AT517889A1 - Erfassung einer Gießspiegelhöhe in einer Kokille - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung (47) zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe (41) eines Gießspiegels (21) in einer Kokille (13) einer Stranggießanlage (1). Die Messvorrichtung (47) umfasst eine Impulsführung (49) zur Führung elektromagnetischer Impulse in der Kokille (13) und eine mit der Impulsführung (49) verbundene Sensorelektronik (53) zum Erzeugen der elektromagnetischen Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Impulsführung (49), Empfangen von der Impulsführung (49) geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse und Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten der Reflektionsanteile.

Description

Beschreibung

Erfassung einer Gießspiegelhöhe in einer Kokille

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe eines Gießspiegels in einer Kokille einer Stranggießanlage.

In Stranggießanlagen wird eine metallische Schmelze von einer Gießpfanne in eine gekühlte Kokille, in der die Erstarrung der Schmelze beginnt, gefördert. Innerhalb der Kokille erstarren Oberflächenbereiche der Schmelze zu einer so genannten Strangschale, die einen noch flüssigen Metallkern umschließt. Aus der Kokille wird ein die Strangschale aufweisender metallischer Strang ausgegeben, der danach weiter abgekühlt wird. Häufig weist eine Stranggießanlage ferner einen so genannten Verteiler auf, über den die Schmelze von der Gießpfanne in die Kokille gefördert wird.

Der Verteiler dient insbesondere als ein Pufferbehälter, in dem die Schmelze während eines Gießpfannenwechsels gepuffert wird, um den Stranggießprozess nicht unterbrechen zu müssen und ein kontinuierliches Stranggießen zu ermöglichen. Von dem Verteiler fließt die Schmelze in der Regel durch eine Verteileröffnung im Verteilerboden des Verteilers in die Kokille, wobei der Durchfluss durch einen Stopfen oder Schieber steuerbar ist. Für eine gute Strangbildung in der Kokille ist es wesentlich, einen Füllstand der Kokille möglichst konstant zu halten, um ein kontinuierliches und homogenes Schalenwachstum der Strangschale des Strangs und dadurch eine hohe Produktqualität zu erreichen. Der Füllstand der Kokille kann durch eine Gießspiegelhöhe charakterisiert werden. Unter dem Gießspiegel wird hier die obere Oberfläche der Schmelze in der Kokille verstanden und unter der Gießspiegelhöhe die Füllstandshöhe der Schmelze in der Kokille. Die Ermittlung der Gießspiegelhöhe ist ein wesentlicher Bestandteil der Regelung des Füllstands einer Kokille.

Die Ermittlung der Gießspiegelhöhe wird dadurch erschwert, dass auf die Schmelze in der Kokille in der Regel ein Gießpulver gegeben wird, das als Schmiermittel für eine bessere Gleitfähigkeit der Strangschale an den Kokillenwänden dient, die Strangoberfläche gegen Oxidation schützt und einer gleichmäßigen Wärmeabfuhr dient. Da der Gießspiegel dadurch von einer Gießpulverschicht bedeckt ist, lässt sich die Gießspiegelhöhe nicht mit Messverfahren, die Laser oder Radarsensoren einsetzen, erfassen.

Um die Gießspiegelhöhe zu ermitteln, kann beispielsweise eine radiometrische Füllstandsmessung angewendet werden. Dabei wird eine Intensität von Gammastrahlen erfasst und ausgewertet, welche zwischen einer radioaktiven Gammastrahlenquelle, die meist Cäsium- oder Kobaltisotope enthält, und einem Detektor die Schmelze in der Kokille durchdringen und dadurch abgeschwächt werden. Die radiometrische Füllstandsmessung ist durch den Einsatz radioaktiver Komponenten jedoch schwierig und auch gefährlich für das Instandhaltungspersonal und erfordert außerdem spezielle Sicherheitsbereiche für die Lagerung von Ersatzteilen.

Eine weitere Möglichkeit, die Gießspiegelhöhe zu ermitteln, besteht in der Verwendung von Sensoren basierend auf dem Prinzip von Wirbelströmen. Die Sensoren werden an der Oberkante der Kokille oder oberhalb der Schmelze schwebend platziert. Diese Sensorik ist jedoch einerseits sehr teuer und weist andererseits relativ große Abmessungen auf, die ihre Anwendbarkeit bei kleinen Gießformaten ausschließt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Messvorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in einer Kokille einer Stranggießanlage anzugeben.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Messvorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine erfindungsgemäße Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe eines Gießspiegels in einer Kokille einer Stranggießanlage umfasst eine Impulsführung zur Führung elektromagnetischer Impulse in der Kokille und eine mit der Impulsführung verbundene Sensorelektronik zum Erzeugen der elektromagnetischen Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Impulsführung, Empfangen von der Impulsführung geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse und Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten der Reflektionsanteile.

Die Erfindung basiert auf dem physikalischen Effekt, dass ein elektromagnetischer Impuls an Grenzflächen, an denen sich eine Wellenimpedanz für den Impuls sprunghaft ändert, teilweise reflektiert wird, so dass aus der Laufzeit des reflektierten Anteils des Impulses eine Entfernung zu der Grenzfläche ermittelt werden kann. Die Bestimmung von Entfernungen durch Ausnutzung dieses physikalischen Effektes zählt zu den so genannten zeitbereichsreflektometrischen Messverfahren. Die Erfindung nutzt den physikalischen Effekt zur zeitbereichsreflektometrischen Erfassung der Gießspiegelhöhe in einer Kokille.

Die erfindungsgemäße Messvorrichtung ist zur zeitbereichsreflektometrischen Erfassung der Gießspiegelhöhe durch in der Kokille an einer Impulsführung geführte elektromagnetische Impulse, beispielsweise Mikrowellenimpulse, ausgebildet. Im Unterschied zu Messverfahren, die Laser oder Radarsensoren einsetzen, ermöglicht die Messvorrichtung insbesondere die Erfassung der

Gießspiegelhöhe, auch wenn der Gießspiegel mit Gießpulver bedeckt ist. Im Unterschied zu radiometrischen Messungen der Gießspiegelhöhe ermöglicht die Messvorrichtung eine für das Instandhaltungspersonal ungefährliche Erfassung der Gießspiegelhöhe, die insbesondere keine speziellen Sicherheitsmaßnahmen und -bereiche erfordert. Ferner ist die Messvorrichtung wesentlich kostengünstiger und platzsparender als auf Wirbelströmen basierende Messvorrichtungen und kann daher auch für relativ kleine Kokillen eingesetzt werden.

Außerdem kann mit der Messvorrichtung nicht nur die Gießspiegelhöhe, sondern auch die Dicke einer Gießpulverschicht über einem Gießspiegel erfasst werden, indem die Lage der von dem Gießspiegel abgewandten Oberfläche der Gießpulverschicht analog zur Erfassung der Gießspiegelhöhe mit der Messvorrichtung zeitbereichsreflektometrisch erfasst wird. Dadurch kann die Messvorrichtung vorteilhaft sowohl für die Gießspiegelregelung als auch für die Überwachung der Dicke der Gießpulverschicht eingesetzt werden.

Darüber hinaus ermöglicht die Messvorrichtung eine Erfassung von Gießspiegelhöhen und Gießpulverschichtdicken, die aufgrund des ihr zugrunde liegenden zeitbereichsreflektometrischen Prinzips praktisch unabhängig von Materialeigenschaften wie Viskosität, Leitfähigkeit und pH-Wert der Schmelze in der Kokille und von

Umgebungsbedingungen wie Druck, Temperatur, Dampf, Staub oder Schaum ist. Die Messvorrichtung ermöglicht daher eine kostengünstige, kontinuierliche und präzise Erfassung von Gießspiegelhöhen und Gießpulverschichtdicken, die von den Prozessbedingungen des Stranggießens kaum beeinflusst wird und für nahezu alle Stranggießanlagen und Kokillengrößen einsetzbar ist.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Impulsführung wenigstens eine in die Kokille einführbare Sonde umfasst, wobei die Sonde vorzugsweise innerhalb eines sie thermisch abschirmenden Schutzrohrs aus einem elektrisch isolierenden Material geführt ist.

Eine Messvorrichtung mit einer in die Kokille einführbaren Sonde ermöglicht die Erfassung von Gießspiegelhöhen, ohne die Stranggießanlage umbauen oder erweitern zu müssen. Ferner ermöglicht sie eine flexible, den jeweils zu erfassenden Gießspiegelhöhen anpassbare Anordnung der Sonde in der Kokille.

Die thermische Abschirmung der Sonde in einem Schutzrohr schützt die Sonde vor den hohen Temperaturen in der Kokille und ermöglicht einen dauerhaften Betrieb der Messvorrichtung zur kontinuierlichen Füllstandsmessung in der Kokille. Ferner kann ein verschlissenes Schutzrohr einfach und schnell ersetzt werden, beispielsweise während einer kurzen Gießpause, ohne die Sonde selbst wechseln zu müssen. Die Sonde ist in dem Schutzrohr elektrisch isoliert, wobei die elektrische Isolierung vorteilhaft gemeinsam mit der thermischen Abschirmung der Sonde durch das Material des Schutzrohrs erfolgt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Impulsführung wenigstens eine Sonde umfasst, die in ein in die Kokille hineinragendes Gießrohr zum Befüllen der Kokille integriert ist.

Diese Ausgestaltung nutzt mit dem Gießrohr eine ohnehin vorhandene Komponente der Stranggießanlage, die in die Schmelze in der Kokille eingetaucht wird, um in ihr eine Sonde der Impulsführung zu integrieren. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn in der Kokille wenig Platz für die Impulsführung zur Verfügung steht, da keine zusätzliche Apparatur in die Kokille eingeführt werden muss.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Impulsführung wenigstens eine von einem elektrisch isolierenden Isolierungsmantel umgebene Sonde umfasst, die an einer Innenseite einer Kokillenwand der Kokille, beispielsweise in einer Nut in der Kokillenwand, angeordnet ist. Vorzugsweise verläuft wenigstens eine derartige Sonde ferner in eine Richtung, die von einer Gießrichtung der Kokille abweicht.

Bei der vorgenannten Ausgestaltung der Erfindung ist die Impulsführung also an der Kokillenwand angeordnet. Dadurch wird die Kokille selbst platzsparend als Trägerin der Impulsführung genutzt. Die Anordnung von Sonden in Nuten der Kokillenwand verhindert vorteilhaft, dass die Sonden die Form der in der Kokille gebildeten Strangschale des Strangs beeinträchtigen. Die Einbettung der Sonden in jeweils einen elektrisch isolierenden Isolierungsmantel schützt die Sonden vor den hohen Temperaturen in der Kokille. Durch von der Gießrichtung in der Kokille abweichende Verläufe der Sonden kann vorteilhaft erreicht werden, dass sich eine in den Bereichen der Sonden lokal veränderte Wärmeabfuhr aus der Schmelze durch die Kokillenwand nicht negativ auf ein Schalenwachstum einer Strangschale in der Kokille auswirkt, d. h. keine wesentliche Inhomogenität des Schalenwachstums bewirkt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine Sonde als ein metallischer Sensorstab oder als ein metallisches Sensorseil ausgebildet ist.

Derartige Sonden sind einfach herstellbar, so dass die Messvorrichtung vorteilhaft kostengünstig realisiert werden kann. Bei ausreichender Wärmeabschirmung der Sonden können außerdem kommerziell verfügbare Sensorstäbe oder Sensorseile verwendet werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Impulsführung wenigstens eine mit einer elektrisch isolierenden Isolierfüllung gefüllte Nut in einer Innenseite einer Kokillenwand umfasst, wobei die Nut vorzugsweise in eine Richtung verläuft, die von einer Gießrichtung der Kokille abweicht.

Bei der vorgenannten Ausgestaltung der Erfindung werden mit einer Isolierfüllung gefüllte Nuten in der Kokillenwand zur Führung der elektromagnetischen Impulse verwendet. Die mit einer Isolierfüllung gefüllten Nuten wirken als zu dem von der Kokillenwand umgebenen Hohlraum offene Hohlleiter, in die jeweils elektromagnetische Impulse eingekoppelt werden. Dadurch können separate Sonden wie Sensorstäbe oder Sensorseile entfallen, was die Realisierung der Impulsführung vereinfacht und deren Kosten reduziert. Von der Gießrichtung abweichende Verläufe der Nuten wirken vorteilhaft wiederum einem inhomogenen Schalenwachstum der Strangschale in der Kokille entgegen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Sensorelektronik mit der Impulsführung durch wenigstens eine Hochfrequenzleitung, beispielsweise ein Koaxialkabel, zur Übertragung elektromagnetischer Impulse verbunden ist.

Die Hochfrequenzleitung ermöglicht dabei, dass die Sensorelektronik in einer sie vor den hohen Temperaturen in der Umgebung der Kokille schützenden Entfernung zur Kokille angeordnet werden kann. Eine flexibel ausgeführte Hochfrequenzleitung ermöglicht ferner, die Impulsführung und die Sensorelektronik an Komponenten zu montieren, die zueinander eine Relativbewegung ausführen. In der Regel wird die Kokille in eine oszillierende Bewegung versetzt, um ein Anhaften der Strangschale an der Kokillenwand zu verhindern. In einem solchen Fall kann durch eine flexible Hochfrequenzleitung beispielsweise eine fest mit der sich bewegenden Kokille verbundene Impulsführung mit einer Sensorelektronik verbunden werden, die an einer sich nicht mit der Kokille mitbewegenden Komponente der Stranggießanlage angeordnet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe eines Gießspiegels in einer Kokille einer Stranggießanlage mit einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung wird dementsprechend die Gießspiegelhöhe zeitbereichsreflektometrisch ermittelt. Dazu werden entlang der Impulsführung geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille gesendet und Laufzeiten an dem Gießspiegel reflektierter und von der Impulsführung geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse erfasst und ausgewertet. Als elektromagnetische Impulse werden beispielsweise Mikrowellenimpulse verwendet.

Das Verfahren nutzt zur Erfassung von Gießspiegelhöhen vorteilhaft den oben bereits genannten physikalischen Effekt der teilweisen Reflektion elektromagnetischer Impulse an Grenzflächen, an denen sich die Wellenimpedanz ändert. Die Verwendung von Mikrowellenimpulsen nutzt vorteilhaft aus, dass derartige elektromagnetische Impulse aufgrund ihrer Frequenzen und Wellenlängen besonders gut an Gießspiegeln metallischer Schmelzen reflektiert werden.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass eine Gießpulverhöhe einer von dem Gießspiegel abgewandten Gießpulveroberfläche einer Gießpulverschicht, die sich über dem Gießspiegel befindet, zeitbereichsreflektometrisch ermittelt wird, indem entlang der Impulsführung geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille gesendet werden und Laufzeiten an der Gießpulveroberfläche reflektierter und von der Impulsführung geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse erfasst und ausgewertet werden.

Dadurch kann mit den oben bereits genannten Vorteilen nicht nur eine Gießspiegelhöhe, sondern auch eine Dicke einer den Gießspiegel bedeckenden Gießpulverschicht erfasst werden.

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass zum Kalibrieren der Messvorrichtung ein elektromagnetische Impulse wenigstens anteilig reflektierendes Kalibrierelement an einer definierten Kalibrierposition in der Kokille angeordnet wird und entlang der Impulsführung geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille gesendet werden. Eine Laufzeit an dem Kalibrierelement reflektierter und von der Impulsführung geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse wird erfasst und als zu der Kalibrierposition korrespondierender Referenzwert für die Ermittlung von Gießspiegelhöhen aus Laufzeiten an dem Gießspiegel reflektierter Reflektionsanteile elektromagnetischer Impulse verwendet.

Die Kalibrierposition des Kalibrierelements in der Kokille dient dabei als Bezugswert für die Ermittlung der Gießspiegelhöhen, d. h. eine Gießspiegelhöhe wird aus einem Abstand der Oberfläche der Schmelze in der Kokille von der Kalibrierposition ermittelt. Dieser Abstand ist direkt proportional zur Differenz der Laufzeit eines an dem Gießspiegel reflektierten Impulses und des Referenzwertes, der durch die Laufzeit eines an dem Kalibrierelement reflektierten Impulses definiert ist. Dies ermöglicht eine einfache Kalibrierung der Messvorrichtung, die vorzugsweise nur einmalig bei der Inbetriebnahme der Messvorrichtung durchgeführt wird.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen: FIG 1 schematisch eine Stranggießanlage mit einer Kokille und ein erstes Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille in einer Schnittdarstellung, FIG 2 schematisch eine Kokille und ein zweites

Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung zur Erfassung der Gießspiegelhöhe in einer Kokille in einer Schnittdarstellung, FIG 3 schematisch ein Gießrohr und ein drittes Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in einer Kokille in einer Längsschnittdarstellung, FIG 4 das in Figur 3 gezeigte Gießrohr und die in Figur 3 gezeigte Messvorrichtung in einer Querschnittdarstellung, FIG 5 schematisch eine Kokille und eine Impulsführung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille in einer Querschnittdarstellung, FIG 6 einen Ausschnitt einer Kokille und eine Impulsführung eines fünften Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille in einer Querschnittdarstellung, FIG 7 schematisch eine Kokille und eine Impulsführung eines sechsten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille in einer Querschnittdarstellung, FIG 8 einen Ausschnitt einer Innenseite einer Kokillenwand einer Kokille und einer daran angeordneten Impulsführung des sechsten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille, FIG 9 schematisch eine Kokille und eine Impulsführung eines siebten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille in einer Querschnittdarstellung, und FIG 10 schematisch eine Kokille und eine Impulsführung eines achten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille in einer Querschnittdarstellung.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt schematisch eine Stranggießanlage 1 in einer Schnittdarstellung. Die Stranggießanlage 1 umfasst eine Gießpfanne 3, ein Schattenrohr 5, einen Verteiler 7, einen Stopfen 9, ein Gießrohr 11 und eine Kokille 13.

Aus der Gießpfanne 3 ist durch das Schattenrohr 5 Schmelze 23 in den Verteiler 7 leitbar. Mit der Schmelze 23 gelangt auch Schlacke in den Verteiler 7. In dem Verteiler 7 bildet sich eine auf der Schmelze 23 schwimmende Schlackeschicht 25.

Der Verteiler 7 weist in seinem Verteilerboden 27 eine Verteileröffnung 29 auf, die von einem in dem Verteilerboden 27 angeordneten rohrförmigen

Verteilerauslass 31 gebildet wird. An einem unteren Ende des Verteilerauslasses 31 liegt das Gießrohr 11 an, durch das Schmelze 23 von dem Verteiler 7 in die Kokille 13 förderbar ist. Der Stopfen 9 ist über der Verteileröffnung 29 angeordnet und als ein im Wesentlichen zylindrischer Körper mit einer vertikal verlaufenden Längsachse ausgebildet. Ein der Verteileröffnung 29 zugewandtes Stopfenende 33 des Stopfens 9 ist typischerweise konisch oder mit abgestuften Radien geformt, wobei sein Durchmesser zu der Verteileröffnung 29 hin abnimmt. Mittels des Stopfenendes 33 ist die Verteileröffnung 29 verschließbar, indem das Stopfenende 33 in die Verteileröffnung 29 eingefahren wird bis es an dem Verteilerauslass 31 anliegt. Zum Öffnen und Verschließen der Verteileröffnung 29 sowie zur Steuerung des Durchflusses durch die Verteileröffnung 29 ist der Stopfen 9 mittels einer (nur schematisch dargestellten) Antriebsvorrichtung 35 entlang seiner Längsachse bewegbar.

Eine die Schmelze 23 in der Kokille 13 umgebende Kokillenwand 15 der Kokille 13 wird gekühlt, so dass die an der Kokillenwand 15 anliegenden Oberflächenbereiche der Schmelze 23 zu einer Strangschale eines aus einem Kokillenauslass 17 der Kokille 13 in einer Gießrichtung 18 ausgegebenen Strangs 19 erstarren. Eine obere Oberfläche der Schmelze 23 in der Kokille 13 bildet einen Gießspiegel 21 in der Kokille 13. Auf die Schmelze 23 in der Kokille 13 wird ein Gießpulver gegeben, das über dem Gießspiegel 21 eine Gießpulverschicht 37 mit einer von dem Gießspiegel 21 abgewandten Gießpulveroberfläche 39 bildet. Das Gießpulver verbessert die Gleiteigenschaften der Strangschale an der Kokillenwand 15 und schützt die Schmelze 23 in der Kokille 13 vor Oxidation.

Die Füllstandshöhe der Schmelze 23 in der Kokille 13 wird durch eine Gießspiegelhöhe 41 quantifiziert, die als ein Abstand des Gießspiegels 21 von einer Referenzposition 43 in der Kokille 13, beispielsweise einer Position im Bereich des Kokillenauslasses 17, definiert ist. Die Lage der Gießpulveroberfläche 39 wird entsprechend durch eine Gießpulverhöhe 45 quantifiziert, die als ein Abstand der Gießpulveroberfläche 39 von der Referenzposition 43 definiert ist.

Figur 1 zeigt außerdem ein erstes Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 47 zur zeitbereichsreflektometrischen Erfassung der Gießspiegelhöhe 41 in der Kokille 13. Die Messvorrichtung 47 umfasst eine Impulsführung 49 zur Führung elektromagnetischer Impulse in der Kokille 13 und eine mit der Impulsführung 49 durch eine vor Wärmestrahlung geschützte hitzebeständige Hochfrequenzleitung 51, beispielsweise ein Koaxialkabel, verbundene Sensorelektronik 53. Die Sensorelektronik 53 erzeugt die elektromagnetischen Impulse und koppelt sie über die Hochfrequenzleitung 51 in die Impulsführung 49 ein. Die elektromagnetischen Impulse sind Mikrowellenimpulse.

Die Impulsführung 49 weist eine in die Kokille 13 einführbare Sonde 55 auf, die als ein metallischer Sensorstab oder als ein metallisches Sensorseil ausgebildet ist. Beispielsweise ist die Sonde 55 aus einem Material hoher

Dauertemperaturbeständigkeit gefertigt, z. B. aus Wolfram oder einer Wolframlegierung oder aus einem geeigneten Edelstahl wie dem Edelstahl der WNr. 1.4841 (X15CrNiSi25-21), der eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit aufweist und im Dauerbetrieb an Luft bis etwa 1150°C einsetzbar ist, oder aus einer geeigneten Heizleiterlegierung wie einer Legierung aus Eisen, Chrom und Aluminium mit einer Temperaturbeständigkeit bis 1425°C.

Vorzugsweise ist die Sonde 55 analog zu Figur 2 innerhalb eines sie thermisch abschirmenden (in Figur 1 nicht dargestellten) Schutzrohrs 57 aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem feuerfesten Werkstoff, geführt. Dadurch wird die Sonde 55 vor den in der Kokille 13 herrschenden hohen Temperaturen geschützt. In dem Schutzrohr 57 kann die Sonde 55 ferner mit einem Kühlmedium, beispielsweise mit einem Inertisierungsgas, umspült sein, das als zusätzliche thermische Isolierung wirkt.

Die vorzugsweise lösbare Hochfrequenzleitung 51 ermöglicht, dass die Sensorelektronik 53 in einer sie vor den hohen Temperaturen in der Umgebung der Kokille 13 schützenden Entfernung zur Kokille 13 angeordnet werden kann. Eine flexibel ausgeführte Hochfrequenzleitung 51 ermöglicht ferner, die Impulsführung 49 und die Sensorelektronik 53 an Komponenten zu montieren, die zueinander eine Relativbewegung ausführen. In der Regel wird die Kokille 13 mittels eines Oszillators in eine oszillierende Bewegung versetzt, um ein Anhaften der Strangschale an der Kokillenwand 15 zu verhindern. In einem solchen Fall kann durch eine flexible Hochfrequenzleitung 51 beispielsweise eine fest mit der sich bewegenden Kokille 13 verbundene Impulsführung 49 mit einer Sensorelektronik 53 verbunden werden, die an einer sich nicht mit der Kokille 13 mitbewegenden Komponente der Stranggießanlage 1 angeordnet ist. Wenn sich die Impulsführung 49 mit der Kokille 13 mitbewegt, kann die Kokillenbewegung digital, beispielsweise durch ein übergeordnetes Automatisierungssystem oder die Sensorelektronik 53, kompensiert werden.

Die von der Sensorelektronik 53 erzeugten elektromagnetischen Impulse werden entlang der in die Kokille 13 eingeführten Sonde 55 geführt. Ein sich entlang der Sonde 55 zu dem Kokillenauslass 17 ausbreitender elektromagnetischer Impuls wird an der Gießpulveroberfläche 39 und an dem Gießspiegel 21 jeweils teilweise reflektiert. Die Reflektionsanteile des Impulses werden entlang der Sonde 55 und durch die Hochfrequenzleitung 51 zurück zu der Sensorelektronik 53 geführt und von der Sensorelektronik 53 detektiert. Mit der Sensorelektronik 53 werden die Laufzeiten dieser Reflektionsanteile des elektromagnetischen Impulses zwischen dem Aussenden des elektromagnetischen Impulses und dem Empfang der Reflektionsanteile durch die Sensorelektronik 53 ermittelt und ausgewertet. Aus der Laufzeit des an der Gießpulveroberfläche 39 reflektierten Reflektionsanteils wird die Gießpulverhöhe 45 ermittelt. Aus der Laufzeit des an dem Gießspiegel 21 reflektierten Reflektionsanteils wird die Gießspiegelhöhe 41 ermittelt. Die Differenz der Gießpulverhöhe 45 und der Gießspiegelhöhe 41 liefert ferner die Dicke der Gießpulverschicht 37.

Zum Kalibrieren der Messvorrichtung 47 wird ein Kalibrierelement, das elektromagnetische Impulse wenigstens anteilig reflektiert, an einer Kalibrierposition 46 in der Kokille 13, beispielsweise an oder im Bereich einer Oberkante der Kokille 13, welche durch eine Kokillenhöhe 48 der Kokille 13 definiert ist, angeordnet. Ferner werden entlang der Impulsführung 49 geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille 13 gesendet und mit der Sensorelektronik 53 wird eine Laufzeit an dem Kalibrierelement reflektierter und von der Impulsführung 49 geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse erfasst. Die ermittelte Laufzeit wird als zu der Kalibrierposition 46 korrespondierender Referenzwert für die Ermittlung von Gießspiegelhöhen 41 sowie optional von Gießpulverhöhen 45 aus Laufzeiten an dem Gießspiegel 21 bzw. Gießpulveroberfläche 39 reflektierter Reflektionsanteile elektromagnetischer Impulse verwendet. Das Kalibrierelement ist beispielsweise als ein Blech ausgebildet, das an der Kalibrierposition 46 in die Kokille 13 gehängt wird. Die Kalibrierung der Messvorrichtung 47 braucht nur einmalig bei der Inbetriebnahme der Messvorrichtung 47 durchgeführt werden.

Figur 2 zeigt schematisch eine Kokille 13 und ein zweites Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung der Gießspiegelhöhe 41 in einer Kokille 13 in einer Schnittdarstellung.

Die Messvorrichtung 47 ist ähnlich ausgebildet wie das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel und umfasst eine in die Kokille 13 einführbare Impulsführung 49 zur Führung elektromagnetischer Impulse in der Kokille 13 und eine Sensorelektronik 53 zum Erzeugen der elektromagnetischen Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Impulsführung 49, Empfangen von der Impulsführung 49 geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse und Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten der Reflektionsanteile.

Die Impulsführung 49 weist eine in die Kokille 13 einführbare Sonde 55 auf, die wie bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als ein metallischer Sensorstab oder als ein metallisches Sensorseil ausgebildet ist. Der in die Kokille 13 eingeführte Abschnitt der Sonde 55 ist innerhalb eines die Sonde 55 thermisch abschirmenden Schutzrohrs 57 aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem feuerfesten Werkstoff, geführt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann die Sonde 55 in dem Schutzrohr 57 mit einem Kühlmedium, beispielsweise mit einem

Inertisierungsgas, umspült sein, das als zusätzliche thermische Isolierung wirkt.

Im Unterschied zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Sensorelektronik 53 und die Sonde 55 nicht durch eine Hochfrequenzleitung 51 miteinander verbunden, sondern die Sonde 55 ist direkt mit der Sensorelektronik 53 verbunden. Dabei ist ein aus dem Schutzrohr 57 herausgeführter Abschnitt der Sonde 55 gebogen ausgeführt und mit der Sensorelektronik 53 verbunden, so dass die Sensorelektronik 53 in einer sie vor den hohen Temperaturen in der Umgebung der Kokille 13 schützenden Entfernung zur Kokille 13 angeordnet werden kann.

Die Figuren 3 und 4 zeigen schematisch ein Gießrohr 11 und ein drittes Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe 41 in einer Kokille 13. Dabei zeigt Figur 3 eine Längsschnittdarstellung und Figur 4 zeigt eine Querschnittdarstellung des Gießrohrs 11 und der Messvorrichtung 47.

Die Messvorrichtung 47 umfasst wie das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eine Impulsführung 49 zur Führung elektromagnetischer Impulse und eine Sensorelektronik 53 zum Erzeugen der elektromagnetischen Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Impulsführung 49, Empfangen von der Impulsführung 49 geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse und Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten der Reflektionsanteile.

Die Impulsführung 49 weist eine Sonde 55 auf, die wie bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als ein metallischer Sensorstab oder als ein metallisches Sensorseil ausgebildet ist. Die Sonde 55 ist innerhalb eines die Sonde 55 thermisch abschirmenden Schutzmantels 59 aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem feuerfesten Werkstoff, geführt. Der Schutzmantel 59 ist fest oder lösbar mit dem Gießrohr 11 verbunden und verläuft an einer Außenseite des Gießrohrs 11 parallel zu einer Längsachse des Gießrohrs 11. Eine lösbare Verbindung hat den Vorteil, dass in der Phase des Aufheizens des Gießrohrs 11 bzw. Verteilers 7 die Impulsführung 4 9 nicht thermisch belastet wird, wenn der Schutzmantel 59 erst an dem bereits aufgeheizten Gießrohr 11 befestigt wird, z. B. mit einer schnell schließbaren Schelle.

Das in den Figuren 3 und 4 gezeigte Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass keine zusätzlich Apparatur in die Kokille 13 eingeführt werden muss, sondern das ohnehin in die Kokille 13 hineinragende Gießrohr 11 als Halterung für die Impulsführung 49 verwendet wird. Diese Ausführung ist somit insbesondere für sehr enge Platzverhältnisse bei Stranggießanlagen 1 geeignet. Des Weiteren ist auch die Kalibrierung der Messvorrichtung 47 einfach, da das Gießrohr 11 fest an dem Verteilerauslass 31 (siehe Figur 1) angeordnet ist und somit die Relativbewegung eines Oszillators nicht in Erscheinung tritt. Eine in der Regel nur sehr langsam oszillierende Verteilerhubbewegung wird im Gießprozess beispielsweise in einem übergeordneten Automatisierungssystem oder der Sensorelektronik 53 berücksichtigt und kompensiert.

Die Impulsführung 49 ist wie in dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine vor Wärmestrahlung geschützte hitzebeständige Hochfrequenzleitung 51 mit der Sensorelektronik 53 verbunden, um elektromagnetische Impulse zwischen der Sensorelektronik 53 und der Impulsführung 49 zu übertragen, so dass die Sensorelektronik 53 in einer sie vor den hohen Temperaturen in der Umgebung der Kokille 13 schützenden Entfernung zur Kokille 13 angeordnet werden kann.

Die Sonde 55 kann in dem Schutzmantel 59 mit einem Kühlmedium, beispielsweise mit einem Inertisierungsgas, umspült sein, das als zusätzliche thermische Isolierung wirkt.

Figur 5 zeigt eine Kokille 13 und eine Impulsführung 49 eines vierten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe 41 in der Kokille 13 in einer Querschnittdarstellung mit einer zur Gießrichtung 18 orthogonalen Schnittebene. Die Messvorrichtung 47 umfasst wie das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eine Impulsführung 49 zur Führung elektromagnetischer Impulse und eine in Figur 5 nicht dargestellte Sensorelektronik 53 zum Erzeugen der elektromagnetischen Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Impulsführung 49,

Empfangen von der Impulsführung 49 geführter

Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse und

Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten der

Reflektionsanteile. Die Impulsführung 49 weist eine Sonde 55 auf, die wie bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als ein metallischer Sensorstab oder als ein metallisches Sensorseil ausgebildet ist.

Die Impulsführung 49 ist jedoch nicht wie bei den in den Figuren 1 oder 2 gezeigten Ausführungsbeispielen als separate, in die Kokille 13 einführbare Impulsführung 49 ausgebildet oder wie bei dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel in das Gießrohr 11 integriert, sondern ist als eine Sonde 55 ausgebildet, die an einer Innenseite der Kokillenwand 15 der Kokille 13 in einer Nut 63 in der Kokillenwand 15 angeordnet und innerhalb der Nut 63 von einem elektrisch isolierenden Isolierungsmantel 61 umgeben ist. Die Impulsführung 49 füllt die Nut 63 dabei vollständig aus. Bei diesem Ausführungsbeispiel braucht die Impulsführung 49 nicht wie in den Figuren 1 oder 2 gesondert in die Kokille 13 eingeführt werden, da sie in der Kokillenwand 15 angeordnet ist.

Die Nut 63 und die darin angeordnete Impulsführung 49 verlaufen von einer oberen Kante der Kokillenwand 15 auf den Kokillenauslass 17 zu bis in eine Tiefe, die zur Ermittlung zu erfassender Gießspiegelhöhen 41 ausreicht. Vorzugsweise verläuft die Nut 63 dabei in einer von der Gießrichtung 18 abweichenden Richtung analog zu Figur 7. Durch einen derartigen von der Gießrichtung 18 abweichenden Verlauf der Nut 63 kann vorteilhaft erreicht werden, dass sich eine im Bereich der Nut 63 lokal veränderte Wärmeabfuhr aus der Schmelze 23 durch die Kokillenwand 15 nicht negativ auf ein Schalenwachstum einer Strangschale in der Kokille 13 auswirkt, d. h. keine wesentliche Inhomogenität des Schalenwachstums bewirkt.

Der Isolierungsmantel 61 ist vorzugsweise aus einem Material gefertigt, dessen Wärmeleitfähigkeit der Wärmeleitfähigkeit der Kokillenwand 15 ähnelt, beispielsweise aus einem Keramikwerkstoff mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit. Um einen guten Wärmeübergang zwischen dem Isolierungsmantel 61 und der Kokillenwand 15 zu ermöglichen, kann zwischen dem Isolierungsmantel 61 und der Kokillenwand 15 ferner ein Verbindungsmaterial, beispielsweise eine Wärmeleitpaste, angeordnet sein.

Die Sonde 55 ist mit der Sensorelektronik 53 verbunden, beispielsweise über eine Hochfrequenzleitung 51 wie in Figur 1 oder 3, oder direkt wie in Figur 2, indem die Sonde 55 aus der Kokillenwand 15 herausragt und mit der Sensorelektronik 53 verbunden ist.

Die Nut 63 des in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiels hat einen rechteckigen, zum von der Kokillenwand 15 umgebenen Hohlraum in der Kokille 13 offenen Querschnitt.

Figur 6 zeigt einen Ausschnitt einer Kokille 13 und eine Impulsführung 49 eines fünften Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe 41 in der Kokille 13 in einer zu Figur 5 analogen Querschnittdarstellung. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass die Nut 63 in der Kokillenwand 15 keinen rechteckigen, sondern einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, wobei der Nutgrund der Nut 63 eine größere Ausdehnung als die Nutöffnung der Nut 63 hat. Dies ermöglicht vorteilhaft eine formschlüssige Verbindung des Isolierungsmantels 61 mit der Kokillenwand 15.

Die Figuren 7 und 8 zeigen eine Kokille 13 und eine Impulsführung 49 eines sechsten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe 41 in der Kokille 13. Dabei zeigt Figur 7 eine zu Figur 5 analoge Querschnittdarstellung mit einer zur Gießrichtung 18 orthogonalen Schnittebene und Figur 8 zeigt einen Ausschnitt einer Innenseite einer Kokillenwand 15 der Kokille 13 und einer daran angeordneten Impulsführung 49 der Messvorrichtung 47.

Die Messvorrichtung 47 ist ähnlich wie die Messvorrichtung 47 des in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiels ausgebildet, weist im Unterschied dazu jedoch eine Impulsführung 49 mit mehreren Sonden 55 auf, die jeweils an einer Innenseite der Kokillenwand 15 in einer Nut 63 in der Kokillenwand 15 angeordnet, innerhalb der Nut 63 von einem elektrisch isolierenden Isolierungsmantel 61 umgeben sind und mit einer in den Figuren 7 und 8 nicht dargestellten Sensorelektronik 53 der Messvorrichtung 47 verbunden sind. Entlang jeder Sonde 55 der Messvorrichtung 47 werden an ihr geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille 13 gesendet, mit denen zeitbereichsreflektometrisch jeweils eine Gießspiegelhöhe 41 sowie optional eine Gießpulverhöhe 45 ermittelt werden.

Die Verwendung mehrerer Sonden 55 ermöglicht, neben einer Gießspiegelhöhe 41 ein Gießspiegelprofil zu vermessen. Ferner ermöglicht sie, aus mit den verschiedenen Sonden 55 gleichzeitig erfassten Gießspiegelhöhen 41 einen Mittelwert dieser Gießspiegelhöhen 41 zu bilden, der lokale Schwankungen der Gießspiegelhöhen 41 ausgleicht und zur Gießspiegelregelung verwendet wird. Zudem könnte durch die Erfassung einer räumlichen Verteilung der Gießspiegelhöhen 41 auch auf unsymmetrische Strömungen in der Schmelze 23 geschlossen werden und dadurch z. B. ein unsymmetrischer Ausfluss von Schmelze 23 aus dem Gießrohr 11 erkannt werden. Des Weiteren können entsprechend auch lokale Schwankungen der Dicke der Gießpulverschicht 37 detektiert werden und einer automatischen Gießpulveraufgabe oder einem Gießpulvermonitoring zur manuellen Gießpulveraufgabe zugeführt werden, um diesen Schwankungen entgegenzuwirken.

Die Nuten 63 verlaufen von einer oberen Kante der Kokillenwand 15 auf den Kokillenauslass 17 zu bis in eine Tiefe, die zur Ermittlung zu erfassender Gießspiegelhöhen 41 ausreicht. Dabei verlaufen die Nuten 63 jeweils wie in Figur 8 gezeigt in einer von der Gießrichtung 18 abweichenden Richtung, um einem inhomogenen Schalenwachstum der Strangschale in der Kokille 13 entgegenzuwirken, vgl. dazu die obigen Ausführungen in der Beschreibung der Figur 5.

Figur 9 zeigt eine Kokille 13 und eine Impulsführung 49 eines siebten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe 41 in der Kokille 13 in einer Querschnittdarstellung mit einer zur Gießrichtung 18 orthogonalen Schnittebene. Die Messvorrichtung 47 umfasst die Impulsführung 49 zur Führung elektromagnetischer Impulse und eine in Figur 5 nicht dargestellte Sensorelektronik 53 zum Erzeugen der elektromagnetischen Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Impulsführung 49,

Empfangen von der Impulsführung 49 geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse und Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten der Reflektionsanteile.

Die Impulsführung 49 dieses Ausführungsbeispiels weist im Unterschied zu den in den Figuren 1 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispielen keine als Sensorstab oder Sensorseil ausgebildete Sonde 55 auf, sondern stattdessen eine mit einer elektrisch isolierenden Isolierfüllung 65 gefüllte Nut 63 in einer Innenseite einer metallischen Kokillenwand 15 der

Kokille 13. Die elektromagnetischen Impulse werden in diesem Ausführungsbeispiel direkt in die Nut 63 eingekoppelt und entlang der Nut 63 geführt. Die Nut 63 mit der Isolierfüllung 65 wirkt als zu dem von der Kokillenwand 15 umgebenen Hohlraum offener Hohlleiter zur Führung der elektromagnetischen Impulse. Die Nut 63 ist mit der Sensorelektronik 53 beispielsweise über eine Hochfrequenzleitung 51 zur Übertragung elektromagnetischer Impulse verbunden.

Die Nut 63 verläuft von einer oberen Kante der Kokillenwand 15 auf den Kokillenauslass 17 zu bis in eine Tiefe, die zur Ermittlung zu erfassender Gießspiegelhöhen 41 ausreicht. Vorzugsweise verläuft die Nut 63 dabei in einer von der Gießrichtung 18 abweichenden Richtung analog zu Figur 7, um einem inhomogenen Schalenwachstum der Strangschale in der Kokille 13 entgegenzuwirken, vgl. dazu die obigen Ausführungen in der Beschreibung der Figur 5.

Die Isolierfüllung 65 ist vorzugsweise aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit gefertigt.

Analog zu den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die entlang der Nut 63 in die Kokille 13 geführten elektromagnetischen Impulse an der Gießpulveroberfläche 39 und an dem Gießspiegel 21 jeweils teilweise reflektiert. Die Reflektionsanteile der Impulse werden entlang der Nut 63 zurückgeführt und der Sensorelektronik 53 zugeführt. Mit der Sensorelektronik 53 werden analog zu den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen Laufzeiten dieser Reflektionsanteile erfasst und daraus Gießspiegelhöhen 41 und optional Gießpulverhöhen 45 ermittelt.

Figur 10 zeigt eine Kokille 13 und eine Impulsführung 49 eines achten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe 41 in der Kokille 13 in einer Querschnittdarstellung mit einer zur Gießrichtung 18 orthogonalen Schnittebene.

Die Messvorrichtung 47 ist ähnlich wie die Messvorrichtung 47 des in Figur 9 dargestellten Ausführungsbeispiels ausgebildet, weist im Unterschied dazu jedoch eine Impulsführung 49 mit mehreren, jeweils mit einer elektrisch isolierenden Isolierfüllung 65 gefüllten Nuten 63 in einer Innenseite einer metallischen Kokillenwand 15 der Kokille 13 auf. Jede dieser Nuten 63 ist mit einer in Figur 10 nicht dargestellten Sensorelektronik 53 der Messvorrichtung 47 verbunden. Entlang jeder dieser Nuten 63 werden an ihr geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille 13 gesendet, mit denen zeitbereichsreflektometrisch jeweils eine Gießspiegelhöhe 41 sowie optional eine Gießpulverhöhe 45 ermittelt werden.

Die Nuten 63 verlaufen von einer oberen Kante der Kokillenwand 15 auf den Kokillenauslass 17 zu bis in eine Tiefe, die zur Ermittlung zu erfassender Gießspiegelhöhen 41 ausreicht. Dabei verlaufen die Nuten 63 jeweils analog zu Figur 8 in einer von der Gießrichtung 18 abweichenden Richtung, um einem inhomogenen Schalenwachstum der Strangschale in der Kokille 13 entgegenzuwirken, vgl. dazu die obigen Ausführungen in der Beschreibung der Figur 5.

Die Verwendung mehrerer Nuten 63 hat dieselben Vorteile wie die Verwendung mehrerer Sonden 55 des in den Figuren 7 und 8 beschriebenen Ausführungsbeispiels.

Die Nuten 63 der in den Figuren 7, 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispiele haben jeweils einen rechteckigen Querschnitt. Abwandlungen dieser Ausführungsbeispiele können Nuten 63 eines anderen Querschnitts aufweisen, beispielsweise Nuten 63, die jeweils einen trapezförmigen Querschnitt wie die in Figur 6 dargestellte Nut 63 aufweisen.

Die Figuren 1 und 2 zeigen beispielhaft gerade ausgebildete Kokillen 13 und die Figuren 5, 7, 9 und 10 zeigen beispielhaft Kokillen 13 mit rechteckigen Kokillenöffnungen.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartig ausgebildete Kokillen 13 eingeschränkt, sondern auch für alle anderen Kokillenformen, beispielsweise für gebogen ausgebildete Kokillen 13 oder/und Kokillen 13 mit anders gestalteten Kokillenöffnungen, einsetzbar.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste I Stranggießanlage 3 Gießpfanne 5 Schattenrohr 7 Verteiler 9 Stopfen II Gießrohr 13 Kokille 15 Kokillenwand 17 Kokillenauslass 18 Gießrichtung 19 Strang 21 Gießspiegel 23 Schmelze 25 Schlackeschicht 27 Verteilerboden 29 Verteileröffnung 31 Verteilerauslass 33 Stopfenende 35 Antriebsvorrichtung 37 Gießpulverschicht 39 Gießpulveroberfläche 41 Gießspiegelhöhe 43 Referenzposition 45 Gießpulverhöhe 46 Kalibrierposition 47 Messvorrichtung 48 Kokillenhöhe 49 Impulsführung 51 Hochfrequenzleitung 53 Sensorelektronik 55 Sonde 57 Schutzrohr 59 Schutzmantel 61 Isolierungsmantel 63 Nut 65 Isolierfüllung

Claims (15)

1. Patentansprüche

   1. Messvorrichtung (47) zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe (41) eines Gießspiegels (21) in einer Kokille (13) einer Stranggießanlage (1), die Messvorrichtung (47) umfassend - eine Impulsführung (49) zur Führung elektromagnetischer Impulse in der Kokille (13) - und eine mit der Impulsführung (49) verbundene Sensorelektronik (53) zum Erzeugen der elektromagnetischen Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Impulsführung (49), Empfangen von der Impulsführung (49) geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse und Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten der Reflektionsanteile.
2. 2. Messvorrichtung (47) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsführung (49) wenigstens eine in die Kokille (13) einführbare Sonde (55) umfasst.
3. 3. Messvorrichtung (47) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede in die Kokille (13) einführbare Sonde (55) innerhalb eines sie thermisch abschirmenden Schutzrohrs (57) , das aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt ist, geführt ist.
4. 4. Messvorrichtung (47) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsführung (49) wenigstens eine Sonde (55) umfasst, die in ein in die Kokille (13) hineinragendes Gießrohr (11) zum Befüllen der Kokille (13) integriert ist.
5. 5. Messvorrichtung (47) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsführung (49) wenigstens eine von einem elektrisch isolierenden Isolierungsmantel (61) umgebene Sonde (55) umfasst, die an einer Innenseite einer Kokillenwand (15) der Kokille (13) angeordnet ist.
6. 6. Messvorrichtung (47) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine an einer Innenseite einer Kokillenwand (15) angeordnete Sonde (55) in einer Nut (63) in der Kokillenwand (15) angeordnet ist.
7. 7. Messvorrichtung (47) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine an einer Innenseite einer Kokillenwand (15) angeordnete Sonde (55) in einer Richtung verläuft, die von einer Gießrichtung (18) der Kokille (13) abweicht.
8. 8. Messvorrichtung (47) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Sonde (55) als ein metallischer Sensorstab oder als ein metallisches Sensorseil ausgebildet ist.
9. 9. Messvorrichtung (47) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsführung (49) wenigstens eine mit einer elektrisch isolierenden Isolierfüllung (65) gefüllte Nut (63) in einer Innenseite einer Kokillenwand (15) umfasst.
10. 10. Messvorrichtung (47) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine mit einer elektrisch isolierenden Isolierfüllung (65) gefüllte Nut (63) in einer Innenseite einer Kokillenwand (15) in eine Richtung verläuft, die von einer Gießrichtung (18) der Kokille (13) abweicht.
11. 11. Messvorrichtung (47) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelektronik (53) mit der Impulsführung (49) durch wenigstens eine Hochfrequenzleitung (51) zur Übertragung elektromagnetischer Impulse verbunden ist.
12. 12. Verfahren zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe (41) eines Gießspiegels (21) in einer Kokille (13) einer Stranggießanlage (1) mit einer Messvorrichtung (47) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Gießspiegelhöhe (41) zeitbereichsreflektometrisch ermittelt wird, - indem entlang der Impulsführung (49) geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille (13) gesendet werden - und Laufzeiten an dem Gießspiegel (21) reflektierter und von der Impulsführung (49) geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse erfasst und ausgewertet werden.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als elektromagnetische Impulse Mikrowellenimpulse verwendet werden.
14. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gießpulverhöhe (45) einer von dem Gießspiegel (21) abgewandten Gießpulveroberfläche (39) einer Gießpulverschicht (37) , die sich über dem Gießspiegel (21) befindet, zeitbereichsreflektometrisch ermittelt wird, indem entlang der Impulsführung (49) geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille (13) gesendet werden und Laufzeiten an der Gießpulveroberfläche (39) reflektierter und von der Impulsführung (49) geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse erfasst und ausgewertet werden.
15. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kalibrieren der Messvorrichtung (47) ein elektromagnetische Impulse wenigstens anteilig reflektierendes Kalibrierelement an einer definierten Kalibrierposition (46) in der Kokille (13) angeordnet wird, entlang der Impulsführung (49) geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille (13) gesendet werden und eine Laufzeit an dem Kalibrierelement reflektierter und von der Impulsführung (49) geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse erfasst und als zu der Kalibrierposition (46) korrespondierender Referenzwert für die Ermittlung von Gießspiegelhöhen (41) aus Laufzeiten an dem Gießspiegel (21) reflektierter Reflektionsanteile elektromagnetischer Impulse verwendet wird.