[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Temperatur eines
Gießstrangs in einer Stranggießanlage mit einer Steuer- oder Regelungseinheit zur
Steuerung oder Regelung der Temperatur des Gießstrangs in einer Sekundärkühlung einer
Stranggießanlage mit zumindest einem Mittel zur Kühlung des Gießstrangs.
Stand der Technik
[0002] Bei Stranggießanlagen wird der Strang des Gießguts hinter der Kokille bis zur vollständigen
Erstarrung in der so genannten Sekundärkühlung abgekühlt. Dieser Abkühlvorgang spielt
eine entscheidende Rolle für die Materialqualität des Strangs. So sollte die vollständige
Erstarrung innerhalb der Rollensegmente der Stranggießanlage erfolgen, welche den
Strang mit flüssigem Kern stützen. Dabei ist es das Ziel, dass die Abkühlraten der
Strangkühlung und der Temperaturbereich für die Strangschale so bemessen sind, dass
der gegossene Strang fehlerfrei erstarrt.
[0003] Bei Stranggießanlagen nach dem Stand der Technik wird die Abkühlung durch eine Sprühwasserkühlung
realisiert, wobei die Sprühwassermenge unter Vorgabe von Sprühwassertabellen gesteuert
wird. Diese Sprühwassertabellen enthalten gemäß dem Stand der Technik für jede Kühlzone
die einzustellende Kühlwassermenge für das Sprühwasser. Für unterschiedliche Gießgeschwindigkeiten
werden daher bestimmte Wassermengen vorgegeben. Je nach Werkstoffsorte des Strangs
wählt dann der Operator der Anlage eine geeignete Tabelle aus, die zur Einstellung
der Wassermengen in der Sekundärkühlung herangezogen wird. Die Handhabung der vielen
unterschiedlichen Tabellen für unterschiedliche Betriebsbedingungen ist im Gießalltag
aufwendig und lästig.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
[0004] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung
der Temperatur zu schaffen, bei welcher bzw. bei welchem die Nachteile des Standes
der Technik vermindert oder gar verhindert werden sollten.
[0005] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst
[0006] Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass die Solltemperaturen für die Regelung einer
Sekundärkühlung automatisch und dynamisch an die aktuellen Gegebenheiten angepasst
werden. Die im Stand der Technik noch erforderliche aufwendige Handhabung der zahlreichen
Tabellen wird dadurch für eine Bedienperson zumindest teilweise entbehrlich. Die Solltemperaturen
werden in der Regel so voreingestellt, dass ein normaler Betrieb der Anlage mit zu
erwartendem Gießparametern (zum Beispiel Gießtemperatur, Gießgeschwindigkeit) möglich
ist. Da in der Praxis diese Parameter aber dennoch unter- bzw. überschritten werden
oder auch Geschwindigkeitsänderungen zu Qualitätseinbußen des zu bearbeitenden Materials
führen können, sieht die Erfindung vor, die Solltemperaturen dynamisch den vorliegenden
Gegebenheiten, das heißt eventuell veränderten Gießparametern anzupassen. Sind dann
die Gießparameter wieder im erwarteten Bereich, werden die Solltemperaturen wieder
auf ihre ursprünglichen Werte eingestellt. Diese Steuerung/Regelung der Solltemperatur
erfolgt in einem eigenen/separaten ersten Modul innerhalb der gesamten Steuerungs-und
Regelungseinheit.
[0007] Bei den Daten und/oder Signalen, welche die Steuer- oder Regelungseinheit empfängt,
handelt es sich insbesondere um den Temperaturwert des Gießstranges an zumindest einer
Position, wobei der Temperaturwert entweder berechnet oder gemessen wird. Für den
Fall, dass eine Berechnung der Temperaturwerte des Gießstrangs erfolgt, kann vorteilhaft
zusätzlich zu der Berechnung eine Messung der Temperaturen des Gießstrangs erfolgen,
um die Temperaturberechnung mit der Messung abzugleichen.
[0008] Die Steuer- oder Regelungseinheit ermittelt anhand der empfangenen oder ermittelten
Daten und/oder Signalen den Zustand des Gießstrangs an zumindest einer Position und
steuert oder regelt in einem zweiten Modul unter Berücksichtigung der angepassten
Solltemperatur und von Erfordernissen des Gießprozesses die Temperatur des Gießstrangs
an zumindest einer Position durch geeignete Kühlung.
[0009] Erfindungsgemäß erfolgt die dynamische Anpassung der Solltemperatur des Gießstrangs
an zumindest einer Position in Abhängigkeit der Auslauftemperatur des Gießstrangs
aus der Kokille.
[0010] Weiterhin wird die Steuer- oder Regelungseinheit anhand der ermittelten und/oder empfangenen Daten oder Signale eine Bestimmung der Durchbiegung des Strangs
und/oder der Strangschale zwischen zumindest einzelnen Rollen durchführt. Dabei ist
es vorteilhaft, wenn die Steuer- oder Regelungseinheit anhand der ermittelten und/oder
empfangenen Daten oder Signalen eine Bestimmung einer Dehnung des Strangs und/oder
Strangschale zwischen zumindest einzelnen Rollen durchführt.
Auch ist es ein Vorteil, dass der Wert der bestimmt en Durchbiegung und/oder Dehnung mit einem Vergleichswert verglichen
wird und bei Überschreitung eines Grenzwertes eine Warnung ausgelöst wird. Weiterhin
ist es vorteilhaft, wenn der Wert der bestimmten Durchbiegung und/oder Dehnung mit
einem Vergleichswert verglichen wird und bei Überschreitung eines Grenzwertes eine
Absenkung der Solltemperatur des Strangs zumindest in dem Bereich des Strangs durchgeführt
wird, in welchem die Überschreitung ermittelt ist. Weiterhin ist es dabei zweckmäßig,
wenn die Anpassung der Solltemperatur oder der Solltemperaturen derart erfolgt, dass
für im Wesentlichen den ganzen Bereich der Sekundärkühlung die Durchbiegung und/oder
die Dehnungen die zulässigen Grenzwerte nicht überschreitet.
[0011] Gemäß der Erfindung ist es weiterhin vorgesehen, dass die Steuer- oder Regelungseinheit anhand der ermittelten und/oder empfangenen Daten
und/oder Signalen eine Bestimmung einer Duktilität des Strangs durchführt. Dabei ist
es zweckmäßig, wenn die bestimmte Duktilität des Strangs mit einem vorgebbaren Grenzwert
der Duktilität verglichen wird und bei Unterschreitung des Grenzwerts eine Warnung
ausgelöst wird. Auch ist es zweckmäßig, wenn die bestimmte Duktilität des Strangs
mit einem vorgebbaren Grenzwert der Duktilität verglichen wird und bei Unterschreitung
des Grenzwerts eine Erhöhung der Solltemperatur des Strangs veranlasst wird. Weiterhin
ist es vorteilhaft, wenn die Bestimmung der Duktilität des Strangs vorzugsweise für
einen Bereich vor einer Biege- und/oder Richteinheit der Stranggießanlage durchgeführt
wird.
[0012] Schließlich ermittelt die Steuer- oder Regelungseinheit anhand von ermittelten und/
oder empfangenen Daten und/
oder Signalen eine Erstarrungslänge des Strangs, wobei die bestimmte Erstarrungslänge des Strangs mit einem vorgebbaren Grenzwert verglichen
wird und bei Überschreitung des Grenzwerts eine Erhöhung der Solltemperatur des Strangs
veranlasst wird. Auch ist es vorteilhaft, wenn die Steuer- oder Regelungseinheit die
Solltemperatur des Strang derart wählt, dass die Grenzwerte im Wesentlichen erreicht
werden.
[0013] Die Anforderungen an die Sekundärkühlung sind dabei sehr vielfältig. Ein Parameter
für die Steuerung kann beispielsweise die volle Ausschöpfung der vorhandenen Produktionskapazität
sein, wie beispielsweise die verfügbare Strangstützung in der Stranggießanlage bezüglich
der Erstarrungslänge im Wesentlichen bis zum Ende zu nutzen. Bei der Strangtemperaturregelung
kann daher die rechnerische Erstarrungslänge bei der Steuerung oder Regelung der Temperatur
oder der Kühlung entsprechend berücksichtigt werden.
[0014] Ein weiterer vorteilhafter Parameter für die Steuerung der Kühlung kann die Erreichung
und Einhaltung von zumindest einzelnen Qualitätsparametern für den Strang sein, wobei
zum Teil neue Stahlsorten empfindlich gegenüber ungünstigen Abkühlverläufen sind,
so dass die Abkühlrate hier ein Steuerungsparameter ist, um die Bandqualität günstig
zu beeinflussen.
[0015] Beispielsweise bei einer Änderung der Gießgeschwindigkeit verändert sich auch die
Strangtemperatur am Kokillenaustritt. Die nachfolgende Kühlung sollte dies berücksichtigen,
damit keine Qualitätsprobleme zum Beispiel in Form von zu hohen thermischen Spannungen
auftreten, die bei manchen empfindlichen Stahlsorten zu Rissen führen könnten.
[0016] Daher ist es bei einer Anwendung einer Temperaturregelung oder Temperatursteuerung
vorteilhaft, wenn die Solltemperatur für den Gießstrang an verschiedenen Positionen
vorgegeben wird und diese sich jedoch den veränderten Bedingungen aufgrund veränderter
Parameter anpassen kann.
[0017] Weiterhin hat der Strang der Stranggießanlage die Eigenschaft, sich zwischen den
unterstützenden Rollen auszubauchen. Bei zu großen Ausbauchungen entstehen zum Teil
hohe Biegespannungen und Innendehnungen. Diese könnten wiederum zu Strangschäden führen.
Die maximal zulässige Ausbauchung wird vorteilhaft abhängig von den Gießparametern
vorgegeben, wie beispielsweise von der Gießgeschwindigkeit und/oder von der Gießtemperatur.
[0018] Für den Fall, dass der Strang gebogen oder gerichtet wird, erfährt er zusätzliche
Dehnungen und Spannungen. Der Strangwerkstoff sollte dann diesen zusätzlichen Dehnungen
und Spannungen standhalten können, ohne dass wesentliche Rissschäden auftreten. Wenn
der Strang spröde ist, könnte er Oberflächenrisse bekommen. Um solche Risse weitestgehend
zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn der Strang in einem Temperaturbereich gebogen
und gerichtet wird, in welchem der Strang geeignet duktil ist.
[0019] Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0020] Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage eines Ausführungsbeispiels anhand
der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- Fig. 2
- ein Diagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- Fig. 3
- ein Diagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- Fig. 4
- ein Diagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- Fig. 5
- ein Diagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
- Fig. 6
- ein Diagramm zur Erläuterung der Erfindung.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
[0021] Die Erfindung betrifft ein Steuerverfahren oder ein Regelverfahren insbesondere für
eine Sekundärkühlung einer Stranggießanlage. Dazu zeigt Figur 1 schematisch eine Stranggießanlage
1 mit einer Kokille 7 und einer Strangführung 8 sowie mit einem Gießstrang 2. Die
durchgeführte Steuerung oder Regelung der Temperatur wird automatisch ohne Eingreifen
eines Operators oder halbautomatisch durchgeführt, wobei in diesem Falle die Steuer-
oder Regelungseinheit 3 den Zustand der Stranggießanlage 1 anhand der zur Verfügung
stehenden Messdaten analysiert und dem Operator Vorschläge vorgibt zur Einstellung
verschiedener Stellgrößen.
[0022] Die Stranggießanlage 1 weist dabei neben der Steuer- oder Regelungseinheit 3 auch
Mittel 4,5 zur Daten- oder Signalerfassung auf, wie beispielsweise Sensoren. Beispielsweise
sind Temperatursensoren 4 entlang des Strangs 2 angeordnet. Die Mittel 4,5 erfassen,
das heißt detektieren oder berechnen, Zustandsgrößen des Strangs oder der Stranggießanlage
und leiten diese Daten an die Steuer- oder Regelungseinheit 3 weiter, welche anhand
der Signale und/oder Daten die Solltemperatur oder die Solltemperaturen des Strangs
2 dynamisch bestimmt und anhand dieser die Kühlmittel 6 ansteuert zur Erreichung der
Solltemperatur in den jeweiligen Bereichen des Strangs 2. Erfindungsgemäß wird eine
Änderung der Solltemperatur derart durchgeführt, dass eine dynamische Anpassung der
Solltemperaturen in Abhängigkeit der Gegebenheiten des Gießstrangs erfolgt. Dabei
wird vorteilhaft eine Berechnung der Temperatur des Gießstrangs durchgeführt und eine
Regelung der Kühlung, bzw. der Spritzwassermenge durchgeführt, um die Solltemperatur
durch Regelung zu erreichen. Dabei wird weiterhin vorteilhaft ein Katalog der Temperatursollkurven
verwendet. Vorteilhaft ist erfindungsgemäß, dass ein Überwachungsmodul von der Temperaturberechnung
gespeist wird, so dass in diesem Überwachungsmodul das Bulging, die Duktilität und
die Entfernung der Durcherstarrung zum Anlagenende bestimmt wird. Diese bestimmten
Werte werden mit Grenzwerten verglichen und entweder wird eine Warnung ausgegeben
und/oder es wird eine dynamische Anpassung der Solltemperatur bzw. der Solltemperaturen
vorgenommen. Dazu wird auch auf die Figur 6 verwiesen.
[0023] Dabei ist es vorteilhaft, wenn die thermischen Spannungen in der Strangschale am
Kokillenausgang reduziert werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Steuerung
oder die Regelung Betriebszustände reduziert oder vermeidet, in welchen Ausbauchung
des Stranges zwischen Rollen zu groß werden. Auch ist es vorteilhaft, wenn die Steuerung
oder die Regelung Betriebszustände verhindert oder reduziert, in welchen der Strang
in einem Temperaturbereich gebogen oder gerichtet wird, in welchem das Strangmaterial
spröde ist. Darüber hinaus ist es zweckmäßig, wenn die Steuerung oder die Regelung
die Erstarrungslänge des Strangs überwacht und es vorzugsweise vermeidet oder möglicht
reduziert, dass die Erstarrungslänge des Strangs länger ist als der Abstand zum Ende
der Strangunterstützung, so dass der Strang hinter dem Ende der Strangunterstützung
bereits im Wesentlichen erstarrt ist.
[0024] Das erfindungsgemäße Steuerverfahren zur Steuerung oder Regelung der Temperatur in
der Sekundärkühlung des Gießstrangs baut auf eine Temperaturregelung auf, wobei zumindest
eine, vorteilhaft jedoch eine Mehrzahl von Solltemperaturverteilungen für die Strangoberfläche
als auswählbare Vorgabewerte im Speicher einer Steuer- oder Regelungseinheit gespeichert
sind.
[0025] Darüber hinaus verfügt die Steuer- oder Regelungseinheit 3 über einen abgespeicherten
Datensatz, wie beispielsweise eine Tabelle, in welchem für jeden verwendbaren oder
bearbeitbaren Werkstoff oder für jede verwendbare oder verarbeitbare Werkstoffgruppe
eine geeignete Solltemperaturverteilung zugeordnet ist.
[0026] Eine Steuer- oder Regelungseinheit 3 steuert anhand der abgespeicherten und ausgewählten
Daten die Kühlwassermengen der Sekundärkühlung so, dass die Strangtemperaturen den
Solltemperaturen zumindest im Wesentlichen entsprechen.
[0027] Erfindungsgemäß ist die Steuerung oder Regelung dahingehend optimiert, dass die Solltemperaturverteilung
des Strangs nicht für alle Betriebszustände fest vorgegeben und somit verbindlich
vorgegeben ist, sondern dass die Solltemperaturverteilung nach vorgebbaren Kriterien
dynamisch angepasst wird.
[0028] Die Steuer- oder Regelungseinheit enthält neben der Berechnung der Strangtemperaturen
und dem eigentlichen Regelmodul für die Festlegung der Wassermengen vorteilhaft noch
weitere Module um Zusatzaufgaben zu erfüllen.
[0029] So wird vorteilhaft die Auslauftemperatur des Stranges aus der Kokille oder an einem
der Kokille nachfolgenden Kühlsegment berechnet. Die Figur 2 zeigt ein Diagramm 20
einer erfindungsgemäßen Verfahrensweise, wonach in Block 21 abgefragt wird, wie die
Temperatur des Gießstrangs am Kokillenausgang oder am der Kokille nachfolgenden Kühlsegment
ist. In Block 22 wird abgefragt, ob diese ermittelte Temperatur oder eine ermittelte
Abkühlrate größer ist als ein vorgebbarer Grenzwert oder als die zwischen Kokille
und Kühlsegment vorherrschende Abkühlrate. Ist diese Abfrage mit Ja beantwortet, wird
in Block 24 fortgefahren, in welchem eine Warnung ausgegeben werden kann. In Block
25 wird eine Erhöhung oder eine Reduzierung der Solltemperatur angesteuert und eine
reduzierte bzw. eine verstärkte Kühlung des Strangs im Auslaufbereich angesteuert,
damit die Temperatur oder die Abkühlrate des Strangs sich innerhalb der zulässigen
Grenzwerte einstellt. Wird in Block 22 die Abfrage mit Nein beantwortet, so wird keine
Veränderung der Solltemperatur in Block 23 vorgenommen. Dieses Verfahren kann quasi
fortlaufend überwacht und durchgeführt werden, weshalb dieser Verfahrensschritt über
die Schleife 26 zurückgeführt werden kann.
[0030] Die Solltemperaturen des Stranges werden dann für die ersten Kühlsegmente an die
ermittelte Auslauftemperatur angepasst. Hierdurch entsteht ein gleichmäßiger Kühlverlauf
für den Strang bei Reduktion thermischer Spannungen.
[0031] Weiterhin kann die Ausbauchung des Strangs berechnet werden, wobei zusätzlich auch
die zulässige Ausbauchung des Strangs bestimmt werden kann. Dabei kann die zulässige
Ausbauchung beispielsweise von den momentanen Prozessparametern der Stranggießanlage
abhängig sein. Die Figur 3 zeigt ein Diagramm 30 einer erfindungsgemäßen Verfahrensweise,
wonach in Block 31 abgefragt wird, wie groß die Ausbauchung des Strangs zwischen Segmentträgern
ist. In Block 32 wird abgefragt, ob diese ermittelte Ausbauchung größer ist als ein
vorgebbarer Grenzwert, wobei der Grenzwert durchaus von Bereich zu Bereich unterschiedlich
abgelegt sein könnte. Ist diese Abfrage mit Ja beantwortet, wird in Block 33 fortgefahren,
in welchem eine Warnung ausgegeben werden kann. In Block 34 wird eine Reduzierung
der Solltemperatur des Strangs angesteuert und eine verstärkte Kühlung des Strangs
im Bereich der erhöhten Ausbauchung oder davor angesteuert, damit die Temperatur des
Strangs sich zumindest dort abkühlt. Wird in Block 32 die Abfrage mit Nein beantwortet,
so wird keine Veränderung der Solltemperatur vorgenommen, siehe Block 35. Dieses Verfahren
kann quasi fortlaufend überwacht und durchgeführt werden, weshalb dieser Verfahrensschritt
über die Schleife 36 zurückgeführt werden kann.
[0032] Die erfindungsgemäße Steuer- oder Regelungseinheit 3 vergleicht während des Gießens
vorzugsweise fortlaufend oder in Intervallen die detektierte oder berechnete Ausbauchung
des Gießstrangs mit dem maximal zulässigen Wert.
[0033] Wird dieser Wert überschritten, wird die Solltemperatur abgesenkt. Die Solltemperatur
wird dabei vorzugsweise dort im Bereich des Gießstrangs abgesenkt, wo die Überschreitung
erkannt wird, wobei gegebenenfalls auch eine Reduzierung der Solltemperatur in der
Strecke davor angesteuert oder vorgenommen werden kann.
[0034] Gemäß des erfindungsgemäßen Gedankens kann ein weiteres Berechnungsmodul in der Steuer-
oder Regelungseinheit 3 die Duktilität des Stranges bestimmen. Dabei kann ein Vergleich
zwischen dem bestimmten Wert der Duktilität mit einem zulässigen Minimalwert vorgenommen
werden. Wird dieser Grenzwert der Duktilität in einer Biege- oder Richteinheit unterschritten,
wird die Solltemperatur durch die Steuer- oder Regelungseinheit erhöht, wobei dies
vorzugsweise in zumindest einem Kühlsegment vor dem Bereich der Biege- oder Richteinheit
erfolgt. Diesbezüglich sei auf die Figur 4 verwiesen, welche ein Diagramm 40 einer
erfindungsgemäßen Verfahrensweise zeigt, wonach in Block 41 abgefragt wird, wie groß
die Duktilität des Strangs vorzugsweise in einer Biege- oder Richteinheit ist. In
Block 42 wird abgefragt, ob diese ermittelte Duktilität kleiner ist als ein vorgebbarer
Grenzwert, wobei der Grenzwert durchaus von Bereich zu Bereich unterschiedlich abgelegt
sein könnte. Ist diese Abfrage mit Ja beantwortet, wird in Block 43 fortgefahren,
in welchem eine Warnung ausgegeben werden kann. In Block 44 wird eine Reduzierung
der Solltemperatur des Strangs angesteuert und eine verstärkte Kühlung des Strangs
im Bereich der reduzierten Duktilität angesteuert, damit die Temperatur des Strangs
sich zumindest dort oder zumindest in einem Bereich davor abkühlt. Wird in Block 42
die Abfrage mit Nein beantwortet, so wird keine Veränderung der Solltemperatur vorgenommen,
siehe Block 45. Dieses Verfahren kann quasi fortlaufend überwacht und durchgeführt
werden, weshalb dieser Verfahrensschritt über die Schleife 46 zurückgeführt werden
kann.
[0035] Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der Erfindung die
Steuer- oder Regelungseinheit 3 die Erstarrungslänge des Strangs 2 berechnen bzw.
bestimmen und anhand von Sensorsignalen überwachen. Da der Strang durch unterstützende
Segmente getragen wird, ist es zweckmäßig, wenn die Erstarrungslänge nicht länger
ist als die maximale Entfernung des letzten unterstützenden Segments in Transportrichtung
betrachtet. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass der Strang bereits erstarrt ist,
bevor er das letzte unterstützende Segment verlässt. Eine Erstarrungslänge für den
Strang gemäß einem definierten Schwellenwert liegt vor dem letzten Segment. Der Schwellenwert
kann mittels eines Sensors überwacht werden, so dass bei einer Überschreitung der
Erstarrungslänge über diesen Schwellenwert hinaus die Steuer- oder Regelungseinheit
3 eine Gegensteuerung durchführt. Auf Grundlage des gegenwärtigen dynamischen Verhaltens
wird die zu erwartende Erstarrungslänge abgeschätzt. Wenn die Erstarrungslänge des
Strangs über diesen Schwellenwert hinaus ansteigt, veranlasst die Steuer- oder Regelungseinheit
eine Reduzierung der Solltemperatur des Strangs zumindest in einem Bereich vor der
schwellenwertigen Erstarrungslänge, so dass insgesamt die Erstarrungslänge des Strangs
sich reduziert. Diese bewirkt eine stärkere Strangkühlung und die Erstarrungslänge
wird damit kürzer. Die Schwelle ist vorteilhaft so gewählt, dass während des Steuerungs-
oder Regelungsvorgangs die Erstarrungslänge nicht oder nicht wesentlich über den Schwellenwert
hinaus geht und hinter die unterstützenden Segmenten gerät. Diesbezüglich sei auf
die Figur 5 verwiesen, welche ein Diagramm 50 einer erfindungsgemäßen Verfahrensweise
zeigt, wonach in Block 51 abgefragt bzw. dynamisch abgeschätzt wird, wie groß die
Erstarrungslänge des Strangs ist. In Block 52 wird abgefragt, ob diese ermittelte
Erstarrungslänge größer ist als ein vorgebbarer Grenzwert. Ist diese Abfrage mit Ja
beantwortet, wird in Block 53 fortgefahren, in welchem eine Warnung ausgegeben werden
kann. In Block 54 wird eine Reduzierung der Solltemperatur des Strangs angesteuert
und eine verstärkte Kühlung des Strangs angesteuert, damit die Temperatur des Strangs
sich zumindest in einem bevorzugten Bereich abkühlt und sich der Strang in seiner
Erstarrungslänge reduziert. Wird in Block 52 die Abfrage mit Nein beantwortet, so
wird keine Veränderung der Solltemperatur vorgenommen, siehe Block 55. Dieses Verfahren
kann quasi fortlaufend überwacht und durchgeführt werden, weshalb dieser Verfahrensschritt
über die Schleife 56 zurückgeführt werden kann.
[0036] Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die in den Figuren 2 bis 5 dargestellten
Verfahrensabläufe auch miteinander kombinierbar sind, so dass zumindest einzelne Verfahrensschritte
oder Abläufe parallel oder seriell verknüpft sind, so dass auch mehrere Parameter
gleichzeitig Einfluss auf die Einstellung oder Ansteuerung einer Solltemperatur des
Gießstrangs in zumindest einzelnen Bereichen haben können.
[0037] Die Figur 6 zeigt schematisch eine Gießanlage 60, bei welcher Kühlsegmente 61 zur
Kühlung des Gießstrangs 62 vorgesehen sind. Mittels des Sensors 63 oder einer Mehrzahl
von Sensoren kann die Temperatur des Gießstrangs ermittelt werden, um so beispielsweise
die zuvor berechnete Gießstrangtemperatur mit der Messung abzugleichen. Die Temperaturdaten
des Sensors bzw. der Sensoren 63 werden der Datenerfassung 64 zugeführt, welcher auch
weitere Prozessdaten zugeführt werden. Die Daten der Datenerfassung 64 werden der
Überwachungseinheit 65 und der Temperaturberechnung 66 und der Solltemperaturentabelle
67 zugeführt. Die Überwachungseinheit 65 erhält weiterhin Daten von der Temperaturberechnung
66, die auch Daten an die Steuerung/Regeleinheit 68 für die Wassermenge der Kühlung
weitergibt, wobei die Temperaturberechnung 66 auch von der Steuerung/Regelung 68 Daten
zurück erhält. Die Überwachungseinheit 65 gibt Daten an die Steuerung/Regeleinheit
69 für Solltemperatur weiter, die wiederum Daten an die Einheit 68 weiterleitet, welche
wiederum die Kühlsegmente 61 ansteuert. In der Überwachungseinheit 65 werden Bulging,
Duktilität und Entfernung der Durcherstarrung zum Anlagenende bestimmt. Diese werden
dann mit Grenzwerten verglichen, wie es in den Figuren 3, 4 und 5 und der zugehörigen
Beschreibung oben beschrieben ist. Bei Grenzwertverletzungen gibt es entweder nur
eine Warnmeldung oder die Solltemperaturen werden abgeändert.
Bezugszeichenliste
[0038]
- 1
- Stranggießanlage
- 2
- Gießstrang
- 3
- Steuer- oder Regelungseinheit
- 4
- Mittel zur Daten- oder Signalerfassung
- 5
- Mittel zur Daten- oder Signalerfassung
- 6
- Mittel zum Kühlmittelauftrag
- 20
- Diagramm
- 21
- Block
- 22
- Block
- 23
- Block
- 24
- Block
- 25
- Block
- 26
- Block
- 30
- Diagramm
- 31
- Block
- 32
- Block
- 33
- Block
- 34
- Block
- 35
- Block
- 36
- Block
- 40
- Diagramm
- 41
- Block
- 42
- Block
- 43
- Block
- 44
- Block
- 45
- Block
- 46
- Block
- 50
- Diagramm
- 51
- Block
- 52
- Block
- 53
- Block
- 54
- Block
- 55
- Block
- 56
- Block
- 60
- Gießanlage
- 61
- Kühlsegmente
- 62
- Gießstrang
- 63
- Sensor
- 64
- Block
- 65
- Block
- 66
- Block
- 67
- Block
- 68
- Block
- 69
- Block
1. Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Temperatur eines Gießstrangs in einer Stranggießanlage
(1) mit einer Steuer- oder Regelungseinheit (3) zur Steuerung oder Regelung der Temperatur
des Gießstrangs in einer Sekundärkühlung einer Stranggießanlage (1) mit zumindest
einem Mittel zur Kühlung (6) des Gießstrangs (2),
gekennzeichnet durch
(a) - eine dynamische Anpassung einer Solltemperatur des Gießstrangs (2) an zumindest
einer Position in Abhängigkeit der Auslauftemperatur des Gießstrangs (2) aus der Kokille
,
(b) - eine dynamische Änderung zumindest einer Solltemperatur des Gießstrangs (2)
auf der Grundlage von Daten und/oder Signalen, welche die Steuer- oder Regelungseinheit
(3) empfängt und/oder ermittelt,
(c) - wobei zumindest eine vorzugsweise eine Mehrzahl von Solltemperaturverteilungen
für die Strangoberfläche als auswählbare Vorgabewerte im Speicher der Steuer- oder
Regeleinheit gespeichert sind und die Steuerung und Regelung der Sekundärkühlung anhand
der abgespeicherten Solltemperaturverteilungen erfolgt,
(d) - die Steuer- oder Regelungseinheit (3) anhand von ermittelten und/oder empfangenen
Daten oder Signalen eine Bestimmung der Durchbiegung und der Dehnung des Strangs (2)
und/oder Strangschale zwischen zumindest einzelnen Rollen durchführt,
(e) - und durch die Steuer- oder Regelungseinheit (3) anhand von ermittelten und/oder
empfangenen Daten oder Signalen eine Bestimmung einer Duktilität des Strangs (2) erfolgt,
(f) - und die Steuer- oder Regelungseinheit (3) anhand von ermittelten und/oder empfangenen
Daten oder Signalen eine Erstarrungslänge des Strangs (2) ermittelt,
(g) - wobei der Wert der bestimmten Durchbiegung und/oder Dehnung mit einem Vergleichswert
verglichen wird und bei Überschreitung eines Grenzwertes eine Warnung ausgelöst wird
und/oder eine Absenkung der Solltemperatur des Strangs (2) zumindest in dem Bereich
des Strangs durchgeführt wird, in welchem die Überschreitung ermittelt wird und
(h) - wobei die bestimmte Duktilität des Strangs (2) mit einem vorgebbaren Grenzwert
der Duktilität verglichen wird und bei Unterschreitung eine Warnung ausgelöst wird
und/oder bei Unterschreitung eine Reduzierung der Solltemperatur des Strangs (2) veranlasst
wird und
(i) - wobei die bestimmte Erstarrungslänge des Strangs (2) mit einem vorgebbaren Grenzwert
verglichen wird und bei Überschreitung eine Reduzierung der Solltemperatur des Strangs
veranlasst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Anpassung der Solltemperaturen derart erfolgt, dass für im Wesentlichen den
ganzen Bereich der Sekundärkühlung die Durchbiegung und/oder die Dehnungen die zulässigen
Grenzwerte nicht überschreiten.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bestimmung der Duktilität des Strangs (2) für einen Bereich vor einer Biege-
und/oder Richteinheit der Stranggießanlage durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuer- oder Regelungseinheit die Solltemperatur des Strang (2) derart wählt,
dass die Grenzwerte im Wesentlichen erreicht werden.
1. Method of controlling or regulating the temperature of a cast strip in a continuous
casting plant (1) with a controlling or regulating unit (3) for control or regulation
of the temperature of the cast strip in a secondary cooling of continuous casting
plant (1) with at least one means (6) for cooling the cast strip (2),
characterised by
(a) a dynamic adaptation of a target temperature of the cast strip (2) to at least
one position in dependence on the exit temperature of the cast strip (2) from the
mould,
(b) a dynamic change at least of a target temperature of the cast strip (2) on the
basis of data and/or signals which the controlling or regulating unit (3) receives
and/or determines,
(c) wherein at least one target temperature distribution, preferably a plurality of
target temperature distributions, for the strip surface are stored as selectable preset
values in the memory of the controlling or regulating unit and the control or regulation
of the secondary cooling is carried out on the basis of the stored target temperature
distributions,
(d) the controlling or regulating unit (3) on the basis of determined and/or received
data or signals carries out determination of the warping and stretching of the strip
(2) and/or strip skin between at least individual rollers,
(e) and determination of a ductility of the strip (2) is carried out by the controlling
or regulating unit (3) on the basis of determined and/or received data or signals,
(f) and the controlling or regulating unit (3) determines a hardening length of the
strip (2) on the basis of determined and/or received data or signals,
(g) wherein the value of the determined warping and/or stretching is compared with
a comparison value and if a limit value is exceeded a warning is triggered and/or
lowering of the target temperature of the strip (2) is or are carried out at least
in the region of the strip in which the exceeding is determined, and
(h) wherein the determined ductility of the strip (2) is compared with a predeterminable
limit value of the ductility and if this is fallen below a warning is triggered and/or
if it is fallen below a reduction of the target temperature of the strip (2) is caused
and
(i) wherein the determined hardening length of the strip (2) is compared with a predeterminable
limit value and if this is exceeded a reduction of the target temperature of the strip
is caused.
2. Method according to claim 1, characterised in that an adaptation of the target temperature is carried out in such a way that the warping
and/or stretching does or do not exceed the permissible limit values for substantially
the entire region of the secondary cooling.
3. Method according to claim 1, characterised in that the determination of the ductility of the strip (2) is carried out for a region in
front of a bending and/or straightening unit of the continuous casting plant.
4. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the controlling or regulating unit selects the target temperature of the strip (2)
in such a way that the limit values are substantially attained.
1. Procédé destiné à la commande ou au réglage de la température d'une barre de coulée
dans une installation de coulée continue (1) comprenant une unité de commande ou de
réglage (3) destinée à la commande ou au réglage de la température de la barre de
coulée dans un refroidissement secondaire d'une installation de coulée continue (1)
comprenant au moins un moyen pour le refroidissement (6) de la barre de coulée (2),
caractérisé par
(a) - une adaptation dynamique d'une température de consigne de la barre de coulée
(2) à au moins une position en fonction de la température initiale de la barre de
coulée (2) à l'extérieur de la lingotière ;
(b) - une modification dynamique d'au moins une température de consigne de la barre
de coulée (2) sur la base de données et/ou de signaux que l'unité de commande ou de
réglage (3) reçoit et/ou identifie ;
(c) - dans lequel au moins une distribution des températures de consigne, de préférence
une multitude de distributions des températures de consigne pour la surface de la
barre est/sont enregistrée(s) à titre de valeurs par défaut qui peuvent être sélectionnées,
dans la mémoire de l'unité de commande ou de réglage, et la commande et le réglage
du refroidissement secondaire ont lieu sur la base des distributions des températures
de consigne qui ont été mises en mémoire ;
(d) - l'unité de commande ou de réglage (3), sur la base de données ou de signaux
identifiés et/ou reçus, procède à une détermination de la déformation et de l'allongement
de la barre (2) et/ou de la croûte solidifiée entre au moins des rouleaux individuels
;
(e) - et par l'intermédiaire de l'unité de commande ou de réglage (3), en se référant
à des données ou à des signaux identifiés et/ou reçus, on procède à une détermination
d'une ductilité de la barre (2) ;
(f) - et l'unité de commande ou de réglage (3), sur la base de données ou de signaux
identifiés et/ou reçus, détermine une longueur de solidification de la barre (2) ;
(g) - dans lequel on compare la valeur déterminée de la déformation et/ou de l'allongement
à une valeur de comparaison et, dans le cas d'un dépassement vers le haut d'une valeur
limite, une alerte est déclenchée et/ou une diminution de la température de consigne
de la barre (2) est mise en oeuvre, au moins dans la zone de la barre dans laquelle
le dépassement vers le haut est déterminé ; et
(h) - dans lequel la ductilité déterminée de la barre (2) est comparée à une valeur
limite de la ductilité, qui peut être prédéfinie et, lors d'un dépassement vers le
bas, une alerte est déclenchée et/ou, dans le cas d'un dépassement vers le bas, une
réduction de la température de consigne de la barre (2) est mise en place ; et
(i) - dans lequel on compare la longueur de solidification déterminée de la barre
(2) à une valeur limite qui peut être prédéfinie et, dans le cas d'un dépassement
vers le haut, une réduction de la température de consigne de la barre est mise en
place.
2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé
en ce qu'une adaptation des températures de consigne a lieu d'une manière telle que, pour essentiellement
la zone entière du refroidissement secondaire, la déformation et/ou les allongements
ne dépassent pas vers le haut les valeurs limites autorisées.
3. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé
en ce que la détermination de la ductilité de la barre (2) est mise en œuvre pour une zone
d'une unité de cintrage et/ou de dressage de l'installation de coulée continue.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé
en ce que l'unité de commande et/ou de réglage sélectionne la température de consigne de la
barre (2) d'une manière telle que les valeurs limites sont atteintes de manière essentielle.