Steuereinrichtung einer Stranggiessanlage Die Erfindung betrifft eine Steuereinrich tung einer Stranggiessanlage, die eine Strang giessform aufweist, aus welcher der Metall strang periodisch ausgezogen wird. Eine solche Giessanlage ist zum Beispiel im Schweizer Patent g.287295 der Anmelderin beschrie ben. Um mit einer solchen Anlage gut und rasch produzieren zu können, ist es nötig, den Giessprozess sehr genau steuern zu können. Dies ist u. a. deshalb schwierig, weil die Giess gefässe, aus denen das geschmolzene Metall in die Stranggiessformen gegossen werden, z. B. Kippgefässe, im Laufe der Zeit ihre innere Gestalt infolge der Erosionswirkung des Me tallos verändern.
Dies hat zur Folge, dass zum Beispiel eine Programmsteuerung, welche die Bewegung eines Kippgefässes genau zeitlich festlest, auf die Dauer nicht befriedigend ar beitet.
Die Erfindung gestattet, eine ausgezeich nete automatische Führung des Giessprozesses zu erzielen. Die Steuereinrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch Mittel, um die Differenz zwischen dem Ist-Wert und dem Soll-Wert der Zeit zu messen, die das aus einem Giessgefäss in die Form fliessende, geschmolzene Metall nach jedem Ausziehen des Metallstranges jeweils braucht, um in die ser Form ein bestimmtes Niveau zu erreichen, bei dessen Erreichung der Strang aus der Form gezogen wird, und durch Mittel, um die Ausflussmenge pro Zeiteinheit des Metalles aus der Form periodisch durch die jeweils in einem Messzyklus gemessene Zeitdifferenz und durch die in dem vorangehenden Messzyklus gemessene Zeitdifferenz zu beeinflussen,
am den Ist-Wert rasch dem Soll-Wert anzuglei chen.
Die Beeinflussung der Ausflussmenge durch die erwähnten Zeitdifferenzen muss nicht unbedingt immer auf dieselbe Weise erfolgen; so kann die Steuereinrichtung mit Hilfe von Handschaltern auf verschiedene Weisen einstellbar sein, um den Einfluss der einen oder der andern Zeitdifferenz verän dern oder sogar vorübergehend ausschalten zu können, falls dies einmal aus besonderen Grün den erwünscht sein sollte. Selbstverständlich müssen aber in mindestens einer Betriebsstel lung der Steuereinrichtung beide Zeitdifferen zen wirksam sein.
In der beiliegenden Zeichnung ist. ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: Fig.1 eine schematische Darstellung der Stranggiessanlage, Fig.la eine Einzelheit derselben in grö sserem Massstabe, Fig. 2 das Schaltungsschema desjenigen Teils der' Steuereinrichtung, der in Fig. 1 durch den Block 37 dargestellt ist;
der als Steuerkasten bezeichnet wird, Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung während ver schiedener aufeinanderfolgender Messzyklen, Fig. 4 bis 7 verschiedene Stellungsdia gramme für Zeitkontaktapparate und Rheo- statenmotoren am Ende des dritten, vierten, fünften und sechsten Messzyklus von Fig.3.
Wie aus Fig. 1 und la hervorgeht, umfasst. die Stranggiessanlage ein Giessgefäss 10, das mit einem in der Zeichnung nicht sichtbaren Ausgussschnabel versehen ist, aus dem das ge schmolzene Metall über ein Zwischengefäss 11 im wesentlichen schlackenfrei in eine senk recht aufgestellte, längliche, an beiden Enden offene Stranggussform 12 fliesst. Das Giess gefäss 10 kann als Schmelzofen ausgebildet sein oder aus lediglich einer Giesspfanne sein, die zum Füllen mit flüssigem Metall einge richtet ist, das ihr mit einer Transportpfanne zugeführt wird. Mit Vorteil wird das Gefäss 10 gebeizt, so dass das aus ihm herausgegos sene flüssige Metall mit im wesentlichen gleichmässiger Temperatur an die Form ab gegeben wird.
Solche Giesseinrichtungen sind bekannt, z. B. aus den Schweizer Patenten Nrn. 287295 und 281502.
Das Gefäss 10 ist um eine horizontale Quer achse kippbar, welche durch die Zapfen 13 gebildet wird, die auf gegenüberliegenden Sei ten eines den Behälter tragenden L-förmigen Rahmens 14 angeordnet sind. Die Zapfen wer den durch Zapfenlager 15 getragen, von denen jedes auf einem Sockel 16 montiert und der art ausgebildet ist, dass es in einer horizon talen, senkrecht zur Achse der Kippbewegung verlaufenden Richtung gleiten kann. Die Querstellung des Gefässes 10 in bezug auf den Giesstrichter 11 wird mittels eines Getriebe motors (nicht dargestellt) reguliert, der mit zwei Gewindespindeln 17 verbunden ist. Die Kippbewegung des Gefässes erfolgt mittels einer Seiltrommel 18, die durch einen Motor 18' angetrieben wird.
Das auf der Trommel aufgewickelte Seil 20 ist über ein Zwischen glied 21 mit dem das Gefäss 10 tragenden Rah men 14 verbunden. Unter der Form 12 wird das darin gebil dete Gussstück durch ein Paar Klemmwalzen 25 gefasst, welche durch einen Motor 26 mit variabler Geschwindigkeit angetrieben werden. Eine Bremse 27 ist vorgesehen, um am Ende der Strangziehperiode die Ziehgeschwindig keit zu verlangsamen. Das die Form verlas sende Gussstück wird der direkten Kühlwir kung eines Wasserstrahls ausgesetzt, der aus einer Mehrzahl von in Fig.la dargestellten Düsen 70 stammt, die in der das Gussstück umgebenden Leitung 30 vorgesehen sind, und wird durch Führungsstücke 31 an einer Quer bewegung gehindert. Diese Führungsstücke 31 sind zwischen der Form 12 und den Klemm walzen 25 in einem Schutzrohr 12a eingesetzt.
Wenn das Niveau des flüssigen Metalles in der Form von unten her eine bestimmte Höhe, z. B. die Höhe a in Fig. la, erreicht hat, wird das Gussstück gekühlt und nach unten ge zogen, doch mur so weit, dass das obere Ende des Gussstückes noch in der Form 12 bleibt und deren unteres Ende schliesst. Wenn das Herunterziehen fertil ist, wird der Pegel des aus dem Giessgefäss 11 ständig nachfliessenden flüssigen Metalles vom beim Herunterziehen erreichten Niveau b wieder steigen, bis er die Höhe a erreicht.
Zur Kontrolle des Metallniveaus dient. eine Quelle für die Wände der Form 12 durch dringende Strahlen, beispielsweise eine Rönt genröhre, die in einem abgeschirmten Behälter 33 vorgesehen ist., aus dem ein Bündel durch dringender Strahlen durch eine ab;eschii-mte Leitung;
34 durch die Form<B>192</B> geführt wird. Auf der der Leitung 34- gegenüberliegenden Seite der Form nimmt eine Ionisationskammer 35 jede durch die Form dringende Strahlung auf, wobei die Leitfähigkeit der Ionisations- kammer 35 sieh ändert, so dass eine vorbe stimmte Änderung in deren Leitfähigkeit an zeigt,
dass das flüssige -Metall das Niveau rr erreicht hat. Änderungen in der Leitfähigkeit der Kammer werden dureli den Strom ange- zeigt, der durch die Leitungen 36 fliesst und in einem nicht dargestellten Verstärker ver stärkt wird, worauf er ein ebenfalls nicht dar gestelltes Relais beeinflusst, dessen Kontakt B (Fig.2) schliesst, wenn das Niveau a er reicht ist.
Während beim dargestellten Aus führungsbeispiel eine Röntgenstrahlenvorrich tung für die Feststellung des Niveaus a und danach die Inbetriebsetzung des Auszieh mechanismus für das Gussstück verwendet wird, können für diese Funktion auch andere Mittel, beispielsweise auf Temperatur oder Licht ansprechende Vorrichtungen, eingesetzt werden.
Die Schliessung des Kontaktes B des ge nannten Relais auf Grund der Wirkung der Niveauanzeigevorrichtung schliesst einen Stromkreis zur Steuervorrichtung 38 für den Motor 26 der Klemmwalzen, so dass der Mo tor anläuft und das Ausziehen des Gussstran ges beginnt. Die Dauer der Arbeit der Klemm walzen oder in andern Worten die Dauer der Bewegungsphase wird durch den Zeitschalter R des Steuerkastens 37 geregelt. Wenn die einestellte Zeitperiode dieser Vorrichtung R abgelaufen ist, halten die Klemmwalzen 25 an, so lange (Zeitdauer tx), bis die Niveaukon- trollvorrichtung 32 infolge des Ansteigens des Niveaus des flüssigen Metalles innerhalb der Form wieder anspricht.
Jede Abweichung der tatsächlichen Dauer t, (Ist-Wert) von ihrem Soll-Wert tn in den aufeinanderfolgenden Zyklen des intermittie renden Ausziehens des Gussstückes deutet auf eine Änderung in der Zufuhr des flüssigen Metalles in die Form hin. In andern Worten ist tx die Zeit, die das geschmolzene Metall vom Ende jedes Strangausziehens an braucht, um in der Form 12 wieder auf das Niveau a zu steigen.
Der Steuerkasten 37 enthält ausser dem bereits erwähnten Zeitschalter R auch einen Zeitschalter D, der auf noch zu erläuternde Weise in Wirkung tritt, wenn der Motor 26 durch den Zeitschalter R abgeschaltet wird.
Jeder dieser Zeitschalter umfasst eine Ein sehaltspule CCR bzw. CCD, einen Hauptkon takt MCR bzw. MCD und einen Motor RM bzw. DM, der über einen Kontakt LSR bzw. LSD aus einer gemeinsamen Wechselstrom quelle AC gespiesen wird. Der Steuerkasten 37 enthält ferner zwei Motoren VR und MR, welche je einen nicht dargestellten elektrischen Regulierwiderstand (Rheostaten) betätigen, und zwar der Motor <I>VR</I> einen Feinrheostaten und der Motor<I>MR</I> einen Grobrheostaten. Die beiden Regulier widerstände sind Bestandteile einer Geschwin- digkeitsreguliervorrichtung 101 für den Mo tor 18', der zum Kippen des Giessgefässes 10 dient. Die mechanischen Verbindungen zwi schen den Motoren VR bzw.
MR und den von ihnen verstellten Regulierwiderständen sind in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt und mit 102 bezeichnet. Der Steuerkasten 37 enthält ferner zwei Zeitkontaktapparate M1 und M2, welche im wesentlichen aus einem Synchron motor und über ein Reduktionsgetriebe be tätigten Kontakten bestehen, welche je nach der Lage des Rotors Stromkreise öffnen oder schliessen. Die Kontakte sind mit LSl-LS6 bezeichnet.
Die Motoren der Zeitkontaktappa- rate 311 und 012 iuid die -Motoren VR und IIR der Rheostate sind zum Beispiel syn chrone, reversible Motoren, deren Tourenzahl auf eine Umdrehung pro Minute reduziert wird.
Um die Motoren nach Abschaltung des Wechselstromes sofort. anzuhalten, wird nach Abschaltung des Wechselstromes eine kleine Gleichstromspannung vermittels der Kontakte 6a., 7a, 5a. bzw. 8ca der Relais 6, 7, 5 bzw. 8 dem betreffenden Motor zugeführt. Diese Gleich stromspannung dient dazu, den Stator des -Mo tors in einen Magneten zu verwandeln, wo durch der Rotor praktisch gleichzeitig mit der Abschaltung des Betriebswechselstromes an gehalten wird. .
Im Steuerkasten 37 sind ferner zehn Relais 1-10 enthalten, deren Kontakte in üblicher Weise jeweils durch dieselbe Nummer und einen darauffolgenden Buchstaben bezeichnet sind.
Auf der Zeichnung sind die geschlossenen Kontakte durch das Zeichen t- und die offe nen Kontakte durch das Zeichen = darge stellt. Die Fig.2 zeigt die Lage der Relais kontakte bei abgeschaltetem Strom, also die Ruhekontakte geschlossen und die Arbeitskon takte offen. Die vier erwähnten Motoren werden je durch eine Wechselstromquelle AC gespiesen, und je nachdem, ob sie über die Leitung CW oder CCW betrieben werden, drehen die Mo toren in der einen oder andern Riehtung. Darüber hinaus sind in der Schaltung, wo notwendig, Kondensatoren C AP und nicht be zeichnete Widerstände eingeschaltet.
Die Steuervorrichtung 37 umfasst auch eine Gruppe von Handschaltern A, C und E. Der Schalter A wird zur Erregung des Relais 9 geschlossen, bei dessen Aufziehen auch das Relais 1 erregt wird. Der Kontakt B wird durch die Niveaukontrollvorrichtung 35 wie dargelegt betätigt und betätigt seinerseits den Motor 26 der Klemmwalzen 25, der in Betrieb bleibt, bis sein Stromkreis durch das Öffnen des Kontaktes MCR oder des von Hand zu betätigenden Stopschalters Stp un terbrochen wird. Unmittelbar nach dem Schlie ssen des Kontaktes B senkt die Wirkung der Klemmwalzen das Niveau des flüssigen Me talles in der Form 12, so dass die Niveaukon- trollvorriehtung den Kontakt B wieder öffnet. Der Schalter C ist mit zwei Kontaktstellun gen versehen.
Wenn der Schalter in der Stel lung Cl geschlossen wird, ist die Steuervor richtung in Betrieb, und wenn der Schalter C in der Stellung C2 steht, ist die Kompensa tionswirkung der Motoren Ml und M2 aus geschaltet, und die motorisch angetriebenen Schaltelemente kehren in ihre Einstellagen oder Ruhestellungen zurück.
Das Getriebe zwischen dem Motor VR und dem Feinrheostaten ist derart, dass sieh eine korrigierende Regulierung der Geschwindig keit des Motors 18' des Hebemechanismus er gibt. Um für den Antrieb des Feinrheostaten das richtige Getriebe zu wählen, muss die Steuerwirkung verschiedener Stellungen des Grobrheostaten zusammen mit derselben des Feinrheostaten durch Versuche festgestellt werden, und die richtige Kombination ist jene, die denn Motor 18' des Hebemechanismus den für die Form des speziell im Gebrauch befind lichen Gefässes gewünschten Variationsbereich liefert. Es ist ersichtlich, dass die Relais 1 und 2 einleitende Schalterfunktionen erfüllen und insbesondere die Relais 3 und 4 steuern.
Die Relaisspule 1 und die Kupplungsspule CCR können nur durch das Anlassen der Klemm walzen erregt und dureh die Abschaltung die ser Walzen aberregt werden. Die Relaisspule 2 und Kupplungsspule CCD können nur durch den Kontakt la beim Abschalten dieser Klemmwalzen erregt und nur durch das Off- nen des Kontaktes MCD des Zeitstenermecha- nismus D aberregt werden. Im Falle einer lan gen Stillstandszeit öffnet der (nicht darge stellte) Kontaktarm des Zeitsteuermechanis mus D den Kontakt MCD und erregt die Spule ab.
Da CCD durch das Anlassen der Klemm walzen aberregt wird, erlaubt der Kontakt arm des Zeitsteuermeehanismus D dem MCD nicht, sich wieder zu schliessen, bis der Kon takt üca durch die Erregung der Relaisspule 1 infolge des Anlassens der Klemmwalzen ge öffnet worden ist. Die Relaisspulen 3 und 4 können nur durch die Wirkung des Anlas- senn der Klemmwalzen am Ende der ge wünschten Stillstandsphase erregt werden, doeli wird die _N'irkung durch den zuletzt er folgenden Zustand eingeleitet.
Doch da, die Relaisspule 3 ein Klinkenrelais ist, schaltet es seine Kontakte bei Erregung um und hält die Kontakte in dieser umgeschalteten Stellung, bis sie durch die vorstehend umschriebene Wirkung im nächstfolgenden Zyklus wieder erregt wird. Anderseits wird das Relais 4 ab erregt und schaltet seine Kontakte um, wenn die Klemmwalzen am Ende der laufenden Be wegungsphase anhalten.
Die Fig. 2ca bis \? f veranschaulichen die Stromkreise, die sieh beispielsweise beim Ar beiten der Schaltung ergeben.
In Fig. 2a zeigen die Pfeile, wie der Strom durch den Zeitschalter D fliesst. Unter diesen Umständen ist der Ausziehmechanismus nicht in Tätigkeit, und das 'Niveau des geschmol zenen Metallen hat. in der Form die Höhe a noch nicht erreicht, so da.ss der Kontakt B noch nicht geschlossen ist.
Fig.2b zeigt den Zustand der Schaltung entweder bevor der Zeitschalter D den Aus- ziehmechanismus gestartet hat oder bevor der Kontakt B geschlossen worden ist.
Fig. 2c zeigt den Zustand sofort nach Ab lauf der im Zeitschalter D voreingestellten Stillstandsphase. Kontakt MCD ist durch den Zeitschalter D geöffnet worden, aber bevor der Ausziehmechanismus gestartet worden ist. Dieser Mechanismus wird entweder nach Ab lauf der vorgegebenen Stillstandszeit oder durch Schliessung des Kontaktes B in Tätig keit gesetzt. In diesem Zustand wird der Fein rheostatmotor V'R im Uhrzeigersinne betätigt. Gleiehzeitig arbeitet der Zeitkontaktapparat M1 im Uhrzeigersinn und der Zeitkontakt apparat M2 im Gegenuhrzeigersinne; der Grobrheostatmotor arbeitet auch im Uhrzei gersinne.
Nac Fig. 2d ist der Kontakt B geschlos sen worden, weil das Metallniveau die Höhe a erreicht hat. Der Zeitkontaktapparat NU steht still und der Zeitkontaktapparat M2 arbeitet im Gegenuhrzeigersinne. Ausserdem wird der Drehsinn der Rheostatenmotoren VR und MR umgekehrt, so dass sie sich jetzt im Gegen- uhrreigersinne drehen.
Fig. 2e zeigt den Zustand während der Be wegungsphase, während der Ausziehmechanis mus arbeitet, um den Strang aus der Form zu ziehen. Während dieser Bewegungsphase keh ren die Zeitkontaktapparate Ml oder M2 in ihre Nullage zurück. Natürlich wird dies nur der Fall sein, wenn eine Abweichung in einem vorangehenden Messzyklus stattgefunden hat, und die Rüekwärtsbewegung wird nur so lange lauern, um die Abweichung des vorangegan genen Messzyklus rückgängig zu machen. Während dieser Zeit wird die Spule 3 ihre Kontakte umkehren, um die nächste Abwei chungsmessung vorzubereiten.
Die Fig. 2f zeigt den Zustand während der Stillstandsphase unmittelbar nach der Bewe gungsphase, wobei der eine oder der andere Zeitkontaktapparat M1 oder M2 bereit ist, um während des nächsten Messzyklus Abwei chungsmessungen vorzunehmen. Der nächste Sehritt in dem Zyklus wird wieder auf den in Fig. 2a illustrierten Zustand führen. Es bestehen drei mögliche Arten der Steue rung des Motors 18', wobei der Grobrheostat <I>DIR</I> entweder auf Nullstellung zurückgeht (I), nicht auf Nullstellung zurückgeht (II) oder nichtautomatisch (III) ist. Die Wahl der richtigen Methode der Betätigung des Rheo- staten MR hängt von der Form des Giess gefässes 10 ab.
I. MR geht auf Nullstellung zurück. Wo die Steuerkapazität des Feinrheostaten VR nicht genügt, um die Giessmenge entsprechend zu korrigieren, kann der Grobrheostat 111R so verwendet werden, dass er die Wirkung der Feinstufen im und proportional zum Quadrat des Verhältnisses der tatsächlichen Stillstands zeit zur gewählten Soll-Zeit des Zeitsteuer mechanismus<I>D</I> vergrössert. Der Rheostat JTR reguliert stets von einer Nullstellung aus.
II. 171R geht nicht auf Nullstellung zurück. Wo die Form des Giessgefässes derart ist, dass die vorstehende Anordnung der Fein- und C,rrobrheostaten 111R und<I>VR</I> die Giessmenge des Gefässes 10 über einen grossen Bereich der Giessoperation steuern kann, jedoch nicht im stande ist, eine ausgesprochene Zunahme in der Abweichung auszugleichen, kann der Schalter E geöffnet werden, um den Grob- rheostaten DIR am Zurückgehen auf die Null stellung zu verhindern.
Dies vergrössert die Wirkung der Bewegung des Grobrheostaten wesentlich, da dessen Stellungswechsel fast für die vollen Ausziehperioden plus Still-, standsphasen, statt nur gerade für zweimal die Abweichung wirksam ist. Das quadrierte Verhältnis wirkt unter diesen Bedingungen nicht mehr, weil die Geschwindigkeitsände rung für eine im wesentlichen konstante Zeit dauer wirksam ist.
III. Nichtautomatische Steuerung. Wo die Form des Giessgefässes derart ist, da.ss die Wirkung des Feinrheostaten pro Zeiteinheit Stillstandsabweichung genügt, um die Fliess menge aus dem Giessgefäss entsprechend zu steuern, wird der Grobrheostat mittels einer von Hand betätigten Kupplung (nicht darge stellt) von seinem Motor 111R ausgeräckt.
Da ferner nur drei Arten der Stillstands phase der Klemmwalzen 25 möglich sind, nämlich kürzer als, gleich wie und länger als die gewünschte Stillstandszeit, gibt es nur drei mögliche Kombinationen der Sequenz der Ope rationen der Relaisspulen 1 und 2, nämlich folgende: I. Die tatsächliehe Stillstandsphase ist kür zer als die gewünschte Stillstandsphase, das heisst, die Klemmwalzen beginnen zu arbeiten vor Ablauf der gewünschten Stillstandszeit, und beendigen auf diese Weise die tatsäch liche Stillstandsphase. Dabei setzt der Zeit- steuermechanisrnus D seine Funktion fort, bis MCD bei Ablauf der gewünseliten Stillstands zeit geöffnet wird.
Das Relais 1. wird erregt, öffnet seine Kontakte 1a und ld und schliesst die Kontakte 1b und 1e. Die Kupplungsspule CCD bleibt erregt, bis der Hauptkontakt MCD geöffnet und das Relais 2 aberregt wird und auf diese Weise seine Kontakte 2a, 2c öffnet. und 2b, 2d und 2e schliesst. Die zwischen die sen beiden Operationen verflossene Zeit, wel- ehe die Zeit zwischen der tatsächlichen Still standszeit und der gewünschten Stillstandszeit ist, ist die Zeitspanne, um welche diese Still standsphase von der gewünschten Stillstands phase abweicht.
II. Die tatsächliche Stillstandsphase, wel che im wesentlichen gleich lang dauert wie die gewünschte, bewirkt, dass die Abweichung von der gewünschten Stillstandszeit im wesent lichen gleich Null ist, das heisst, die Abwei. chungszeit beträgt nur Mikrosekunden, wes halb die mechanische Verzögerung des Steuer kreises die gleichzeitige Erregung der Relais spule 1 und die Aberregung der Relaisspule 2 verhindert, wodurch das richtige Arbeiten der Relais 2 und 3 verhindert würde.
III. Die tatsächliche Stillstandszeit ist grö sser als die gewünschte, das heisst, die ge wünschte Stillstandszeit läuft ab, bevor das Anlassen der Klemmwalzen 25 die tatsächliche Stillstandsphase abschliesst. Die Relaisspule 2 wird durch den Kontakt MCD des Zeitsteuer mechanismus D aberregt, der durch den Kon taktarm des Zeitsteuermechanismus geöffnet wird und auf diese Weise 2a und 2e öffnet und 2b, 2d und 2e schliesst. Beim Anlaufen der Klemmwalzen wird die Relaisspule 1 er- regt, öffnet ihren Kontakt 1a und erregt auf diese Weise die Kupplungsspule CCD des Zeit- steuermeehanismus ab, öffnet den Kontakt 1d und schliesst die Kontakte l b, l c und 1e.
Die nachstehende tabellarische Übersieht beschreibt zusammenfassend die Kontaktstel lungen und andern Betriebsbedingungen der in Fig.2 dargestellten Steuersehaltung Wäh rend den verschiedenen möglichen Abweichun gen in der Fliessmenge des Metalles in der Form. Die einzelnen Kolonnen der Tabelle bedeuten dabei: I. Die Angabe der Spulen, Kontakte, Schalter, Zeitsteuermechanismen, Speicher exzenter mit Motorantrieb, Rheostaten mit Motorantrieb und Grenzschalter.
1I. Die Schaltung im stromlosen Zustand. III. Den Zustand der Schaltung, nachdem Energie an alle Leitungsklemmen \durch die Hauptschalter zugeführt. wird, welche nicht dargestellt sind, und die Schalter A, E, die geschlossen sind, und C in Stellung 1.
Die Steuerschaltung ist jetzt im Zustand, in wel- ehem eine Stillstandsphase zeitlich gesteuert wird, das heisst in einem Zeitpunkt. während der Stillstandsphase, nach dem Beginn des Stillstandes und vor Ablauf sowohl des Ze- wünsehten als auch des durch den Zeitsteuer mechanismus D im voraus eingestellten oder tatsächlichen Stillstandes, wie er durch den Funktionsbeginn der Klemmwalzen durch die Schalterkontakte B auf Grund des Unterbru ehes des Röntgenstrahlenbündels abgeschlos sen wird.
IV. Den Zustand der Schaltung in einer Bewegungperiode, als Resultat einer idealen Stillstandsphase, bei der das Ende der ge- wünsehten Stillstandsphase mit dem Ende der tatsächlichen Stillstandsphase zusammenfällt..
V. Den Zustand der Schaltung unmittel bar nach der Beendigung der tatsächlichen Stillstandsphase durch Funktionsbeginn der Klemmwalzen und vor Ablauf der gewünsch ten Stillstandsphase. Dies ist die erste Abwei chung der Schaltung von dem in Kolonne III gezeigten Zustand, welche eine Stillstands- phase andeutet, die kürzer ist als die ge- wünschte und anzeigt, dass der Ofen zuviel Metall liefert.
VI. Den Zustand der Schaltung nach Ab lauf der gewünschten Stillstandsphase, wie sie durch den Zeitsteuermechanismus D voreinge stellt wurde, und nach der Beendigung der tatsächlichen Stillstandsphase, wie sie durch die Inbetriebsetzung der Klemmwalzen unter der Wirkung des Unterbruches des Röntgen strahlenbündels bestimmt wurde. Dies ist die zweite Aktion der Schaltung unter der Wir einer kurzen Stillstandszeit.
VII. Den Zustand der Schaltung unmittel bar nach Ablauf der gewünschten Stillstands- phase, wie sie durch den Zeitsteuermechanis- mus D voreingestellt ist, jedoch vor Ablauf der tatsächlichen Stillstandszeit. Dies ist die erste Abweichung der Schaltung vom Zustand nach Kolonne III, wobei angezeigt wird, dass die Stillstandsphase länger ist als gewünscht, was seinerseits darauf hindeutet, dass die Zu fuhrmenge aus dem Ofen zu niedrig ist.
VIII. Den Zustand der Schaltung unmit telbar nach Ablauf der tatsächlichen Still standsphase, wie sie durch die Inbetriebset zung der Klemmwalzen naeh Ablauf der ge wünschten Stillstandszeit beendigt wird. Dies ist die zweite Aktion der Schaltung unter der Wirkung einer langen Stillstandszeit.
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<tb> DE <SEP> aberregt <SEP> GE <SEP> geschlossen
<tb> EN <SEP> erregt <SEP> OF <SEP> offen
<tb> * <SEP> Kontakt <SEP> Cl <SEP> ZV <SEP> Zeitsteuercorrichtung Anmerkung: Relais 3, das mit ** bezeich net ist, ist ein Klinkenrelais, dessen Spule bei der Inbetriebsetzung der Klemmwalzen oder am Ende der tatsächlichen Stillstandsphase, wenn diese zeitlich zu spät eintritt, erregt wird. Die Erregung seiner Spule schaltet alle mit * bezeichneten Kontakte und Spulen um.
Der Klinkenmecbanismus dieses Relais wird durch seine eigene Spule betätigt. (Offen-Ge- sehlossen) bedeutet, dass die Kontakte lICR und MCD sich momentan talmittelbar vor dem in der übrigen Kolonne bezeichneten Zustand geöffnet haben.
Das Relais 10 und all seine Kontakte stel len ein System für die Löschung jeder fal schen Aufzeichnung oder Speicherung der Abweichung in der Giessmenge dar, welche infolge einer vorübergehenden physikalischen Verbindung, beispielsweise Schlackenbänke nsw., welche in den Metallgiessrillen der Giess gefässe auftreten, entsteht, das durch Umstel lung des Schalters C in die Stellung C2 be tätigt wird. Dadurch wird das Relais 10 er- und alle Kontakte 10 aus der in der Zeich nung der spannungslosen Schaltung gezeigten Stellung umgeschaltet. Diese Wirkung löscht die gespeicherte oder aufgezeichnete Abwei chung in der Steuerung und bringt beide Nok- ken von M1 und M2 in die Nullstellung.
Die Umstellung des Schalters C auf Cl nach der Behebung der Panne bringt die Schaltung wieder in den Betriebszustand.
Die Grenzschalter LS1-LS6 werden, wie auf dieser Tabelle dargestellt, durch die Nok- ken Ml, 712 geschlossen gehalten oder können sich öffnen; deshalb sind die LS-Stellungen auf der Tabelle das direkte Resultat der für die entsprechenden Nockenseheiben in den Ko lonnen angegeben, durch CW oder CCW be dingten Drehrichtung.
Die Speicherung eines Abweichungs- oder Zeitfehlers bei M1 oder M2 verursacht die Schliessung des entsprechenden Grenzschal- ters, je nachdem der besondere Zeitfehler grö sser ist als wünschbar: dadurch dreht die Nok- kensclieibe in der durch CW bestimmten die Stillstandszeit kürzer ist als gewünscht, dreht sie in der durch CCW be stimmten Richtung. Die Einwirkung der ge speicherten Resultate auf die Steuerschaltung geschieht im nächsten Zyklus mit der Energie, die durch den entsprechend geschlossenen Grenzschalter LS in den Nockenscheibenmotor fliesst, um die Noekenseheibe in der entgegen gesetzten Richtung anzutreiben als die, in der die Abweichung gespeichert wurde.
Es wurde angenommen, dass die Stener- schaltung ohne aufgezeichnete Abweichung der Stillstandszeit oder in der Nullstellung der Nockenscheiben der Zeitkontaktapparate M1, M2 in den Kolonnen III, IV, V und VII in Betrieb genommen wurde.
Ein charakteristisches Beispiel der Funk tion der bechriebenen Steuerschaltung, wie sie zur Regulierung der Zufuhrmenge von flüs sigem Metall an ein Aggregat für kontinuier lichen Guss der beschriebenen Art verwendet wird, ist in Fig. 3 dargestellt. Es werden neun Zyklen I-IX eines kontinuierlichen Giesspro zesses gezeigt, bei dem das erhärtete Gussstück intermittierend und zyklisch aus der Form herausgezogen wird, wie es vorstehend be schrieben wurde. In der Fig. 3 ist die Bewe gungszeit des Ausziehens des Gussstückes durch den Zeitsteuermechanismus R (Fug. 2) mit 10 Sekunden festgesetzt, während die ge wünschte Stillstandszeit (Linie b), welche auf dem Zeitsteuermechanismus D eingestellt ist, ebenfalls 10 Sekunden beträgt.
Das durch Kurve a dargestellte Verhältnis zwischen Stillstand (obere Linie) und Bewegung (un tere Linie) kann natürlich jeden beliebigen Wert aufweisen. Die tatsächliche Stillstands zeit wird durch die über der geraden gestri chelten Linie b der gewünschten Stillstands zeit angebrachte ausgezogene Linie c darge stellt. Die Bewegungen des Grobrheostaten 117R, des Feinrheostaten VR und jedes Zeit kontaktapparates I111 und M2 werden getrennt dargestellt.
Es ist zu beachten, dass die tat sächliche Stillstandszeit während des ersten Zyklus lang ist, während die Steuerschaltung die tatsächliche und gewünschte Stillstands- zeit im wesentlichen schnell in Übereinstim mung bringt. Es ist auch zu bemerken, dass die Zeitkontaktapparate M1 und M2 abwechs lungsweise dazu dienen, die Zeitabweichung des tatsächlichen Stillstandes vom gewünsch ten Stillstand aufzuspeichern, wobei M2 im Zyklus II beginnt.
Fig. 4 bis 7 illustrieren schematisch die tat sächliche Stellung der Zeitkontaktapparate 1111 und 112 wie auch der R.heostatenmotor en 1IR und VR am Ende des dritten, vierten, fünf ten und sechsten Zyklus nach Fig. 3. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 wurde angenommen, dass die Giessmenge zu klein ist, das heisst, dass die Stillstandszeit 14 Sekunden beträgt oder 4 Sekunden mehr als die ge wünschten 10 Sekunden Stillstand. Diese Zeit abweichung hat einen kurzen Impuls zur Ver grösserung der Giessmenge durch die Wirkung des Grobrheostaten MR verursacht, ferner eine Zunahme der Giessmenge infolge einer Ände rung in der Stellung des Feinrheostaten VR.
Normalerweise würde M1 in die Nullstellung zurückgehen und VR mitnehmen, und zwar ans einer Stellung, die durch den Unterschied zwischen dem vorgängigen gespeicherten Feh ler und dem gegenwärtigen Fehler bestimmt wird. Da unter den Inbetriebsetzungsbedin gungen dieses Beispiels in M1 vom vorher sehenden Zyklus her keine Zeitabweichung gespeichert wurde, tritt eine Verdoppelung der Korrektur infolge des obgenannten Feh lers ein, weil M1 aus der gegenwärtigen Feh lerstellung in Nullstellung zurückgeht und VR mit sieh nimmt. Doch wird auf dem Zeitkon taktapparat M1 zur Verwendung im nächsten Zyklus eine Abweichung von 4 Sekunden vom vorangehenden Zyklus behalten.
Der zweite Zyklus dauert 2 Sekunden länger als die Norm, das heisst, es handelt sich nm einen S S tillstand von 12 Sekunden, während der dritte Zyklus um 1,5 Sekunden länger dauert als die Norm, wobei die tatsächliche Still standszeit 11,5 Sekunden beträgt, Fug. 4 illustriert die Bewegung der Steuer elemente M1, M2, VR und MR während des dritten in Fig.3 gezeigten Zyklus. Am An fang dieses Zyklus behält der Zeitkontakt apparat M1 eine gespeicherte Zeitabweichung von 2 Sekunden vom vorhergehenden Zyklus bei (Zyklus Nr. II der Fig. 3). Wie aus Fig. 4 hervorgeht, setzt das Ende der gewünschten 10 Sekunden dauernden Stillstandsphase den Zeitkontaktapparat M1 in Funktion, der wäh rend der Differenz zwischen der gewünschten und der tatsächlichen Stillstandsphase läuft, nämlich während 1,5 Sekunden.
Gleichzeitig mit der Bewegung von M1 bewegt sieh auch der Grobrheostat MR von 28 auf 39,5 (o/o des Weges) und der Feinrheostat VR von 38 auf 39,5 (Wegeinheiten). Der Zeitkontaktapparat M2 begann mit M1, jedoch in der entgegen gesetzten Richtung, und als sieh die Klemm walzen in Bewegung setzten, behielt er noch 0,5 Sekunden, was den übersehuss der Zeit- abweiehung zwischen Zyklus Nr.II und III darstellt. Die Inbetriebsetzung der Klemm walzen schaltet M1 aus, und M1 behält die Zeitabweichung von 1,5 vom Zyklus Nr.III bei zum Korrekturgebrauch im nachfolgenden Zyklus, und der Grobrheostat MR kehrt in seine Ausgangslage zurück.
Doch da 0,5 Se kunden auf M2 behalten werden, veranlasst der Zeitkontaktapparat M2 bei seiner Rück kehr auf Null, dass VR sieh von 39,5 auf 39 bewegt. Die Inbetriebsetzung der Klemmwal zen verursacht die Erregung der Relais 3 und 4. Das Klinkenrelais 3 hält seine Kontakte in umgeschalteter Lage, so dass die Rotations richtung der Zeitkontaktapparate M1 und M2 in jedem aufeinanderfolgenden Zyklus des Ausziehens des Gussstückes und des Stillstan des umgeschaltet werden (siehe auch die an gegebene Tabelle).
Fig. 5 zeigt die Bewegung der Motoren der Zeitkontaktapparate und der Rheostaten, wäh rend Zyklus IV der Fig. 3, in welchem die tat- sächlichc Stillstandszeit des Gussstücekes in der Form 10,5 Sekunden dauert. Am Ende des gewünschten Zehnsekunden-Stillstandes arbei tet der Zeitkontaktapparat M2 während einer Zeitabweichung von plus 0,5 Sekunden, wäh rend sieh VR von 39 auf 39,5 bewegt.
Da der Zeitkontaktapparat III mit J1?, jedoch in ent- gegengesetzter Rotationsrichtung, zu arbeiten begann, behält 3I1 noch eine Zeitabweichung von plus 1,0 Sekunden, wenn die Klemmwal zen in Funktion gesetzt werden.
Auf diese Weise bewegt sieh VR, wenn die Klemmwal zen zu arbeiten beginnen, von 39,7 auf 38,5, während 111 auf Null znrüelzgeht. Der Grob- rheostat 1ZR bewegte sich ebenfalls mit 11\? von 38 auf 38,5 und kehrte auf Null. oder seine Grundeinstellung zurück, als die Klemm walzen in Funktion gesetzt wurden.
Fig. 6 illustriert die Bewegung der Zeit kontaktapparate III und 71\_' und der Rheo- staten VR und 1IR während des fünften Zy- klus nach Fig. 3. Bei diesem Zyklus beträgt die tatsächliche Stillstandszeit 9,5 Sekunden oder 0,5 Sekunden weniger als die ge- wünsehte Stillstandszeit. Bei Inbetriebsetzung der Klemmwalzen bewegt sieh der Zeitkon taktapparat M1 von Null auf minus 0,5, wäh rend sich der Fein- und der Grobrheostat VP und MR gleichzeitig von 38,5 auf 38 bzw. von 38 auf 37,5 bewegen. M2 bewegt sieh ebenfalls von plus 0,5 auf plus 1,0.
Am Ende der ge wünschten Stillstandszeit kehrt M2 von plus 1,0 auf Null zurück, und der Feinrheostat V R bewegt sieh von 38 auf 37. Da- eine tatsäch liche Stillstandszeit, die kürzer ist als die ge- wünsehte Stillstandszeit, andeutet, dass die Liefermenge des flüssigen Metalles an die Gussförm etwas zu reichlich ist, erweist es sieh als wünschbar, die Giessmenge des Metalles zu reduzieren. Dies ist durch die Steuerungen nach Fig. 3 und 6 erfolgt.
Die Arbeit der Zeitsteuermotoren und Rheostaten während des sechsten Zyklus nach Fig. 3 wird in Fig. 7 dargestellt. Während diesem Zyklus betrug die tatsächliche Still standszeit 0,75 Sekunden. Bei der Inbetrieb setzung der Klemmwalzen bewegt sieh M2 von Null auf minus 0,25, wobei sieh der Fein- und der Grobrheostat von 37 auf 36,75 bzw. von 38, auf 37,75 bewegen. Der Grobrheostat MR kehrt auf seine Basisstellung bei 38 zurück, wenn die gewünsehte Stillstandszeit von 10 Se kunden abgelaufen ist.
Der Zeitkontaktappa rat M1 beginnt mit M2, jedoch in entgegen gesetzter Richtung, und da eine Zeitabwei- chung von 0,5 Sekunden auf M1 aus dem Zy klus V behalten wurde, wird der Feinrheostat um 0,25 rückwärts auf Stellung 37 bewegt, nachdem die gewünschte Stillstandszeit abge laufen ist.
Wenn die Zeitsteuervorrichtung D für den Stillstand die Steuerung zuerst betätigt, dann deutet dies auf einen Zustand hin, bei welchem die Fliessmenge des flüssigen Metalles zu klein ist, und die Steuerung vergrössert das Kippen des Ofens durch Vorwärtsbewegung sowohl des Grobrheostaten MR als auch des Fein- rheostaten VR. Diese Bewegung von M1, M2, VR und MR hält an, bis die Klemmwalzen durch die Niveausteuerung in Betrieb gesetzt werden, damit sie das Gussstück mit einer Ge schwindigkeit aus der Form ziehen, die grö sser ist als die Fliessgeschwindigkeit des flüs sigen Metalles.
Dies beendet die Stillstands phase des Giesszyklus, und einer der Zeitkon taktapparate M1 oder M2 hält an, um die Zeit- abweiehung im laufenden Zyklus für den nachfolgenden Zyklus zu speichern. Der an dere Zeitkontaktapparat M1 oder M2 kehrt auf Null zurüeli, wobei die für seine Rück kehr notwendige Zeit von der Grösse und der Richtung der gespeicherten Zeitabweichung vom vorangehenden Zyklus zur Zeitabwei chung des laufenden Zyklus zugezählt oder davon subtrahiert wird. Während der Zeit, in welcher der Zeitkontaktapparat M1 oder M2 auf Null zurückkehrt, befindet sich auch der Feinrheostat VR in entsprechender Bewegung. Wenn die Bewegung des Feinrheostaten VR beendet ist, bleibt er während des nächstfol genden Zyklus in seiner Stellung unverändert.
Am Ende der Zeitabweichung in der Still standsphase kehrt der Grobrheostat IHR in seine vorherige Einstellung zurück.
Bei der Beschreibung von Zyklus III nach Fig. 3 und 1 betrug die Stillstandszeit 1,5 Se kunden mehr. Dadurch wurde die Notwendig keit einer Zunahme der Giessmenge aus dein Gefäss 10 angedeutet. Diese Zunahme wird durch einen Vorschub des Fein- und Grob- rheostaten während der Messung der Abwei chung erreicht.
Doch da die gespeicherte Ab weichung vom vorhergehenden Zyklus grösser war als die im Zyklus III gemessene Abwei chung, das heisst 2,0 Sekunden bzw. 1,5 Sekun den, wurde der Feinrheostat sofort nach der Messung der Abweichung im Zyklus III auf einen tieferen Wert gesenkt.
Auf diese Weise ist die tatsächliche Fliessmenge sogar, trotz dem die zyklische Messung der Abweichung die Notwendigkeit einer höheren Giessmenge an die Gussform zeigt, geringer als diejenige im vorangehenden Zyklus. Dies ist auf die vorwegnehmende Wirkung der Steuerung zLl- rückzuführen, welche angibt, dass sich die tat sächliche Giessmenge der richtigen Giessmenge nähert., so dass eine etwas geringere Korrektur benötigt wird als die im Verhältnis zur Ab- weiehung stehende.
Es ist ferner zu beachten, dass der Motor des Grobrheostaten entspre chend der Abweichung in eine neue Stellung bewegt wird, und zwar in der gleichen Rich tung, um die Zeitabweichung zu kompensieren, und dann auf Null zurückkehrt. Die für diese Bewegung und die Rückkehr benötigte Zeit beträgt das Doppelte der Abweichungszeit. In folgedessen ist die Steuerleistung als Produkt der Geschwindigkeit und der Zeit proportional zum Quadrat der Abweichung. Der Motor des Grobrlieostateil kann mit dem Rhieoqtateii ge kuppelt über ein Getriebe verbunden sein, da mit sieh jede gewünschte Wirkung durch die Veränderung der Stellung des Rheostaten er reichen lässt.
Obwohl nur zwei Rheostaten für die Steuerung der Hebevorrichtung 18 mit Motorantrieb gezeigt worden sind, ist es klar, dass zusätzliche Rheostaten mit Motorantrieb vorgesehen werden können. Zum Beispiel kann ein Paar Feinrheostaten verwendet werden, welche verschiedene Wirkungen auf die Ge schwindigkeit der Motorhebevorrichtung für gleiche Winkelveränderungen in der Stellung des Rheostatenarmes haben. Einer dieser Rheo- staten könnte während der Messung der Ab weichung in jedem Zyklus in Betrieb gesetzt werden, während der andere nach der Mes- sund der Zeitabweichung durch die vorweg nehmende Wirkung der Messungen der Abwei chung im nächsten Zyklus zur Wirkung kom men könnte.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, dass das Kippen des Ofens 10 so regu liert wird, dass die Beibehaltung einer imn we sentlichen gleichmässigen Fliessmenge von flüssigem Metall in die Form gewährleistet. ist. Bei der vorliegenden Steuerschaltung arbeiten die Zeitkontaktapparate M1 und M2 in jedem Zyklus in entgegengesetzter Richtung, und beide werden in jedem aufeinanderfolgenden Zyklus von Stillstand und Bewegung des Guss stückes in ihrer Richtung umgeschaltet.
Dar über hinaus speichert jeder Zeitkontaktappa- rat abwechslungsweise die Zeitabweichung zwischen der tatsächlichen und der gewünsch ten Dauer des Stillstandes des Gussstüekes in der Form für jeden Zyklus des Ausziehens des Gussstückes. Wie beschrieben, werden die Zeitkontaktapparate durch das Ende des zeit lich abgestimmten, gewünschten Stillstandes und durch das Ansteigen des flüssigen Metal les auf ein vorbestimmtes Niveau durch die Niveaukontrolleinriehtung betätigt.
Control device of a continuous casting plant The invention relates to a control device of a continuous casting plant which has a continuous casting mold from which the metal strand is periodically extracted. Such a casting system is described, for example, in the applicant's Swiss patent g.287295. In order to be able to produce well and quickly with such a system, it is necessary to be able to control the casting process very precisely. This is u. a. difficult because the casting vessels from which the molten metal is poured into the continuous casting molds, for. B. tilting vessels, change their inner shape over time as a result of the erosion of the Me tallos.
The consequence of this is that, for example, a program control that precisely timed the movement of a tilting vessel does not work satisfactorily in the long run.
The invention makes it possible to achieve excellent automatic control of the casting process. The control device according to the invention is characterized by means to measure the difference between the actual value and the target value of the time it takes the molten metal flowing from a casting vessel into the mold after each pulling out of the metal strand to in this form to reach a certain level, when it is reached, the strand is pulled out of the form, and by means of periodically changing the outflow quantity per unit of time of the metal from the form by the time difference measured in each measurement cycle and by that in the previous measurement cycle to influence measured time difference,
to quickly adjust the actual value to the target value.
The influencing of the outflow quantity by the mentioned time differences does not necessarily always have to take place in the same way; the control device can be adjusted in various ways with the help of manual switches in order to change the influence of one or the other time difference or even to be able to switch it off temporarily, if this should be desired for special reasons. Of course, however, both time differences must be effective in at least one operating position of the control device.
In the accompanying drawing is. an exemplary embodiment of the subject invention is shown. The figures show: FIG. 1 a schematic representation of the continuous casting plant, FIG. La a detail of the same on a larger scale, FIG. 2 the circuit diagram of that part of the control device which is represented in FIG. 1 by block 37;
which is referred to as the control box, FIG. 3 a diagram to explain the mode of operation of the device during different successive measuring cycles, FIGS. 4 to 7 different position diagrams for time contact devices and rheostat motors at the end of the third, fourth, fifth and sixth measuring cycle of FIG .3.
As is apparent from Fig. 1 and la, includes. the continuous caster a casting vessel 10, which is provided with a pouring spout, not visible in the drawing, from which the molten metal flows through an intermediate vessel 11 essentially free of slag into a perpendicular, elongated continuous casting mold 12 open at both ends. The casting vessel 10 can be designed as a melting furnace or consist of just one pouring ladle, which is intended for filling with liquid metal that is fed to it with a transport ladle. The vessel 10 is advantageously pickled, so that the liquid metal poured out of it is given to the mold at a substantially uniform temperature.
Such casting devices are known, for. B. from Swiss Patents Nos. 287295 and 281502.
The vessel 10 is tiltable about a horizontal transverse axis, which is formed by the pins 13 which are arranged on opposite Be th of an L-shaped frame 14 supporting the container. The pins are supported by pin bearings 15, each of which is mounted on a base 16 and is designed to slide in a horizon tal direction perpendicular to the axis of the tilting movement. The transverse position of the vessel 10 in relation to the pouring funnel 11 is regulated by means of a gear motor (not shown) which is connected to two threaded spindles 17. The tilting movement of the vessel takes place by means of a cable drum 18 which is driven by a motor 18 '.
The rope 20 wound on the drum is connected via an intermediate member 21 to the frame 14 carrying the vessel 10. Under the mold 12, the casting formed therein is gripped by a pair of pinch rollers 25 which are driven by a variable speed motor 26. A brake 27 is provided to slow down the drawing speed at the end of the strand drawing period. The casting leaving the mold is exposed to the direct Kühlwir effect of a water jet originating from a plurality of nozzles 70 shown in Fig.la, which are provided in the line 30 surrounding the casting, and is prevented from moving transversely by guide pieces 31 . These guide pieces 31 are inserted between the mold 12 and the clamping rollers 25 in a protective tube 12a.
When the level of the liquid metal in the form from below a certain height, z. B. has reached the height a in Fig. La, the casting is cooled and pulled down ge, but mur so far that the upper end of the casting still remains in the mold 12 and the lower end closes. When the pulling down is fertile, the level of the liquid metal constantly flowing in from the casting vessel 11 will rise again from the level b reached during the pulling down until it reaches the height a.
Used to control the metal level. a source for the walls of the mold 12 by urgent rays, for example an X-ray tube, which is provided in a shielded container 33. From which a bundle of urgent rays through a des; eschii-mte line;
34 is led by the form <B> 192 </B>. On the side of the mold opposite the line 34- an ionization chamber 35 picks up any radiation penetrating through the mold, the conductivity of the ionization chamber 35 changing so that a predetermined change in its conductivity indicates
that the liquid metal has reached the level rr. Changes in the conductivity of the chamber are indicated by the current that flows through the lines 36 and is amplified in an amplifier, not shown, whereupon it influences a relay, also not shown, whose contact B (FIG. 2) closes, when level a is reached.
While in the illustrated exemplary embodiment, an X-ray device is used to determine the level a and then to start the extraction mechanism for the casting, other means, such as temperature or light responsive devices, can be used for this function.
The closure of contact B of the relay mentioned due to the action of the level indicator closes a circuit to the control device 38 for the motor 26 of the pinch rollers, so that the motor starts up and the pulling out of the cast rod begins. The duration of the work of the clamping rolls or in other words the duration of the movement phase is controlled by the timer R of the control box 37. When the set time period of this device R has elapsed, the pinch rollers 25 stop until (time period tx) until the level control device 32 responds again as a result of the rise in the level of the liquid metal within the mold.
Any deviation of the actual duration t 1 (actual value) from its target value tn in the successive cycles of the intermittent pulling out of the casting indicates a change in the supply of the liquid metal into the mold. In other words, tx is the time that the molten metal needs from the end of each strand drawing to rise again in the mold 12 to the level a.
In addition to the already mentioned time switch R, the control box 37 also contains a time switch D, which comes into effect in a manner to be explained when the motor 26 is switched off by the time switch R.
Each of these time switches includes a holding coil CCR or CCD, a main contact MCR or MCD and a motor RM or DM, which is fed via a contact LSR or LSD from a common alternating current source AC. The control box 37 also contains two motors VR and MR which each actuate an electrical regulating resistor (rheostat), not shown, namely the motor <I> VR </I> a fine rheostat and the motor <I> MR </I> a coarse rheostat . The two regulating resistors are components of a speed regulating device 101 for the motor 18 ′, which is used to tilt the casting vessel 10. The mechanical connections between the motors VR resp.
MR and the regulating resistors adjusted by them are shown in phantom in FIG. 1 and denoted by 102. The control box 37 also contains two time contact apparatuses M1 and M2, which essentially consist of a synchronous motor and contacts made via a reduction gear, which open or close circuits depending on the position of the rotor. The contacts are labeled LS1-LS6.
The motors of the time contact apparatus 311 and 012 iuid the VR and IIR motors of the rheostats are, for example, synchronous, reversible motors whose number of revolutions is reduced to one revolution per minute.
To the motors immediately after switching off the alternating current. stop, after switching off the alternating current, a small direct current voltage by means of the contacts 6a., 7a, 5a. or 8ca of the relays 6, 7, 5 and 8 are supplied to the relevant motor. This direct current voltage is used to transform the stator of the motor into a magnet, where the rotor is held practically at the same time as the operating alternating current is switched off. .
The control box 37 also contains ten relays 1-10, the contacts of which are each designated in the usual way by the same number and a subsequent letter.
In the drawing, the closed contacts are represented by the symbol t and the open contacts by the symbol =. The Fig.2 shows the position of the relay contacts when the power is switched off, so the normally closed contacts are closed and the Arbeitsskon contacts open. The four mentioned motors are each fed by an alternating current source AC, and depending on whether they are operated via the line CW or CCW, the motors turn in one direction or the other. In addition, capacitors C AP and resistors that are not recorded are switched on in the circuit where necessary.
The control device 37 also comprises a group of manual switches A, C and E. The switch A is closed to energize the relay 9, and when it is opened, the relay 1 is also energized. The contact B is actuated by the level control device 35 as stated and in turn actuates the motor 26 of the pinch rollers 25, which remains in operation until its circuit is interrupted by opening the contact MCR or the manually operated stop switch Stp. Immediately after contact B is closed, the action of the pinch rollers lowers the level of the liquid metal in the mold 12, so that the level control device opens contact B again. The switch C is provided with two Kontaktstellun conditions.
When the switch is closed in the position Cl, the control device is in operation, and when the switch C is in the position C2, the compensation effect of the motors Ml and M2 is switched off, and the motor-driven switching elements return to their settings or rest positions back.
The transmission between the motor VR and the fine rheostat is such that there is a corrective regulation of the speed of the motor 18 'of the lifting mechanism. In order to select the right gear for the drive of the fine rheostat, the control effect of different positions of the coarse rheostat together with that of the fine rheostat must be determined through experiments, and the correct combination is that which is the motor 18 'of the lifting mechanism for the shape of the specifically im The vessel in use provides the desired range of variation. It can be seen that relays 1 and 2 fulfill initial switch functions and, in particular, control relays 3 and 4.
The relay coil 1 and the clutch coil CCR can only be excited by starting the clamping rollers and de-excited dureh the shutdown of these rollers. The relay coil 2 and the coupling coil CCD can only be excited by the contact 1 a when these pinch rollers are switched off, and can only be de-excited by the opening of the contact MCD of the timing mechanism D. In the event of a long downtime, the contact arm (not shown) of the timing mechanism D opens the contact MCD and de-energizes the coil.
Since the CCD is de-energized by starting the clamping rollers, the contact arm of the time control mechanism D does not allow the MCD to close again until the contact has been opened by the excitation of the relay coil 1 as a result of the starting of the clamping rollers. The relay coils 3 and 4 can only be excited by the effect of starting the pinch rollers at the end of the desired standstill phase, but the effect is initiated by the last state that follows.
But since the relay coil 3 is a latch relay, it switches its contacts over when it is energized and holds the contacts in this switched position until it is re-energized in the next cycle due to the above-described effect. On the other hand, the relay 4 is energized and switches its contacts when the pinch rollers stop at the end of the current movement phase.
The Fig. 2ca to \? f illustrate the circuits that result, for example, when working the circuit.
In FIG. 2a the arrows show how the current flows through the time switch D. Under these circumstances, the extraction mechanism is inoperative and the level of the molten metal is up. in the form has not yet reached the height a, so that the contact B is not yet closed.
2b shows the state of the circuit either before the time switch D has started the pull-out mechanism or before the contact B has been closed.
Fig. 2c shows the state immediately after the end of the pre-set in the timer D standstill phase. Contact MCD has been opened by timer D but before the pull-out mechanism has started. This mechanism is either activated after the specified downtime or by closing contact B. In this state, the fine rheostat motor V'R is operated clockwise. At the same time, the time contact apparatus M1 works clockwise and the time contact apparatus M2 works in a counterclockwise direction; the coarse rheostat motor also works clockwise.
According to Fig. 2d, contact B has been closed because the metal level has reached height a. The time contact apparatus NU stands still and the time contact apparatus M2 works counterclockwise. In addition, the direction of rotation of the rheostat motors VR and MR is reversed, so that they now turn counterclockwise.
Fig. 2e shows the state during the movement phase Be while the Ausziehmechanis works to pull the strand from the mold. During this movement phase, the time contact devices M1 or M2 return to their zero position. Of course, this will only be the case if there was a deviation in a previous measurement cycle, and the backward movement will only lurk long enough to reverse the deviation in the previous measurement cycle. During this time, the coil 3 will reverse its contacts to prepare for the next deviation measurement.
FIG. 2f shows the state during the standstill phase immediately after the movement phase, with one or the other time contact apparatus M1 or M2 being ready to carry out deviation measurements during the next measurement cycle. The next step in the cycle will again lead to the state illustrated in FIG. 2a. There are three possible ways of controlling the motor 18 ', the coarse rheostat <I> DIR </I> either going back to the zero position (I), not going back to the zero position (II) or being non-automatic (III). The choice of the correct method of actuating the rheostat MR depends on the shape of the pouring vessel 10.
I. MR goes back to zero. Where the control capacity of the fine rheostat VR is not sufficient to correct the pouring quantity accordingly, the coarse rheostat 111R can be used in such a way that it has the effect of the fine stages in and proportional to the square of the ratio of the actual standstill time to the selected target time of the timing mechanism < I> D </I> enlarged. The JTR rheostat always regulates from a zero position.
II. 171R does not go back to zero. Where the shape of the casting vessel is such that the above arrangement of the fine and C, rrobrheostats 111R and <I> VR </I> can control the pouring amount of the vessel 10 over a large area of the pouring operation, but is not able to To compensate for a pronounced increase in the deviation, switch E can be opened to prevent the coarse rheostat DIR from going back to the zero position.
This significantly increases the effect of the movement of the coarse rheostat, since its change of position is effective for almost the full pull-out periods plus standstill and standstill phases, instead of just twice the deviation. The squared ratio is no longer effective under these conditions because the speed change is effective for an essentially constant period of time.
III. Non-automatic control. Where the shape of the pouring vessel is such that the action of the fine rheostat per unit of standstill deviation is sufficient to control the flow rate from the pouring vessel accordingly, the coarse rheostat is disengaged from its motor 111R by means of a manually operated clutch (not shown) .
Furthermore, since only three types of standstill phase of the pinch rollers 25 are possible, namely shorter than, the same as and longer than the desired downtime, there are only three possible combinations of the sequence of Ope rations of the relay coils 1 and 2, namely the following: I. The The actual standstill phase is shorter than the desired standstill phase, that is, the pinch rollers start to work before the desired standstill time has expired, and in this way end the actual standstill phase. The time control mechanism D continues its function until the MCD is opened when the specified standstill time has elapsed.
The relay 1. is energized, opens its contacts 1a and ld and closes the contacts 1b and 1e. The clutch coil CCD remains energized until the main contact MCD is opened and the relay 2 is de-energized and in this way opens its contacts 2a, 2c. and 2b, 2d and 2e close. The time elapsed between these two operations, which is the time between the actual standstill time and the desired standstill time, is the time span by which this standstill phase deviates from the desired standstill phase.
II. The actual standstill phase, which lasts essentially the same length as the desired one, has the effect that the deviation from the desired standstill time is essentially zero, that is, the deviation. chungszeit is only microseconds, wes half the mechanical delay of the control circuit prevents the simultaneous excitation of the relay coil 1 and the de-excitation of the relay coil 2, whereby the correct operation of the relays 2 and 3 would be prevented.
III. The actual standstill time is greater than the desired one, that is to say the desired standstill time expires before the start of the pinch rollers 25 concludes the actual standstill phase. The relay coil 2 is de-energized by the contact MCD of the timing mechanism D, which is opened by the con tact arm of the timing mechanism and in this way 2a and 2e opens and 2b, 2d and 2e closes. When the pinch rollers start up, the relay coil 1 is excited, opens its contact 1a and in this way excites the coupling coil CCD of the time control mechanism, opens the contact 1d and closes the contacts Ib, Ib and Ie.
The following tabular overview summarizes the contact positions and other operating conditions of the control attitude shown in Fig. 2 during the various possible deviations in the flow rate of the metal in the mold. The individual columns in the table mean: I. The details of the coils, contacts, switches, timing mechanisms, storage eccentrics with motor drive, rheostats with motor drive and limit switches.
1I. The circuit in the de-energized state. III. The state of the circuit after power is supplied to all line terminals \ by the main switch. which are not shown, and switches A, E, which are closed, and C in position 1.
The control circuit is now in the state in which a standstill phase is time-controlled, that is to say at a point in time. during the standstill phase, after the start of the standstill and before the end of both the desired and the pre-set or actual standstill by the time control mechanism D, as determined by the start of the function of the pinch rollers through the switch contacts B due to the interruption of the X-ray beam is completed.
IV. The state of the circuit in a movement period, as the result of an ideal standstill phase, in which the end of the desired standstill phase coincides with the end of the actual standstill phase ..
V. The state of the circuit immediately after the end of the actual standstill phase due to the start of the function of the pinch rollers and before the end of the desired standstill phase. This is the first deviation of the circuit from the state shown in column III, which indicates a standstill phase which is shorter than the desired one and indicates that the furnace is supplying too much metal.
VI. The state of the circuit after the desired standstill phase expires, as it was pre-set by the timing mechanism D, and after the end of the actual standstill phase, as determined by the commissioning of the pinch rollers under the effect of the interruption of the X-ray beam. This is the second action of the circuit under which we have a brief downtime.
VII. The state of the circuit immediately after the desired standstill phase has expired, as is preset by the time control mechanism D, but before the actual standstill time has expired. This is the first deviation of the circuit from the state after column III, which indicates that the standstill phase is longer than desired, which in turn indicates that the amount to be fed from the oven is too low.
VIII. The state of the circuit immediately after the end of the actual standstill phase, as it is terminated by the commissioning of the pinch rollers after the expiry of the desired standstill time. This is the second action of the circuit under the effect of a long downtime.
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The latch mechanism of this relay is operated by its own coil. (Open-Closed) means that the contacts IICR and MCD have currently opened directly in the valley before the state indicated in the rest of the column.
The relay 10 and all its contacts provide a system for the deletion of any false recording or storage of the deviation in the poured amount, which arises as a result of a temporary physical connection, for example slag banks etc., which occur in the metal casting grooves of the casting vessels, which is actuated by moving switch C to position C2. As a result, the relay 10 and all contacts 10 are switched from the position shown in the drawing voltage of the voltage-free circuit. This effect deletes the stored or recorded deviation in the control and brings both cams of M1 and M2 to the zero position.
Switching switch C to Cl after the breakdown has been rectified brings the circuit back into operating condition.
The limit switches LS1-LS6 are, as shown in this table, kept closed by the cams Ml, 712 or can open; therefore the LS positions on the table are the direct result of the direction of rotation specified for the corresponding cam disks in the columns by CW or CCW.
The storage of a deviation or time error at M1 or M2 causes the corresponding limit switch to close, depending on whether the particular time error is larger than desirable: this causes the cam lock to rotate in the downtime determined by CW, which is shorter than desired them in the direction determined by CCW. The effect of the saved results on the control circuit happens in the next cycle with the energy that flows through the correspondingly closed limit switch LS into the cam disc motor to drive the cam disc in the opposite direction than that in which the deviation was saved.
It was assumed that the star circuit was put into operation without a recorded deviation of the downtime or in the zero position of the cam disks of the time contact apparatuses M1, M2 in columns III, IV, V and VII.
A characteristic example of the function of the control circuit described, as it is used to regulate the amount of liquid metal supplied to a unit for continuous casting of the type described, is shown in FIG. Nine cycles I-IX of a continuous Giesspro process are shown in which the hardened casting is withdrawn from the mold intermittently and cyclically, as described above be. In Fig. 3, the movement time of the extraction of the casting by the timing mechanism R (Fig. 2) is set at 10 seconds, while the ge desired downtime (line b), which is set on the timing mechanism D, is also 10 seconds.
The relationship between standstill (upper line) and movement (lower line) represented by curve a can of course have any value. The actual standstill time is shown by the solid line c attached above the straight dashed line b of the desired standstill time. The movements of the coarse rheostat 117R, the fine rheostat VR and each time contact apparatus I111 and M2 are shown separately.
It should be noted that the actual downtime during the first cycle is long, while the control circuit essentially quickly brings the actual and desired downtime into agreement. It should also be noted that the time contact devices M1 and M2 alternately serve to store the time deviation of the actual standstill from the desired standstill, with M2 starting in cycle II.
4 to 7 schematically illustrate the actual position of the time contact apparatus 1111 and 112 as well as the R.heostat motor en 1IR and VR at the end of the third, fourth, fifth and sixth cycle according to FIG. 3. In the embodiment according to FIG assumed that the pouring amount is too small, that is, that the downtime is 14 seconds or 4 seconds more than the desired 10 seconds of downtime. This time deviation has caused a brief impulse to increase the amount poured by the action of the coarse rheostat MR, and also an increase in the amount poured as a result of a change in the position of the fine rheostat VR.
Normally, M1 would go back to the zero position and take VR with it, at a position determined by the difference between the previous stored error and the current error. Since no time discrepancy was stored in M1 from the previous cycle under the commissioning conditions of this example, the correction is doubled as a result of the above-mentioned error, because M1 goes back to zero from the current error and takes VR with it. However, a deviation of 4 seconds from the previous cycle is kept on the Zeitkon clock apparatus M1 for use in the next cycle.
The second cycle lasts 2 seconds longer than the norm, i.e. it is a standstill of 12 seconds, while the third cycle lasts 1.5 seconds longer than the norm, with the actual downtime being 11.5 seconds , Fug. 4 illustrates the movement of the control elements M1, M2, VR and MR during the third cycle shown in FIG. At the beginning of this cycle, the time contact apparatus M1 retains a stored time deviation of 2 seconds from the previous cycle (cycle no. II of FIG. 3). As can be seen from Fig. 4, the end of the desired 10-second standstill phase sets the time contact apparatus M1 in function, which runs during the difference between the desired and the actual standstill phase, namely for 1.5 seconds.
Simultaneously with the movement of M1, the coarse rheostat MR also moves from 28 to 39.5 (o / o of the travel) and the fine rheostat VR from 38 to 39.5 (travel units). The time contact apparatus M2 started with M1, but in the opposite direction, and when the pinch rollers started moving, it retained 0.5 seconds, which represents the excess of the time deviation between cycle number II and III. The commissioning of the pinch rollers switches M1 off, and M1 retains the time deviation of 1.5 from cycle III for correction use in the following cycle, and the coarse rheostat MR returns to its initial position.
But since 0.5 seconds are kept on M2, the time contact apparatus M2 causes VR to move from 39.5 to 39 when it returns to zero. The activation of the pinch rollers causes the relays 3 and 4 to be excited. The ratchet relay 3 keeps its contacts in the switched position, so that the direction of rotation of the time contact devices M1 and M2 are switched in each successive cycle of pulling out the casting and stopping the (see also the given table).
FIG. 5 shows the movement of the motors of the time contact apparatus and the rheostats during cycle IV of FIG. 3, in which the actual downtime of the casting in the mold lasts 10.5 seconds. At the end of the desired ten-second standstill, the time contact apparatus M2 works during a time deviation of plus 0.5 seconds, while VR moves from 39 to 39.5.
Since the time contact apparatus III began to work with J1 ?, but in the opposite direction of rotation, 3I1 still retains a time deviation of plus 1.0 seconds when the pinch rollers are activated.
In this way, when the pinch rolls begin to operate, see VR moves from 39.7 to 38.5 while 111 goes to zero. The coarse rheostat 1ZR also moved at 11 \? from 38 to 38.5 and returned to zero. or its basic setting back when the pinch rollers were activated.
6 illustrates the movement of the time contact apparatus III and 71 \ _ 'and the rheostats VR and 1IR during the fifth cycle according to FIG. 3. In this cycle, the actual downtime is 9.5 seconds or 0.5 seconds less than the desired downtime. When the pinch rollers are put into operation, the Zeitkon clock apparatus M1 moves from zero to minus 0.5, while the fine and coarse rheostat VP and MR move simultaneously from 38.5 to 38 and from 38 to 37.5. M2 also moves from plus 0.5 to plus 1.0.
At the end of the desired downtime, M2 returns from plus 1.0 to zero, and the fine rheostat VR moves from 38 to 37. An actual downtime, which is shorter than the desired downtime, indicates that the delivery quantity of the liquid metal to the mold is somewhat too plentiful, it is desirable to reduce the amount of metal poured. This is done by the controls according to FIGS. 3 and 6.
The operation of the timing motors and rheostats during the sixth cycle of FIG. 3 is shown in FIG. During this cycle the actual downtime was 0.75 seconds. When the pinch rollers are put into operation, M2 moves from zero to minus 0.25, with the fine and coarse rheostat moving from 37 to 36.75 and from 38 to 37.75, respectively. The coarse rheostat MR returns to its base position at 38 when the desired downtime of 10 seconds has expired.
The time contact apparatus M1 begins with M2, but in the opposite direction, and since a time difference of 0.5 seconds was retained on M1 from cycle V, the fine rheostat is moved backward by 0.25 to position 37 after the desired downtime has expired.
If the time control device D for the standstill actuates the control first, then this indicates a condition in which the flow rate of the liquid metal is too small, and the control increases the tilting of the furnace by moving both the coarse rheostat MR and the fine rheostat VR. This movement of M1, M2, VR and MR continues until the level control activates the pinch rollers so that they pull the casting out of the mold at a speed that is greater than the flow speed of the liquid metal.
This ends the standstill phase of the casting cycle, and one of the time contact devices M1 or M2 stops to save the time deviation in the current cycle for the following cycle. The other time contact apparatus M1 or M2 returns to zero, the time required for its return being added to or subtracted from the size and direction of the stored time deviation from the previous cycle to the time deviation of the current cycle. During the time in which the time contact apparatus M1 or M2 returns to zero, the fine rheostat VR is also in a corresponding movement. When the movement of the fine rheostat VR has ended, it remains unchanged in its position during the next cycle.
At the end of the time deviation in the standstill phase, the IHR coarse rheostat returns to its previous setting.
When describing cycle III according to FIGS. 3 and 1, the downtime was 1.5 seconds more. This indicated the need for an increase in the amount poured from your vessel 10. This increase is achieved by advancing the fine and coarse rheostat while measuring the deviation.
However, since the stored deviation from the previous cycle was greater than the deviation measured in cycle III, i.e. 2.0 seconds or 1.5 seconds, the fine rheostat was set to a lower value immediately after measuring the deviation in cycle III lowered.
In this way, the actual flow rate is even lower than that in the previous cycle, despite the fact that the cyclical measurement of the deviation shows the need for a higher pouring rate on the casting mold. This can be traced back to the anticipatory effect of the control zLl-, which indicates that the actual poured amount is approaching the correct poured amount, so that a somewhat smaller correction is required than that in relation to the rejection.
It should also be noted that the motor of the coarse rheostat is moved to a new position in accordance with the deviation, namely in the same direction in order to compensate for the time deviation, and then returns to zero. The time required for this movement and return is twice the deviation time. As a result, the control output as the product of the speed and time is proportional to the square of the deviation. The motor of the Grobrlieostateil can be coupled with the Rhieoqtateii via a gearbox, since with see any desired effect by changing the position of the rheostat he can reach.
Although only two rheostats have been shown for controlling the motorized elevator 18, it will be appreciated that additional motorized rheostats could be provided. For example, a pair of fine rheostats can be used which have different effects on the speed of the motor hoist for equal angular changes in the position of the rheostat arm. One of these rheostats could be put into operation during the measurement of the deviation in each cycle, while the other could come into operation after the measurement and the time deviation due to the anticipatory effect of the measurements of the deviation in the next cycle.
From the above description it can be seen that the tilting of the furnace 10 is regulated so that the maintenance of an essentially uniform flow rate of liquid metal into the mold is ensured. is. In the present control circuit, the time contact apparatuses M1 and M2 work in opposite directions in each cycle, and both are switched in direction in each successive cycle of standstill and movement of the casting.
In addition, each time contact device alternately stores the time discrepancy between the actual and the desired duration of the standstill of the casting in the mold for each cycle of the drawing out of the casting. As described, the time contact devices are actuated by the level control device by the end of the time-coordinated, desired standstill and by the rise in the liquid metal to a predetermined level.