Verfahren zum Vergiessen einer metallischen Schmelze, insbesondere Stahlschmelze, aus einer Giesspfanne

Abstract

 Verfahren zum Vergießen einer metallischen Schmelze, ins­besondere Stahlschmelze, aus einer Gießpfanne (24) in ein Zwischengefäß (1) oder dgl. mittels eines drosselnden Schieber- oder Stopfenverschlusses, durch welchen in Anpas­sung an eine eingestellte Abzugsgeschwindigkeit des gegos­senen Stranges die ferrostatische Höhe der Schmelze im Zwi­schengefäß (1) geregelt wird. Die Regelung erfolgt dabei mit einer sogenannten Tendenzerkennung, d. h. unter Berück­sichtigung der Änderung der Schmelzenmenge im Zwischengefäß (1). Des weiteren wird bei jeder Stellgrößen- bzw. Bewegungs­umkehr am Gießpfannen-Verschluß der Stellgröße (Y) eine Fehlergröße (alpha) aufaddiert, die sich aus den Systemtole­ranzen ergibt. Das Verfahren ist auch bei Ausgußverschlüssen von Zwischengefäßen (1) anwendbar, und zwar in Relation zur Badspiegelhöhe in der Kokille (28)

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ver­gießen einer metallischen Schmelze, insbesondere Stahlschmel­ze, aus einer Gießpfanne in ein Zwischengefäß mittels eines drosselnden Schieber- oder Stopfenverschlusses durch wel­chen in Anpassung an eine eingestellte Abzugsgeschwindig­keit des gegossenen Stranges die ferrostatische Höhe der Schmelze geregelt wird.

[0002] Beim Vergießen beispielsweise einer Stahlschmelze aus einer Gießpfanne in ein Zwischengefäß, insbesondere eine Verteiler­ rinne, ist es bekannt, als Regelorgan für die pro Zeiteinheit ausfließende Schmelzenmenge einen Schieber- oder Stopfenverschluß zu verwenden. Dabei arbeitet der Verschluß im Normalfall in einer variablen Drosselstellung, d. h. in einer über die Hälfte des möglichen vollen Durchflußquerschnittes gedrosselten Stellung, um den Öffnungs- und Schließanweisun­gen bzw. -signalen folgen zu können, die bei automatischer Regelung der Ausflußmenge aus der Gießpfanne unter Beach­tung einer möglichst konstanten Abzugsgeschwindigkeit des Stranges von einem elektronischen Datenauswertungsgerät aus­gehen. Eine konstante Strang-Abzugsgeschwindigkeit wird in erster Linie dadurch gewährleistet, daß im Zwischengefäß eine im wesentlichen konstante ferrostatische Höhe aufrechterhalten ist. In der Praxis hat sich nun gezeigt, daß es äußerst schwierig ist, die ferrostatische Höhe im Zwischengefäß kon­stant zu halten, und zwar in erster Linie aufgrund der relativ großen mechanischen Toleranzen des Gießpfannen-Verschlußmechanismus und der relativ trägen Regelungsstrecke herkömmlicher Regelein­richtungen, die allesamt ohne eine sogenannte Tendenzerkennung arbeiten. Bei Verwendung sogenannter Bell-crank-Verschlußsy­steme sind mechanische Toleranzen bis zu 30 mm, also ein Tot­hub bis zu 30 mm bei Bewegungsumkehr, durchaus üblich. Es ist augenscheinlich, daß derartige mechanische Toleranzen auch die genaueste Istwert-Erfassung und -Auswertung ad absurdum führen. Auch bei einer direkten Ansteuerung von Schieberver­schlüssen sind mechanische Toleranzen bis zu 10 mm üblich.

[0003] Ganz besonders problematisch ist vor allem die Einhaltung einer konstanten ferrostatischen Höhe bei sogenannten "Frei­läufern" d. h. Zwischengefäßen ohne regelbarem Ausgußverschluß.

[0004] Aufgrund der dargelegten Probleme lassen sich trotz genauester Istwert-Erfassung und entsprechender Ansteuerung der Gießpfannen­verschlüsse Gewichtstoleranzen von ± 300 kg Schmelze im Zwi­schengefäß und damit entsprechende Toleranzen der ferrostati­ schen Höhe nicht vermeiden.

[0005] Des weiteren sind bei den bekannten Gießpfannen-Schieberverschlüssen auf­wendige Weggeber zwingend notwendig, um auf die jeweils fest­gestellten Istwerte, d. h. Füllstandhöhe im Zwischengefäß exakt reagieren zu können. Auch sind empfindliche Servo- und/­oder Proportionalventile erforderlich. Schließlich ist der Aufwand für die Aufbereitung der hydraulischen Steuerflüssig­keit erheblich, so daß sich die bekannten Systeme trotz der relativ hohen Toleranzen durch einen beachtlichen Konstruk­tions- und Steuerungsaufwand auszeichnen.

[0006] Schließlich ist es bei den bekannten Systemen auch äußerst schwierig, wenn nicht gar unmöglich, auf Undichtigkeiten im hydraulischen System zu reagieren bzw. diese zu kompensieren.

[0007] Auch gilt es, ein Einfrieren der Ausgußöffnung aufgrund einer zu starken und übermäßigen Drosselung des Gießpfannenverschlusses zu vermeiden. Diese Gefahr besteht bei herkömmlichen Systemen durchaus, da diese ohne Herantasten an eine optimale Drossel­stellung arbeiten.

[0008] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die genannten Nachteile der herkömmlichen Systeme vermieden wer­den, d. h. mit dem ohne größeren Aufwand die ferrostatische Höhe im Zwischengefäß weitgehend konstant gehalten werden kann mit dem Ergebnis einer entsprechend konstanten Strangabzugs­geschwindigkeit. Mechanische, hydraulische und/oder pneuma­tische Toleranzen im System sollen ohne Einfluß auf die Konstanthaltung der ferrostatischen Höhe sein.

[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen­den Maßnahmen des Patentanspruches 1 gelöst, wobei bevorzug­te Details der Erfindung in den Unteransprüchen, insbesondere in Anspruch 2 und 4 beschrieben sind. Von besonderer Bedeutung sind auch die Maßnahmen nach Anspruch 7, von denen auch unab­hängig von der vorgeschlagenen Tendenzerkennung Gebrauch ge­macht werden kann, um die systemimmanenten Toleranzen zu kom­pensieren.

[0010] Durch das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1 kann zu­mindest eine übermäßige Drosselung der Ausgußöffnung der Gießpfanne und damit die Gefahr eines dadurch bedingten Ein­frierens der Ausgußöffnung vermieden werden, da sich der Aus­gußverschluß an die optimale Drosselstellung regelrecht herantastet.

[0011] In Kombination mit den Maßnahmen des Patentanspruches 3 tastet sich das System auch an die optimale Öffnungsstellung des Gieß­pfannen-Verschlusses heran. In beiden Fällen wird also die Ten­denz der Füllstandsänderung bzw. Änderung der ferrostatischen Höhe im Zwischengefäß festgestellt und bei der Ermittlung des Stellsignals für den Gießpfannen-Verschluß berücksichtigt. Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt also in der beschriebenen Tendenzerkennung, wobei diese gewichtsbezogen, d. h. bezogen auf das Gewicht der Schmelze im Zwischengefäß, oder füll­standsbezogen, d. h. bezogen auf die Badspiegelhöhe im Zwi­schengefäß, sein kann. Laborversuche haben gezeigt, daß sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Gewichtstoleranz auf ± 50 kg reduzieren läßt; dementsprechend reduziert ist die Toleranz der ferrostatischen Höhe im Zwischengefäß. Auf die­se Weise läßt sich die Abzugsgeschwindigkeit des Stranges sehr konstant halten, und zwar ohne Rücksicht auf die zum Teil erheblichen mechanischen Toleranzen im Gießpfannen-Verschlußsystem und ohne aufwendige Weggeber sowie Servo- und/oder Proportional­ventile sowie ohne aufwendige Aufbereitung der hydraulischen Steuerflüssigkeit bei Verwendung hydraulisch gesteuerter Aus­gußverschlüsse. Die Trägheit der Regelungsstrecke spielt auf­grund der erfindungsgemäßen Tendenzerkennung keine nachteilige Rolle mehr. Entsprechend den Maßnahmen nach Anspruch 7 werden die systemimmanenten Toleranzen bei Signal- bzw. Stellgrößen­umkehr aufaddiert und damit kompensiert. Vorzugsweise ist ent­sprechend Anspruch 5 noch ein Signal-Taktzähler vorgesehen, durch den festgestellt wird, wie oft hintereinander jeweils dasselbe Stellsignal, nämlich entweder Auf- oder Zu-Signal, ausgelöst wird, wobei nach einer vorbestimmten Anzahl von Auf- oder Zu-Signalen die Stellgröße überproportional verstärkt wird unter entsprechendem Ausgleich eines übergroßen mechani­schen Spiels im Schieber- oder Stopfenverschluß und dessen Antrieb. Dieses Problem tritt insbesondere auch dann auf, wenn im hydraulischen System Undichtigkeiten bzw. Leckagen vorhanden sind. Diese können auf diese Weise festgestellt und kompensiert werden.

[0012] Entsprechend Anspruch 5 werden für die entgegengesetzten Stellsignale unterschiedlich große Verstärkungsfaktoren ge­wählt, wodurch den unterschiedlichen Stell-Volumina auf der Kolbenstangenseite einerseits und kolbenstangenfreien Seite andererseits eines hydraulischen Stellzylinders für den Aus­gußverschluß Rechnung getragen werden sollen.

[0013] Nachstehend soll das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer entsprechend ausgebildeten Regeleinrichtung, die in der anlie­genden Zeichnung schematisch dargestellt ist, näher beschrie­ben werden.

[0014] In dieser Zeichnung ist der hier interessierende Teil einer Stranggußanlage mit Gießpfanne 24, als Verteilerrinne ausge­bildetem Zwischengefäß 1 und Stützrollen 25 für vier Stränge 4 schema­tisch dargestellt. Das Zwischengefäß 1 weist vier Bodenöffnungen 26 auf denen entweder jeweils ein Schieberverschluß 3 oder Stopfen­verschluß 6 zugeordnet sind. Alternativ kann die Anordnung als sogenannter "Freiläufer" ausgebildet sein. In diesem Fall sind den Bodenöffnungen 26 des Zwischengefäßes 1 keine Schieber- oder Stopfenverschlüsse zugeordnet. Die ferrostati­sche Höhe innerhalb des Zwischengefäßes 1 wird primär durch den Öffnungsgrad der Bodenöffnung der Gießpfanne 24 be­stimmt, der bei der dargestellten Ausführungsform ein Schieberverschluß 27 zugeordnet ist. Die Einleitung der Stahlschmelze aus der Gießpfanne in das Zwischengefäß 1 er­folgt in üblicher Weise über ein Tauchrohr 5. Bei den be­schriebenen Teilen handelt es sich um herkömmliche Einrichtun­gen einer Stranggußanlage. Unterhalb der beschriebenen Über­sichts-Darstellung einer Stranggußanlage ist in der anlie­genden Zeichnung noch in vergrößertem Maßstab eine sogenannte Bell-crank-Zylinderanordnung für die Betätigung eines der Bo­denöffnung 39 der Gießpfanne 24 zugeordneten Schieberverschlus­ses 27 dargestellt, und zwar als "Alternative II". Dabei handelt es sich um eine an sich bekannte Konstruktion, so daß sich eine nähere Beschrei­bung derselben erübrigt. Diese Konstruktion zeichnet sich durch sehr große mechanische Toleranzen aus, und zwar insbe­sondere im Kraft-Umlenkbereich, der in der anliegenden Zeich­nung durch einen strichpunktierten Kreis 40 gesondert heraus­gestellt ist. Ein Tothub von bis zu 30 mm ist keine Selten­heit. Die Summe der innerhalb der Bell-crank-Zylinderanord­nung vorhandenen Toleranzen ist in der anliegenden Zeichnung druch die Fehlergröße "alpha" dargestellt, die bei der noch zu beschreibenden Regelung der ferrostatischen Höhe im Zwischen­gefäß 1 berücksichtigt wird.

[0015] Statt mit einer Bell-crank-Zylinderanordnung kann der Schie­berverschluß 27 auch unmittelbar mit einer Kolben-­Zylinder-Anordnung gekoppelt sein, wie in der anliegenden Zeichnung in Verbindung mit dem der Gießpfanne 24 zugeordne­ten Schieberverschluß 27 als "Alternative I" dargestellt ist. Auch bei dieser Konstruktion treten mechanische Toleranzen bis zu 5 - 10 mm auf. Auch Stopfenverschlüsse zeichnen sich durch große mechanische Toleranzen aus, die ebenfalls in der Größen­ordnung von bis zu 30 mm liegen. Dies ist der Grund dafür, daß im Zwischengefäß mit Gewichtstoleranzen von bis zu ± 300 kg gearbeitet wird; dementsprechend sind die Toleranzen der fer­rostatischen Höhe und dementsprechend ist es schwierig, eine konstante Abzugsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Dies gilt vor allem dann, wenn die Stranggußanlage als sogenannter "Freiläufer" betrieben wird. Derzeit versucht man, die ge­nannten Toleranzen durch Reduzierung der Regelstrecken für den Gießpfannenverschluß in den Griff zu bekommen; dies hat je­doch zur Folge, daß der Gießpfannenverschluß permanent in Bewe­gung ist, wodurch eine nicht unerhebliche Beunruhigung des zu vergießenden Stahls entsteht.

[0016] Zur Vermeidung der genannten Nachteile herkömmlicher Verfah­ren und Einrichtungen zum Vergießen einer metallischen Schmel­ze in ein Zwischengefäß und von dort in eine unterhalb desselben an­geordnete Kokille 28 oder dgl. sind dem Zwischengefäß 1 im vor­liegenden Fall vier Wiegezellen 2, und zwar an jeder Stirnsei­te jeweils zwei Wiegezellen 2, zugeordnet, deren Signale in einer Wiegezellen-Meßschaltung 7 miteinander gekoppelt und zu einem dem Gewicht der Schmelze im Zwischengefäß 1 ent­sprechenden Gewichtssignal verarbeitet werden. Dieses wird in einem Meßverstärker 8 verstärkt, dessen Ausgangssignal dem sogenannten Gewichts-Istwert "X" entspricht Der Gewichts-­Istwert wird in einem Vergleicher 9 mit einem vorgegebenen Gewichts-Sollwert "w" verglichen, und zwar jeweils zu vor­bestimmten aufeinanderfolgenden Zeitpunkten. Die entspre­chende Zykluszeit "Tz" wird durch einen Zeit-Einsteller bzw. Taktgeber 10 vorgegeben. Sie beträgt z. B. 5 s, d. h. alle 5 s wird ein Vergleich zwischen Gewichts-Istwert und Gewichts-­Sollwert durchgeführt sowie die Regelabweichung (X-w) < 0 be­stimmt. Der dabei festgestellte Wert wird in eine sogenannte Tendenzerkennung 11 eingegeben. Ist die Regelabweichung < 0 und ist die Differenz Tn zwischen dem jeweils vorherig gemes­senen Ist-Gewicht X_alt und dem anschließend ermittelten Ist-­Gewicht X_neu > 0, wird von der Tendenzerkennung 11 ein Stell­ signal AUF für den Gießpfannenverschluß 27 abgegeben. Ist die erwähnte Differenz TN ≦ 0, wird zunächst festgestellt, ob die Gewichts-­Istwert-Differenz TN > Z₁, d. h. größer als ein vorgegebener unterer Gewichts-Tendenzgrenzwert einer vorgegebenen Tendenz­grenzwert-Bandbreite ist, was bedeutet, daß der Gewichtsan­stieg im Zwischengefäß 1 während eines Zeitzyklus zu schnell erfolgt. Falls ja, wird von der Tendenzerkennung ein Stellsignal ZU ab­gegeben. Ist Tn ≦ Z₁, wird überprüft, ob TN < Z₂ ist. Falls ja, bedeutet dies, daß der Gewichtsanstieg im Zwischengefäß 1 während eines Zeitzyklus zu langsam erfolgt. In diesem Fall gibt die Tendenzerkennung das Stellsignal AUF ab. Falls TN ≧ Z₂ ist, wird kein Stellsignal abgegeben. Vielmehr wird eine neue Bestimmung der Regelabweichung ausgelöst (Signal 41). Der erwähnte Werte Z₂ ist ein oberer Gewichts-Tendenzgrenzwert der erwähnten Bandbreite. Z₁ und Z₂ werden als konstante Grenzwerte vorher eingegeben, und zwar zweckmäßigerweise in Anpassung an die jeweilige Stranggußanlage.

[0017] Ist die Regelabweichung ≧ 0, wird zunächst festgestellt, ob die Gewichts-Istwertdifferenzt Tn < 0 ist. Falls ja, wird von der Tendenzerkennung 11 ein Stellsignal ZU abgegeben. Falls nein, wird zunächst geprüft, ob TN > Z₁. Ist dies der Fall, wird ein Stellsignal AUF ausgelöst, falls nein, wird überprüft, ob TN < Z₂. Für den Fall, daß TN < Z₂ ist, gibt die Tendenzer­kennung das Stellsignal ZU ab; falls nein, wird eine neue Be­stimmung der Regelabweichung ausgelöst (Signal 41). Die Stellsignale AUF oder ZU werden in einem Regler 12 pro­portional verstärk (Verstärkungsfaktor P) Die entsprechende Stellgröße Y_AUF bzw. Y_ZU ergibt sich durch Multiplikation der Differenz zwischen dem Gewichts-Istwert X und dem Gewichts-­Sollwert w mit dem Verstärkungsfaktor "P", wobei für die ent­gegengesetzten Stellsignale AUF und ZU unterschiedliche Ver­stärkungsfaktoren gewählt werden können, z. B. aus den ein­gangs genannten Gründen. Die Stellgrößen Y_AUF und A_ZU werden in einer sogenannten Signal-Rangierung 13 verarbeitet, in der die oben erwähnte Fehlergröße alpha aufgrund mechanischer oder dgl. Toleranzen berücksichtigt wird. Dabei wird so vorgegan­gen, daß bei Eingabe der Stellgröße Y_AUF oder Y_ZU zunächst überprüft wird, ob auch beim vorangehenden Takt die Stellgröße Y_AUF bzw. Y_ZU lautete; falls ja, wird die Stellgröße in der Signal-Rangierung 13 nicht verändert. Sie gelangt also unver­ändert zur Datenverarbeitungs- und Ausgabeeinheit 16. Falls in der Signal-Rangierung 13 jedoch festgestellt wird, daß beim vorhergehenden Stelltakt die Stellgröße umgekehrt lautete, wird dieser jeweils die erwähnte Fehlergröße alpha aufaddiert. Die Fehlergröße alpha wird also bei jeder Stellgrößen- und damit Bewegungsumkehr für den Gießpfannenverschluß be­rücksichtigt.

[0018] Dem Signalausgang der Signal-Rangierung 13 können noch Takt­zähler 15 zugeordnet sein, die feststellen sollen, wie oft hintereinander jeweils dasselbe Stellsignal bzw. diesselbe Stellgröße Y_AUF oder Y_ZU erfolgt, wobei nach einer vorbe­stimmten Anzahl von AUF- oder ZU-Signalen die entsprechende Stellgröße überproportional verstärkt werden soll. Im Regler 12 wird also dann die Differenz zwischen Gewichts-Istwert und Gewichts-Sollwert mit einem höheren Verstärkungsfaktor "P" multipliziert. Auf diese Weise kann z. B. ein übergroßes me­chanisches Spiel überwunden werden. Des weiteren können auf diese Weise Undichtigkeiten in der Hydraulik für den oder die Gießpfannenverschlüsse kompensiert werden.

[0019] Die hinsichtlich ihrer Impulsbreite entsprechend aufbereite­ten Stellgröße Y_AUF bzw. Y_ZU werden dann in der bereits er­wähnten Ausgabeeinheit 16 (Taktausgabekarte) verarbeitet. An diese wird bei Automatik-Betrieb entweder das Signal AUF oder das Signal ZU zusammen mit dem entsprechenden Pulsbreite-­Signal abgegeben. Die Signal AUTOMATIK AUF oder AUTOMATIK ZU werden zunächst in einem Schmitt-Trigger 17 gefiltert (Aus­filterung von Störimpulsen). Anschließend werden die Signale über Schwellwertschalter 18 und Zeitglieder 19 an UND-Glieder weitergegeben. Das Impulsbreite-Signal wird über einen Ver­stärker 21 in die Zeitglieder 19 eingegeben. Die UND-Glieder geben die jeweilige Stellgröße frei, sofern über die Steuertafel 14 das Signal AUTOMATIK EIN geschaltet ist. In der Signalleitung AUTOMATIK EIN sind vor den UND-Gliedern 20 noch ein Schwellwertschalter 22 und Signalverstärker 23 an­geordnet. Bevor die Ausgangssignale der UND-Glieder 20 die Ausgabeeinheit 16 verlassen, werden diese durch Endverstär­ker 29 auf eine Größe verstärkt, die ausreicht, um ein elek­tromagnetisches 4/3-Wegeventil 30 zu schalten, welches im Hydraulik-Kreislauf 31 für den Hydraulik-Antrieb des oben be­schriebenen Gießpfannen-Verschlusses liegt.

[0020] Mit den Bezugsziffern 32 und 33 sind die dem erwähnten Hydrau­likkreislauf 31 zugeordnete Pumpe sowie Hydrauliktank ge­kennzeichnet. Insofern handelt es sich um eine gängige Anord­nung.

[0021] Wie der anliegenden Zeichnung noch entnommen werden kann, ist auch ein reiner Handbetrieb über die Steuertafel 14 möglich. In diesem Falle werden die für den Automatik-Betrieb bestimm­ten UND-Glieder 20 deaktiviert. Stattdessen erfolgt die Akti­vierung parallel geschalteter UND-Glieder 34, deren erstes Eingangssignal entweder HAND AUF oder HAND ZU und deren zwei­tes Eingangssignal ein stets aktiviertes Freigabesignal HAND ist. Die Signal HAND AUF und HAND ZU gelangen zu den erwähn­ten UND-Gliedern 34 jeweils über schwellwertschalter 35.

[0022] Die HAND AUF- und HAND ZU-Signale gelangen dann in gleicher Weise zum 4/3-Wegeventil 30 wie oben beschrieben.

[0023] In einem das 4/3-Wegeventil überbrückenden Hydraulik-by-pass 36 ist noch ein handbetätigtes 4/3-Wegeventil 37 angeordnet, welches einen mit der Steuertafel 14 elektrisch verbundenen Schalter 38 aufweist. Mit diesem Schalter 38 ist das der Aus­gabeinheit 16 zugeordnete 4/3-Wegeventil 30 blockierbar, so daß die Steuerung des Gießpfannen-Verschlusses ausschließlich über das handbetätigte 4/3-Wegeventil 37 erfolgen kann. Dies ist insbesondere für Notschaltungen von Bedeutung.

[0024] Zusätzlich zu den bereits erwähnten Vorteilen des erfindungs­gemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Gießpfannen-Ver schluß-Regelung sei noch erwähnt, daß durch die beschriebe­ne Tendenzerkennung auch verhindert werden kann, daß der Gießpfan­nen-Verschluß während des Betriebs entweder ganz öffnet oder ganz schließt. Beides soll nach Möglichkeit vermieden werden.

[0025] Mit dem beschriebenen System lassen sich die Gewichtstole­ranzen im Zwischengefäß 1 auf ± 50 kg reduzieren; dement­sprechend konstant kann die ferrostatische Höhe im Zwischen­gefäß 1 erhalten werden mit der Folge, daß eine entsprechend konstante Abzugsgeschwindigkeit gewährleistet ist. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die Anlage als soge­nannter "Freiläufer" arbeitet. Schließlich ist das beschrie­bene Verfahren auch für Schieber- oder Stopfenverschlüsse 3 bzw. 5 eines Zwischengefäßes 1 in Relation zum Badspiegel in der zugeordneten Kokille 28 anwendbar.

[0026] Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Bezugszeichenliste

[0027] 

1 Zwischengefäß

2 Wiegezelle

3 Schieberverschluß

4 Strang

5 Tauchrohr

6 Stopfenverschluß

7 Wiegezellen-Meßschaltung

8 Meßverstärker

9 Vergleicher

10 Einsteller

11 Tendenzerkennung

12 Regler

13 Signal-Rangierung

14 Steuertafel

15 Taktzähler

16 Datenverarbeitungs- und Ausgabeeinheit

17 Schmitt-Trigger

18 Schwellenwertschalter

19 Zeitglied

20 UND-Glieder

21 Verstärker

22 Schwellwertschalter

23 Verstärker

24 Gießpfanne

25 Stützrollen

26 Bodenöffnung

27 Schieberverschluß

28 Kokille

29 Endverstärker

30 4/3-Wegeventil

31 Hydraulikkreis

32 Pumpe

33 Tank

34 UND-Glieder

35 Schwellenwertschalter

36 by-pass

37 4/3-Wegeventil

38 Schalter

39 Bodenöffnung

40 Kreisausschnitt

41 Signal

Ansprüche

1. Verfahren zum Vergießen einer metallischen Schmelze insbe­sondere Stahlschmelze, aus einer Gießpfanne (24) in ein Zwischengefäß (1) insbesondere Verteilerrinne oder dgl. mittels eines drosselnden Schieber(27)- oder Stopfen-Ver­schlusses,durch welchen in Anpassung an eine eingestellte Abzugsgeschwindigkeit des gegossenen Stranges die ferro­statische Höhe der Schmelze im Zwischengefäß (1) geregelt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß zu aufein­anderfolgenden Zeitpunkten (Zykluszeit Tz) jeweils der Ist­wert (X) der Schmelzenmenge im Zwischengefäß (1) in Form des Schmelzengewichts oder der Badspiegelhöhe festgestellt bzw. getastet und mit dem Sollwert (w), d. h. dem Sollgewicht oder der Soll-Badspiegelhöhe, verglichen wird, und daß anschließend zumindest dann, wenn der Istwert (X) ≧ dem Sollwert (w) ist, die Tendenz der Regelabweichung nach oben oder unten festgestellt wird, wobei bei Annäherung oder Überschreiten eines oberen (Z₂) oder unteren (Z₁) Tendenz-Grenzwertes entsprechend umgekehrte Stellsignale (ZU bzw. AUF) an den Antrieb des Schieber- oder Stopfen­verschlusses abgegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Stellsignalermittlung die Differenz (TN) zwischen dem jeweils vorherig festgestellten (X_alt) und dem darauf­folgend ermittelten (X_neu) Istwert und deren Vorzeichen festgestellt werden, wobei bei negativem Vorzeichen, d. h. bei TN < 0 bzw. größerem zweiten Istwert (X_neu), ein Signal (ZU) zur Drosselung des Zwischengefäß-Verschlusses (3; 6) ausgelöst, und bei TN ≧ 0 die festgestellte Istwert-Diffe­renz (TN) mit dem unteren (Z₁) und dem oberen (Z₂) Grenzwert einer vorgegebenen Tendenz-Grenzwertbandbreite (Z₁, Z₂) verglichen wird derart, daß bei
- TN > Z₁ ein Signal (AUF) zur Öffnung des Gießpfannen-­Verschlusses ausgelöst, und
- bei TN ≦ Z₁ überprüft wird, ob TN < Z₂, wobei
- bei TN < Z₂ ein Signal (ZU) zur Drosselung des Gießpfan­nen-Verschlusses erzeugt wird, andernfalls kein Ver­schluß-Stellsignal erfolgt, vorzugsweise eine erneute Bestimmung der Regelabweichung eingeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß auch dann, wenn die Bedingung (X-w) < 0 erfüllt ist, die Diffe­renz (TN) zwischen dem jeweils vorherig festgestellten (X_alt) und dem darauffolgend ermittelten (X_neu) Istwert und deren Vorzeichen festgestellt werden, wobei bei posi­tivem Vorzeichen, d. h. TN > 0 bzw. kleinerem zweiten Istwert (X_neu), ein Signal (AUF) zur Öffnung des Gießpfan­ nen-Verschlusses ausgelöst und bei TN ≦ 0 die festge­stellte Istwert-Differenz (TN) mit dem unteren (Z₁) und oberen (Z₂) Tendenz-Grenzwert verglichen wird derart, daß
- bei TN > Z₁ ein Signal (ZU) zur Drosselung des Gießpfan­nen-Verschlusses ausgelöst, und
- bei TN ≦ Z₁ überprüft wird, ob TN < Z₂, wobei
- bei TN < Z₂ ein Signal (AUF) zur Öffnung des Gießpfan­nen-Verschlusses erzeugt wird, während andernfalls kein Verschluß-Stellsignal erfolgt, vorzugsweise eine erneute Bestimmung der Regelabweichung eingeleitet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stellsignale (AUF/ZU) unter Verstärkung, insbesondere Proportionalverstärkung (P) der jeweils festgestellten Differenz zwischen Istwert (X) und Sollwert (w) in eine Stellgröße (Impulsbreite Y) umgewandelt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß für die entgegengesetzten Stellsignale, nämlich (AUF) einerseits und (ZU) andererseits, unterschiedlich große Verstärkungsfak­toren gewählt werden.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Signal-Taktzählers (15) festgestellt wird, wie oft hintereinander jeweils dasselbe Stellsignal (AUF oder ZU) erfolgt, wobei nach einer vorbestimmten Anzahl von (AUF)- oder (ZU) -Signalen die entsprechende Stellgröße (Y) über­proportional verstärkt wird.

7. Verfahren, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stellgröße (Y) bei jeder Signal- bzw. Stellgrößenumkehr eine Fehlergröße (alpha), die sich aus den mechanischen, hydraulischen und/oder pneumatischen Toleranzen des Gieß­pfannen-Verschlusses und dessen Antriebsorgane ergibt, aufaddiert wird, wodurch die endgültige Stellgröße (Impulsbreite) für den Antrieb des Gießpfannen-Ver­schlusses erhalten wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Gießpfanne-Verschlusses zusätzlich manuell steuerbar ist unter gleichzeitiger Abkoppelung der auto­matischen Regelung.

9. Anwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 für die Steuerung des Ausgußverschlusses (3) eines Zwischengefäßes (1).

Zeichnung