EP0992302B1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Kontrolle der Grundeinstellung und Oszillationsparameter einer Stranggiesskokille - Google Patents
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- B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
- B22D11/053—Means for oscillating the moulds
Definitions
- the invention relates to a method and a device for the continuous control of the Basic setting and oscillation parameters of a continuous casting mold arranged in a lifting table.
- the steel is introduced in a known manner from a ladle over shadow pipe, intermediate container and dip tube into the mold. This is in the upper area for receiving the dip tube funnel-shaped and designed for low-tension solidification of the strand skin.
- a lubricating film is used special casting powder between the walls of the mold and the strand solidifying used. This and the use of a high-frequency oscillation system in Combined with an optimal mold geometry, optimal strip surfaces can be achieved.
- Chill mold oscillation is an essential part of the continuous casting process of Meta I-len. It enables the required lubricating effect of the lubricant, for example casting powder or oil, and thus reduces the coefficient of friction or the sticking of a strand on the mold walls. This has resulted from the melting of casting powder Slag has proven particularly useful as a lubricant in the mold, taking care that the mold powder permanently covers the bathroom mirror.
- the lubricant for example casting powder or oil
- Eccentric drives generating a sinusoidal vibration form of the mold Frequency and amplitude are determined by the speed of the motor drive.
- the essential oscillation parameters (negative strip, healing time, Amplitude and frequency of the mold oscillation and their combination) in every operating case must be set specifically for the quality of the cast product.
- the free Selection of the oscillation parameters is therefore an essential component for optimization of the continuous casting process and consists essentially in the choice of an optimal combination of amplitude and frequency, with the negative strip within specified limits should be, preferably between 15 and 40%.
- DE 37 04 793 C2 describes a device with two on a lifting table for the continuous casting mold or directly on this articulated eccentric shaft.
- at least one cardan shaft is used, of which The rod end facing away from the eccentric shaft is arranged such that it can be changed in position, and the rod ends are rotatable against each other.
- This can be a non-sinusoidal movement due to a deliberately generated gimbal failure that occurs when a propeller shaft is not used in alignment between the waves.
- By changing height and lateral displacement of the rotary drive are different non-sinusoidal Movements of the mold can be realized.
- EP 0 121 622 B1 describes a process for continuous casting using a Mold mounted in a frame, which is powered by two electro-hydraulic drive units is vibrated.
- the device is preferably operated at a frequency which is higher than the natural frequency of the vibration device.
- An essential feature of the known sinusoidal and non-sinusoidal speed profiles is that the mold at a predetermined vibration frequency and Amplitude in each period, the time between two successive overtaking maneuvers of the strand through the mold corresponds to its downward movement Has speed and path course.
- Casting speeds are required for the thin slab process with slab thicknesses of less than 100 mm of more than 4 m / min usual.
- the stroke frequencies are correspondingly high the mold, with which the usual values of the negative strip are achieved, namely about 400 up to 450 strokes / min, or approx. 7.5 Hz.
- At these high frequencies there are deviations of Vibration curve from the sinusoidal shape due to the small time intervals of approximately 0.13 up to 0.15 seconds / vibration can hardly be determined and have a lubricating behavior and the shell formation in the mold has hardly any influence.
- the invention is based on the object using the oscillation technique one arranged in a lifting table and above this of four angular, double acting independent hydraulic cylinders in vibration-driven continuous casting mold to determine the actually existing oscillation forces with high accuracy and the detection of the actually acting forces for the machine and Use process control directly.
- An embodiment of the method provides that by means of those used for the oscillation drive corner hydraulic cylinder the actually occurring oscillation forces in a plane perpendicular to the casting strand is determined with an accuracy of approximately +/- 20 kg become.
- Another embodiment of the method provides that the Machine and process data b) to d) the working pressures on both sides of the work surface of the cylinder and two depending on the position-dependent forces opposite cylinder chambers determines the effectively resulting force of each cylinder becomes.
- the mold speed, the mold path (amplitude) and the strand withdrawal speed be made visible in a monitor and thus be visually monitored.
- the measure has a particularly advantageous effect on the method that as a result Decoupling the mold and its oscillation parameters from forced operation one empirical optimal adjustment of the vibration level to the withdrawal direction of the casting strand is set.
- a further embodiment of the method provides that at an arbitrarily specified strand withdrawal speed the zero line of the mold vibrations relative to the position of the bath mirror during the casting process in accordance with the casting parameters, in particular the Casting speed is shifted up or down.
- the oscillation device shown in the family tree in FIG. 1 comprises a rectangular one Lift table 10, which receives the mold 1 in a positive and non-positive manner.
- This lifting table 10 is Free swinging on four servo hydraulic cylinders 2 to 5 and is based on proven Type of laterally supported, horizontally arranged leaf springs (not shown) in guided its vertical direction of vibration.
- Each hydraulic cylinder 2 to 5 has one between an upper pressure chamber 7 and one lower pressure chamber 8 movably arranged piston 9, the upper and lower working surface can be acted upon by the working medium of the upper or lower pressure chamber 7, 8 is. From the resulting difference in forces, the current effect results Force of a cylinder.
- Each hydraulic cylinder 2 to 5 is a supply and discharge lines 11, 12 for pressure medium to and from the pressure chambers 7, 8 of the cylinder 2 to 5 controlling hydraulic valve 13 upstream and this a differential pressure calculator 14 to determine the effective resulting force of the hydraulic cylinder 2 to 5 is subordinate.
- a position transmitter 15 is assigned to each hydraulic cylinder 2 to 5, from which by calculation in the centrally assigned arithmetic unit 18 from those with the signal lines 16, 17 input measured data calculated control signals and this via command lines 19 to control the required operating functions to the corresponding operational control devices are transmitted.
- the pressures of the individual pressure chambers 7, 8 of a cylinder 2 to 5 are determined by signal lines 11, 12 connected to the hydraulic valve 13, which in turn with the pressure pump 20 for the operating medium is connected.
- FIG. 2 shows a top view of the lifting table 10 with the arrangement of the lifting table and in Vibrating hydraulic cylinders 2 to 5.
- the continuous casting mold 1 is approximately installed in the central area of the lifting table 10.
- FIG. 3 shows a force / displacement diagram of an acceleration cycle using the example of a hydraulic cylinder.
- the X axis shows the effective force of the oscillation acceleration depending on the position b) of the piston assigned to this in the hydraulic cylinder.
- the relationship is from the steepness of the diagram according to the angle ⁇ of force and position can be determined exactly, which is a possibility in practice Function monitoring, for example, the frictional forces between the mold walls and the strand shell or to detect irregularities, for example, breakage of one of the guide springs or a compensator or damage to a cylinder. It can be done by Determining the value F when reversing the direction of a hydraulic cylinder, for example a broken spring recognize quickly.
- the invention enables precise monitoring at high oscillation frequencies the decisive operational functions of the casting machine and casting process.
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
- Auswuchthilfe für die Grundeinstellung der Oszillation, insbesondere mittels Schwerpunktbestimmung des schwingenden Systems;
- Online-Darstellung der aktuellen Maschinenbelastung, insbesondere mittels Visualisierung der Meßdaten mit Hilfe eines Monitors;
- Verschleißüberwachungen von Federn, Zylinder sowie Wasserkompensatoren;
- Überlastsicherung beim Anfahrvorgang und während des kontinuierlichen Gießvorgages;
- Schmierungsüberwachungen bzw. Gießpulverzuführung, sowie Erfassung von Schwerpunktsänderungen im Gießbetrieb infolge Mangelschmierung bzw. Krafterhöhung;
- Verschleißüberwachung von Federn, Zylindern und Wasserkompensatoren;
- Automatische Abgleichmöglichkeiten zur Schwerpunktsverschiebung bzw. Zentrierung mit der Zielsetzung eines ruhigen, senkrechten Bewegungsablaufs der Kokille.
- daß dem Hydraulikzylinder ein die Leitungen für Druckmedium zu und von den Druckkammern des Zylinders kontrollierendes Hydraulikventil vorgeschaltet und diesem ein Differenzdruckrechner zur Ermittlung der effektiv resultierenden Kraft des Hydraulikzylinders nebengeordnet ist, daß dem Hydraulikzylinder ein Positionsgeber zugeordnet ist, und daß die vom Rechner und dem Positionsgeber ausgehenden Signalleitungen einer den Hydraulikzylindern zentral zugeordneten Recheneinheit aufgeschaltet sind, die über Kommandoleitungen die Steuerung aller erforderlichen Betriebsfunktionen überwacht.
- Figur 1
- eine schematische Darstellung der Vorrichtung mit von vier eckständigen Hydraulikzylinder getragenem Hubtisch mit Kokille in Form eines Stammbaumes;
- Figur 2
- eine Draufsicht von Kokille und Hubtisch;
- Figur 3
- ein Kraft-Positions-Diagramm eines Oszillations-Zylinders.
Claims (10)
- Verfahren zur kontinuierlichen Kontrolle der Grundeinstellung und Oszillationsparameter einer in einem Hubtisch (10) angeordneten Stranggießkokille,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hubtisch (10) der Stranggießkokille (1) von vier eckständigen, vorzugsweise doppeltwirkenden Hydraulikzylindern(2-5) in Schwingungen angetrieben wird und die an den Hydraulikzylindern tatsächlich wirkenden Oszillationskräfte in Gießpause und/oder Gießbetrieb meßtechnisch erfaßt und zur Diagnose der Gießmaschine und/oder des Gießprozesses verwendet werden. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Hydraulikzylinder (2-5)a) die effektiv wirkenden Kräfte der Oszillationsbeschleunigung, undb) die diesen zugeordneten Positionen der Kolben der Hydraulikzylinder ermittelt und aus diesen zeitzyklisch ermittelten Meßdatenc) der Massenschwerpunkt des schwingenden Systems,d) die Reibungskräfte zwischen Kokillenwänden und Strangschale,e) die Einstellung der Kokille (1) relativ zur Achse des Gießstranges,f) die Nulllinie der Kokillenschwingungen relativ zur Lage des Badspiegels,g) das Verhältnis von Negativstrip der Kokille zur sogenannten Heilzeit, während der Schmiermittel zwischen Strangschale und Kokillenwände eindringt, - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß mittels der für den Oszillationsantrieb verwendeten eckständigen Hydraulikzylinder (2-5) die tatsächlich auftretenden Oszillationskräfte in einer zum Gießstrang senkrechten Ebene mit einer Genauigkeit von etwa +/- 20 kg ermittelt werden. - Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß als Grundlage der Berechnung der Maschinen- und Prozeßdaten c) bis g) die Arbeitsdrücke zu beiden Seiten der Arbeitsfläche jedes Hydraulikzylinders (2-5) verwendet und aus den positionsabhängig zugeordneten Kräften je zweier entgegengerichteter Zylinderkammern die effektiv resultierende Kraft jedes Zylinders (2-5) bestimmt wird. - Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß aus den Meßdaten die Reibungskräfte zwischen Kokille und Strang kontinuierlich bestimmt und überwacht und nach Maßgabe eines vorbestimmbaren Reibkraftwertes die Schmiermittelzuführung der Kokille kontrolliert bzw. eingestellt wird. - Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer wählbaren Schwerpunktseinregulierung die Einstellung eines ruhigen, senkrechten Bewegungsablaufes der Kokille bzw. des Gießstranges vorgenommen wird. - Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß aus den zeitzyklisch ermittelten Meßdaten bei Zykluszeiten zwischen 1 und 10 ms visualisierbare Diagnosediagramme der Kokillengeschwindigkeit, des Kokillenweges (Amplitude) sowie der Strangabzugsgeschwindigkeit in einem Monitor sichtbar und damit optisch überwachbar gemacht werden. - Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß infolge Entkoppelung der Kokille und deren Oszillationsparameter von Zwangsführungen eine optimale Anpassung der Schwingungsebene an die Abzugsrichtung des Gießstranges empirisch eingestellt wird. - Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß bei beliebig vorgegebener Strangabzugsgeschwindigkeit die Nulllinie der Kokillenschwingungen relativ zur Lage des Badspiegels während des Gießvorganges nach Maßgabe der Gießparameter, insbesondere der Gießgeschwindigkeit nach oben oder nach unten verlegt wird. - Vorrichtung zur kontinuierlichen Kontrolle der Grundeinstellung und Oszillationsparam e-ter einer in einem Hubtisch (10) angeordneten und über diesen von vier eckständigen Hydraulikzylindern (2-5) in Schwingungen antreibbaren Stranggießkokille (10), wobei jeder Zylinder als doppeltwirkendes Hydraulikaggregat einen zwischen zwei Druckkammern (7, 8) angeordneten Arbeitskolben (9) besitzt, und jedem Hydraulikzylinder (2-5) ein die Leitungen (11, 12) für Druckmedium zu und von den Druckkammern (7, 8) des Zylinders kontrollierendes Hydraulikventil (13) vorgeschaltet ist und diesem ein Differenzdruckrechner (14) zur Ermittlung der effektiv resultierenden Kraft des Hydraulikzylinders (2-5) nebengeordnet ist und wobei dem Hydraulikzylinder (2-5) ein Positionsgeber (15) zugeordnet ist, und die vom Rechner (14) und dem Positionsgeber (15) ausgehenden Signalleitungen (16,17) einer den Hydraulikzylindern (2-5) zentral zugeordneten Recheneinheit (18) aufgeschaltet sind, die über Kommandoleitungen (19) die Steuerung aller erforderlichen Betriebsfunktionen überwacht.
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