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EP 0 227 596 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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07.02.1990 Patentblatt 1990/06 |
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Anmeldetag: 04.12.1986 |
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Verfahren und Vorrichtung zur Leitung der Abkühlgeschwindigkeit eines Gussstranges
Process and device for controlling the cooling rate of a continuous billet
Procédé et dispositif pour régler la vitesse de refroidissement d'un lingot continu
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Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE CH DE ES FR GB IT LI LU NL SE |
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Priorität: |
09.12.1985 CH 5258/85
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Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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01.07.1987 Patentblatt 1987/27 |
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Patentinhaber: ALUSUISSE-LONZA SERVICES AG |
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8034 Zürich (CH) |
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Erfinder: |
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- Bänninger, Urs
CH-8832 Wollerau (CH)
- Buxmann, Kurt
CH-3960 Sierre (CH)
- Plata, Miroslaw
CH-1950 Sion (CH)
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Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 054 867 US-A- 4 006 633
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DE-C- 882 481
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Abkühlgeschwindigkeit eines
aus einer Stranggiesskokille austretenden Gussstranges, der durch Aufbringen eines
fluiden Kühlmittels unmittelbar auf die Strangoberffäche gekühlt wird, durch Regelung
der Kühlleistung des Kühlmittels, umfassend fortlaufendes Messen der Kühlleistung,
Vergleichen dieser Messwerte mit der Führungsgrösse der geforderten Kühlleistung und
Steuerung der Zusammensetzung und/oder der zeitbezogenen Abgabemenge des Kühlmittels
zur Angleichung an die Führungsgrösse, wobei die Messung der Kühlleistung unter Verwendung
von nicht mit dem Gussstrang in Berührung gekommenen Kühlmittel an mindestens einer
Stelle ausserhalb des Gussstranges durchgeführt wird.
[0002] Zudem liegt im Rahmen der Erfindung eine Stranggiessanlage mit auf die Zusammensetzung
und/oder die zeitbezogene Menge des abgegebenen Kühlmittels einwirkenden Stellgliedem,
mit mindestens einer Kühlmitteldüse, welche mit einem Kühlmittelbehälter in Verbindung
steht.
[0003] Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung der eingangs erwähnten
Gattung geht aus der EP-A 0 054 867 als bekannt hervor.
[0004] Beim Stranggiessen mit direkter Kühlung wird dem aus der Kokille austretenden Gussstrang
durch Beaufschlagen der Strangoberfläche mit einem fluiden Kühlmittel unmittelbar
unterhalb der Kokille Wärme entzogen. Die Wärmeentzugsrate und die resultierende Abkühlgeschwindigkeit
beeinflussen in hohem Masse das Gefüge des Gussstrangs und insbesondere die Ausgestaltung
der Gussstrangoberfläche. Gewöhnlich wird vom Giessbeginn bis zum Giessabbruch das
Kühlmittel in einer zeitbezogen konstanten Menge abgegeben. Um den speziellen Gegebenheiten
in der Angiessphase Rechnung zu tragen, wurde eine Reihe von Verfahren und Vorrichtungen
entwickelt, welche die Kühlintensität in dieser Phase verändern -- in der Regel reduzieren
-- helfen. Insbesondere für das berührungslose, vertikal abwärts gerichtete Stranggiessen
von Metallen im elektromagnetischen Wechselfeld wird beispielsweise in der EP-B-0
015 870 eine feine Regulierung des Kühlmittel-Auftreffwinkels und -Auftreffbereichs
durch eine kontrollierte Umlenkung des Kühimitteistrahis vorgeschlagen, um damit die
Erstarrungsbedingungen den verschiedenen Giesslegierungen und Giessgeschwindigkeiten
optimal anpassen zu können. In der EP-B-062 606 ist zur Vermeidung einer konvexen
Wölbung des Strangfusses durch nicht-stationäre Kühlbedingungen in der Angiessphase
eine parallel zur Giessstrangachse bewegbare Ablenkfläche mit Ausnehmungen vorgesehen,
welche zumindest in der Angiessphase in die Bahn des Kühlmittels eingeschoben wird.
Die EP-B-0 082 810 beschreibt eine weitere Methode zur Verminderung der bei zu schroffer
Abkühlung des Stranges auftretenden Wölbung des Strangfusses. Dabei wird dem Kühlmittel
zumindest während der Angiessphase eine Substanz beigemischt, die beim Auftreffen
auf die heisse Strangoberfläche ein Gas als Zersetzungsprodukt abgibt, welches dort
einen den Wärmeabfluss vermindernden Isolierfilm bitdet. Aus der EP-A-0 127 577 ist
zudem ein Verfahren zum Stranggiessen bekannt, bei welchem der entstehende Strang
mittels Kohlendioxid enthaltendem Wasser gekühlt wird, wobei die zugesetzte Menge
an Kohlendioxid während des .Anfahrvorganges konstant gehalten, jedoch seine Konzentration
innerhalb des Kühlmittels durch Erhöhung des Wasserzuflusses vermindert und gleichzeitig
der thermiche Kontakt zwischen Strangoberfläche und Kühl mittel erhöht wird. Die Zufuhr
des Kohlendioxids soll dabei nach dem Anfahrvorgang oder nach Unterschreiten eines
bestimmten Kohlendioxid-Konzentrationswertes unterbrochen werden.
[0005] Bei all diesen Verfahren wird jedoch nicht berücksichtigt, dass Schwankungen der
Kühlmittelqualität beispielsweise durch Schwankungen der Temperatur oder der Verunreinigung,
sowie Druckunterschiede auftreten können, welche die Kühlleistung erheblich beeinflussen.
[0006] Zur teilweisen Beseitigung dieses Mangels ist aus der DE-A-19 41 816 ein Verfahren
zur Regelung der Abkühlungsgeschwindigkeit von langgestreckten, sich bewegenden, heissen
Gegenständen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen -- insbesondere von aus der Kokille
austretenden Gusssträngen - bekannt, bei welchen die Regelung der Abkühlungsgeschwindigkeit
in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des sich bewegenden Gegenstandes erfolgt.
Im Beispiel einer Kühlung mittels eines Flüssikeits-Luft-Gemisches wird dort vorgeschlagen,
die Wassermenge, den Wasserdruck sowie die Gemischzusammensetzung nach Massgabe der
gemessenen Oberflächentemperatur zu beeinflussen. Da speziell bei Aluminiumwerkstoffen
die Anwendung eines Strahlungspyrometers infolge unterschiedlichen Emissionsvermögens
des Aluminiums und des Aluminiumoxids bei schwankender Oxidhautdicke problematisch
ist, wird dort ein Stechpyrometer eingesetzt.
[0007] Solche Oberflächenmessungen sind jedoch aufwendig und störungsanfällig. Die Platzverhältnisse
bei Stranggiessanlagen erschweren zudem die Installation dieser Messeinrichtungen.
Insbesondere beim Giessen von Metallen im elektromagnetischen Wechselfeld stören solche
in unmittelbarer Nähe der Gussstrangoberfläche angeordneten Vorrichtungen den Giessablauf.
[0008] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten
Gattung zu schaffen, mittels welchem der Beitrag der Kühlleistung des Kühlmittels
zur Regelung der Abkühlgeschwindigkeit des Gussstranges kontrolliert werden kann,
ohne die unmittelbare Umgebung dieses Gussstranges zu stören bzw. durch diese gestört
zu werden.
[0009] Weiter soll eine Stranggiessanlage geschaffen werden, welche zur Durchführung dieses
Verfahrens geeignet ist.
[0010] In bezug auf das Verfahren wird die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass
ein Teil des Kühlmittels auf mindestens eine ausserhalb des Gussstranges befindliche
Messstelle definierter Temperatur oberhalb der Kühlmitteltemperatur gelenkt wird und
dort die Kühlleistung mittels Temperaturmessungen überwacht wird.
[0011] Im Falle eines geschlossenen Kühlmittelkreislaufs darf das zur Messung verwendete
Kühlmittel innerhalb desselben Zyklus nicht bereits mit dem Gussstrang in Berührung
gekommen sein.
[0012] Das Kühlmittel kann nach der Messung der Gussstrangoberfläche zugeführt oder direkt
abgeführt bzw. rezykliert werden.
[0013] Abweichungen von einem vorgegebenen soll-Verlauf der gemessenen Temperatur lösen
eine Korrektur der Kühlmittelzusammensetzung und/oder des Kühlmitteldrucks aus. Besonders
günstig ist es, die Messstellentemperatur möglichst nahe der Oberflächentemperatur
des Gussstrangs im Bereich des Kühlmittelaufpralls zu wählen. Die Abweichung der absoluten
Temperaturen soll 20% jedenfalls nicht überschreiten. Damit kann die Gefahr grosser,
temperaturbedingter Unterschiede im qualitativen Kühlverhalten eingeschränkt werden.
[0014] Eine zweckmässige Ausführung besteht darin, den zur Messung bestimmten Teil des Kühlmittels
auf einen lokal kontrolliert beheizten Körper zu lenken. Dabei kann die Heizung kontinuierlich
oder in definierten Intervallen auf den als Messstelle dienenden Bereich des Körpers
einwirken. Zur Erfüllung der hohen Anforderungen der Kühlleistungs-Messung haben sich
folgende beiden Methoden als besonders geeignet erwiesen: die Temperatur der mit dem
Kühlmittel beaufschlagten Messstelle wird konstant gehalten, die hierfür benötigte
Heizleistung wird gemessen und mit einer vorgegebenen Führungsgrösse verglichen, wonach
das Kühlmittel nach Massgabe der Abweichung beeinflusst wird. Die zweite Methode besteht
darin, die Messstelle während einem vorgegebenen Zeitintervall nicht oder nur mit
reduzierter Leistung zu beheizen und den sich dabei einstellenden Temperaturabfall
als Mass für die aktuelle Kühlmittelleistung zu verwenden. Zwischen diesen Intervallen
wird der als Messstelle dienende Bereich des Körpers wieder auf die ursprüngliche
Temperatur geheizt.
[0015] Ein bevorzugtes Verfahren im Rahmen der Erfindung benutzt sowohl Messstellen, in
deren Bereich das Kühlmittel direkt auftrifft, als auch solche in einer Rieselzone,
in welcher das bereits aufgetroffene Kühlmittel der Körperobertläche entlang, im wesentlichen
parallel zu dieser, abfliesst. Informationen aus diesen unterschiedlichen Kühlzonen
ermöglichen zusätzliche Rückschlüsse, welche dazu dienen, die verschiedenen Einflussgrössen
der Kühlmittelleistung gezielt zu korrigieren.
[0016] Das erfingunsgemässe Verfahren ist bevorzugt anzuwenden auf die Steuerung der Abkühlgeschwindigkeit
eines aus einer Stranggiesskokille austretenden Gussstranges, der durch Aufbringen
solcher Kühlmittel unmittelbar auf die Strangoberfläche gekühlt wird, welche hierbei
ein Gas freisetzen. Die in der Regel auftretende Reduktion der Kühlmittelleistung
durch das freigesetzte Gas wird bei den Messungen in diesem Verfahren besonders wirklichkeitsnah
erfasst.
[0017] Der Vorteil der räumlichen Trennung der Giesszone und der Messzone im erfindungsgemässen
Verfahren kommen bei seiner Anwendung auf das berührungslose Stranggiessen von Metallen
im elektromagnetischen Wechselfeld besonders zur Geltung. Da der Gussstrang hierbei
praktisch ausschliesslich durch das fluide Kühlmittel zur Erstarrung gebracht wird,
ist eine Regelung der Leistung derselben von höchster Bedeutung.
[0018] Die Besonderheiten der Oberfläche von Gusssträngen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen
prädestinieren die Anwendung dieses von der Gussstrangoberfläche unabhängigen Regelverfahrens.
[0019] In einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemässen Stranggiessanlage ist der
die Messstelle tragende Körper auf der dem Gussstrang abgewandten Seite des Kühlmittelbehälters
angebracht. Der Körper kann jedoch auch so positioniert oder in konventionelle Bestandteile
der Stranggiessanlage eingebaut werden, dass zumindest ein Teil des Kühlmittels auf
seinem Weg Kühlmittelbehälter zur Gussstrangoberfläche auf die Messstelle trifft.
[0020] In bezug auf die Vorrichtung besteht die erfindungsgemässe Lösung der Aufgabe darin,
eine Stranggiessanlage mit auf die Zusammensetzung und/oder die zeitbezogene Menge
des abgegebenen Kühlmittels einwirkenden Stellgliedem mit einer Regeleinrichtung auszustatten.
[0021] Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens eine der Kühlmitteldüsen
auf eine Messstelle eines Körpers mit guter thermischer Leitfähigkeit gerichtet ist,
wobei eine auf die Messstelle des Körpers einwirkende Heizvorrichtung sowie mindestens
ein unter der Oberfläche der Messstelle des Körpers eingebauter Temperaturfühler vorgesehen
ist, und wobei Temperaturfühler, Heizvorrichtung und Stellglieder . mit einer Datenverarbeitungsanlage
in Verbindung stehen.
[0022] Die Heizvorrichtung kann beispielsweise als elektrische Widerstandsheizung oder als
Induktionsspule ausgebildet sein. Der als Messstelle des Körpers bestimmte Bereich
muss nicht in jeder Ausführung in der Messposition beheizt werden können; im Rahmen
der Erfindung liegen auch Vorrichtungen, in welchen die Messstellen zur Beheizung
in eine von der Messposition abweichende Heizposition gebracht werden können.
[0023] Eine besonders zweckmässige Ausführung der Stranggiessanlage weist im Messstellen-Körper
zwei eingebaute Temperaturfühler auf, welche in einem gegenseitigen Abstand von 20
bis 200 mm derart angeordnet sind, dass eine Kühlmitteldüse direkt auf einen dieser
Temperaturfühler gerichtet ist und der andere in der Richtung des hiervon abströmenden
Kühlmittels liegt. Die Oberfläche des Körpers ist hierbei bevorzugt so gestaltet,
dass die Bahn des auftreffenden und abströmenden Kühlmittels in etwa der entsprechenden
Bahn des Kühlmittels beim Gussstrang gleicht.
[0024] Ist die erfindungsgemässe Stranggiessanlage zum Giessen von Barren mit rechteckigem
Querschnitt - beispielsweise Bändern - bestimmt, so ist es vorteilhaft, sowohl im
Bereich der Querschnittsecken, als auch im Bereich der Mitte der Querschnittslängsseiten,
Messstellen-tragende Körper anzuordnen. Insbesondere aufgrund örtlich unterschiedlicher
Druckverhältnisse des Kühlmittels auftretende Abweichungen der Kühlmittelleistung
können hiermit erfasst und bei der Optimierung des Kühlmittelzustandes berücksichtigt
werden.
[0025] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt
in den Figuren 1 und 2 je einen schematisierten Querschnitt durch einen Teil einer
erfindungsgemässen Stranggiessanlage mit einem Gussstrang.
[0026] Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten elektromagnetischen Stranggiessanlagen weisen
einen Induktor 8, ein Kühlmittelbehälter 3 mit Kühlmitteldüsen 2 und einen Schirm
9 auf. Die in Figur 1 dargestellte Anlage weist einen Körper 1 auf, welcher am Kühlmittelbehälter
3 auf seiner dem Gussstrang 10 abgewandten Seite befestigt ist. Das Kühlmittel tritt
aus dem Kühlmittelbehälter 3 und strömt durch eine Oeffnung zwischen dem Induktor
8 und dem Schirm 9 auf die Oberfläche des Gussstranges 10.
[0027] Der Gusstrang 10 besteht aus der Aluminiumlegierung AA 3004 und weist einen rechteckigen
Querschnitt von 500 mm x 1600 mm auf. Auf die Gussstrangoberfläche werden pro Minute
ca. 600 Liter Kühlmittel aufgebracht.
[0028] Der Kühlmittelbehälter 3 enthält in der Angiessphase ein Gemisch aus Wasser und NaHCOs
in einem Gewichtsanteil von ca. 0.3 %. Nach Abschluss der Angiessphase, bei einer
Gussstranglänge von 100 mm, wird die Zugabe von NaHC03 in den Kühlmittelbehälter 3
abgestellt.
[0029] Ein Teilstrom aus dem Kühlmittelbehälter 3 wird durch eine Kühlmitteldüse 2 auf eine
erste Messstelle des Körpers 1 gelenkt. Unter dem Aufprallbereich ist ein Temperaturfühler
5 eingebaut. Dieser misst unmittelbar die Oberflächentemperatur und ist vom Typus
der in EP-A-0 162 809 beschriebenen Temperatursonde. In einem Abstand von 70 mm hierzu
ist vertikal darunter ein analoger Temperaturfühler 5' eingebaut. Diese zweite Messstelle
liegt im Abströmbereich des auf die erste Messstelle geprallten Kühlmittels. Der die
beiden Temperaturfühler 5, 5' umfassende Bereich des Körper 1 wird durch eine eingebaute
Heizvorrichtung 4, die als elektrische Widerstandsheizung gestaltet ist, kontrolliert
beheizt. Die zur Aufrechterhaltung einer konstanten Mitteltemperatur benötigte Heizleistung
wird gemessen und die entsprechende Information einer Datenverarbeitungsanlage 7 übermittelt.
Die Mitteltemperatur wird aus den mit den Temperaturfühlern 5 und 5' gemessenen und
der Datenverarbeitungsanlage 7 übermittelten Temperaturwerten errechnet.
[0030] Die mit dem Kühlmittel beaufschlagte Gussstrangoberfläche weist im Auftreffbereich
eine Temperatur von etwa 420
°C auf. Die erste Messstelle des Körpers 1 wird beim Temperaturfühler 5 auf einer Temperatur
von etwa 450
°C gehalten. Sowohl auf der Gussstrangoberfläche als auch auf der Oberfläche des Körpers
1 wird vom in der Angiessphase im Kühlmittel enthaltenen NaHC0
3 ein C0
2-Gas abgespalten, welches dort einen Film bildet, der die Kühlleistung im Vergleich
zu reinem Wasser erheblich reduziert. Der Kühlmittelbehälter 3 ist zufuhrseitig mit
Stellgliedern 6 versehen, welche zum einen auf die NaHC0
3-Dosierung einwirken und zum andem den Wasserdruck beeinflussen. Die Stellglieder
6 sind mit der Datenverarbeitungsanlage 7 verbunden und werden von dieser aufgrund
eines Vergleichs der von der Heizvorrichtung 4 sowie von den Temperaturfühlern 5,5'
stammenden Informationen mit vorgegebenen Führungsgrössen gesteuert.
[0031] Die in der Figur 2 dargestellte Ausführung benutzt den Schirm 9 als Körper 1. Die
Messstellen sind auf der Innenseite des Schirms 9 so angebracht, dass sie vom Kühlmittel
getroffen werden, welches vom Kühlmittelbehälter 3 zum Gussstrang 10 strömt. Bei der
Messstelle unter der Oberfläche des Schirms 9 sind Temperaturfühler 5 eingebaut. Der
Induktor 8 wirkt als Heizvorrichtung 4, welche den Schirm 9 bei konstanter Stromstärke
und konstanter Kühlleistung des Kühlmittels auf einer Gleichgewichtstemperatur hält.
Auch in dieser Ausführung sind die Temperaturfühler 5 mit einer Datenverarbeitungsanlage
7 verbunden, welche ihrerseits mit den am Kühlmittelbehälter 3 angebrachten Stellgliedern
6 in Verbindung steht und Information über die im Induktor 8 herrschende Stromstärke
empfängt.
1. Verfahren zur Regelung der Abkühlgeschwindigkeit eines aus einer Stranggiesskokille
austretenden Gussstranges (10), der durch Aufbringen eines fluiden Kühlmittels unmittelbar
auf die Strangoberfläche gekühlt wird, durch Regelung der Kühlleistung des Kühlmittels,
umfassend fortlaufendes messen der Kühlleistung, Vergleichen dieser Messwerte mit
der Führungsgrösse der geforderten Kühlleistung und Steuerung der Zusammensetzung
und/oder der zeitbezogenen Abgabemenge des Kühlmittels zur Angleichung an die Führungsgrösse,
wobei die Messung der Kühlleistung unter Verwendung von nicht mit dem Gussstrang in
Berührung gekommenem Kühlmittel an mindestens einer Stelle ausserhalb des Gussstranges
durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Kühlmittels auf mindestens
eine ausserhalb des Gussstranges (10) befindliche Messstelle definierter Temperatur
oberhalb der Kühlmitteltemperatur gelenkt wird und dort die Kühlleistung mittels Temperaturmessungen
überwacht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die absolute Temperatur
der Messstelle nicht mehr als 20% von derjenigen der Gussstrangoberfläche an deren
Kühlmittel-Aufprallstelle abweicht
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel auf
einen lokal kontrolliert beheizten Körper (1) gelenkt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der Kühlleistung
die zur Konstanthaltung der Messstellentemperatur benötigte Heizleistung gemessen
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der Kühlleistung
der sich in einem vorgegebenen Zeitintervall mit reduzierter oder wegfallender Heizleistung
einstellende Abfall der Messstellentemperatur gemessen wird.
6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Messstellen sich sowohl im Aufprallbereich das Kühlmittel als auch in einer
flussabwärts liegenden Rieselzone, in weicher der-Kühimitteistrom im wesentlichen
parallel zur Körperoberfläche verläuft, befinden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung
der Abkühlgeschwindigkeit des aus der Stranggiesskokille austretenden Gussstranges
(10) die Zusammensetzung des Kühlmittels derart gesteuert wird, dass beim Auftreffen
des Kühlmittels auf die Strangoberfläche ein Gas freigesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gussstrang (10) in
einem elektromagnetischen Wechselfeld erzeugt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Aluminium oder eine
Aluminiumlegierung vergossen wird.
10. Stranggiessanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis
9, mit auf die Zusammensetzung und/oder die zeitbezogene Menge des abgegebenen, fluiden
Kühlmittels einwirkenden Stellgliedem (6), mit mindestens einer Kühlmitteldüse (2),
welche mit einem Kühlmittelbehälter (3) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine der Kühlmitteldüsen (2) auf eine Messstelle eines Körpers (1)
mit guter thermischer Leitfähigkeit gerichtet ist, wobei eine auf die Messstelle des
Körpers (1) einwirkende Heizvorrichtung sowie mindestens ein unter der Oberfläche
der Messstelle des Körpers (1) eingebauter Temperaturfühler (5, 5') vorgesehen ist,
und wobei Temperaturfühler (5, 5'), Heizvorrichtung (4) und Stellglieder (6) mit einer
Datenverarbeitungsanlage (7) in Verbindung stehen.
11. Stranggiessanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (1)
auf der dem Gussstrang abgewandten Seite des Kühlmittelbehälters (3) angebracht ist.
12. Stranggiessanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper
(1) in einem gegenseitigen Abstand von 20 bis 200 mm zwei Temperaturfühler (5, 5')
aufweist, wobei die Kühlmitteldüse (2) auf den Bereich des einen Temperaturfühlers
(5) gerichtet ist und der andere Temperaturfühler (5') in Abströmrichtung hiervon
angeordnet ist.
13. Stranggiessanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 12 zum Giessen von
Barren mit rechteckigem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl im Bereich
der Querschnittsecken, als auch im Bereich der Mitte der Querschnittslängsseiten Messstellen
tragende Körper (1) angeordnet sind.
1. Process for controlling the cooling rate of a continuous billet (10), which emerges
from a continuous casting mould and is cooled by applying a fluid coolant directly
to the surface of the billet, by controlling the cooling capacity of the coolant,
comprising continuously measuring the cooling capacity, comparing these mesured values
with the command variable for the required cooling capacity and controlling the composition
and/or the time-related delivery quantity of the coolant for adaptation to the --command
variable, the measurement of the cooling capacity being carried out at at least one
point outside the continuous billet with the use of coolant which does not come into
contact with the continuous billet, characterized in that a portion of the coolant
is directed towards at least one measuring point which is located outside the continuous
billet (10) and has a defined temperature above the coolant temperature, and the cooling
capacity is monitored there by means of temperature measurements.
2. Process according to Claim 1, characterized in that the absolute temperature of
the measuring point differs by not more than 20% from that of the surface of the continuous
billet at its point where the coolant strikes.
3. Process according to Claim 1 or 2, characterized in that the coolant is directed
towards a body (1) heated in a locally controlled manner.
4. Process according to Claim 3, characterized in that, to measure the cooling capacity,
the heating capacity required to keep the measuring-point temperature constant is
measured.
5. Process according to Claim 3, characterized in that, to measure the cooling capacity,
the drop in the measuring-point temperature which occurs at a predetermined time interval
with a reduced heating capacity or a heating capacity which falls away is measured.
6. Process according to at least one of Claims 1 to 5, characterized in that the measuring
points are located both in the striking area of the coolant and in a downstream trickling
zone in which the coolant flow runs essentially parallel to the surface of the body.
7. Process according to any of Claims 1 to 6, characterized in that, to control the
cooling rate of the continuous billet (10) emerging from the continuous casting mould,
the composition of the coolant is controlled in such a way that a gas is released
when the coolant strikes the surface of the billet.
8. Process according to Claim 7, characterized in that the continuous billet (10)
is produced in an electromagnetic alternating field.
9. Process according to Claim 7 or 8, characterized in that aluminium or an aluminium
alloy is cast.
10. Continuous casting unit for performing the process according to any of Claims
1 to 9, comprising regulating elements (6) which have an effect on the composition
and/or the time-related quantity of the delivered fluid coolant, and at least one
coolant nozzle (2) which is connected to a coolant reservoir (3), characterized in
that at least one of the coolant nozzles (2) is directed towards a measuring point
of a body (1) having good thermal conductivity, in which arrangement a heating device,
acting on the measuring point of the body (1), and also at least one temperature sensor
(5, 5') installed below the surface of the mesuring point of the body (1) are provided,
and temperature sensor (5, 5'), heating device (4) and regulating elements (6) are
connected to a data processor (7).
11. Continuous casting unit according to Claim 10, characterized in that the body
(1) is attached on the side of the coolant reservoir (3) remote from the continuous
billet.
12. Continuous casting unit-according to Claim 10 or 11, characterized in that the
body (1) has two temperature sensors (5, 5') at a distance apart of 20 to 200 mm,
the coolant nozzle (2) being directed towards the area of one temperature sensor (5),
and the other temperature sensor (5') being arranged in the outflow direction herefrom.
13. Continuous casting unit according to at least one of Claims 10 to 12 for casting
ingots of rectangular cross-section, characterized in that bodies (1) carrying measuring
points are arranged both in the area of the comers of the cross-section and in the
area of the centre of the longitudinal sides of the cross-section.
1. Procédé pour réguler la vitesse de refroidissement d'une barre (10) sortant d'une
coquille de coulée continue, qui est refroidie par application d'un agent réfrigérant
fluide immédiatement sur la surface de la barre, par régulation de la puissance de
refroidissement de l'agent réfrigérant, comprenant une mesure continue de la puissance
de refroidissement, une comparaison de cette valeur de mesure avec la grandeur de
commande de la puissance de refroidissement exigée et la commande de la composition
et/ou de la quantité d'agent réfrigérant libérée au cours du temps afin d'obtenir
une égalisation avec la grandeur de commande, la mesure de la puissance de refroidissement
étant réalisée par utilisation de l'argent réfrigérant qui n'a pas été en contact
avec la barre en au moins un point extérieur à la barre, caractérisé en ce qu'une
partie réfrigérant est déviée sur au moins un point de mesure situé à l'extérieur
de la barre (10) et de température définie supérieure à la température de l'agent
réfrigérant et en ce que la puissance de refroidissement y est surveillée au moyen
de mesures de température.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température absolue
du point de mesure ne s'écarte pas de plus de 20% de celle de la surface de la barre
à son point d'impact par l'agent réfrigérant.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'agent réfrigérant
est dirigé sur un corps (1) chauffé localement de façon contrôlée.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, pour la mesure de la puissance
de refroidissement, on mesure la puissance de chauffage nécessaire pour maintenir
constante la température du point de mesure.
5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, pour mesurer la puissance
de refroidissement, on mesure la chute de la température du point de mesure qui apparaît
au cours d'un intervalle de temps préétabli avec une puissance de chauffage réduite
ou annulée.
6. Procédé selon au moins l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les
points de mesure se trouvent aussi bien dans le domaine d'impact de l'agent réfrigérant
qu'également dans une zone de ruissellement située en aval, dans laquelle le courant
d'agent réfrigérant s'écoule sensiblement parallèlement à la surface du corps.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, pour la régulation
de la vitesse de refroidissement de la barre (10) sortant de la coquille de coulée
continue, on commande la composition de l'agent réfrigérant de telle façon qu'un gaz
soit libéré lors de l'impact de l'agent réfrigérant sur la surface de la barre.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la barre (10) est fabriquée
dans un champ électromagnétique alternatif.
9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'on coule de l'aluminium
ou un alliage d'aluminium.
10. Installation de coulée continue pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une
des revendications 1 à 9, avec des éléments de réglage (6) agissant sur la composition
et/ou sur la quantité d'agent réfrigérant fluide libérée au cours du temps, avec au
moins une buse d'agent réfrigérant (2) qui est reliée à un réservoir d'agent réfrigérant
(3), caractérisée en ce qu'au moins l'une des buses d'agent réfrigérant (2) est dirigée
sur un point de mesure d'un corps (1) ayant une bonne conductibilité thermique, un
dispositif de chauffage agissant sur le point de mesure du corps (1) ainsi qu'au moins
un capteur de température (5, 5') incorporé sous la surface du point de mesure du
corps (1) étant prévus, et le capteur de température (5, 5'), le dispositif de chauffage
(4) et les éléments de réglage (6) étant reliés à un dispositif de traitement des
données (7).
11. Installation de coulée continue selon la revendication 10, caractérisée en ce
que le corps (1) est disposé du côté du réservoir d'agent réfrigérant (3) qui est
opposé à la barre.
12. Installation de coulée continue selon la revendication 10 ou 11, caractérisée
en ce que le corps (1) présente deux capteurs de température (5, 5') situés à une
distance l'un de l'autre de 20 à 200 mm, la buse d'agent réfrigérant (2) étant dirigée
sur le domaine d'un premier capteur de température (5) et l'autre capteur de température
(5') étant disposé en aval de celle-ci.
13. Installation de coulée continue selon l'une au moins des revendications 10 à 12,
pour couler des lingots de section transversale rectangulaire, caractérisée en ce
que des corps (1) portant des points de mesure sont disposés aussi bien dans le domaine
des angles de la section transversale qu'également dans le domaine du centre des côtés
longitudinaux de la section transversale.