drehwinkeln zurückgerechnet.
Vorzugsweise soll das vorgeschlagene Verfahren bei Resonanzkokillen, d. h. in Federpaketen gelagerten Kokillen, Verwendung finden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen­ den Beschreibung der Figuren. Dabei sind neben den oben aufgeführten Kombi­ nationen von Merkmalen auch Merkmale alleine oder in anderen Kombinationen erfindungswesentlich. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer oszillierenden Kokille mit den angrei­ fenden Kräften;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Stranggießein­ richtung zur Ermittlung der Reibungskraft;
Fig. 3 zwei Hysterese-Kurven, dargestellt als Hub (mm) als Funktion der Antriebs­ kraft (kN);
Fig. 1 gibt schematisch einen Überblick über eine Kokille 1, hier mit zwei Wän­ den 1a, b dargestellt, mit darin erstarrendem Strang 2 sowie einen Überblick über die angreifenden Kräfte. Um ein Gießen mit hoher Oberflächenqualität zu ermögli­ chen, wird die Kokille 1 in eine schwingende bzw. oszillierende Bewegung (gemäß Pfeilrichtung) versetzt und hierzu mit einer Antriebskraft FA beaufschlagt. Durch die oszillierende Bewegung der Kokille wirkt die Reibungskraft FR in diesem schwingenden System zwischen Strangschale und Kokillenwänden 1a, b.
Eine Darstellung eines Oszillationssystems 3 sowie einer erfindungsgemäßen Stranggießeinrichtung zeigt Fig. 2. Das Oszillationssystem 3 umfaßt einen Hub­ tisch 4, welcher die Kokille 1 form- und kraftschlüssig aufnimmt. Dieser Hubtisch 4 ist frei schwingbar auf Hydraulikzylindern gelagert - es ist hier als Beispiel einer dieser Hydraulikzylinder als Zylindereinheit 5 dargestellt - und wird von einem Fe­ dersystem 6 in einer senkrechten Schwingungsrichtung geführt. Jede Zylinderein­ heit 5 weist einen zwischen einer oberen Druckkammer 7 mit einem Druck po und einer unteren Druckkammer 8 mit einem Druck pu beweglich angeordneten Ar­ beitskolben 9 auf, dessen obere und untere Arbeitsfläche vom Arbeitsmedium der oberen oder unteren Druckkammer 7, 8 beaufschlagbar ist. Diese Drücke po und pu werden mittels entsprechender Meßgeräte 10, 11 gemessen und entsprechen­ de Signale über Signalleitungen 12, 13 unmittelbar in eine zentrale Rechnereinheit 14 eingespeist, um dort die resultierende Antriebskraft FA für den jeweiligen Zylin­ der zu berechnen.
Auf Basis der Bewegung des Arbeitskolbens 9 wird der Hubweg x mittels eines Positionsmessers 15 synchron zu den Drücken po und pu ermittelt. Die Meßwerte werden ebenfalls über eine entsprechende Signalleitung 16 in die zentrale Rech­ nereinheit 14 eingespeist. Diese Rechnereinheit 14 ermittelt mit Hilfe der Antriebs­ kräfte FA sowie der jeweiligen Hubposition x eine Hysterese-Kurve über einen Hubzyklus und zwar für jeden Hydraulikzylinder. Mit Hilfe der aus der jeweiligen Hysterese-Kurve oder aus dem Vergleich mehrerer zeitlich folgender Hysterese- Kurven ermittelten Kenndaten, insbesondere die Reibungskraft, wobei sowohl die Hysterese-Kurven als auch die Kenndaten über einen Monitor visualisiert werden, werden Steuersignale berechnet, die über Kommandoleitungen 17 zur Steuerung von Steuereinrichtungen für das Oszillationssystem 3 oder zur Einstellung der Gießparameter an die entsprechenden Steuereinrichtungen übermittelt werden. Hier ist beispielhaft die Steuereinrichtung 18 zur Einstellung der Gießgeschwindig­ keit v dargestellt. Die Gießgeschwindigkeit sollte bei Bruchgefahr reduziert wer­ den, damit die Strangschale wieder dicker und stabiler wird. Auch kann die Kennt­ nis der Reibungskraft zur Prozeßsteuerung und Prozeßüberwachung im Hinblick auf eine automatisierte Gießpulverzufuhr bzw. Schmiermittelzugabe oder im Hin­ blick auf eine Konizitätsanpassung der Seitenwände bei Verstellkokillen verwendet werden, indem die Zufuhr von Gießpulver bei einem Anstieg der Reibung und die Konizität der Seitenwände bei anormalen Reibungsverhältnissen nachgestellt wird. Die hier gezeigte Stranggießeinrichtung ist nur ein Beispiel zur Ermittlung der Antriebskraft der oszillierenden Bewegung von Stranggießkokillen. Ebenso sind natürlich auch Messungen mittels Dehnmeßstreifen, Kraftmeßdosen bei mechani­ schen Antrieben und die Messung von Motorströmen bei elektrischen Antrieben denkbar.
Fig. 3 zeigt die ermittelten Hysterese-Kurven H1, H2 zweier Hubzylinder, indem der jeweilige gemessene Hubweg in mm über die jeweilige, synchron gemessene, Antriebskraft FA aufgetragen ist. Die von der jeweiligen Hysterese-Kurve einge­ schlossene Fläche entspricht der Verlustarbeit WR aufgrund von Reibungsverlu­ sten. Hieraus läßt sich bezogen auf einen Hubwert die Reibungskraft ermitteln. In dem konkreten Beispiel wird die Kokille ungefähr zwischen +2,5 mm und -2,5 mm bewegt. Die Periodendauer bzw. ein Hubzyklus beträgt 0,466 Sekunden bzw. re­ ziprok eine Frequenz von 2,146 Hz. Die Steigung der linken Hysterese-Kurve be­ trägt 3,84 kN/mm, die der rechten Hysterese-Kurve 3,27 kN/mm. Die Hysterese beträgt bei der linken Hysterese-Kurve 5,70 kN, bei der rechten Hysterese-Kurve 4,94 kN.
Sowohl aus der von den Hysterese-Kurven eingeschlossenen Fläche, aus dem speziellen Kurvenverlauf als auch aus der Steigung bzw. Neigung der einzelnen Kurven können Kenndaten, insbesondere zur Ermittlung der tatsächlichen Rei­ bungskraft FR ermittelt werden.

Claims (17)

1. Verfahren zum Ermitteln von Kenndaten eines Oszillationssystems einer oszillierenden Stranggießkokille, die mittels eines Hubantriebs über einen Hubweg x verfahrbar ist, wobei der Hubweg x der oszillierenden Kokille (1) und die Antriebskraft FA für die Kokillenhubbewegung erfaßt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Hysterese-Kurve (H1, H2) des Hubweges als Funktion der An­ triebskraft über einen Hubzyklus ermittelt wird und
daß mittels dieser Hysterese-Kurve aktuelle Kenndaten über das Oszillati­ onssystem ermittelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kenndaten die Verlustarbeit WR durch die Fläche der Hysterese- Kurve ermittelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus der ermittelten Fläche der Hysterese-Kurve die Reibungskraft FR zwischen den Kokillenwänden (1a, b) und der Strangschale ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reibungskraftwert FRy aus dem Verhältnis der Verlustarbeit WR und dem Hubamplitudenwert yx ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubamplitudenwert yx zu einem Hubamplitudenmittelwert und der Reibungskraftwert FRy zu einem Reibungskraftmittelwert gemittelt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Kenndaten aus dem individuellen Kurvenverlauf der Hysterese-Kurve ermittelt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der aus dem individuellen Kurvenverlauf der Hysterese-Kurve ermittelten Kenndaten Informationen über den Verschleißzustand des Os­ zillationssystems (3) gewonnen werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Kenndaten aus der Steigung der Hysterese-Kurve ermittelt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der aus der Steigung der Hysterese-Kurve ermittelten Kenn­ daten Informationen über die Kokillenaufhängung gewonnen werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vergleich der individuellen Kurvenverläufe und/oder Steigung von mehreren Hysterese-Kurven durchgeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Messung der Antriebskraft FA sowie des Hubweges x mit Meßfre­ quenzen fmess des 2-100fachen, vorzugsweise des 10- bis 100fachen, der Oszillationsfrequenz f erfolgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Leerlaufverluste des Oszillationssystems (3) eine Leerlaufmessung durchgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Leerlaufmessungen des Oszillationssystems (3) während einer Gießpause mit unterschiedlichen Oszillationsparametern durchgeführt werden.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelten Kenndaten und/oder die Hysterese-Kurven visualisiert und registriert werden und daß Steuerdaten zur entsprechenden Änderung der aktuellen Oszillationsparameter und der aktuellen Gießparameter zum Erreichen von Soll-Bedingungen ermittelt werden.
15. Stranggießeinrichtung zum Gießen von Metall, umfassend ein Oszillations­ system (3) mit einer oszillierenden Kokille (1), die mittels eines Hubantriebs über einen Hubweg x verfahrbar ist, und Einrichtungen zum Erfassen der Antriebskraft FA sowie des Hubweges x, gekennzeichnet durch eine Rechnereinheit (14) zur Ermittlung einer Hysterese-Kurve aus dem Hubweg x als Funktion der Antriebkraft FA über einen Hubzyklus sowie zur Ermittlung von aktuellen Kenndaten über das Oszillationssystem (3) auf Basis dieser Hysterese-Kurve.
16. Stranggießeinrichtung nach Anspruch 15,
gekennzeichnet
durch Signalleitungen (12, 13, 16), die die Einrichtungen zum Erfassen der Antriebskraft FA sowie die zum Erfassen des Hubweges x mit der Rech­ nereinheit verbinden, wobei die Rechnereinheit (14) aus den ermittelten Kenndaten entsprechende Steuersignale errechnet,
durch Kommandoleitungen (17) zwischen der Rechnereinheit (14) und Steuereinrichtungen (18) zur Steuerung des Oszillationssystems und/oder der Gießparameter in Abhängigkeit der ermittelten Kenndaten und errech­ neten Steuerdaten.
17. Stranggießeinrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Oszillationssystem (3) mit einem hydraulischen Antriebsaggregat versehen ist und
daß die Einrichtung zum Ermitteln der Antriebskraft FA eine Meßeinrichtung (10, 11) für die unterschiedlichen Kammerdrücke (po, pu) der Kammern (7, 8) jeweils einer Zylindereinheit (5) umfaßt und/oder
daß die Einrichtung zum Ermitteln des Hubweges einen Positionsmesser (15) zum Messen der aktuellen Position des jeweiligen Arbeitskolbens (9) einer Zylindereinheit (5) des hydraulischen Antriebsaggregats umfaßt.
DE10110081A 2001-03-02 2001-03-02 Verfahren zum Ermitteln von Kenndaten eines Oszillationssystems einer oszillierenden Stranggießkokille Withdrawn DE10110081A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10110081A DE10110081A1 (de) 2001-03-02 2001-03-02 Verfahren zum Ermitteln von Kenndaten eines Oszillationssystems einer oszillierenden Stranggießkokille
EP02719905A EP1365873B1 (de) 2001-03-02 2002-02-23 Verfahren zum ermitteln von kenndaten eines oszillationssystems einer oszillierenden stranggiesskokille
DE50200631T DE50200631D1 (de) 2001-03-02 2002-02-23 Verfahren zum ermitteln von kenndaten eines oszillationssystems einer oszillierenden stranggiesskokille
PCT/EP2002/001926 WO2002070172A1 (de) 2001-03-02 2002-02-23 Verfahren zum ermitteln von kenndaten eines oszillationssystems einer oszillierenden stranggiesskokille

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10110081A DE10110081A1 (de) 2001-03-02 2001-03-02 Verfahren zum Ermitteln von Kenndaten eines Oszillationssystems einer oszillierenden Stranggießkokille

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10110081A1 true DE10110081A1 (de) 2002-09-05

Family

ID=7676074

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10110081A Withdrawn DE10110081A1 (de) 2001-03-02 2001-03-02 Verfahren zum Ermitteln von Kenndaten eines Oszillationssystems einer oszillierenden Stranggießkokille
DE50200631T Expired - Lifetime DE50200631D1 (de) 2001-03-02 2002-02-23 Verfahren zum ermitteln von kenndaten eines oszillationssystems einer oszillierenden stranggiesskokille

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE50200631T Expired - Lifetime DE50200631D1 (de) 2001-03-02 2002-02-23 Verfahren zum ermitteln von kenndaten eines oszillationssystems einer oszillierenden stranggiesskokille

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1365873B1 (de)
DE (2) DE10110081A1 (de)
WO (1) WO2002070172A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109954855A (zh) * 2017-12-26 2019-07-02 北京有色金属研究总院 真空电子束炉用自动铸锭控制***及其控制方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10219287A1 (de) * 2002-04-30 2003-11-13 Sms Demag Ag Verfahren und Einrichtung zum Erkennen des Maschinenzustandes von Elementen oder Baugruppen einer Oszillationsvorrichtung in Stranggießanlagen für flüssige Metalle, insbesondere für flüssigen Stahl
DE102008006189A1 (de) * 2008-01-26 2009-07-30 Sms Demag Ag Einrichtung und Verfahren zum Regeln von Kokillenoszillationen

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3893502A (en) * 1974-05-31 1975-07-08 United States Steel Corp Method and mechanism for indicating mold friction in a continuous-casting machine
US4615375A (en) * 1983-04-18 1986-10-07 United States Steel Corporation Continuous casting mold friction monitor
US4532975A (en) * 1983-04-28 1985-08-06 United States Steel Corporation Continuous casting mold oscillator load indication system
DE19515316C1 (de) * 1995-04-19 1996-08-29 Mannesmann Ag Verfahren zum Betreiben einer Kokille
DE19845357A1 (de) * 1998-10-02 2000-04-06 Schloemann Siemag Ag Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Kontrolle der Grundeinstellung und Oszillationsparameter einer Stranggießkokille

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109954855A (zh) * 2017-12-26 2019-07-02 北京有色金属研究总院 真空电子束炉用自动铸锭控制***及其控制方法
CN109954855B (zh) * 2017-12-26 2024-04-26 有研工程技术研究院有限公司 真空电子束炉用自动铸锭控制***及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1365873A1 (de) 2003-12-03
DE50200631D1 (de) 2004-08-19
EP1365873B1 (de) 2004-07-14
WO2002070172A1 (de) 2002-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0824386B1 (de) Verfahren zum betreiben einer oszillierend angetriebenen kokille und stranggiesseinrichtung zur durchführung des verfahrens
DE19725433C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Durchbruchfrüherkennung beim Stranggießen von Stahl mit einer oszillierenden Kokille
EP0992302B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Kontrolle der Grundeinstellung und Oszillationsparameter einer Stranggiesskokille
EP0044291B1 (de) Einrichtung an einer Stranggiesskokille zum Ermitteln der zwischen den Seitenwänden der Kokille und der Strangoberfläche herrschenden Reibungskräfte
DE10110081A1 (de) Verfahren zum Ermitteln von Kenndaten eines Oszillationssystems einer oszillierenden Stranggießkokille
AT519390A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Regeln einer Stranggießanlage
DE102016005214A1 (de) Vorrichtung zum Überprüfen eines Zustandes eines Maschinenteils
EP0120338B1 (de) Verfahren zur Ermittlung der Kokillenwandabnutzung während des Giessprozesses und zur Ermittlung der Abhebung der Strangschale von der Kokilleninnenwand
DE102005026259A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Stranggießen von flüssigen Metallen, insbesondere von flüssigen Stahlwerkstoffen, mit einer Strangführung aus Stützrollensegmenten
EP1043096B1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Reibung zwischen Strangschale und Kokille beim Stranggiessen
GB2091455A (en) A method of controlling and regulating operational parameters of a machine for continuously casting bands between cylinders allowing adhesion to be avoided
EP0907442B1 (de) Verfahren zur optimierung der strangoberflächenqualität
EP1105237B1 (de) Verfahren zur prozessüberwachung beim druckgiessen oder thixoformen von metallen
EP0331612A2 (de) Verfahren an einer Giessanlage zur Erzeugung von Strängen
EP0026487A1 (de) Verfahren zum Stahlstranggiessen
EP1358955B1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Erkennen des Maschinenzustandes von Elementen oder Baugruppen einer Oszillationsvorrichtung in Stranggiessanlagen für flüssige Metalle, insbesondere für flüssigen Stahl
WO2008040519A1 (de) Verfahren zur ermittlung einer flüssigen phase im innern eines an seiner oberfläche bereits erstarrten strangs
DE3022963C2 (de)
WO2000024535A1 (de) Vertikalstranggiessanlage mit optimierter metallniveaumessung
EP1172160A1 (de) Verfahren und Stranggiessvorrichtung mit einer Einrichtung zum Messen des Kikollenfüllstandes für flüssiges Metall, insbesondere für flüssigen Stahl
EP1172161A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Stranggiessen von Metallen, insbesonder von Stahl
EP0133179A1 (de) Verfahren zum Stranggiessen von Metallen unter Kontrolle der Oberflächenbeschaffenheit der Strangschale
WO2009092607A1 (de) Einrichtung und verfahren zum regeln von kokillenoszillationen
DE1135620B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Giessen von Stahl in mit fluessiger Schlacke gefuellte Kokillen
DE102013105599A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Bandschwingungen einer Bandbehandlungsanlage und von einer Bandbehandlungsanlage

Legal Events

Date Code Title Description
8181 Inventor (new situation)

Free format text: MUELLER, PETER, 38239 SALZGITTER, DE WYL, HORST VON, 47169 DUISBURG, DE FEST, THOMAS, 47228 DUISBURG, DE WEISSBUCH, FRANK, 46539 DINSLAKEN, DE SCHWARZ, MICHAEL, 46147 OBERHAUSEN, DE

8139 Disposal/non-payment of the annual fee