CH650427A5 - Apparatus and process for starting the casting of the starting head during the continuous casting of metals - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Angiessen des Anfahrkopfes beim Stranggiessen von Metallen mit Hilfe eines auf den Badspiegel in der Stranggiesskokille ansprechenden ortsfest angeordneten Strahlungsempfängers, der mit einer Betätigungseinrichtung für den den Pfannen- oder Zwischengefässausguss verschliessenden Stopfen steuerungsmässig verbunden ist, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bekannterweise wird zum Angiessen beim Stranggiessen von Metallen in die Kokille ein Anfahrkopf eingesetzt. Über den Anfahrkopf wird eine Schicht Kühlschrott aufgebracht. Nach Öffnen der Stahlzufuhr aus dem Zwischengefäss steigt der flüssige Stahl in der Kokille an. Die Badhöhe in der Kokille wird manuell über direkte Verschlussregelung (Stopfen oder Schieber) des Zwischengefässes nach Sicht vorgenommen.
Bei Erreichen einer Badhöhe in der Kokille, die im allgemeinen ca. 100 mm unterhalb der Kupferoberkante der Kokille liegt, wird der Anfahrknopf, d.h. der Boden der Kokille mit Hilfe des Kaltstranges aus der Kokille herausgefahren. Dieser Vorgang wird ebenfalls vom Bedienungspersonal eingeleitet. In diesem Moment ist der Anfahrvorgang, d.h. das Angiessen in der geschlossenen Kokille beendet und das Stranggiessen beginnt. Die Zufuhr des Stahles erfolgt beim normalen Stranggiessverlauf über eine Giessspiegelregelung. Diese Giessspiegelregelungen basieren auf mangetischer, optischer, thermischer bzw. radioaktiver Strahlung (DE-OS 2 757 052, DE-AS 1 458 181, DE-OS 2 736 227), wobei die Messung im Winkel zur Strangabzugsrichtung vorgenommen wird.
Alle bekannten Einrichtungen sind ausschliesslich für den normalen Giessablauf gedacht, wobei für das Anfahren immer auf das Bedienungspersonal zurückgegriffen werden muss.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anfahren beim Stranggiessen von Metallen zu schaffen, mit dem auf eine manuelle Einleitung des Vorganges verzichtet und damit ein automatisierter, insbesondere aber reproduzierbarer Giessvorgang gewährleistet werden kann.
s Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen, wie in den Patentansprüchen 1 bzw. 2 umschrieben.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden Schäden, die bei manuell gesteuertem Anfahren auftreten kön-lo nen, wirkungsvoll ausgeschaltet und darüberhinaus kann das Giessen nach vorgegebenen Programmen erfolgen, z.B. linear oder proportional.
In den beigefügten Zeichnungen ist die Anordnung einer erfindungsgemässen Vorrichtung schematisch dargestellt. Es 15 zeigen: "
Figur 1 die schematische Darstellung einer Vorrichtungsanordnung,
Figur 2 ein Diagramm Beleuchtungsintensität/Abstand,
Figur 3 ein Arbeitsdiagramm Beleuchtungsintensität/ 20 Abstand/Temperatur/Zeit.
Wie Figur 1 zeigt, besteht die erfindungsgemässe Anordnung einer Vorrichtung aus einem ausserhalb der Kokille 3 in definiertem Abstand zur Kokille und damit zum Anfahrkopf 2 angeordneten strahlungsempfindlichen Element 1, 25 wobei die Anordnung derart erfolgt, dass vom Element 1 bis zum Anfahrkopf 2 eine Sichtlinie «R» besteht; ferner an sich bekannte Kopplungen zwischen Element 1 sowohl zur Zufuhrregelung 4 aus der Zwischenpfanne 5 als auch zur Regelung 7 für das Herausfahren des Anfahrkopfes 2 aus der Ko-30 kille 3.
Wie in Figur 1 strichpunktiert dargestellt, kann zwischen dem strahlungsempfindlichen Element 1 und dem Badspiegel ein Linsensystem 11 in einem bestimmten Abstand zum Anfahrkopf 2 angeordnet sein. Die Abbildung der Strahlung 35 wird über das Linsensystem 11 auf das strahlungsempfindliche Element 1, z.B. eine Zeilenkamera übertragen. Die Grösse der Abbildung gibt Auskunft über den Abstand des Badspiegels von Linsensystem und wird zur Ermittlung und Auswertung für das Anfahren eingesetzt.
40 Die Stärke der Energiequelle kann mit dem Stefan-Bolz-mann'schen Gesetz beschrieben werden, d.h.
E = er x F x T4
E = ausgesandte Gesamtenergie eines schwarzen Strahlers
45 F = Oberfläche des strahlenden Körpers
T = absolute Temperatur ct = Strahlungskonstante.
Bei bekannter Strahlungsfläche, Beleuchtungsfläche und bekannten Materialkonstanten kann die am strahlungsem-50 pfindlichen Element ankommende Energie pro Zeit bzw. die sich daran einstellende Temperatur in Funktion von seinem Abstand zur Energiequelle darstellen.
Beim Einsatz des erfindungsgemässen Verfahrens wird das Metall von der Zwischenpfanne (5) über den Tauchaus-55 guss (6) auf den Anfahrkopf (2) in die Kokille (3) geleitet, und zwar in einer Zufuhrmenge pro Zeiteinheit, die mit Hilfe des Gesetzes der Fotometrie bestimmt werden kann. Dieses Gesetz wird durch die folgende Gleichung beschrieben:
60
e * 4
In dieser Formel bedeuten:
e = die Bestrahlungsstärke (Beleuchtungsstärke) I = die Lichtstärke R = die Entfernung
Die Lichtstärke I ist beim Stranggiessen eines Metalles als konstant vorauszusetzen, da die Giesstemperatur des Metalles beim Stranggiessen konstant gehalten werden muss.
Durch die erfindungsgemässe Vorrichtungsanordnung eines strahlungsempfindlichen Elementes (1) ausserhalb der Kokille (3), welches in direkter Sichtlinie zum Anfahrkopf (2) angebracht ist, wird bei Erreichen der gewünschten Badhöhe das Anfahren der Anlage eingeleitet.
Figur 2 stellt die am strahlungsempfindlichen Element (1) ankommende Beleuchtungsstärke bzw. Strahlungsstärke in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Element (1) und dem Badspiegel dar. Der Zusammenhang wird bei logarithmischer Darstellung linear. Das Diagramm zeigt weiterhin den Einfluss auf die Beleuchtungsstärke bei Zugabe von Giesspulver auf die Badoberfläche. Dieser Einfluss ist in Figur 2 durch die Kurve b2 wiedergegeben. Die Kurven at und a2 stellenden Zusammenhang ohne Giesspulveraufgabe dar.
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Die Figur 3 stellt ein Arbeitsdiagramm für die Grössen Beleuchtungsintensität, Abstand, Temperatur und Zeit dar. Bei Vorwahl einer Angiesszeit t1 -Soll bis tn-Soll und einem Zeitmengenprogramm a, b, c, d kann mit Hilfe der Bestrahlungsenergie der Abstand vom strahlungsempfindlichen Element (1) in jedem Moment des Angiessvorganges zum Badspiegel ermittelt werden. Dieser Abstand ist im Diagramm mit «R» bezeichnet. Hierbei kann der Abstand zwischen strahlungsempfindlichem Element (1) und dem Radspiegel am Ende des Angiessvorganges vorgewählt werden. Dieser Abstand ist im Diagramm mit «R^Soll» bis «Rn-Soll» bezeichnet. Bei vorgegebenem Materialkonstanten bezüglich des strahlungsempfindlichen Elementes kann einem Abstand «R» eine Temperatur zugeordnet werden.
Bei Einsatz eines Linsensystems (11) kann die Abstandsmessung anstelle einer Bestrahlungsintensität später mit Hilfe einer Abbildungsgrösse am strahlungsempfindlichen Element (1) erfolgen.
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3 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
- 650427PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Angiessen beim Stranggiessen des Anfahrkopfes von Metallen mit Hilfe eines auf den Badspiegel in der Stranggiesskokille ansprechenden ortsfest angeordneten Strahlungsempfängers, der mit einer Betätigungsvorrichtung für den den Pfannen- oder Zwischengefässausguss verschliessenden Stopfen steuerungsmässig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsintensität (s) senkrecht auf den Anfahrkopf zur Bestimmung des Abstan-des (R) des Badspiegels vom Strahlungsempfänger nach der Formel wobei I die konstante Lichtstärke bedeutet, gemessen und nach Erreichen einer vorbestimmten Badspiegelhöhe der Anfahrkopf abgesenkt wird.
- 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem auf ein Strahlungsspektrum ansprechenden Strahlungsempfänger, dadurch gekennzeichnet,dass der Empfanger (1) oberhalb der Stranggiess-Kokille (3) senkrecht über dem Anfahrkopf (2) messend ortsfest angeordnet ist.
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