DE102018215503A1

DE102018215503A1 - Measuring device for determining the narrow side inclination and casting width of a mold

Info

Publication number: DE102018215503A1
Application number: DE102018215503.8A
Authority: DE
Inventors: Nabil Sifi; Mike Vetter; Stephan Schulze
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2018-09-12
Filing date: 2018-09-12
Publication date: 2020-03-12
Also published as: EP3623076B1; EP3623076A1

Abstract

Messvorrichtung (20) und Verfahren zum Vermessen des von Kokillenwänden gebildeten Innenraums einer Kokille (10), vorzugsweise für eine Stranggießanlage, wobei die Messvorrichtung (20) aufweist: eine Halterung (21), die zum Anbringen der Messvorrichtung (20) eingerichtet ist, so dass die Messvorrichtung (20) sich an einer definierten Position und in einer definierten Lage relativ zur Kokille (10) befindet, und einen Messabschnitt (22), der einen oder mehrere berührungslose Abstandssensoren (23a, 23b, 23c und 23d), vorzugsweise Lasersensoren, aufweist, die eingerichtet sind, um den Abstand zu zwei oder mehr Punkten der Kokilleninnenwände berührungslos zu messen und als Messdaten bereitzustellen, wobei die Messvorrichtung (20) ferner eine Steuereinrichtung (30) aufweist oder mit einer solchen in Kommunikation bringbar ist, die eingerichtet ist, um aus den Messdaten der berührungslosen Abstandssensoren (23a, 23b, 23c und 23d) die Neigung einer oder mehrerer Kokillenwände und/oder die Gießbreite der Kokille (10) und/oder die Mittelpunktlage der Messvorrichtung (20) zu ermitteln.

Measuring device (20) and method for measuring the interior of a mold (10) formed by mold walls, preferably for a continuous casting installation, the measuring device (20) comprising: a holder (21) which is set up to attach the measuring device (20), see above that the measuring device (20) is located at a defined position and in a defined position relative to the mold (10), and a measuring section (22) which has one or more non-contact distance sensors (23a, 23b, 23c and 23d), preferably laser sensors, which are set up to measure the distance to two or more points of the mold inner walls without contact and to provide them as measurement data, the measuring device (20) furthermore having a control device (30) or being able to be brought into communication with one which is set up, the inclination of one or more mold walls and / or from the measurement data of the contactless distance sensors (23a, 23b, 23c and 23d) to determine the casting width of the mold (10) and / or the center position of the measuring device (20).

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung und ein Verfahren zum Vermessen des von Kokillenwänden gebildeten Innenraums einer Kokille für eine Stranggießanlage, insbesondere zur Ermittlung der Schmalseitenneigung und/oder Gießbreite der Kokille.The invention relates to a measuring device and a method for measuring the interior of a mold formed by mold walls for a continuous casting installation, in particular for determining the narrow side inclination and / or casting width of the mold.

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Zum Gießen von Stahl oder anderen metallischen Materialien in Brammenform oder in eine andere Form wird das flüssige Material in eine Kokille eingebracht, die eine endseitig offene, im Querschnitt senkrecht zur Gießrichtung rechteckige Gießform ist. Während des Abkühlens des flüssigen Materials in der Kokille tritt ein Volumenverlust auf, weshalb die Kokille in Gießrichtung konisch zuläuft. Andernfalls würde der Strang im unteren Bereich der Kokille nicht mehr geführt werden, und es wäre keine kontrollierte Wärmeabfuhr über die üblicherweise wassergekühlten Kokillenwände möglich. Eine zu geringe oder zu starke Konizität kann zu verschiedenen Fehlbildungen am Strang führen. Beispielsweise können sich kantennahe Längsdepressionen, die sogenannten „Regenrinnen“, auf den Breitseiten der Bramme ausbilden.For the casting of steel or other metallic materials in slab form or in another form, the liquid material is introduced into a mold which is an open-ended casting mold which is rectangular in cross section perpendicular to the casting direction. A volume loss occurs during the cooling of the liquid material in the mold, which is why the mold tapers conically. Otherwise, the strand would no longer be guided in the lower region of the mold and controlled heat dissipation via the usually water-cooled mold walls would not be possible. Too little or too much taper can lead to various malformations on the strand. For example, longitudinal depressions near the edge, the so-called “rain gutters”, can form on the broad sides of the slab.

Die Konizität der Kokille in Gießrichtung wird normalerweise über die Neigung der Kokillenwände auf der Schmalseite geregelt. Zu diesem Zweck sind zumindest die Schmalseiten der Kokille verstellbar. Nach einem Kokillenwechsel muss die Kokille neu kalibriert werden. Beim Kalibrieren der Kokille wird zur Justierung der Schmalseitenneigung ein Konizitätsmessgerät eingesetzt.The taper of the mold in the casting direction is usually regulated by the inclination of the mold walls on the narrow side. For this purpose, at least the narrow sides of the mold are adjustable. After changing the mold, the mold must be recalibrated. When calibrating the mold, a taper measuring device is used to adjust the narrow side inclination.

So beschreibt die DE 296 15 447 U1 ein Messgerät zur Bestimmung des Neigungswinkels einer Kokillenwand. Das Messgerät weist eine Haltevorrichtung und ein Lineal, das relativ zur Haltevorrichtung verschwenkbar ist, mit integriertem Inklinometer auf. Das Lineal wird so von der Haltevorrichtung abgeschwenkt, dass es an der zu vermessenden Seitenwand anliegt, wodurch die Neigung der Seitenwand ermittelt werden kann. Weitere Vorrichtungen zum Vermessen des Innenraums einer Kokille sind aus der DE 26 33 379 A1 und DE 36 42 302 A1 bekannt.So describes the DE 296 15 447 U1 a measuring device for determining the angle of inclination of a mold wall. The measuring device has a holding device and a ruler, which can be pivoted relative to the holding device, with an integrated inclinometer. The ruler is pivoted away from the holding device in such a way that it lies against the side wall to be measured, whereby the inclination of the side wall can be determined. Other devices for measuring the interior of a mold are from DE 26 33 379 A1 and DE 36 42 302 A1 known.

Mit herkömmlichen Messgeräten kann zumeist immer nur eine Seite gemessen werden. Zudem erfolgt die Kalibrierung der Gießbreite unter Verwendung eines anderen Hilfsmittels, etwa Maßbands oder Zollstocks. Dabei ist es wichtig, jedoch nicht einfach sicherzustellen, dass die Abstände der Schmalseiten von der Kokillenmitte gleich groß sind. Die Kalibrierwerte werden manuell in einer Prozesssteuereinrichtung hinterlegt. Danach erfolgt die Einstellung der Gießbreite und der Neigung über die Prozesssteuereinrichtung.With conventional measuring devices, usually only one side can be measured. In addition, the casting width is calibrated using another tool, such as a measuring tape or ruler. It is important, but not simply to ensure that the distances between the narrow sides of the mold center are the same. The calibration values are stored manually in a process control device. The casting width and the inclination are then set via the process control device.

Die Kalibrierung der Kokille nimmt aus den oben genannten Gründen erhebliche Zeit in Anspruch, die mit den herkömmlichen Messmethoden nicht ohne weiteres verkürzt werden kann. Da die Kalibrierung zudem in den Gießpausen durchgeführt werden muss, steht sie einer Optimierung der Gießleistung einer Stranggießanlage entgegen.The calibration of the mold takes considerable time for the reasons mentioned above, which cannot be easily shortened with the conventional measuring methods. Since the calibration must also be carried out during the casting breaks, it prevents optimization of the casting performance of a continuous caster.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Vermessung des von Kokillenwänden gebildeten Innenraums einer Kokille, vorzugsweise für eine Stranggießanlage, zu verbessern, insbesondere zur Beschleunigung der Kalibrierung der Kokille.An object of the invention is to improve the measurement of the interior of a mold formed by mold walls, preferably for a continuous caster, in particular to accelerate the calibration of the mold.

Die Aufgabe wird mit einer Messvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen folgen aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Darstellung der Erfindung sowie der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.The object is achieved with a measuring device with the features of claim 1 and a method with the features of claim 10. Advantageous further developments follow from the subclaims, the following illustration of the invention and the description of preferred exemplary embodiments.

Die erfindungsgemäße Messvorrichtung dient dem Vermessen des von Kokillenwänden gebildeten Innenraums einer Kokille, vorzugsweise für eine Stranggießanlage. Insbesondere ist die Messvorrichtung eingerichtet, um die Neigung einer oder mehrerer Kokillenwände, vorzugsweise der Schmalseiten, und/oder die Gießbreite und/oder die Mittelpunktlage der Messvorrichtung zu ermitteln.The measuring device according to the invention is used to measure the interior of a mold formed by mold walls, preferably for a continuous caster. In particular, the measuring device is set up to determine the inclination of one or more mold walls, preferably the narrow sides, and / or the pouring width and / or the center position of the measuring device.

Die Messvorrichtung weist eine Halterung auf, die zum Anbringen der Messvorrichtung eingerichtet ist, so dass die Messvorrichtung sich an einer definierten Position und in einer definierten Lage relativ zur Kokille befindet. Die Halterung stützt sich vorzugsweise an einem oder mehreren Abschnitten der Kokille ab. Zu diesem Zweck kann die Kokille Markierungen aufweisen, um sicherzustellen, dass sich die Messvorrichtung an der richtigen Position befindet. Anstelle oder an der Stelle der Markierungen können Aufnahmen vorgesehen sein, welche die korrekte Positionierung der Halterung vorgeben. Beispielsweise können die Aufnahmen Vertiefungen, Kerben oder Röhrchen sein, in die entsprechende Abschnitte der Halterung einzusetzen sind. In dieser definierten Position und Lage, die hier auch als „Messlage“ bezeichnet wird, findet die Vermessung der gewünschten Kokillenparameter statt. Zu diesem Zweck weist die Messvorrichtung ferner einen Messabschnitt auf, der einen oder mehrere berührungslose Abstandssensoren aufweist, die eingerichtet sind, um den Abstand zu zwei oder mehr Punkten der Kokilleninnenwände berührungslos zu messen und als Messdaten bereitzustellen. In anderen Worten, jeder Abstandssensor ist eingerichtet, um den Abstand zwischen einer Position des Abstandssensors bzw. einem definierten Punkt und zumindest einem Punkt der Kokilleninnenwände berührungslos zu detektieren. „Berührungslos“ bedeutet hierbei, dass die Abstandssensoren zur Abstandsmessung nicht mit den zu vermessenden Kokillenwänden in Kontakt kommen. Insgesamt müssen zumindest zwei Abstände (d.h. Abstände relativ zu zwei oder mehr Punkten der Kokillenwände) gemessen werden, um eine Neigung ermitteln zu können. Die Abstandssensoren sind vorzugsweise Lasersensoren, wodurch die Messungen präzise durchführbar sind. Zur Verarbeitung der Messdaten weist die Messvorrichtung ferner eine Steuereinrichtung auf oder ist mit einer solchen in Kommunikation bringbar. Die Steuereinrichtung ist eingerichtet, um aus den Messdaten der berührungslosen Abstandssensoren die Neigung einer oder mehrerer Kokillenwände und/oder die Gießbreite der Kokille und/oder die Mittelpunktlage der Messvorrichtung zu ermitteln.The measuring device has a holder which is set up for attaching the measuring device so that the measuring device is in a defined position and in a defined position relative to the mold. The holder is preferably supported on one or more sections of the mold. For this purpose, the mold can have markings to ensure that the measuring device is in the correct position. Instead of or at the location of the markings, receptacles can be provided which specify the correct positioning of the holder. For example, the receptacles can be depressions, notches or tubes into which corresponding sections of the holder are to be inserted. The desired mold parameters are measured in this defined position and location, which is also referred to here as the “measuring position”. For this purpose, the measuring device also has a measuring section which has one or more non-contact distance sensors which are set up to measure the distance to two or more points of the Measure mold inner walls without contact and provide them as measurement data. In other words, each distance sensor is set up to detect the distance between a position of the distance sensor or a defined point and at least one point of the inner mold walls without contact. “Contactless” means that the distance sensors for measuring the distance do not come into contact with the mold walls to be measured. In total, at least two distances (ie distances relative to two or more points on the mold walls) must be measured in order to be able to determine an inclination. The distance sensors are preferably laser sensors, as a result of which the measurements can be carried out precisely. To process the measurement data, the measurement device also has a control device or can be brought into communication with it. The control device is set up to determine the inclination of one or more mold walls and / or the casting width of the mold and / or the center position of the measuring device from the measurement data of the contactless distance sensors.

Das Messverfahren ist berührungslos, wodurch die Messungen besonders genau und schonend durchführbar sind. Im Falle kontaktierender Messverfahren können durch Handhabungsfehler, etwa unsauberes Auflegen des Messfußes oder unsauberes Anlegen des Lineals, falsche Messwerte erhalten werden. Ferner lässt sich die Kalibrierung der Kokille unter Verwendung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung beschleunigen, wodurch Gießpausen verkürzt und die Produktivität erhöht werden können. Die Messvorrichtung ist portabel und flexibel einsetzbar und erweiterbar. Die Messvorrichtung kann sowohl in der Werkstatt als auch an der Gießbühne verwendet werden. Die Messvorrichtung eignet sich im Wesentlichen für jedes Kokillendesign.The measuring process is non-contact, which means that the measurements can be carried out particularly precisely and gently. In the case of contacting measurement methods, incorrect measurement values can be obtained due to handling errors, such as improper placement of the measuring foot or improper placement of the ruler. Furthermore, the calibration of the mold can be accelerated using the measuring device according to the invention, as a result of which casting breaks can be shortened and productivity increased. The measuring device is portable and flexible in use and expandable. The measuring device can be used in the workshop as well as on the casting platform. The measuring device is essentially suitable for any mold design.

Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise eingerichtet, um die Mittelpunktlage der Messvorrichtung zu ermitteln oder zu prüfen. In anderen Worten, auch wenn die Positionierung der Messvorrichtung ggf. durch die Markierungen vorgegeben ist, kann es vorkommen, dass die zu vermessenden Seiten im nicht kalibrierten Zustand sich unterschiedlich weit vom Messabschnitt entfernt befinden. Dies kann durch eine Messung festgestellt und im Anschluss daran korrigiert werden.The control device is preferably set up to determine or check the center position of the measuring device. In other words, even if the positioning of the measuring device is predetermined by the markings, it can happen that the sides to be measured are located at different distances from the measuring section in the non-calibrated state. This can be determined by a measurement and then corrected.

Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um aus den Messdaten der berührungslosen Abstandssensoren alle drei genannten Kokillenparameter, d.h. die Neigung einer oder mehrerer Kokillenwände und die Gießbreite der Kokille und die Mittelpunktlage der Messvorrichtung, zu ermitteln.The control device is preferably set up to use the measurement data of the contactless distance sensors to determine all three mold parameters, i.e. determine the inclination of one or more mold walls and the casting width of the mold and the center position of the measuring device.

Vorzugsweise umfassen die Kokillenwände zumindest zwei geneigte gegenüberliegende Seiten, die normalerweise die Schmalseiten sind, wobei der Messabschnitt in diesem Fall eingerichtet ist, um die Neigung der beiden Seiten gleichzeitig zu messen. Durch die parallele Messung beider geneigter Seiten kann die Kalibrierung der Kokille weiter beschleunigt werden. Ferner vereinfacht sich die Ermittlung der Gießbreite der Kokille, da diese üblicherweise durch die Neigung der beiden gegenüberliegenden Schmalseiten bestimmt ist.The mold walls preferably comprise at least two inclined opposite sides, which are normally the narrow sides, the measuring section in this case being set up to measure the inclination of the two sides at the same time. The calibration of the mold can be further accelerated by measuring both inclined sides in parallel. Furthermore, the determination of the casting width of the mold is simplified, since this is usually determined by the inclination of the two opposite narrow sides.

Vorzugsweise weist der Messabschnitt zumindest vier, besonders bevorzugt genau vier, berührungslose Abstandssensoren auf, wobei in der Messlage je zwei Abstandssensoren, die vertikal voneinander beabstandet sind, auf eine geneigte Seite gerichtet sind. Die Formulierung „vertikal voneinander beabstandet“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Abstand der beiden Abstandssensoren in der Schwerkraftrichtung nicht null ist. Vorzugsweise sind zwei Abstandssensoren auf je eine Schmalseite der Kokille gerichtet. Die Abstandssensoren ragen zudem vorzugsweise nicht zu weit in die Kokille hinein, sie befinden sich beispielsweise in der oberen Hälfte der Kokille, da die Kokillenwände, insbesondere die Schmalseiten, im unteren Bereich stark abrasiv beansprucht werden.The measuring section preferably has at least four, particularly preferably exactly four, contactless distance sensors, wherein in the measuring position two distance sensors, which are vertically spaced apart, are directed towards an inclined side. The phrase "vertically spaced apart" in this context means that the distance between the two distance sensors in the direction of gravity is not zero. Preferably, two distance sensors are each directed to a narrow side of the mold. The distance sensors also preferably do not protrude too far into the mold; they are located, for example, in the upper half of the mold, since the mold walls, in particular the narrow sides, are subjected to high abrasive stress in the lower region.

Vorzugsweise ist die Halterung als Schwenkhalterung ausgebildet, so dass die Messvorrichtung sich durch Wirkung der Schwerkraft von selbst ausrichtet. So kann die Halterung etwa mittig, oben auf die Kokillenwände aufgelegt und/oder in entsprechende Aufnahmen eingesetzt werden, so dass der Messabschnitt vertikal nach unten in die Kokille ragt. Die Messvorrichtung ist vorzugsweise mechanisch so konstruiert, dass sie sich über deren Schwerpunkt selbst in die Senkrechte ausrichtet. Auf diese Weise kann eine wohldefinierte Installation der Messvorrichtung auf mechanisch einfache Weise realisiert werden, wodurch die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Messungen sichergestellt werden können. Es sei darauf hingewiesen, dass die Bezeichnungen „oben“, „unten“, „vertikal“, „senkrecht“ usw. klar sind, da die Kokille in einer eindeutigen Lage zur Anwendung kommt.The holder is preferably designed as a swivel holder, so that the measuring device aligns itself due to the action of gravity. Thus, the holder can be placed approximately in the middle, on top of the mold walls and / or inserted in corresponding receptacles, so that the measuring section projects vertically downwards into the mold. The measuring device is preferably constructed mechanically so that it aligns itself with the vertical through its center of gravity. In this way, a well-defined installation of the measuring device can be implemented in a mechanically simple manner, as a result of which the reliability and accuracy of the measurements can be ensured. It should be noted that the terms "top", "bottom", "vertical", "vertical" etc. are clear, since the mold is used in a clear position.

Vorzugsweise weist die Messvorrichtung ein Inklinometer zur Ermittlung eines Winkels derselben bzw. des Messabschnitts relativ zu einer Bezugslinie, vorzugsweise relativ zur Senkrechten, auf. Die Präzision des Inklinometers kann beispielsweise etwa ±3° betragen. Das Inklinometer trägt dazu bei, den Winkel der Messvorrichtung, insbesondere des Messabschnitts, zu überprüfen und so die korrekte Position und Lage der Abstandssensoren relativ zur Kokille sicherzustellen.The measuring device preferably has an inclinometer for determining an angle thereof or the measuring section relative to a reference line, preferably relative to the vertical. The precision of the inclinometer can be approximately ± 3 °, for example. The inclinometer helps to check the angle of the measuring device, in particular the measuring section, and thus to ensure the correct position and position of the distance sensors relative to the mold.

Vorzugsweise ist die Messvorrichtung und/oder Steuereinrichtung eingerichtet, um eine Grenzwertüberwachung für den Winkel derart zu realisieren, dass Messungen nur dann durchführbar sind, wenn der Winkel innerhalb des Grenzwerts liegt, und/oder ein Signal, das eine Fehlausrichtung der Messvorrichtung kennzeichnet, ausgegeben wird, wenn der Winkel außerhalb des Grenzwerts liegt. Liegt der Winkel außerhalb des Grenzwerts ist eine Messung ggf. nicht möglich, und die Messvorrichtung muss neu positioniert und/oder ausgerichtet werden. Liegt der Winkel innerhalb des Grenzwerts, kann eine Messung durchgeführt werden.The measuring device and / or control device is preferably set up in order to monitor the angle in this way Realize that measurements can only be carried out if the angle lies within the limit value and / or a signal which indicates a misalignment of the measuring device is output if the angle lies outside the limit value. If the angle is outside the limit value, a measurement may not be possible and the measuring device must be repositioned and / or aligned. If the angle is within the limit, a measurement can be carried out.

Sind Messungen durchführbar, werden vorzugsweise die Messdaten in Abhängigkeit des durch das Inklinometer gemessenen Winkels korrigiert, um die Genauigkeit der Messungen zu erhöhen.If measurements can be carried out, the measurement data are preferably corrected as a function of the angle measured by the inclinometer in order to increase the accuracy of the measurements.

Die Steuereinrichtung kann Teil der Messvorrichtung sein oder unabhängig von der Messvorrichtung bereitgestellt und in Kommunikation mit dieser gebracht werden. Die Bezeichnung „Steuereinrichtung“ umfasst sowohl zentrale als auch dezentrale Strukturen zur Steuerung der Messvorrichtung und ggf. weiterer Prozesse und/oder Datenverarbeitungsschritte der Anlage. Die Steuereinrichtung muss sich demnach nicht am „Ort“ der Anlage befinden. Zudem können Steueraufgaben, Datenverarbeitungsschritte usw. auf verschiedene Recheneinrichtungen verteilt werden, die in diesem Fall in ihrer Gesamtheit unter die Bezeichnung „Steuereinrichtung“ fallen. Ferner kann der Datenaustausch der Steuereinrichtung mit den zu steuernden oder in Kommunikation stehenden Komponenten sowohl physisch über Kabel als auch drahtlos erfolgen.The control device can be part of the measuring device or provided independently of the measuring device and brought into communication with it. The term “control device” encompasses both central and decentralized structures for controlling the measuring device and possibly other processes and / or data processing steps of the system. The control device therefore does not have to be at the “location” of the system. In addition, control tasks, data processing steps, etc. can be distributed to various computing devices, which in their entirety fall under the name “control device” in this case. Furthermore, the data exchange between the control device and the components to be controlled or in communication can take place both physically via cable and wirelessly.

Die Steuereinrichtung weist vorzugsweise eine Benutzerschnittstelle und/oder eine Benutzeroberfläche auf. Vorzugsweise werden die Messdaten der Messvorrichtung automatisch an die Steuereinrichtung übertragen und dort verarbeitet. Die Messdaten können zudem beispielsweise zur Produktions- und Qualitätssicherung und/oder zur Festlegung von Wartungsintervallen der Kokille genutzt werden.The control device preferably has a user interface and / or a user interface. The measurement data of the measuring device are preferably automatically transmitted to the control device and processed there. The measurement data can also be used, for example, for production and quality assurance and / or to determine maintenance intervals for the mold.

Vorzugsweise weist die Messvorrichtung eine autarke Leistungsversorgung, etwa über einen internen Akku, auf. Hierbei ist der Kalibrierstand an der Kokille vorzugsweise gleichzeitig als Ladestation eingerichtet. Ferner kann die Messvorrichtung mit weiteren Messanwendungen ausgestattet sein. Um eine genauere Überwachung des Zustands der Kokillenwände zu ermöglichen, können weitere Sensoren im Messabschnitt platziert werden. Beispielsweise kann mit einem Linienlaser und/oder einer Kamera die Oberfläche der Schmalseiten und/oder Breitseiten gescannt werden. So lassen sich etwa eine oder mehrere der folgenden Messungen durchführen: Abstand zwischen den Schmalseiten und/oder Breitseiten ermitteln; Neigung der Schmalseiten und/oder Breitseiten ermitteln; Mittelpunktlage der Messvorrichtung bzw. Kokille; Profil der Schmalseiten und/oder Breitseiten ermitteln; Rauheit der Oberfläche der Schmalseiten und/oder Breitseiten ermitteln; 3D-Profil der Kokille ermitteln. Hierbei muss nicht zwangsläufig jeder Sensor mit einer eigenen Elektronik, Micro-Controller, Datenspeicherung, Energieversorgung, Funkübertragung usw. ausgestattet sein. Vielmehr können die etwaigen zusätzlichen Sensoren mit der Steuereinrichtung verbunden sein oder mit dieser in Kommunikation stehen. Die Messvorrichtung kann so eingerichtet sein, dass sie mit Messabschnitten und/oder Sensoren modulartig erweiterbar ist.The measuring device preferably has an autonomous power supply, for example via an internal battery. Here, the calibration stand on the mold is preferably set up at the same time as a charging station. Furthermore, the measuring device can be equipped with further measuring applications. To enable a more precise monitoring of the condition of the mold walls, additional sensors can be placed in the measuring section. For example, the surface of the narrow sides and / or broad sides can be scanned with a line laser and / or a camera. For example, one or more of the following measurements can be carried out: determine the distance between the narrow sides and / or broad sides; Determine the inclination of the narrow sides and / or broad sides; Center position of the measuring device or mold; Determine the profile of the narrow sides and / or broad sides; Determine the roughness of the surface of the narrow sides and / or broad sides; Determine the 3D profile of the mold. In this case, each sensor does not necessarily have to be equipped with its own electronics, micro-controller, data storage, energy supply, radio transmission, etc. Rather, any additional sensors can be connected to the control device or be in communication with it. The measuring device can be set up in such a way that it can be expanded in a modular manner with measuring sections and / or sensors.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Vermessen des von Kokillenwänden gebildeten Innenraums einer Kokille, vorzugsweise für eine Stranggießanlage, mittels einer Messvorrichtung gemäß der obigen Beschreibung. Das Verfahren weist auf: Anbringen der Messvorrichtung mittels der Halterung an der Kokille, so dass die Messvorrichtung sich an einer definierten Position und in einer definierten Lage relativ zur Kokille befindet; Messen von Abständen mittels des einen oder der mehreren berührungslosen Abstandssensoren zu zwei oder mehr Punkten der Kokilleninnenwände; Bereitstellen der gemessenen Abstände als Messdaten; und Ermitteln der Neigung einer oder mehrerer Kokillenwände und/oder der Gießbreite und/oder die Mittelpunktlage der Messvorrichtung aus den Messdaten der berührungslosen Abstandssensoren. In Abhängigkeit der ermittelten Kokillenparameter kann anschließend eine Kalibrierung der Kokille durchgeführt werden. In anderen Worten, die Position und/oder Lage von Kokillenwänden, insbesondere die Neigung der Schmalseiten, wird justiert. Dieser Vorgang wird ggf. so lange wiederholt, bis die Kokille die gewünschte Innenraumform aufweist.The method according to the invention is used to measure the interior of a mold formed by mold walls, preferably for a continuous caster, by means of a measuring device as described above. The method comprises: attaching the measuring device to the mold by means of the holder, so that the measuring device is in a defined position and in a defined position relative to the mold; Measuring distances using the one or more non-contact distance sensors to two or more points of the mold inner walls; Provision of the measured distances as measurement data; and determining the inclination of one or more mold walls and / or the casting width and / or the center position of the measuring device from the measurement data of the contactless distance sensors. Depending on the determined mold parameters, the mold can then be calibrated. In other words, the position and / or position of mold walls, in particular the inclination of the narrow sides, is adjusted. This process may be repeated until the mold has the desired interior shape.

Die Merkmale, technischen Wirkungen, Vorteile sowie Ausführungsbeispiele, die in Bezug auf die Messvorrichtung sowie das Messsystem beschrieben wurden, gelten analog für das Verfahren.The features, technical effects, advantages and exemplary embodiments that have been described in relation to the measuring device and the measuring system apply analogously to the method.

Wenngleich die vorliegende Erfindung vorzugsweise im technischen Umfeld von Brammenstranggießanlagen zum Einsatz kommt, kann die Erfindung ggf. auch in anderen Bereichen umgesetzt werden. Darüber hinaus sind weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ersichtlich. Die dort beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben erwähnten Merkmale umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele erfolgt dabei unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung.Although the present invention is preferably used in the technical environment of continuous slab casting plants, the invention can possibly also be implemented in other areas. Furthermore, further advantages and features of the present invention can be seen from the following description of preferred exemplary embodiments. The features described there can be implemented alone or in combination with one or more of the features mentioned above, provided that the features do not contradict each other. The following description of preferred exemplary embodiments takes place with reference to the accompanying drawing.

Figurenliste Figure list

Die 1 ist eine schematische, dreidimensionale Ansicht einer Messvorrichtung zum Vermessen des von Kokillenwänden gebildeten Innenraums einer Kokille, insbesondere zum Messen der Schmalseitenkonizität und/oder Kokillenbreite, und/oder Mittelpunktlage der Kokille.The 1 is a schematic, three-dimensional view of a measuring device for measuring the interior of a mold formed by mold walls, in particular for measuring the narrow side taper and / or mold width, and / or the center position of the mold.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDetailed description of preferred embodiments

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figur beschrieben. Preferred exemplary embodiments are described below with reference to the figure.

Die 1 zeigt eine Messvorrichtung 20 zum Vermessen des von Kokillenwänden gebildeten Innenraums einer Kokille 10. Die Kokillenwände umfassen zwei Schmalseiten 11, 12 und zwei Breitseiten 13, 14. Zumindest die Schmalseiten 11, 12 laufen in Gießrichtung (in der Ansicht der 1 nach unten) aufeinander zu, wodurch eine konische Form der Kokille 10 erzielt wird. Die Oberseite 15 und die Unterseite 16 der Kokille 10 sind offen.The 1 shows a measuring device 20th for measuring the interior of a mold formed by mold walls 10th . The mold walls comprise two narrow sides 11 , 12th and two broadsides 13 , 14 . At least the narrow sides 11 , 12th run in the casting direction (in the view of the 1 down) towards each other, creating a conical shape of the mold 10th is achieved. The top 15 and the bottom 16 the mold 10th are open.

Zum Gießen von Stahl oder anderen Materialien, wie etwa Kupfer oder Aluminium, in Brammenform oder eine andere Form wird das flüssige Material von der Oberseite 15 in die Kokille 10 eingebracht. Die Schmalseiten 11, 12 und Breitseiten 13, 14 sind Wände aus einem Metall, beispielsweise Kupfer, die von außen oder durch integrierte Kanäle wassergekühlt sind, um die Wärme des in die Kokille 10 eingefüllten flüssigen Materials abzuführen. Auf diese Weise erstarrt das Material zunächst außen und wird als Bramme mit flüssigem Kern aus der Unterseite 16 der Kokille 10 abgegeben.To cast steel or other materials, such as copper or aluminum, in slab form or other form, the liquid material is from the top 15 into the mold 10th brought in. The narrow sides 11 , 12th and broadsides 13 , 14 are walls made of a metal, for example copper, that are water-cooled from the outside or through integrated channels to the heat of the mold 10th discharge the filled liquid material. In this way, the material initially solidifies on the outside and becomes a slab with a liquid core from the bottom 16 the mold 10th submitted.

Die Schmalseite 11 sei um einen Winkel α₁₁ relativ zur Senkrechten geneigt. Die Schmalseite 12 sei um einen Winkel α₁₂ relativ zur Senkrechten geneigt. Die beiden Winkel α₁₁ und α₁₂ sind vor der Kalibrierung der Kokille 10 nicht notwendigerweise gleich. Für das Gießen, jedoch, müssen die beiden Winkel α₁₁ und α₁₂ gleich sein. Zu diesem Zweck wird die Kalibrierung durchgeführt.The narrow side 11 be around an angle α ₁₁ inclined relative to the vertical. The narrow side 12th be around an angle α ₁₂ inclined relative to the vertical. The two angles α ₁₁ and α ₁₂ are before the mold is calibrated 10th not necessarily the same. For casting, however, the two angles must be used α ₁₁ and α ₁₂ be equal. The calibration is carried out for this purpose.

Die Länge L der Kokille 10 in Schwerkraftrichtung (=Gießrichtung) beträgt beispielsweise etwa 900 mm; die Breite B am Austrittsende der Kokille 10 (unteres Ende in der Ansicht der 1) beträgt beispielsweise etwa 400 bis 3.400 mm; die Tiefe T, d.h. die Breite der Schmalseiten 11, 12, beträgt beispielsweise etwa 50 bis 500 mm, vorzugsweise 200 bis 400 mm. Diese Parameter sind jedoch nur beispielhaft und können je nach Anwendung variieren.The length L the mold 10th in the direction of gravity (= casting direction) is, for example, about 900 mm; the width B at the exit end of the mold 10th (lower end in the view of the 1 ) is, for example, about 400 to 3,400 mm; the depth T , ie the width of the narrow sides 11 , 12th , is for example about 50 to 500 mm, preferably 200 to 400 mm. However, these parameters are only examples and can vary depending on the application.

Für die Kalibrierung der Kokille 10 wird eine Messvorrichtung 20 verwendet, die in der 1 schematisch im Anwendungszustand, insbesondere in der Messlage, dargestellt ist.For the calibration of the mold 10th becomes a measuring device 20th used in the 1 is shown schematically in the application state, in particular in the measurement position.

Die Messvorrichtung 20 weist eine Halterung 21 und einen Messabschnitt 22 auf. Die Halterung 21 ist ausgelegt, um sich an einem oder mehreren Abschnitten der Kokille 10 abzustützen, so dass die Messvorrichtung 20 sich an einer bestimmten Position in einer bestimmten Lage relativ zur Kokille 10 befindet. Die Halterung 21 ist vorzugsweise als Schwenkhalterung ausgebildet, die mittig, oben auf die Breitseiten 13, 14 aufgelegt wird, so dass der Messabschnitt 22 vertikal nach unten in die Kokille 10 ragt, wie in der 1 gezeigt. Die Messvorrichtung 20 richtet sich somit von selbst senkrecht aus. Genauer gesagt, die Messvorrichtung 20 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mechanisch so konstruiert, dass sie sich über deren Schwerpunkt selbst in die Senkrechte ausrichtet. Um sicherzustellen, dass sich der Messabschnitt 22 mittig in der Kokille 10 befindet, können die Breitseiten 13, 14 je eine Markierung M zur Auflage der Halterung 21 aufweisen. An der Stelle der Markierungen M können zudem Aufnahmen (in der Figur nicht gezeigt) vorgesehen sein, welche die korrekte Positionierung der Halterung 21 vorgeben. Beispielsweise können die Aufnahmen Vertiefungen, Kerben oder Röhrchen sein, in die entsprechende Abschnitte der Halterung 21 einzusetzen sind.The measuring device 20th has a bracket 21 and a measuring section 22 on. The bracket 21 is designed to adhere to one or more sections of the mold 10th support so that the measuring device 20th at a certain position in a certain position relative to the mold 10th located. The bracket 21 is preferably designed as a swivel bracket, the middle, top of the broad sides 13 , 14 is placed so that the measuring section 22 vertically down into the mold 10th protrudes as in the 1 shown. The measuring device 20th aligns itself vertically. More specifically, the measuring device 20th is mechanically constructed in accordance with the present exemplary embodiment in such a way that it aligns itself with the vertical through its center of gravity. To ensure that the measurement section 22 in the middle of the mold 10th the broadsides 13 , 14 one marker each M to support the bracket 21 exhibit. In the place of the markings M can also be provided recordings (not shown in the figure), which the correct positioning of the bracket 21 pretend. For example, the receptacles can be indentations, notches or tubes into the corresponding sections of the holder 21 are to be used.

Vorzugsweise weist die Messvorrichtung 20 ein Inklinometer (in der 1 nicht gezeigt) auf, etwa mit einer Präzision von ±3°, um den Winkel des Messabschnitts 22 zur Senkrechten zu überprüfen und so die korrekte Lage des Messabschnitts 22 relativ zur Kokille 10 sicherzustellen. Vorzugsweise ist die Messvorrichtung 20 eingerichtet, um eine Grenzwertüberwachung für den Winkel durchzuführen. Liegt der Winkel außerhalb des Grenzwerts ist eine Messung nicht möglich, und die Messvorrichtung 20 muss neu positioniert und/oder ausgerichtet werden. Liegt der Winkel innerhalb des Grenzwerts, kann eine Messung durchgeführt werden. The measuring device preferably has 20th an inclinometer (in the 1 not shown), approximately with a precision of ± 3 °, around the angle of the measuring section 22 to check perpendicular and so the correct position of the measuring section 22 relative to the mold 10th ensure. The measuring device is preferably 20th set up to carry out limit value monitoring for the angle. If the angle is outside the limit, a measurement is not possible and the measuring device 20th must be repositioned and / or realigned. If the angle is within the limit, a measurement can be carried out.

Vorzugsweise werden die Messdaten in Abhängigkeit des durch das Inklinometer gemessenen Winkels korrigiert.The measurement data are preferably corrected as a function of the angle measured by the inclinometer.

Der Messabschnitt 22 weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vier berührungslose Abstandssensoren 23a, 23b, 23c und 23d auf. „Berührungslos“ bedeutet hierbei, dass die Abstandssensoren 23a, 23b, 23c und 23d zur Abstandsmessung nicht mit den zu vermessenden Schmalseiten 11, 12 in Kontakt kommen. Vorzugsweise sind die Abstandssensoren 23a, 23b, 23c und 23d als Lasersensoren ausgeführt. Sie können jedoch auch auf anderen physikalischen Prinzipien beruhen.The measurement section 22 according to the present embodiment has four non-contact distance sensors 23a , 23b , 23c and 23d on. “Contactless” means that the distance sensors 23a , 23b , 23c and 23d for distance measurement not with the narrow sides to be measured 11 , 12th get in touch. The distance sensors are preferably 23a , 23b , 23c and 23d designed as laser sensors. However, they can also be based on other physical principles.

In der Messlage der Messvorrichtung 20 sind zwei Abstandssensoren auf je eine Schmalseite gerichtet; gemäß der 1 sind die Abstandssensoren 23a und 23c auf die linke Schmalseite 11 gerichtet, und die Abstandssensoren 23b und 23d sind auf die rechte Schmalseite 12 gerichtet. Beispielsweise reichen die Abstandssensoren 23a, 23b, 23c und 23d maximal 450 mm in die Kokille 10 und haben einen Vertikalabstand von beispielsweise etwa 300 mm. Die Abstandssensoren 23a, 23b, 23c und 23d ragen vorzugsweise nicht zu weit in die Kokille 10 hinein, sie befinden sich beispielsweise in der oberen Hälfte der Kokille 10, da die Schmalseiten 11, 12 im unteren Bereich stark abrasiv beansprucht werden. In the measuring position of the measuring device 20th two distance sensors are directed to each narrow side; according to the 1 are the distance sensors 23a and 23c on the left narrow side 11 directed, and the distance sensors 23b and 23d are on the right narrow side 12th directed. For example, the distance sensors are sufficient 23a , 23b , 23c and 23d maximum 450 mm into the mold 10th and have a vertical distance of about 300 mm, for example. The distance sensors 23a , 23b , 23c and 23d preferably do not protrude too far into the mold 10th into it, for example they are in the upper half of the mold 10th because the narrow sides 11 , 12th are heavily abrasive in the lower area.

Die Abstandssensoren 23a, 23b, 23c und 23d sind eingerichtet, um den Abstand zu zugehörigen Punkten der Schmalseiten 11, 12 zu messen, wie es durch gestrichelte Pfeile in der 1 dargestellt ist. Da die Positionen und Lagen der Abstandssensoren 23a, 23b, 23c und 23d bei korrekt ausgerichteter Messvorrichtung 20 bekannt sind (insbesondere ist der vertikale Abstand zwischen den oberen Abstandssensoren 23a, 23b und den unteren Abstandssensoren 23c, 23d bekannt), lässt sich auf diese Weise die Neigung beider Schmalseiten 11, 12 gleichzeitig messen.The distance sensors 23a , 23b , 23c and 23d are set up to distance to associated points on the narrow sides 11 , 12th measure as indicated by dashed arrows in the 1 is shown. Because the positions and locations of the distance sensors 23a , 23b , 23c and 23d with correctly aligned measuring device 20th are known (in particular the vertical distance between the upper distance sensors 23a , 23b and the lower distance sensors 23c , 23d known), the slope of both narrow sides can be adjusted in this way 11 , 12th measure at the same time.

Es sei darauf hingewiesen, dass prinzipiell auch mehr oder weniger als vier Abstandssensoren vorgesehen sein können. Beispielsweise können ein oder mehrere Abstandssensoren verstellbar und/oder verfahrbar eingerichtet sein, so dass mit einem Abstandssensor mehrere Punkte vermessen werden können.It should be pointed out that, in principle, more or less than four distance sensors can also be provided. For example, one or more distance sensors can be set up to be adjustable and / or movable so that several points can be measured with one distance sensor.

Die Messvorrichtung 20 weist eine Steuereinrichtung 30 auf oder steht mit einer solchen in Kommunikation, etwa über Kabel oder drahtlos. Die Steuereinrichtung 30 kann auch Teil einer speicherprogrammierbaren Steuerung zur Regelung und Überwachung von Produktionsprozessen der Kokille 10 und/oder Stranggießanlage sein. Die Steuereinrichtung 30 weist eine Benutzerschnittstelle und vorzugsweise eine Benutzeroberfläche auf, die in der 1 nicht dargestellt sind. Vorzugsweise werden die Messdaten der Messvorrichtung 20 automatisch an die Steuereinrichtung 30 übertragen und dort verarbeitet. Neben der Ermittlung der Schmalseitenkonizität können die Messdaten ferner zur Produktions- und Qualitätssicherung und/oder zur Festlegung von Wartungsintervallen der Kokille 10 genutzt werden.The measuring device 20th has a control device 30th on or is in communication with one, such as via cable or wireless. The control device 30th can also be part of a programmable logic controller for regulating and monitoring the production processes of the mold 10th and / or continuous caster. The control device 30th has a user interface and preferably a user interface, which in the 1 are not shown. Preferably, the measurement data of the measuring device 20th automatically to the control device 30th transferred and processed there. In addition to determining the narrow side taper, the measurement data can also be used for production and quality assurance and / or for determining maintenance intervals for the mold 10th be used.

Zusätzlich zur Messung der Schmalseitenkonizität der Kokille 10 ermöglicht die Messvorrichtung 20 ggf. in Zusammenarbeit mit der Steuereinrichtung 30 die Messung oder Ermittlung der Gießbreite. Dies ist insbesondere durch die gleichzeitige Vermessung beider Schmalseiten 11 und 12 realisierbar. Alternativ oder zusätzlich ist die Messvorrichtung 20 ggf. in Zusammenarbeit mit der Steuereinrichtung 30 eingerichtet, um die Mittelpunktlage der Messvorrichtung 20 zu ermitteln oder zu prüfen. In anderen Worten, auch wenn die Positionierung der Messvorrichtung 20 durch die Markierungen M vorgegeben ist, kann es vorkommen, dass die Schmalseiten 11 und 12 im nicht kalibrierten Zustand sich unterschiedlich weit entfernt vom Messabschnitt 22 befinden. Dies kann durch eine Messung festgestellt und im Anschluss daran korrigiert werden.In addition to measuring the narrow side taper of the mold 10th enables the measuring device 20th possibly in cooperation with the control facility 30th the measurement or determination of the casting width. This is particularly due to the simultaneous measurement of both narrow sides 11 and 12th realizable. The measuring device is an alternative or in addition 20th possibly in cooperation with the control facility 30th set up to the center position of the measuring device 20th to determine or check. In other words, even when positioning the measuring device 20th through the markings M is specified, it can happen that the narrow sides 11 and 12th in the non-calibrated state they are at different distances from the measuring section 22 are located. This can be determined by a measurement and then corrected.

Die Messvorrichtung 20 ist handlich und einfach zu bedienen. Vorzugsweise weist die Messvorrichtung 20 eine autarke Leistungsversorgung, etwa über einen internen Akku, auf. Hierbei ist der Kalibrierstand vorzugsweise gleichzeitig als Ladestation eingerichtet. Ferner kann die Messvorrichtung 20 mit weiteren Messanwendungen ausgestattet sein, beispielsweise zur Ermittlung des Oberflächenprofils der Schmalseiten 11, 12 und/oder Breitseiten 13, 14, des Abnutzungszustands der Kokille 10 usw.. Um eine genauere Überwachung des Zustands der Kokillenwände zu ermöglichen, können weitere Sensoren im Messabschnitt 22 platziert sein. Beispielsweise kann mit einem Linienlaser und/oder einer Kamera die Oberfläche der Schmalseiten 11, 12 und/oder Breitseiten 13, 14 gescannt werden. Auf diese Weise kann eine oder mehrere der folgenden Messungen durchgeführt werden: Abstand zwischen den Schmalseiten 11, 12 und/oder Breitseiten 13, 14 ermitteln; Neigung der Schmalseiten 11, 12 und/oder Breitseiten 13, 14 ermitteln; Profil der Schmalseiten 11, 12 und/oder Breitseiten 13, 14 ermitteln; Rauheit der Oberfläche der Schmalseiten 11, 12 und/oder Breitseiten 13, 14 ermitteln; 3D-Profil der Kokille 10 ermitteln. Hierbei muss nicht zwangsläufig jeder Sensor mit einer eigenen Elektronik, Micro-Controller, Datenspeicherung, Energieversorgung, Funkübertragung usw. ausgestattet sein. Vielmehr können die etwaigen zusätzlichen Sensoren mit der Steuereinrichtung 30 verbunden sein oder mit dieser kommunizieren.The measuring device 20th is handy and easy to use. The measuring device preferably has 20th a self-sufficient power supply, for example via an internal battery. Here, the calibration stand is preferably set up at the same time as a charging station. Furthermore, the measuring device 20th be equipped with other measurement applications, for example to determine the surface profile of the narrow sides 11 , 12th and / or broadsides 13 , 14 , the state of wear of the mold 10th etc. In order to enable a more precise monitoring of the condition of the mold walls, additional sensors can be installed in the measuring section 22 be placed. For example, the surface of the narrow sides can be used with a line laser and / or a camera 11 , 12th and / or broadsides 13 , 14 be scanned. In this way one or more of the following measurements can be carried out: Distance between the narrow sides 11 , 12th and / or broadsides 13 , 14 determine; Sloping sides 11 , 12th and / or broadsides 13 , 14 determine; Profile of the narrow sides 11 , 12th and / or broadsides 13 , 14 determine; Roughness of the surface of the narrow sides 11 , 12th and / or broadsides 13 , 14 determine; 3D profile of the mold 10th determine. In this case, each sensor does not necessarily have to be equipped with its own electronics, micro-controller, data storage, energy supply, radio transmission, etc. Rather, the possible additional sensors with the control device 30th be connected or communicate with it.

Das Messverfahren ist berührungslos, wodurch die Messungen besonders genau und schonend durchführbar sind. Im Falle kontaktierender Messverfahren können durch Handhabungsfehler, etwa unsauberes Auflegen des Messfußes, falsche Messwerte erhalten werden.The measuring process is non-contact, which means that the measurements can be carried out particularly precisely and gently. In the case of contacting measuring methods, incorrect measurement values can be obtained due to handling errors, such as improper placement of the measuring foot.

Durch die parallele Messung der Neigungen beider Schmalseiten 11, 12 sowie ggf. der Gießbreite der Kokille 10; sowie ggf. Mittelpunktlage der Kokille kann die Kalibrierung der Kokille 10 beschleunigt werden, wodurch Gießpausen verkürzt und die Produktivität erhöht werden können. Die Messvorrichtung 20 ist portabel und flexibel einsetzbar und erweiterbar. Die Messvorrichtung 20 kann sowohl in der Werkstatt als auch an der Gießbühne verwendet werden. Die Messvorrichtung 20 eignet sich im Wesentlichen für jedes Kokillendesign.By measuring the inclinations of both narrow sides in parallel 11 , 12th and possibly the casting width of the mold 10th ; Calibration of the mold, as well as, if necessary, the center position of the mold 10th can be accelerated, which can shorten casting breaks and increase productivity. The measuring device 20th is portable and flexible to use and expandable. The measuring device 20th can be used in the workshop as well as on the casting platform. The Measuring device 20th is essentially suitable for any mold design.

Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.As far as applicable, all individual features that are shown in the exemplary embodiments can be combined and / or exchanged with one another without leaving the scope of the invention.

BezugszeichenlisteReference list

1010th: KokilleMold
1111: SchmalseiteNarrow side
1212th: SchmalseiteNarrow side
1313: BreitseiteBroadside
1414: BreitseiteBroadside
1515: OberseiteTop
1616: Unterseite bottom
2020th: MessvorrichtungMeasuring device
2121: Halterungbracket
2222: MessabschnittMeasuring section
23a23a: AbstandssensorDistance sensor
23b23b: AbstandssensorDistance sensor
23c23c: AbstandssensorDistance sensor
23d23d: Abstandssensor Distance sensor
3030th: Steuereinrichtung Control device
α₁₁ α ₁₁: Winkel der Schmalseite 11 Narrow side angle 11
α₁₂ α ₁₂: Winkel der Schmalseite 12 Narrow side angle 12th
LL: Länge der Kokille in SchwerkraftrichtungLength of the mold in the direction of gravity
BB: Breite der Kokille am AustrittsendeWidth of the mold at the exit end
TT: Tiefe der Kokille Depth of the mold
MM: Markierungmark

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 29615447 U1 [0004]DE 29615447 U1 [0004]
DE 2633379 A1 [0004]DE 2633379 A1 [0004]
DE 3642302 A1 [0004]DE 3642302 A1 [0004]

Claims

Messvorrichtung (20) zum Vermessen des von Kokillenwänden gebildeten Innenraums einer Kokille (10), vorzugsweise für eine Stranggießanlage, wobei die Messvorrichtung (20) aufweist: eine Halterung (21), die zum Anbringen der Messvorrichtung (20) eingerichtet ist, so dass die Messvorrichtung (20) sich an einer definierten Position und in einer definierten Lage relativ zur Kokille (10) befindet, und einen Messabschnitt (22), der einen oder mehrere berührungslose Abstandssensoren (23a, 23b, 23c und 23d), vorzugsweise Lasersensoren, aufweist, die eingerichtet sind, um den Abstand zu zwei oder mehr Punkten der Kokilleninnenwände berührungslos zu messen und als Messdaten bereitzustellen, wobei die Messvorrichtung (20) ferner eine Steuereinrichtung (30) aufweist oder mit einer solchen in Kommunikation bringbar ist, die eingerichtet ist, um aus den Messdaten der berührungslosen Abstandssensoren (23a, 23b, 23c und 23d) die Neigung einer oder mehrerer Kokillenwände und/oder die Gießbreite der Kokille (10) und/oder die Mittelpunktlage der Messvorrichtung (20) zu ermitteln.Measuring device (20) for measuring the interior of a mold (10) formed by mold walls, preferably for a continuous caster, the measuring device (20) comprising: a holder (21) which is set up to attach the measuring device (20) so that the measuring device (20) is in a defined position and in a defined position relative to the mold (10), and a measuring section (22) which has one or more non-contact distance sensors (23a, 23b, 23c and 23d), preferably laser sensors, which are set up to measure the distance to two or more points of the mold inner walls without contact and to provide them as measurement data, wherein the measuring device (20) also has a control device (30) or can be brought into communication with it, which is set up to determine the inclination of one or more mold walls and / or from the measurement data of the contactless distance sensors (23a, 23b, 23c and 23d) to determine the casting width of the mold (10) and / or the center position of the measuring device (20).

Messvorrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messabschnitt (22) zumindest zwei Abstandssensoren (23a, 23c; 23b, 23d) aufweist, die vertikal voneinander beabstandet sind.Measuring device (20) Claim 1 , characterized in that the measuring section (22) has at least two distance sensors (23a, 23c; 23b, 23d) which are vertically spaced apart.

Messvorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokillenwände zumindest zwei geneigte gegenüberliegende Seiten, vorzugsweise Schmalseiten (11, 12), umfassen und der Messabschnitt (22) eingerichtet ist, um die Neigung der beiden Seiten gleichzeitig zu messen.Measuring device (20) Claim 1 or 2nd , characterized in that the mold walls comprise at least two inclined opposite sides, preferably narrow sides (11, 12), and the measuring section (22) is set up to measure the inclination of the two sides simultaneously.

Messvorrichtung (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messabschnitt (22) zumindest vier, vorzugsweise genau vier, berührungslose Abstandssensoren (23a, 23b, 23c und 23d) aufweist, wobei je zwei Abstandssensoren (23a, 23b, 23c und 23d), die vertikal voneinander beabstandet sind, auf eine geneigte Seite gerichtet sind.Measuring device (20) Claim 3 , characterized in that the measuring section (22) has at least four, preferably exactly four, contactless distance sensors (23a, 23b, 23c and 23d), two distance sensors (23a, 23b, 23c and 23d), which are vertically spaced apart, are directed to an inclined side.

Messvorrichtung (20) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (21) als Schwenkhalterung ausgebildet ist, so dass die Messvorrichtung (20) sich durch Wirkung der Schwerkraft von selbst ausrichtet, vorzugsweise sich über deren Schwerpunkt selbst in die Senkrechte ausrichtet.Measuring device (20) according to one of the preceding claims, characterized in that the holder (21) is designed as a swivel holder, so that the measuring device (20) aligns itself by the action of gravity, preferably aligns itself vertically via its center of gravity .

Messvorrichtung (20) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Inklinometer zur Ermittlung eines Winkels derselben relativ zu einer Bezugslinie, vorzugsweise relativ zur Senkrechten, aufweist.Measuring device (20) according to one of the preceding claims, characterized in that it has an inclinometer for determining an angle thereof relative to a reference line, preferably relative to the vertical.

Messvorrichtung (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese und/oder die Steuereinrichtung (30) eingerichtet sind, um eine Grenzwertüberwachung für den Winkel derart zu realisieren, dass Messungen nur dann durchführbar sind, wenn der Winkel innerhalb des Grenzwerts liegt, und/oder ein Signal, das eine Fehlausrichtung der Messvorrichtung (20) kennzeichnet, ausgegeben wird, wenn der Winkel außerhalb des Grenzwerts liegt.Measuring device (20) Claim 6 , characterized in that these and / or the control device (30) are set up to implement limit value monitoring for the angle in such a way that measurements can only be carried out if the angle lies within the limit value, and / or a signal indicating a Indicates misalignment of the measuring device (20), is output when the angle is outside the limit.

Messvorrichtung (20) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese und/oder die Steuereinrichtung (30) eingerichtet sind, um Messdaten der berührungslosen Abstandssensoren (23a, 23b, 23c und 23d) in Abhängigkeit des durch das Inklinometer gemessenen Winkels zu korrigieren.Measuring device (20) Claim 6 or 7 , characterized in that these and / or the control device (30) are set up to correct measurement data of the contactless distance sensors (23a, 23b, 23c and 23d) as a function of the angle measured by the inclinometer.

Messsystem mit einer Messvorrichtung (20) nach einem der vorigen Ansprüche und einer Steuereinrichtung (30), die so miteinander in Kommunikation stehen, dass die Messdaten der Messvorrichtung (20) an die Steuereinrichtung (30) übertragbar und dort verarbeitbar sind.Measuring system with a measuring device (20) according to one of the preceding claims and a control device (30) which are in communication with one another in such a way that the measurement data of the measuring device (20) can be transmitted to the control device (30) and processed there.

Verfahren zum Vermessen des von Kokillenwänden gebildeten Innenraums einer Kokille (10), vorzugsweise für eine Stranggießanlage, mittels einer Messvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verfahren aufweist: Anbringen der Messvorrichtung (20) mittels der Halterung (21), so dass die Messvorrichtung (20) sich an einer definierten Position und in einer definierten Lage relativ zur Kokille (10) befindet; Messen von Abständen mittels des einen oder der mehreren berührungslosen Abstandssensoren (23a, 23b, 23c und 23d) zu zwei oder mehr Punkten der Kokilleninnenwände; Bereitstellen der gemessenen Abstände als Messdaten; und Ermitteln der Neigung einer oder mehrerer Kokillenwände und/oder der Gießbreite und/oder der Mittelpunktlage der Messvorrichtung (20) aus den Messdaten der berührungslosen Abstandssensoren (23a, 23b, 23c und 23d).Method for measuring the interior of a mold (10) formed by mold walls, preferably for a continuous casting installation, by means of a measuring device (20) according to one of the Claims 1 to 8th The method comprises: attaching the measuring device (20) by means of the holder (21), so that the measuring device (20) is in a defined position and in a defined position relative to the mold (10); Measuring distances using the one or more non-contact distance sensors (23a, 23b, 23c and 23d) to two or more points of the mold inner walls; Provision of the measured distances as measurement data; and determining the inclination of one or more mold walls and / or the pouring width and / or the center position of the measuring device (20) from the measurement data of the contactless distance sensors (23a, 23b, 23c and 23d).

Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Abstände im Wesentlichen gleichzeitig gemessen werden, vorzugsweise werden vier Abstandsmessungen im Wesentlichen gleichzeitig durchgeführt.Procedure according to Claim 10 , characterized in that two or more distances are measured substantially simultaneously, preferably four distance measurements are carried out substantially simultaneously.

Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (21) als Schwenkhalterung ausgebildet ist, wobei sich die Messvorrichtung (20) nach dem Anbringen durch Wirkung der Schwerkraft von selbst ausrichtet, vorzugsweise sich über deren Schwerpunkt selbst in die Senkrechte ausrichtet.Procedure according to Claim 10 or 11 , characterized in that the holder (21) is designed as a swivel holder, the measuring device (20) aligning itself after the attachment by the action of gravity, preferably aligning itself perpendicular to the center of gravity.

Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (20) ein Inklinometer zur Ermittlung eines Winkels derselben relativ zu einer Bezugslinie, vorzugsweise relativ zur Senkrechten, aufweist, wobei der Winkel nach dem Anbringen der Messvorrichtung (20) gemessen wird. Procedure according to one of the Claims 10 to 12th , characterized in that the measuring device (20) has an inclinometer for determining an angle thereof relative to a reference line, preferably relative to the vertical, the angle being measured after the measuring device (20) has been attached.

Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abstandsmessung nur dann durchgeführt wird, wenn der Winkel innerhalb eines Grenzwerts liegt, und/oder ein Signal, das eine Fehlausrichtung der Messvorrichtung (20) kennzeichnet, ausgegeben wird, wenn der Winkel außerhalb des Grenzwerts liegt.Procedure according to Claim 13 , characterized in that a distance measurement is only carried out if the angle lies within a limit value, and / or a signal which indicates a misalignment of the measuring device (20) is output if the angle lies outside the limit value.

Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass Messdaten der berührungslosen Abstandssensoren (23a, 23b, 23c und 23d) in Abhängigkeit des durch das Inklinometer gemessenen Winkels korrigiert werden.Procedure according to Claim 13 or 14 , characterized in that measurement data of the non-contact distance sensors (23a, 23b, 23c and 23d) are corrected as a function of the angle measured by the inclinometer.