KÜHLSYSTEM, HÜTTENTECHNISCHE ANLAGE UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES KÜHLSYSTEMS

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für eine hüttentechnische Anlage, mit dem Metallprodukte direkt mit einem Kühlmittel beaufschlagbar sind, aufweisend wenigstens ein Abgabemittel zum direkten Beaufschlagen eines Metallprodukts mit dem Kühlmittel, wenigstens ein Einstellmittel zum Einstellen eines dem Abgabemittel zugeführten Volumenstroms des Kühlmittels und wenigstens ein Druckerhöhungsmittel zum Versorgen des Einstellmittels mit dem Kühlmittel.

[0002] Des Weiteren betrifft die Erfindung eine hüttentechnische Anlage zum Herstellen von Metallprodukten.

[0003] Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Kühlsystems einer hüttentechnischen Anlage, wobei das Kühlsystem wenigstens ein Abgabemittel zum direkten Beaufschlagen eines Metallprodukts mit einem Kühlmittel, wenigstens ein Einstellmittel zum Einstellen eines dem Abgabemittel zugeführten Volumenstroms des Kühlmittels und wenigstens ein Druckerhöhungsmittel zum Versorgen des Einstellmittels mit dem Kühlmittel aufweist.

[0004] In hüttentechnischen Anlagen werden Metallprodukte hergestellt. In manchen Herstellungsschritten ist es erforderlich, die Metallprodukte zu kühlen, insbesondere um deren Materialeigenschaften einstellen zu können. Hierzu wird eine hüttentechnische Anlage mit einem Kühlsystem ausgestatte, mit dem Metallprodukte direkt mit einem Kühlmittel beaufschlagbar sind. Üblicherweise muss ein solches Kühlsystem bei variablen verfahrenstechnischen, umformtechnischen und/oder metallurgischen Anforderungen unterschiedliche Betriebsparameter, wie etwa einen Kühlmitteldruck, einen Kühlmittelvolumenstrom und dergleichen, bei unterschiedlichsten Metallprodukten über eine Vielzahl von Kühlzonen bzw. Kühlmittelregelstrecken zur Verfügung stellen.

[0005] Ein Kühlsystem hat in der Regel mehrere Kühlzonen mit jeweils einer Regelstrecke. Zudem umfasst ein Kühlsystem eine oder mehrere Spritzdüsen zum direkten Beaufschlagen der Metallprodukte mit dem Kühlmittel, um das Metallprodukt entsprechend vorgegebener Prozessparameter kühlen zu können. In der Regel werden die einzelnen Kühlzonen in Teillast betrieben.

[0006] Je nach produktbezogenen Anforderungen werden die einzelnen Kühlzonen als Ein-, Zwei- oder Mehrstoffkühlsysteme ausgeführt. Bei Einstoffkühlsystemen wird als Kühlmittel Wasser verwendet. Als Maß für das dem Metallprodukt zugeführte Kühlmittel wird der Kühlmittelvolumenstrom oder der Kühlmitteldruck verwendet. Bei Zwei- oder Mehrstoffkühlsystemen wird dem Metallprodukt über spezielle Spritzdüsen ebenfalls Wasser als Kühlmittel zugeführt. Jedoch werden dem Wasser an den Spritzdüsen Zusätze, wie beispielsweise komprimierte Luft, zugeführt. Zwei- oder Mehrstoffkühlsysteme ermöglichen eine effizientere Kühlung und bieten mehr Möglichkeiten zur Beeinflussung der Kühlwirkung. Hierdurch können auch geringere Wassermengen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung eines erforderlichen Spritzbildes, also einer gleichmäßigen Aufbringung des Kühlmittels auf das Metallprodukt, realisiert werden. Zudem ist es bei einem Zweistoffkühlsystem möglich, die Kühlwirkung nicht nur über die abgegebene Wassermenge, sondern auch über den zugeführten Luftdruck zu regulieren.

[0007] Herkömmliche Kühlsysteme werden mit konstanten prozesstechnischen Parametern für die Druckluft- und Wasserversorgung betrieben. Die Kühlmitteldruckerzeuger erzeugen einen konstanten Kühlmittelvordruck, der dann durch die Regelstrecken auf den erforderlichen Kühlmittelvordruck für die Spritzdüsen der jeweiligen Kühlzone reduziert wird. Es besteht keine regelungstechnische Beziehung zwischen dem Druckerzeuger und den Betriebsbedingungen an den Spritzdüsen. Daher gibt es herkömmlich keine unmittelbare Rückmeldung oder Anpassung an die unterschiedlichen Anforderungen des Endverbrauchers an den Kühlmittelvolumenstrom bzw. den Kühlmitteldruck. Stattdessen orientiert sich die Druck- bzw. Fluidversorgung herkömmlich an theoretischen Maximalwertvorgaben, die meistens nicht benötigt werden. Diese theoretischen Vorgaben ergeben sich aus Designparametern des Kühlsystems und nicht aus den real erforderlichen Betriebsparametern, und werden einmalig in der Anlagenauslegung festgelegt. Da es über den Betrieb von Kühlsystemen zu Druckverluständerungen, beispielsweise durch Toleranzen, eine Verschmutzung oder einen Verschleiß von Einzelkomponenten, kommt, wird ein Kühlsystem üblicherweise mit Sicherheitszuschlägen beaufschlagt. Diese Sicherheitszuschläge führen zu einem Verbrauch von zusätzlicher Energie, die letztendlich in den Regelstrecken der Kühlzonen wieder von Druckenergie in kinetische Energie bzw. Wärmeenergie umgewandelt wird und somit verloren geht. Damit sinkt der Wirkungsgrad der Gesamtanlage und erhöht sich der Verschleiß der Regelstrecken.

[0008] EP 2 643 109 B1 betrifft eine Sekundärkühlungsvorrichtung zum Kühlen eines in einer Strangführungseinrichtung einer Stranggießanlage geführten Metallstrangs. Die Sekundärkühlungsvorrichtung umfasst mehrere entlang der Strangführungseinrichtung angeordnete Kühlzonen; mindestens ein von wenigstens einem Kühlmedium durchflossenes Druckleitungsnetz; Spitzdüsen zum Aufbringen des wenigstens einen Kühlmediums aus dem Druckleitungsnetz zumindest innerhalb einer Kühlzone auf den Metallstrang; mindestens eine Druckmesseinrichtung zum Messen des Ist-Drucks des wenigstens einen Kühlmediums in dem Druckleitungsnetz; und mindestens ein Stellglied zum Anpassen der innerhalb der Kühlzone mit Hilfe des Druckleitungsnetzes und mit diesem verbundener Spritzdüsen an den Metallstrang abgegebenen, vorgegebenen Kühlleistung. Mindestens ein Regelkreis ist mit mindestens einem Regelventil als Regler und dem mindestens einen Stellglied vorgesehen und als Druckregelkreis ausgebildet, in welchem ein Solldruck und der von der Druckmesseinrichtung gemessene Ist-Druck des wenigstens einen Kühlmediums in dem Druckleitungsnetz dem Regelventil zum Zwecke der Druckregelung zugeführt sind. Das Regelventil ist als selbstregelndes Druckregelorgan ausgebildet.

[0009] Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein energieeffizienteres Kühlsystem für eine hüttentechnische Anlage bereitzustellen, dessen Einsatz mit einer Reduzierung von Betriebskosten verbunden ist.

[0010] Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in der nachfolgenden Beschreibung, den abhängigen Patentansprüchen und der Figur wiedergegeben, wobei diese Ausgestaltungen jeweils für sich genommen oder in verschiedener Kombination von wenigstens zwei dieser Ausgestaltungen miteinander einen weiterbildenden, insbesondere auch bevorzugten oder vorteilhaften, Aspekt der Erfindung darstellen können. Ausgestaltungen des Kühlsystems können dabei Ausgestaltungen des Verfahrens entsprechen, und umgekehrt, selbst wenn im Folgenden hierauf im Einzelfall nicht explizit hingewiesen wird.

[0011] Ein erfindungsgemäßes Kühlsystem für eine hüttentechnische Anlage, mit dem Metallprodukte direkt mit einem Kühlmittel beaufschlagbar sind, umfasst wenigstens ein Abgabemittel zum direkten Beaufschlagen eines Metallprodukts mit dem Kühlmittel, wenigstens ein Einstellmittel zum Einstellen eines dem Abgabemittel zugeführten Volumenstroms des Kühlmittels, wenigstens ein Druckerhöhungsmittel zum Versorgen des Einstellmittels mit dem Kühlmittel, wenigstens ein Auswertungsmittel, das eingerichtet ist, unter Berücksichtigung eines Kühlmitteldrucks zwischen dem Abgabemittel und dem Einstellmittel, eines Betriebszustands des Einstellmittels, eines Kühlmitteldrucks zwischen dem Druckerhöhungsmittel und dem Einstellmittel und/oder einer Volumenstrom-Druck-Kennlinie des Abgabemittels einen Kühlmitteldrucksollwert zu ermitteln, und wenigstens eine zwischen dem Auswertungsmittel und dem Druckerhöhungsmittel angeordnete Regeleinrichtung zum Ermitteln einer Regeldifferenz zwischen dem Kühlmitteldrucksollwert (P_soll) und dem Kühlmittel (P_ist) und zum Regeln des Kühlmitteldrucks (p_ist) zwischen dem Druckerhöhungsmittel (10) und dem Einstellmittel auf den Kühlmitteldrucksollwert (p_soll) durch Ansteuern des Druckerhöhungsmittels als Stellglied nach Maßgabe der Regeldifferenz.

[0012] Erfindungsgemäß wird die Einstellung des Kühlmitteldrucks zwischen dem Druckerhöhungsmittel und dem Einstellmittel nicht, wie herkömmlich, unabhängig von der Einstellung des dem Abgabemittel zugeführten Volumenstroms des Kühlmittels vorgenommen. Hierdurch kann der Betrieb des erfindungsgemäßen Kühlsystems insbesondere hinsichtlich des Energieverbrauchs optimiert werden. Insbesondere kann das Auswertungsmittel unter Berücksichtigung des Kühlmitteldrucks zwischen dem Abgabemittel und dem Einstellmittel, des Betriebszustands des Einstellmittels, des Kühlmitteldrucks zwischen dem Druckerhöhungsmittel und dem Einstellmittel und/oder der Volumenstrom-Druck-Kennlinie des Abgabemittels ermitteln, wie stark die Druckerhöhung des Druckerhöhungsmittels im Verhältnis zur Druckanforderung der Verbraucher absenkbar ist, und einen entsprechenden Kühlmitteldrucksollwert festlegen. Da Druckerhöhungsmittel in Form von Pumpengruppen oder Kompressoren für Kühlsysteme zu den stärksten und konstanten Energieverbrauchern in hüttentechnischen Anlagen gehören, lässt sich mit der Erfindung also eine deutliche Reduzierung des Energieverbrauchs des Kühlsystems realisieren. Hierdurch können die Betriebskosten des erfindungsgemäßen Kühlsystems bzw. einer damit ausgestatteten hüttentechnischen Anlage reduziert werden.

[0013] Das erfindungsgemäße Kühlsystem kann als Ein-, Zwei- oder Mehrstoffkühlsystem ausgebildet sein. Die hüttentechnische Anlage kann eine Gießanlage, eine Prozessanlage oder eine Umformanlage sein oder durch eine Kombination aus wenigstens zwei dieser Anlagenkomponenten gebildet sein.

[0014] Das Abgabemittel kann als Spritzdüse ausgebildet sein, mit der ein gewünschtes Spritzbild erzeugbar ist. Das erfindungsgemäße Kühlsystem kann auch zwei oder mehrere Abgabemittel aufweisen, denen das Kühlmittel über ein gemeinsames Einstellmittel oder über den einzelnen Abgabemitteln individuell zugeordnete Einstellmittel zuführbar ist.

[0015] Das Einstellmittel kann ein Regelventil aufweisen, welches als Druckregelorgan ausgebildet ist. Als Betriebszustand des Einstellmittels kann dann ein Öffnungszustand des Regelventils erfasst und bei der Ermittlung des Kühlmitteldrucksollwerts berücksichtigt werden. Das Einstellmittel kann zudem eine Regelelektronik aufweisen, der beispielsweise Prozessparameter aus einer Datenbank in Form von Sollwerten zugeführt werden. Beispielsweise kann der Regelelektronik als Sollwert ein Kühlmittelvolumenstromsollwert zugeführt und dieser mit einem erfassten Kühlmittelvolumenstromistwert verglichen werden, um eine Regelung des Kühlmittelvolumenstroms vornehmen zu können. Das erfindungsgemäße Kühlsystem kann pro Regelventil eine separate Regelelektronik oder wenigstens eine gemeinsame Regelelektronik für zwei oder mehrere Regelventile aufweisen.

[0016] Das erfindungsgemäße Kühlsystem kann zwei oder mehrere Kühlzonen, insbesondere eine Vielzahl von Kühlzonen aufweisen, die jeweils wenigstens ein Abgabemittel zum direkten Beaufschlagen eines Metallprodukts mit dem Kühlmittel und wenigstens ein Einstellmittel zum Einstellen eines dem Abgabemittel zugeführten Volumenstroms des Kühlmittels aufweisen.

[0017] Das Druckerhöhungsmittel kann eine oder mehrere Pumpen oder Kompressoren aufweisen. Hierbei können mehrere Pumpen bzw. Kompressoren zu einer Gruppe zusammengefasst sein. Das erfindungsgemäße Kühlsystem kann auch zwei oder mehrere Druckerhöhungsmittel aufweisen.

[0018] Das Auswertungsmittel kann wenigstens eine Auswertungselektronik, beispielsweise einen Mikrocontroller, und wenigstens einen elektronischen Informationsspeicher aufweisen, wobei mit der Auswertungselektronik ein Algorithmus ausführbar sein kann, dem als Eingangsgrößen der Kühlmitteldruck zwischen dem Abgabemittel und dem Einstellmittel, der Betriebszustand des Einstellmittels, der Kühlmitteldruck zwischen dem Druckerhöhungsmittel und dem Einstellmittel sowie die Volumenstrom-Druck-Kennlinie des Abgabemittels zuführbar sind und der als Ausgangsgröße den Kühlmitteldrucksollwert ausgibt. In dem elektronischen Informationsspeicher kann die Volumenstrom-Druck-Kennlinie des Abgabemittels gespeichert sein. Das erfindungsgemäße Kühlsystem kann auch zwei oder mehrere Auswertungsmittel aufweisen.

[0019] Die Regeleinrichtung ist mit dem Auswertungsmittel und dem Druckerhöhungsmittel verbunden, um von dem Auswertungsmittel den Kühlmitteldrucksollwert zu erhalten und das Druckerhöhungsmittel bzw. dessen Antrieb als Stellglied eines Regelkreises in Abhängigkeit einer Regeldifferenz zwischen dem erhaltenen Kühlmitteldrucksollwert und dem Kühlmittel(ist)druck anzusteuern. Hierdurch kann mit der Regeleinrichtung der Kühlmitteldruck zwischen dem Druckerhöhungsmittel und dem Einstellmittel auf den Kühlmitteldrucksollwert geregelt werden.

[0020] Da mit der Erfindung die Auslastung des Druckerhöhungsmittels reduziert werden kann, kann zudem eine Reduzierung der Betriebslautstärke des Kühlsystems erreicht werden. Zudem können Energieverluste durch Sicherheitszuschläge mit dem erfindungsgemäßen Kühlsystem automatisch kompensiert werden. Des Weiteren kann der Einfluss von variablen Druckverlusten, beispielsweise an einem Filter, mit dem erfindungsgemäßen Kühlsystem automatisch kompensiert werden. Ferner können mit dem erfindungsgemäßen Kühlsystem Abweichungen in einer Kennlinie des Druckerhöhungsmittels ausgeglichen werden.

[0021] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Auswertungsmittel eingerichtet, den Kühlmitteldrucksollwert unter Berücksichtigung eines maximalen Öffnungszustands eines Regelventils des Einstellmittels und Betriebsparametervorgaben am Abgabemittel und/oder am Regelventil zu ermitteln. Bei einem maximalen Öffnungszustand des Regelventils kann dieses mit Kühlmittel unter einem geringeren Kühlmitteldruck versorgt werden, ohne dass Betriebsparametervorgaben am Abgabemittel und/oder am Regelventil nicht eingehalten werden. Durch das weite Öffnen des Regelventils und den geringeren Kühlmitteldruck sinkt der Verschleiß des Regelventils. Hierdurch wird die Standzeit des Regelventils verlängert, was Betriebskosten einspart. Durch die Reduzierung des Kühlmitteldrucks kann zudem ein Verschleiß an dem Druckerhöhungsmittel und dem Abgabemittel verringert werden, was deren Standzeit erhöht und ebenfalls Betriebskosten einspart.

[0022] Eine erfindungsgemäße hüttentechnische Anlage zum Herstellen von Metallprodukten umfasst wenigstens ein Kühlsystem nach einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination von wenigstens zwei dieser Ausgestaltungen miteinander.

[0023] Mit der hüttentechnischen Anlage sind die oben mit Bezug auf das Kühlsystem genannten Vorteile entsprechend verbunden. Die hüttentechnische Anlage kann als Gießanlage, Prozessanlage oder Umformanlage ausgebildet oder durch wenigstens zwei dieser Anlagenkomponenten gebildet sein. Die hüttentechnische Anlage kann zwei oder mehrere entsprechende Kühlsysteme aufweisen.

[0024] Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Kühlsystems einer hüttentechnischen Anlage, wobei das Kühlsystem wenigstens ein Abgabemittel zum direkten Beaufschlagen eines Metallprodukts mit einem Kühlmittel, wenigstens ein Einstellmittel zum Einstellen eines dem Abgabemittel zugeführten Volumenstroms des Kühlmittels und wenigstens ein Druckerhöhungsmittel zum Versorgen des Einstellmittels mit dem Kühlmittel aufweist, wird unter Berücksichtigung eines Kühlmitteldrucks zwischen dem Abgabemittel und dem Einstellmittel, eines Betriebszustands des Einstellmittels, eines Kühlmitteldrucks zwischen dem Druckerhöhungsmittel und dem Einstellmittel und/oder einer Volumenstrom-Druck-Kennlinie des Abgabemittels ein Kühlmitteldrucksollwert ermittelt und der Kühlmitteldruck zwischen dem Druckerhöhungsmittel und dem Einstellmittel auf den Kühlmitteldrucksollwert geregelt.

[0025] Mit dem Verfahren sind die oben mit Bezug auf das Kühlsystem genannten Vorteile entsprechend verbunden. Insbesondere kann das Kühlsystem gemäß einer der oben genannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination von wenigstens zwei dieser Ausgestaltungen miteinander zur Durchführung des Verfahrens eingesetzt werden.

[0026] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Kühlmitteldrucksollwert unter Berücksichtigung eines maximalen Öffnungszustands eines Regelventils des Einstellmittels und Betriebsparametervorgaben am Abgabemittel und/oder am Regelventil ermittelt. Mit dieser Ausgestaltung sind die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung des Kühlsystems genannten Vorteile entsprechend verbunden.

[0027] Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Figur anhand einer bevorzugten Ausführungsform beispielhaft erläutert, wobei die nachfolgend erläuterten Merkmale sowohl jeweils für sich genommen als auch in unterschiedlicher Kombination miteinander einen vorteilhaften oder weiterbildenden Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Kühlsystem.

[0028] Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Kühlsystem 1 für eine hüttentechnische Anlage, mit dem Metallprodukte 2 direkt mit einem Kühlmittel 3 beaufschlagbar sind.

[0029] Das Kühlsystem 1 umfasst drei Abgabemittel 4 zum direkten Beaufschlagen eines Metallprodukts 2 mit dem Kühlmittel 3. Jedem Abgabemittel 4 ist ein Einstellmittel zugeordnet, mit dem ein dem jeweiligen Abgabemittel 4 zugeführter Volumenstrom des Kühlmittels 3 einstellbar bzw. regelbar ist. Hierzu umfasst jedes Einstellmittel ein Regelventil 5, ein dem Regelventil 5 zugeordnetes Stellmittel 6, ein dem Regelventil 5 vorgeschaltetes Volumenstromerfassungsmittel 7 und eine den Einstellmitteln gemeinsame Regelelektronik 8. Jedes Volumenstromerfassungsmittel 7 führt der Regelelektronik 8 den jeweiligen Kühlmittelvolumenstromistwert V_istnx mit dem Wert 1, 2 oder 3 für x zu. Zudem werden der Regelelektronik 8 Kühlmittelvolumenstromsollwerte V_soll aus einer Datenbank 9 zugeführt. Hieraus ermittelt die Regelelektronik 8 die Kühlmittelvolumenstromsollwerte V_sollnx und führt diese den Stellmitteln 6 zu. Hierdurch erfolgt eine Kühlmittelvolumenstromregelung. Jede Kühlzone n1, n2 und n3 umfasst somit eine Regelstrecke aus den vorgenannten Komponenten.

[0030] Das Kühlsystem 1 umfasst zudem ein Druckerhöhungsmittel 10 zum Versorgen der Einstellmittel mit dem Kühlmittel 3. Das Druckerhöhungsmittel 10 umfasst eine Pumpe 11 und einen diese antreibenden Antrieb 12. Dem Druckerhöhungsmittel 10 ist eine eigene Regeleinrichtung zugeordnet, bei der mittels eines Druckerfassungsmittels 13 ein Kühlmitteldruck p_ist zwischen dem Druckerhöhungsmittel 10 und den Einstellmitteln erfasst und einer Regelelektronik 14 zugeführt wird.

[0031] Des Weiteren umfasst das Kühlsystem 1 ein Auswertungsmittel 15, das eingerichtet ist, unter Berücksichtigung von über Druckerfassungsmittel 16 erfassten Kühlmitteldrücken p_istnx zwischen dem jeweiligen Abgabemittel 4 und dem jeweiligen Einstellmittel bzw. dem Regelventil 5 des jeweiligen Einstellmittels, eines Betriebszustands des jeweiligen Einstellmittels in Form eines Prozentwerts bezüglich eines Öffnungszustands des Regelventils 5 des jeweiligen Einstellmittels, des Kühlmitteldrucks p_ist zwischen dem Druckerhöhungsmittel 10 und den Einstellmitteln und/oder einer Volumenstrom-Druck-Kennlinie 17 des jeweiligen Abgabemittels 4 einen Kühlmitteldrucksollwert p_soll zu ermitteln.

[0032] Ferner umfasst das Kühlsystem 1 die mit dem Auswertungsmittel 15 und dem Druckerhöhungsmittel 10 verbundene, oben beschriebene Regeleinrichtung zum Einstellen des Kühlmitteldrucks p_ist zwischen dem Druckerhöhungsmittel 10 und den Einstellmitteln. Die Regeleinrichtung umfasst das Druckerfassungsmittel 13 und die Regelelektronik 14. Die Regeleinrichtung ist eingerichtet, das Druckerhöhungsmittel 10 anzusteuern nach Maßgabe einer Regeldifferenz zwischen dem Kühlmitteldrucksollwert P_soll und dem Kühlmitteldruckistwert P_ist zum Regeln des Kühlmitteldrucks p_ist zwischen dem Druckerhöhungsmittel 10 und den Einstellmitteln auf den Kühlmitteldrucksollwert p_soll.

[0033] Das Auswertungsmittel 15 kann eingerichtet sein, den Kühlmitteldrucksollwert p_soll unter Berücksichtigung eines maximalen Öffnungszustands des Regelventils 5 des jeweiligen Einstellmittels und Betriebsparametervorgaben am jeweiligen Abgabemittel 4 und/oder am jeweiligen Regelventil 5 zu ermitteln.

Bezugszeichenliste

[0034] 

1

Kühlsystem

2

Metallprodukt

3

Kühlmittel

4

Abgabemittel

5

Regelventil

6

Stellmittel

7

Volumenstromerfassungsmittel

8

Regelelektronik

9

Datenbank

10

Druckerhöhungsmittel

11

Pumpe

12

Antrieb

13

Druckerfassungsmittel

14

Regelelektronik

15

Auswertungsmittel

16

Druckerfassungsmittel

17

Volumenstrom-Druck-Kennlinie von 5

n1

Kühlzone

n2

Kühlzone

n3

Kühlzone

p_ist

Kühlmitteldruckistwert zwischen 10 und 5

p_istnx

Kühlmitteldruckistwert zwischen 5 und 4

p_soll

Kühlmitteldrucksollwert

V_istnx

Kühlmittelvolumenstromistwert zwischen 10 und 5

V_soll

Kühlmittelvolumenstromsollwert aus 9

V_sollnx

Kühlmittelvolumenstromsollwert für nx

V_solln1

Kühlmittelvolumenstromsollwert für n1

V_solln2

Kühlmittelvolumenstromsollwert für n2

V_solln3

Kühlmittelvolumenstromsollwert für n3

Ansprüche

1. Kühlsystem (1) für eine hüttentechnische Anlage, mit dem Metallprodukte (2) direkt mit einem Kühlmittel (3) beaufschlagbar sind, aufweisend

- wenigstens ein Abgabemittel (4) zum direkten Beaufschlagen eines Metallprodukts (2) mit dem Kühlmittel (3),

- wenigstens ein Einstellmittel zum Einstellen eines dem Abgabemittel (4) zugeführten Volumenstroms des Kühlmittels (3),

- wenigstens ein Druckerhöhungsmittel (10) zum Versorgen des Einstellmittels mit dem Kühlmittel (3),

- wenigstens ein Druckerfassungsmittel (16) zum Erfassen eines Kühlmitteldrucks (p_istnx) zwischen dem Abgabemittel (4) und dem Einstellmittel,

- wenigstens ein Druckerfassungsmittel (13) zum Erfassen eines Kühlmitteldrucks (p_ist) zwischen dem Druckerhöhungsmittel (10) und dem Einstellmittel, und

- wenigstens ein Volumenstromerfassungsmittel (7) zum Erfassen eines Kühlmittelvolumenstromistwerts (V_istnx),
gekennzeichnet durch

- wenigstens ein Auswertungsmittel (15), das eingerichtet ist, unter Berücksichtigung des erfassten Kühlmitteldrucks (p_istnx) zwischen dem Abgabemittel (4) und dem Einstellmittel, des erfassten Betriebszustands des Einstellmittels, des erfassten Kühlmitteldrucks (p_ist) zwischen dem Druckerhöhungsmittel (10) und dem Einstellmittel und/oder einer Volumenstrom-Druck-Kennlinie (17) des Abgabemittels (4) einen Kühlmitteldrucksollwert (p_soll) zu ermitteln, und

- wenigstens eine zwischen dem Auswertungsmittel (15) und dem Druckerhöhungsmittel (10) angeordnete Regeleinrichtung zum Ermitteln einer Regeldifferenz zwischen dem Kühlmitteldrucksollwert (P_Soll) und dem Kühlmitteldruck (P_ist) und zum Regeln des Kühlmitteldrucks (p_ist) zwischen dem Druckerhöhungsmittel (10) und dem Einstellmittel auf den Kühlmitteldrucksollwert (p_soll) durch Ansteuern des Druckerhöhungsmittels als Stellglied nach Maßgabe der Regeldifferenz.

2. Kühlsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswertungsmittel (15) eingerichtet ist, den Kühlmitteldrucksollwert (p_soll) unter Berücksichtigung eines maximalen Öffnungszustands eines Regelventils (5) des Einstellmittels und Betriebsparametervorgaben am Abgabemittel (4) und/oder am Regelventil (5) zu ermitteln.

3. Hüttentechnische Anlage zum Herstellen von Metallprodukten (2), gekennzeichnet durch wenigstens ein Kühlsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2.

4. Verfahren zum Betreiben eines Kühlsystems (1) einer hüttentechnischen Anlage, wobei das Kühlsystem (1) wenigstens ein Abgabemittel (4) zum direkten Beaufschlagen eines Metallprodukts (2) mit einem Kühlmittel (3), wenigstens ein Einstellmittel zum Einstellen eines dem Abgabemittel (4) zugeführten Volumenstroms des Kühlmittels (3) und wenigstens ein Druckerhöhungsmittel (10) zum Versorgen des Einstellmittels mit dem Kühlmittel (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet,

- dass unter Berücksichtigung eines Kühlmitteldrucks (p_istnx) zwischen dem Abgabemittel (4) und dem Einstellmittel, eines Betriebszustands des Einstellmittels, eines Kühlmitteldrucks (p_ist) zwischen dem Druckerhöhungsmittel (10) und dem Einstellmittel und/oder einer Volumenstrom-Druck-Kennlinie (17) des Abgabemittels (4) ein Kühlmitteldrucksollwert (p_soll) ermittelt wird,

- dass der Kühlmitteldruck (p_ist) zwischen dem Druckerhöhungsmittel (10) und dem Einstellmittel ermittelt wird,

- dass eine Regeldifferenz zwischen dem Kühlmitteldrucksollwert (P_soll) und dem Kühlmitteldruck (P_ist) ermittelt wird; und

- dass der Kühlmitteldruck (P_ist) auf den Kühlmitteldrucksollwert (P_soll) geregelt wird durch Ansteuern des Druckerhöhungsmittels als Stellglied nach Maßgabe der Regeldifferenz.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmitteldrucksollwert (p_soll) unter Berücksichtigung eines maximalen Öffnungszustands eines Regelventils (5) des Einstellmittels und Betriebsparametervorgaben am Abgabemittel (4) und/oder am Regelventil (5) ermittelt wird.

Claims

1. Cooling system (1) for a metallurgical plant, by which metal products (2) can be acted on directly by a coolant (3), comprising

- at least one delivery means (4) for direct action on a metal product (2) by the coolant (3),

- at least one setting means for setting a volume flow, which is fed to the delivery means (4), of the coolant (3),

- at least one pressure increasing means (10) for supply of the setting means with the coolant (3),

- at least one pressure detecting means (16) for detecting a coolant pressure (p_istnx) between the delivery means (4) and the setting means,

- at least one pressure detecting means (13) for detecting a coolant pressure (p_ist) between the pressure increasing means (10) and the setting means and

- at least one volume flow detecting means (7) for detecting a coolant volume flow actual value (V_istnx),
characterised by

- at least one evaluating means (15) which is arranged to determine a coolant pressure target value (p_soll) with consideration of the detected coolant pressure (p_istnx) between the delivery means (4) and the setting means, the detected operational state of the setting means, the detected coolant pressure (p_ist) between the pressure increasing means (10) and the setting means and/or a volume flow pressure characteristic curve (17) of the delivery means (4), and

- at least one regulating device, which is arranged between the evaluating means (15) and the pressure increasing means (10), for determining a regulating difference between the coolant pressure target value (p_soll) and the coolant pressure (p_ist) and for regulation of the coolant pressure (p_ist) between the pressure increasing means (10) and the setting means to the coolant pressure target value (p_soll) by controlling the pressure increasing means as setting element according to the regulating difference.

2. Cooling system (1) according to claim 1, characterised in that the evaluating means (15) is arranged to determine the coolant pressure target value (p_soll) with consideration of a maximum opening state of a regulating valve (5) of the setting means and operating parameter presets at the delivery means (4) and/or at the regulating valve (5).

3. Metallurgical plant for producing metal products (2), characterised by at least one cooling system (1) according to claim 1 or 2.

4. Method of operating a cooling system (1) of a metallurgical plant, wherein the cooling system (1) comprises at least one delivery means (4) for direct action on a metal product (2) by a coolant (3), at least one setting means for setting a volume flow, which is fed to the delivery means (4), of the coolant (3) and at least one pressure increasing means (10) for supply of the setting means with the coolant (3),
characterised in that

- a coolant pressure target value (p_soll) is determined with consideration of a coolant pressure (p_istnx) between the delivery means (4) and the setting means, an operating state of the setting means, a coolant pressure (p_ist) between the pressure increasing means (10) and the setting means and/or a volume flow pressure characteristic curve (17) of the delivery means (4),

- the coolant pressure (p_ist) between the pressure increasing means (10) and the setting means is determined,

- a regulating device between the coolant pressure target value (p_soll) and the coolant pressure (p_ist) is determined; and

- the coolant pressure (p_ist) is regulated to the coolant pressure target value (p_soll) through controlling the pressing increasing means as setting element according to the regulating difference.

5. Method according to claim 4, characterised in that the coolant pressure target value (p_soll) is determined with consideration of a maximum opening state of a regulating valve (5) of the setting means and operating parameter presets at the delivery means (4) and/or at the regulating valve (5).

Revendications

1. Système de refroidissement (1) destiné à une installation sidérurgique, avec lequel on peut solliciter des produits métalliques (2) de manière directe avec un moyen de refroidissement (3), qui présente :

- au moins un moyen de distribution (4) destiné à la sollicitation directe d'un produit métallique (2) avec le moyen de refroidissement (3) ;

- au moins un moyen de réglage destiné au réglage d'un débit volumique du moyen de refroidissement (3) acheminé au moyen de distribution (4) ;

- au moins un moyen d'augmentation de la pression (10) destiné à l'alimentation du moyen de réglage avec le moyen de refroidissement (3) ;

- au moins un moyen d'enregistrement de la pression (16) destiné à l'enregistrement d'une pression du moyen de refroidissement (p_istnx) entre le moyen de distribution (4) et le moyen de réglage ;

- au moins un moyen d'enregistrement de la pression (13) destiné à l'enregistrement d'une pression du moyen de refroidissement (p_ist) entre le moyen d'augmentation de la pression (10) et le moyen de réglage ; et

- au moins un moyen d'enregistrement du débit volumique (7) destiné à l'enregistrement d'une valeur réelle du débit volumique du moyen de refroidissement (V_istnx) ;
caractérisé par

- au moins un moyen d'évaluation (15) qui est conçu pour déterminer, en se référant à la pression enregistrée du moyen de refroidissement (p_istnx) entre le moyen de distribution (4) et le moyen de réglage, à l'état de fonctionnement enregistré du moyen de réglage, à la pression enregistrée du moyen de refroidissement (p_ist) entre le moyen d'augmentation de la pression (10) et le moyen de réglage et/ou à une courbe caractéristique (17) du moyen de distribution (4) qui reproduit le débit volumique par rapport à la pression, une valeur de consigne de la pression du moyen de refroidissement (p_soll) ; et

- au moins un dispositif de régulation qui est disposé entre le moyen d'évaluation (15) et le moyen d'augmentation de la pression (10), destiné à déterminer une différence de régulation entre la valeur de consigne de la pression du moyen de refroidissement (P_soll) et la pression du moyen de refroidissement (P_ist) et destiné au réglage de la pression du moyen de refroidissement (p_ist) entre le moyen d'augmentation de la pression (10) et le moyen de réglage, à la valeur de consigne de la pression du moyen de refroidissement (p_soll) par l'intermédiaire de la commande du moyen d'augmentation de la pression à titre d'organe de commande, en fonction de la différence de régulation.

2. Système de refroidissement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'évaluation (15) est conçu pour déterminer la valeur de consigne de la pression du moyen de refroidissement (p_soll) en prenant en compte un état d'ouverture maximale d'une soupape de réglage (5) du moyen de réglage, ainsi que des spécifications de paramètres d'exploitation en ce qui concerne le moyen de distribution (4) et/ou en ce qui concerne la soupape de réglage (5).

3. Installation sidérurgique destinée à la fabrication de produits métalliques (2), caractérisée par au moins un système de refroidissement (1) selon la revendication 1 ou 2.

4. Procédé destiné à l'exploitation d'un système de refroidissement (1) d'une installation sidérurgique, dans lequel le système de refroidissement (1) présente au moins un moyen de distribution (4) destiné à la sollicitation directe d'un produit métallique (2) avec un moyen de refroidissement (3), au moins un moyen de réglage destiné au réglage d'un débit volumique du moyen de refroidissement (3) acheminé au moyen de distribution (4), et au moins un moyen d'augmentation de la pression (10) destiné à l'alimentation du moyen de réglage avec le moyen de refroidissement (3) ;
caractérisé

- en ce que, en se référant à une pression du moyen de refroidissement (p_istnx) entre le moyen de distribution (4) et le moyen de réglage, à un état de fonctionnement du moyen de réglage, à une pression du moyen de refroidissement (p_ist) entre le moyen d'augmentation de la pression (10) et le moyen de réglage et/ou à une courbe caractéristique (17) du moyen de distribution (4) qui reproduit le débit volumique par rapport à la pression, on détermine une valeur de consigne de la pression du moyen de refroidissement (p_soll) ;

- en ce que l'on détermine la pression du moyen de refroidissement (P_ist) en vigueur entre le moyen d'augmentation de la pression (10) et le moyen de réglage ;

- en ce que l'on détermine une différence de régulation entre la valeur de consigne de la pression du moyen de refroidissement (p_soll) et la pression du moyen de refroidissement (P_ist) ;
et

- en ce que l'on rèégule la pression du moyen de refroidissement (P_ist) à la valeur de consigne de la pression du moyen de refroidissement (p_soll) par l'intermédiaire d'une commande du moyen d'augmentation de la pression à titre d'organe de commande, en fonction de la différence de régulation.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on détermine la valeur de consigne de la pression du moyen de refroidissement (p_soll) en se référant à un état d'ouverture maximale d'une soupape de régulation (5) du moyen de réglage, ainsi qu'à des spécifications de paramètres d'exploitation en ce qui concerne le moyen de distribution (4) et/ou en ce qui concerne la soupape de régulation (5).

Zeichnung