Die Synthese verschiedener Modellierungsmethoden – Entwicklung des Gießspiegelreglers LevCon 2.0

Beim Stranggießen von Stahl wird flüssiger Stahl in eine wassergekühlte Gussform aus Kupfer (Kokille) gegossen, aus dieser wird der Stahlstrang mit fester Schale und flüssigem Kern herausgezogen. Schwankungen des Stahlpegels in der Kokille führen zu einer verringerten Qualität des Endproduktes, dieser sogenannte Gießspiegel soll möglichst ruhig sein. Der Zufluss wird z.B. über einen feuerfesten Stopfen gesteuert, der die Zuflussöffnung in die Kokille verschließt. Die Stopfenposition wird in Ab-hängigkeit von dem gemessenen Gießspiegel automatisch geregelt. Siemens VAI entwickelt die zweite Generation des erfolgreichen Gießspiegelreglers LevCon. Neben verschiedensten Zusatzfunktionen die besondere Gießbedingungen berücksichtigen wird für den Entwurf des Basisreglers eine moderne Regelungsmethode angewendet, und so modifiziert, dass der resultierende Regler während der Anlageninbetriebnahme leicht eingestellt werden kann. Die Voraussetzung für die Anwendung von modernen Regelungsmethoden ist eine gute Modellbil-dung der zu regelnden Strecke. In der Vergangenheit waren die Streckenmodelle relativ einfach, we-sentliche Effekte wie die Schwerewellen des Gießspiegels wurden vernachlässigt. Dieser Tagungsbeitrag beschäftigt sich vor allem mit der Anregung von Oberflächenwellen, da diese eine wesentliche Beschränkung der Gießspiegelregelgenauigkeit bewirken können. Um diese Effekte genauer zu studieren wurden analytische Modelle und CFD (Computational Fluid Dynamics) Modelle erstellt und diese mit Wassermodellversuchen verglichen. Basierend auf einem mathematischen Modell des Gießspiegels kann mit modernen Regelungsme-thoden ein mathematisch optimaler Regler entworfen werden. Dieser Regler verbessert die Störungs-unterdrückung verglichen mit früheren Algorithmen.