VERFAHREN ZUR STEUERUNG EINER STRANGGUSSANLAGE

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Stranggussanlage (101) zur Herstellung von Brammen (132) aus einem vorbestimmten Material, wobei die Stranggussanlage (101) eine Anzahl von Kokillen (126) zur Erzeugung entsprechender Gießstränge aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Empfang mehrerer Gießaufträge (108), Bestimmung für jeden der Gießaufträge (108) eines Satzes von zu gießenden Brammen (132), Sortierung aller zu gießenden Brammen (132) aller Sätze aller Gießaufträge (108) zum Erhalt einer sortierten Basisfolge, gleichmäßige Partitionierung der sortierten Basisfolge in eine Anzahl von Teilfolgen, Anpassung der Brammenbreiten der zu gießenden Brammen (132) der Teilfolge, wobei aufgrund der Anpassung die Breitensprünge zwischen zwei in der Teilfolge unmittelbar aufeinander folgenden zu gießenden Brammen (132) einen vorbestimmten Sprungwert nicht überschreiten, wobei aufgrund der angepassten Brammenbreiten angepasste Teilfolgen resultieren, Übermittlung von Steuerdaten an die Stranggussanlage (101) zur Herstellung der in den angepassten Teilfolgen bestimmten zu gießenden Brammen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Stranggussanlage, ein Computerprogrammprodukt sowie eine Steuereinheit zur Steuerung einer Stranggussanlage.

[0002] Stranggussanlagen dienen der Herstellung von Brammen aus verschiedenen Materialien wie beispielsweise Stählen, Kupferlegierungen oder Aluminium. Hierbei wird eine entsprechende Schmelze zur Stranggießanlage transportiert und aus einem Konverter in eine Gießpfanne hineingegossen. Über einen Bodenablass kann daraufhin die Schmelze von der Pfanne in einen Verteiler fließen, von welchem aus die Schmelze in sogenannte Kokillen fließen kann. Jede Kokille gibt die Form des Stranges vor, der gegossen wird. Um ein Anbacken des Materials an den Wänden der Kokille zu verhindern, wird die Kokille oszillierend bewegt. Aufgrund der Kühlung der Wände der Kokille findet an den Randbereichen eine Erstarrung des Materials statt, sodass hieraus eine erstarrte Strangschale resultiert, welche nach Verlassen der Kokille noch weiter gekühlt wird. Die Strangschale oder auch allgemein der Strang wird nach dem Verlassen der Kokille weiterhin durch Rollen abgestützt, um ein Aufbrechen des Stranges zu vermeiden.

[0003] Wenn der Strang in seinem Querschnitt durcherstarrt ist, kann der Strang durch eine entsprechende Schneideanlage, beispielsweise durch Schneidbrenner oder Scheren, auf die gewünschte Länge verteilt werden.

[0004] Im Ergebnis resultieren aus dem Stranggussverfahren einzelne Brammen, welche daraufhin beispielsweise in einem Walzwerk weiterverarbeitet werden können. Eine Möglichkeit ist beispielsweise das Warmwalzen, wobei hierzu die Brammen auf eine entsprechende Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur erwärmt werden und im Walzspalt eines Warmwalzwerks durch Druck auf die vorgegebene Dicke reduziert werden. Da das Volumen der Bramme gleich bleibt, kommt es zu Längen- und Breitenänderungen. Aufgrund des Walzvorganges resultiert aus einer Bramme schließlich ein Band, welches auf einem Haspel zu einer sogenannten Coil aufgewickelt wird.

[0005] Stranggussanlagen kommen in verschiedenen Konfigurationen zum Einsatz. Üblich sind beispielsweise sogenannte Mehrstranganlagen, bei welchen mehrere Stränge parallel und gleichzeitig gegossen werden können. Hierbei hat der Verteiler die Funktion, das flüssige Material wie beispielsweise den Flüssigstahl auf die einzelnen Kokillen und damit die einzelnen Stränge zu verteilen.

[0006] Die EP 1021261 B1 beschreibt beispielsweise ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Brammen verschiedener Formate. Die EP 1658533 B1 offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung einer Anlage zur Herstellung von Stahl.

[0007] Die JP 2000 317 583 A offenbart ein Verfahren zur Bestimmung einer Längenaufteilung von geschmolzenen Stahlsträngen in einer mehrsträngigen Stranggießanlage, wobei in einem Bereich zwischen einer durch einen vordersten Strang festgelegten aktuellen Startposition und einer durch das Strangende eines kürzesten Strangs festgelegten Endposition auf einem jeweils nächstvordersten Strang je eine Standardlänge abgezählt wird, und wobei die Längenaufteilung durch Abzählen weiterer Standardlängen auf den über die Endposition hinausragenden Strängen fortgesetzt wird.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung einer Stranggussanlage zur Herstellung von Brammen, ein Computerprogrammprodukt und eine Steuereinheit zur Steuerung einer Stranggussanlage zur Herstellung von Brammen zu schaffen. Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche angegeben.

[0009] Es wird ein Verfahren zur Steuerung einer Stranggussanlage zur Herstellung von Brammen aus einem vorbestimmten Material angegeben, wobei die Stranggussanlage eine Anzahl von Kokillen zur Erzeugung entsprechender Gießstränge aufweist, wobei das Verfahren umfasst:

• Empfangen mehrerer Gießaufträge, wobei jeder Gießauftrag eine Bedarfsmenge an dem Material, eine zugehörige Brammenbreite und Toleranzangaben bezüglich der Gießaufträge umfasst,
• Bestimmung für jeden der Gießaufträge aus den jeweiligen Bedarfsmengen und den jeweiligen Brammenbreiten eines Satzes von zu gießenden Brammen mit zugehörigen Brammengewichten und Brammenbreiten,
• Sortierung aller zu gießenden Brammen aller Gießaufträge gemäß einem Sortierkriterium zum Erhalt einer sortierten Basisfolge von zu gießenden Brammen, wobei das Sortierkriterium die Brammenbreiten umfasst,
• gleichmäßige Partitionierung der sortierten Basisfolge in eine Anzahl von Teilfolgen, wobei die Anzahl der Teilfolgen der Anzahl der Kokillen entspricht,
• für jede der Teilfolgen, Anpassung der Brammenbreite der zu gießenden Brammen der Teilfolge unter Berücksichtigung der Toleranzangaben, wobei aufgrund der Anpassung die Breitensprünge zwischen zwei in der Teilfolge unmittelbar aufeinanderfolgenden zu gießenden Brammen einen vorbestimmten Sprungwert nicht überschreiten, wobei aufgrund der angepassten Brammenbreiten angepasste Teilfolgen resultieren,
• Übermittlung von Steuerdaten an die Stranggussanlage zur Herstellung der in den angepassten Teilfolgen bestimmten zu gießenden Brammen, wobei in den Steuerdaten für jede der Teilfolgen die Reihenfolge der Herstellung der Brammen der Reihenfolge entspricht, in welcher die zu gießenden Brammen in der jeweiligen angepassten Teilfolge bestimmt sind.

[0010] Ausführungsformen der Erfindung könnten den Vorteil haben, dass die Verschnittmenge (d.h. die Erzeugung von aktuell nicht in den Aufträgen enthaltenen Lagerbrammen) durch die optimierte Herstellung der Brammen reduziert und damit die Gießleistung der Stranggussanlage maximiert werden kann. Aufgrund der Sortierkriterien wird auch die Chargenreinheit (eine Konverterfüllung) der einzelnen Gießaufträge und damit der zugeordneten Kundenaufträge verbessert, womit der Beprobungsaufwand dieser Aufträge reduziert wird, da pro Auftrag eine Beprobung erforderlich ist. Letzteres ist deshalb relevant, weil die Coils bestimmten Qualitätskriterien bezüglich der verwendeten Materialien genügen müssen. Aus diesem Grund muss pro Charge (das heißt pro Schmelze) eine Beprobung stattfinden, um die Materialqualität zu prüfen.

[0011] Unter dem Begriff der "Steuerung" der Stranggussanlage wird allgemein verstanden, dass die Stranggussanlage jene Stranggussdaten zur Verfügung gestellt bekommt, aus welchen dann das eigentliche Stranggussprogramm erstellt werden kann. Die Steuerdaten beinhalten dabei alle Angaben, welche die herzustellenden Brammen bezüglich der Herstellungsreihenfolge, als auch deren Materialien und Größenangaben betreffen. Die Stranggussdaten geben also die Gießreihenfolge, beispielsweise die herzustellenden Brammenbreiten und Brammenlängen, vor, woraus daraufhin in der Stranggussanlage ein Steuerprogramm oder Stranggussprogramm zur entsprechenden Steuerung der Kokillen, der Transportgeschwindigkeit des Strangs usw. erstellt werden kann.

[0012] Nach einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Stranggussanlage um eine Mehrstranganlage mit mehreren parallelliegenden Strängen, wobei jedem Strang eine der Kokillen zugeordnet ist, wobei die Steuerung zur parallelen gleichzeitigen Herstellung der in den Teilfolgen bestimmten zu gießenden Brammen erfolgt. Die Steuerdaten können zum Beispiel vorgeben, in welcher Reihenfolge welche Brammen mit welcher Breite parallel und gleichzeitig hergestellt werden sollen.

[0013] In diesem Fall umfasst das Verfahren eine eindeutige Zuordnung jeder der Teilfolgen zu einem der Stränge, wobei die Zuordnung so erfolgt, dass von den innenliegenden Strängen zu den außenliegenden Strängen gehend die durchschnittliche Brammenbreite der in den jeweiligen Teilfolgen bestimmten zu gießenden Brammen stetig abnimmt. Dies könnte zu einer Qualitätssteigerung bezüglich der hergestellten Brammen führen, da die aus dem Verteiler abfließenden Materialmengen durch die entsprechenden Gießrohre in die entsprechenden Kokillen regelmäßig verteilt sind: In der Mitte finden die größten Materialabflüsse durch die Gießrohre statt, wohingegen die Materialabflüsse bezüglich der außenliegenden Gießrohre und Kokillen reduziert sind. Insgesamt könnte dadurch entsprechenden Verwirbelungen des flüssigen Materials im Verteiler vorgebeugt werden.

[0014] Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist aufgrund der gleichmäßigen Partitionierung die Anzahl der in den jeweiligen Teilfolgen bestimmten zu gießenden Brammen für alle Teilfolgen identisch. Alle die der Teilfolgenbildung zugrunde liegenden Gießaufträge werden vollständig berücksichtigt. Durch eine geeignete Anpassung der Brammenlängen können die Stranglängen der einzelnen Teilfolgen aufeinander angepasst werden, ohne das Gesamtgewicht aller Teilstränge zu verändern. Durch die hiermit verbundene Verkürzung der maximalen Teilstranglänge könnte außerdem die Gesamtgießzeit bezüglich der Gießaufträge minimiert werden, wodurch insgesamt weiter die Auslastung der Anlage und damit die Gießleistung optimiert werden kann.

[0015] Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass unter einer gleichmäßigen Partitionierung im Sinne der vorliegenden Beschreibung verstanden wird, dass Segmente der sortierten Basisfolge als Teilfolgen unverändert weiterverwendet werden, wobei die innerhalb der Segmente enthaltene Sortierung bezüglich der Brammen beibehalten wird. Beschreibt beispielsweise die Basisfolge 20 zu gießende Brammen, so könnte eine gleichmäßige Partitionierung so aussehen, dass Brammen 1 bis 5 in einer ersten Teilfolge enthalten sind, Brammen 6 bis 10 in einer zweiten Teilfolge, Brammen 11 bis 15 in einer dritten Teilfolge und Brammen 16 bis 20 in einer vierten Teilfolge enthalten sind. Es findet quasi lediglich ein fotografisches Ausschneiden der zu gießenden Brammen, welche in der sortierten Basisfolge beschrieben sind, statt.

[0016] Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren ferner nach der Anpassung der Brammenbreiten:

• Bestimmung des Gesamtgewichts aller zu gießenden Brammen aller angepassten Teilfolgen,
• Vergleichen des Gesamtgewichts mit einem Zielgewicht zum Erhalt eines Vergleichswertes,
• für alle in den angepassten Teilfolgen bestimmten zu gießenden Brammen, gleichartige Veränderung des Brammengewichts oder der Brammenlänge anhand des Vergleichswertes zum Erhalt aktualisierter angepasster Teilfolgen, wobei im Falle dessen, dass hierdurch veränderte Brammengewichte oder die hierdurch veränderte Brammenlänge die Toleranzangaben des zugehörigen Gießauftrages verletzen, keine Veränderung des Brammengewichts oder der Brammenlänge erfolgt,
• Wiederholung der Schritte der Bestimmung des Gesamtgewichts, des Vergleichens und der Veränderung des Brammengewichts oder der Brammenlänge bis der Vergleichswert in einem vorbestimmten Schwellbereich liegt.

[0017] Dieses könnte dazu beitragen, dass bei primärer Vorgabe der Gießaufträge die gesamte Zielmenge auftragsbezogen verplant wird und auftragslose Zusatzbrammen zur Erreichung der Zielgewichte vermieden werden.

[0018] Auch dies könnte dazu beitragen, dass unter Einhaltung und Ausnutzung der Toleranzangaben bezüglich der Gießaufträge die Gießleistung der Anlage maximiert wird, da der Schwellbereich und das Zielgewicht so gewählt werden können, dass die zur Verfügung stehende Menge an Material, aus welchem die Brammen gegossen werden, optimal ausnutzt. Zum Beispiel entspricht das Zielgewicht mindestens einem ganzzahligen Vielfachen des Gewichts, das mit der Bereitstellung des Materials aus einem Konverter erzielbar ist. Liegt nun beispielsweise initial das Gesamtgewicht der zu gießenden Brammen der angepassten Teilfolgen bei 275 Tonnen, wohingegen mit einem Konverter beispielsweise nur 270 Tonnen erzielbar sind, so würde das bedeuten, dass bezüglich der Differenz von fünf Tonnen ein weiterer Gießvorgang mit einem weiteren Konverter vorgenommen werden müsste, wobei dann diesbezüglich 265 Tonnen an Schmelze zunächst keine Verwendung finden könnten. Nützt man nun die Toleranzangaben bezüglich der Gießaufträge aus und "reizt diese aus", so könnte durch das beschriebene Verfahren die Dimensionierung der herzustellenden Brammen so weit optimiert werden, dass deren Gesamtgewicht bei den gewünschten 270 Tonnen liegt und somit mittels lediglich einem Konverter an Schmelze die Gießaufträge erfüllt werden können.

[0019] Der Vergleichswert umfasst zum Beispiel den Quotienten von Gesamtgewicht und Zielgewicht, wobei die Veränderung des Brammengewichts oder der Brammenlänge eine Multiplikation des Brammengewichts oder der Brammenlänge mit dem Quotienten umfasst. Dadurch könnte es in einfacher Weise möglich sein, schnell und zielgerichtet in einer oder mehrerer Iterationen eine Optimierung des Gesamtgewichts zu erzielen. Der Schwellbereich kann beispielsweise eine Abweichung des Gesamtgewichts vom Zielgewicht < 3 % sein.

[0020] Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird nach Anpassung der Brammenbreiten für alle zu gießenden Brammen aller angepassten Teilfolgen gleichartig jeweils die Brammenbreite verändert bei gleichzeitiger Verkürzung der Brammenlänge unter Beibehaltung des Brammengewichts, wobei im Fall dessen die hierdurch veränderte Brammenbreite oder die hierdurch veränderte Brammenlänge die Toleranzangaben des zugehörigen Gießauftrages verletzt, keine Veränderung der Brammenbreite oder der Brammenlänge erfolgt.

[0021] Dies könnte den Vorteil haben, dass hierdurch eine Reduktion der Gießzeiten durch das Erzielen kürzerer Stranglängen bei höheren Breiten ermöglicht wird. Geht man davon aus, dass die Durchlaufgeschwindigkeit der Stränge durch die Anlage konstant ist bzw. die Länge der pro Zeiteinheit hergestellten Bramme konstant ist, so führt eben jene Kürzung der Brammenlänge unter Beibehaltung des Brammengewichts und entsprechender Erhöhung der Brammenbreite dazu, dass die Zeitdauer zur Erzeugung des Gießprogramms reduziert wird.

[0022] Zum Beispiel umfasst das Sortierkriterium die Brammenbreiten in abnehmender Reihenfolge, wobei die gleichartige Veränderung der Brammenbreite bei gleichzeitiger Verkürzung der Brammenlänge für alle Brammen einer angepassten Teilfolge jeweils umfasst:

• Bestimmung eines ersten Quotienten von maximal zulässiger Brammenbreite und Breite der aktuellen Bramme,
• Bestimmung eines zweiten Quotienten der Breite der Teilfolge der aktuellen Bramme unmittelbar vorhergehenden Bramme und der Breite der aktuellen Bramme, wobei der zweite Quotient nur bestimmt wird, wenn die aktuelle Bramme nicht die erste Bramme der Teilfolge ist,
• Bestimmung eines dritten Quotienten der Breite der in der Teilfolge der aktuellen Bramme unmittelbar nachfolgenden Bramme plus dem Sprungwert und der Breite der aktuellen Bramme, wobei der dritte Quotient nur bestimmt wird, wenn die aktuelle Bramme nicht die letzte Bramme der Teilfolge ist.

[0023] Während der erste Quotient zunächst die möglichen Toleranzen bezüglich der Brammen berücksichtigt, sorgt der zweite Quotient dafür, dass ein Aufstellen des Strangs vermieden wird. Aufstellen meint dabei, dass in der Sequenzfolge der Nachfolger der aktuellen Bramme plötzlich breiter wird als der Vorgänger, das heißt plötzlich eine Breitenverstellung zu größeren Breiten hin erfolgt, was jedoch nicht gewünscht ist. Ausgehend von der initialen Sortierung der zu gießenden Brammen gemäß dem Sortierkriterium der abnehmenden Brammenbreiten ist zur Optimierung der Gießleistung der Anlage gewünscht, dass die Breitenverstellung immer zu kleineren Breiten hin erfolgt. Der dritte Quotient dient schließlich dazu, einen Breitensprung zum Nachfolger zu vermeiden, der durch die Anlage nicht leistbar ist.

[0024] Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die gleichartige Veränderung der Brammenbreite bei gleichzeitiger Verkürzung der Brammenlänge für alle Brammen einer angepassten Teilfolge jeweils ferner:

• Multiplikation der Breite der aktuellen Bramme und Division der Länge der aktuellen Bramme mit dem kleinsten Wert des ersten, zweiten und dritten Quotienten,
• Wiederholung der Schritte der Bestimmung des ersten, zweiten und dritten Quotienten sowie der Multiplikation, bis entweder keine Änderung der Breite der Bramme mehr erfolgt oder bis eine vorbestimmte Anzahl von Iterationen erreicht oder überschritten wurde.

[0025] Durch die Multiplikation mit dem kleinsten Wert der Quotienten könnte sichergestellt werden, dass in optimierter Weise auch tatsächlich die Strangbreiten so variiert werden können, dass eine Optimierung der Gießseiten durch kurze Brammen bei hoher Breite auch tatsächlich möglich ist, da sich hierdurch das Verfahren in kleinen Schritten den optimalen Strangbreiten und Stranglängen annähern könnte, ohne hier über das Ziel hinauszuschießen.

[0026] Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist die Stranggussanlage für jeweils ein Paar der Stränge eine gemeinsame Schneideanlage für die beiden Stränge zum Schneiden parallel gegossener Brammen auf, wobei für ein Paar der angepassten Teilfolgen, welche einem der Paare der Stränge zugeordnet sind, die jeweils an derselben Position der jeweiligen Teilfolgen der bestimmten Brammen ein Paar von parallel zu gießenden Brammen bilden, wobei die Bestimmung des ersten, zweiten und dritten Quotienten jeweils für ein Paar von aktuellen Brammen der parallel zu gießenden Brammen durchgeführt wird, wobei die gleichartige Veränderung der Brammenbreite bei gleichzeitiger Verkürzung der Brammenlänge für alle Brammen aller Paare der angepassten Teilfolgen jeweils umfasst:

• Multiplikation der Breiten des Paars der aktuellen Brammen und Division der Längen des Paars der aktuellen Brammen mit dem insgesamt kleinsten der Werte der ersten, zweiten und dritten Quotienten, welche bezüglich dieses Paares der aktuellen Brammen bestimmt wurde,
• Wiederholung der Schritte der Bestimmung des ersten, zweiten und dritten Quotienten sowie der Multiplikation, bis entweder keine Änderung der Breite der Brammen mehr erfolgt oder bis eine vorbestimmte Zahl von Iterationen erreicht oder überschritten wurde.

[0027] Dies könnte den Vorteil haben, dass hierdurch die technische Gegebenheit der Anlage berücksichtigt wird, wobei die entsprechende Schneideanlage zum Trennen eines Strangs immer nur für ein vorgegebenes Paar von Strängen zur Verfügung steht. Dies bedeutet jedoch, dass in der Praxis die beiden parallelen Stränge immer nur gleichzeitig zum Erhalt identisch langer Brammen geschnitten werden können. Durch die Verwendung des insgesamt kleinsten der Werte der Quotienten, welche bezüglich insgesamt des Paares der aktuellen Brammen bestimmt wurde, wird nun in einer optimierten Schrittfolge dieser technischen Einschränkung Rechnung getragen und es wird gewährleistet, dass eine Optimierung von Gießzeiten möglich ist und hierbei Strangpaare mit der Einschränkung identischer Brammenlängen Berücksichtigung finden.

[0028] Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst jeder Gießauftrag ein KIM-Gewicht, wobei das Sortierkriterium als Hauptkriterium die Brammenbreiten in abnehmender Reihenfolge und als zweites Kriterium das KIM-Gewicht umfasst, wobei die Toleranzangaben jeweils eine Untergrenze und eine Obergrenze bezüglich der Brammenbreiten und der KIM-Gewichte umfassen.

[0029] Es sei angemerkt, dass die Verwendung von KIM-Gewichten bezüglich Coils eine Standardangabe bei der Verarbeitung und Herstellung von Bandmaterialien wie beispielsweise Bandstahl ist. KIM bedeutet dabei eine Gewichtsangabe in Kilogramm pro Millimeter Coilbreite. Beträgt beispielsweise die Coilbreite 570 mm und das Coilgewicht 10500 kg, so resultiert hierbei ein KIM von 18,4 kg/mm. Da nun das spezifische Gewicht des Materials konstant ist, können Abmessung, Gewicht und KIM miteinander umgerechnet werden. Nimmt man beispielsweise in Falle von Bandstahl eine Banddicke von 3,5 mm an und ein spezifisches Gewicht von 7,8 kg/dm³, so kann hieraus eine entsprechende Länge von Bandstahl errechnet werden, nämlich im obigen Beispiel des KIM-Gewichts von 18,4 kg/mm einer Länge von 674764 mm. Das KIM-Gewicht kann daher als breitenunabhängiger Indikator für die Brammenlänge verwendet werden, da bezüglich der Brammen davon auszugehen ist, dass deren Dicken als vorgegeben und konstant anzusehen sind.

[0030] Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Bestimmen des Satzes von zu gießenden Brammen für jeden Gießauftrag:

• Bestimmung eines minimalen Brammengewichts aus der Untergrenze der Brammenbreiten und der Untergrenze des KIM-Gewichts,
• Bestimmung eines maximalen Brammengewichts aus der Obergrenze der Brammenbreite und der Obergrenze des KIM-Gewichts,
• Bestimmung eines Mittelwertes von minimalem und maximalem Brammengewicht,
• Bestimmung der benötigen Anzahl von zu gießenden Brammen, um bei dem Mittelwert des Brammengewichts die Bedarfsmenge an Material gerade zu überschreiten, wobei durch die Anzahl der zu gießenden Brammen der Satz von zu gießenden Brammen gebildet wird.

[0031] Dies könnte den Vorteil haben, dass bezüglich jedes Gießauftrages zunächst die Anzahl der diesem Gießauftrag entsprechenden Brammen so ermittelt werden kann, dass für die anschließenden Optimierungsschritte noch genügend Spielraum innerhalb der gegebenen Toleranzen zur Variation der Strangbreiten bzw. Stranglängen übrig ist. Insgesamt könnte hierdurch eine höchstmögliche Flexibilität bezüglich der Durchführung des Verfahrens der Streuung der Stranggussanlage gewährleistet werden.

[0032] Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Anpassung der Brammenbreiten der zu gießenden Bramme der Teilfolge:

• Ausgehend von der ersten oder der letzten zu gießenden Brammen der Teilfolge, Bestimmung der Breitendifferenz zwischen der aktuellen Bramme und der der aktuellen Bramme in der Teilfolge unmittelbar folgenden Bramme,
• im Falle dessen die Differenz größer ist als der Sprungwert, Reduktion der Breite der aktuellen Bramme so weit, dass die daraus resultierende Breitendifferenz zu der unmittelbar nachfolgenden Bramme dem Sprungwert entspricht, andernfalls Beibehaltung der Breite der aktuellen Bramme.

[0033] Möglich ist auch, dass im Falle dessen die reduzierte Breite der aktuellen Bramme die zugehörigen Toleranzangaben verletzt, die aktuelle Bramme auf die im Toleranzbereich minimal zulässige Breite gesetzt wird und nach Anpassung der Brammenbreiten für alle Brammen der Teilfolge das Verfahren entgegengesetzt ausgehend von der letzten oder der ersten zu gießenden Bramme wiederholt wird. Dies könnte den Vorteil haben, dass die Strangbreiten so variiert werden, dass möglichst kompatible Breitenübergänge von Bramme zu Bramme in der Teilfolge gewährleistet werden. Insbesondere könnte so vermieden werden, dass Breitensprünge vorhanden sind, welche technisch beim Übergang von einer Bramme zur nächsten durch die Anlage überhaupt nicht realisiert werden können, sodass hier diesbezüglich zur Realisierung erst einmal sogenannte Zwischenbrammen oder Lagerbrammen in die Teilfolge eingefügt werden müssten, um solche Breitenübergänge in mehreren Schritten abgestuft zu realisieren. Eine Lagerbramme jedoch bedeutet wiederum eine ineffektive Ausnutzung der Stranggussanlage, da ungewiss ist, zu welchem Zeitpunkt die Lagerbramme überhaupt zum Einsatz kommen kann. Außerdem müsste eine Lagerbramme wiederum einem anderen Gießauftrag zu einem späteren Zeitpunkt zugeordnet werden, sodass innerhalb des Gießauftrages und der daraus resultierenden Brammen keine einheitliche identische Qualität gegeben ist.

[0034] Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst jeder Gießauftrag ein KIM-Gewicht, wobei die Toleranzangaben jeweils eine Untergrenze und eine Obergrenze bezüglich der KIM-Gewichte umfassen, wobei die Stranggussanlage für jeweils ein Paar der Stränge eine gemeinsame Schneideanlage für die beiden Stränge zum Schneiden parallel gegossener Brammen aufweist, wobei für ein Paar von angepassten Teilfolgen, welche einem der Paare der Stränge zugeordnet sind, die jeweils an derselben Position der jeweiligen Teilfolgen bestimmten Brammen ein Paar von parallel zu gießenden Brammen bilden, wobei das Verfahren ferner nach Anpassung der Brammenlängen umfasst:

• Bestimmung für jede zu gießenden Brammen aller Teilfolgen aus den angepassten Brammenbreiten und der zugehörigen Untergrenze und Obergrenze des KIM-Gewichts eine dementsprechende minimale und maximale Länge der Bramme,
• für jedes Paar von parallel zu gießenden Brammen Bestimmen eines Durchschnittswerts bezüglich der beiden minimalen und maximalen Längen der Brammen und Festlegung der Länge der beiden Brammen auf dem Durchschnittswert.

[0035] Zum einen könnte dadurch gewährleistet werden, dass bezüglich der einander zugehörigen parallelen Unterstränge eine identische Länge der hergestellten Brammen gewährleistet werden kann. Zum anderen könnte auch hier für diesen Spezialfall einer Stranggussanlage mit Paaren von Strängen, welche eine gemeinsame Schneideanlage jeweils aufweisen, gewährleistet werden, dass auch hier in möglichst effektiver Weise kompatible Brammenlängen erzeugt werden. Obwohl also die Stranggussanlage für jeweils ein Paar der Stränge eine gemeinsame Schneideanlage aufweist und daraus resultierend die beiden parallelen Stränge identische Länge haben müssen, könnte trotzdem gewährleistet werden, dass die Gießleistung der Anlage maximiert wird, also im obigen Beispiel die Anzahl von notwendigen Lagerbrammen minimiert wird.

[0036] In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit von einem Prozessor ausführbaren Instruktionen zur Durchführung des obig beschriebenen Verfahrens.

[0037] In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Steuereinheit zur Steuerung einer Stranggussanlage zur Herstellung von Brammen aus einem vorbestimmten Material, wobei die Stranggussanlage eine Anzahl von Kokillen zur Erzeugung entsprechender Gießstränge aufweist, wobei die Steuereinheit einen Prozessor und einen Speicher aufweist, wobei der Speicher durch den Prozessor ausführbare Anweisungen enthält, wobei die Ausführung der Anweisungen durch den Prozessor die Steuereinheit steuert zum: Empfang mehrerer Gießaufträge, wobei jeder Gießauftrag eine Bedarfsmenge an dem Material, eine zugehörige Brammenbreite und Toleranzangaben bezüglich der Gießaufträge umfasst; Bestimmung für jeden der Gießaufträge aus den jeweiligen Bedarfsmengen und den jeweiligen Brammenbreiten eines Satzes von zu gießenden Brammen mit zugehörigen Brammengewichten und Brammenbreiten; Sortierung aller zu gießenden Brammen aller Sätze aller Gießaufträge gemäß einem Sortierkriterium zum Erhalt einer sortierten Basisfolge von zu gießenden Brammen, wobei das Sortierkriterium die Brammenbreiten umfasst; Gleichmäßige Partitionierung der sortierten Basisfolge in eine Anzahl von Teilfolgen, wobei die Anzahl der Teilfolgen der Anzahl der Kokillen entspricht; Für jede der Teilfolgen, Anpassung der Brammenbreiten der zu gießenden Brammen der Teilfolge unter Berücksichtigung der Toleranzangaben, wobei aufgrund der Anpassung die Breitensprünge zwischen zwei in der Teilfolge unmittelbar aufeinander folgenden zu gießenden Brammen einen vorbestimmten Sprungwert nicht überschreiten, wobei aufgrund der angepassten Brammenbreiten angepasste Teilfolgen resultieren; Übermittlung von Steuerdaten an die Stranggussanlage zur Herstellung der in den angepassten Teilfolgen bestimmten zu gießenden Brammen, wobei in den Steuerdaten für jede der Teilfolgen die Reihenfolge der Herstellung der Brammen der Reihenfolge entspricht, in welcher die zu gießenden Brammen in der jeweiligen angepassten Teilfolge bestimmt sind.

[0038] Es sei angemerkt, dass die obig beschriebenen Beispiele und Ausführungsformen in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden können, solange sich deren Kombination nicht technisch ausschließt.

[0039] Im Folgenden werden bevorzugt Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

ein System von Steuereinheit und Stranggussanlage,

Figur 2

ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung einer Stranggussanlage,

Figuren 3 - 9

die Umwandlung verschiedener Gießaufträge in entsprechende Steuerdaten für eine Stranggussanlage in tabellarischer Form.

[0040] Im Folgenden werden einander ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

[0041] Die Figur 1 zeigt ein System umfassend eine Steuereinheit 100 und eine Stranggussanlage 101. Hierbei sei zunächst einmal die Stranggussanlage 101 näher erläutert. Ein Konverter 122 dient dazu, flüssiges Material bereitzustellen. Im Folgenden sei ohne Beschränkung der Allgemeinheit davon ausgegangen, dass es sich bei dem Material um Stahl handelt, sodass der Konverter flüssigen Stahl aufnehmen kann. Über eine nicht näher dargestellte Pfanne kann der flüssige Stahl in einem Verteiler 124 hineingegeben werden, wobei dann der Verteiler im Falle der gezeigten Mehrstranganlage die Funktion hat, den Flüssigstahl auf die einzelnen Stränge zu verteilen. Konkret wird über ebenfalls nicht näher gezeigte Gießrohre der Flüssigstahl aus dem Verteiler 124 in die Kokillen 126 eingeleitet. Die Kokillen sind an ihren Innenseiten gekühlt, sodass an den Innenseiten eine Erstarrung des Flüssigstahls eintritt. Während des Gießens wird die Kokille oszillierend bewegt, um ein Anbacken des Stahls an den gekühlten Wänden zu verhindern und den Transportvorgang zu unterstützen. Beim Verlassen der Kokille hat nun der Strang eben jene erstarrte Schale von wenigen Zentimetern Dicke, während der Großteil des Querschnitts noch flüssig ist. Anschließend wird der Strang wieder gekühlt und durch Rollen 130 gestützt weiterbewegt.

[0042] Im Ergebnis ergibt sich im Beispiel der Figur 1 ein Satz von insgesamt vier Strängen. Ebenfalls im Beispiel der Stranggussanlage der Figur 1 bilden dabei die zwei linken Stränge ein Paar und die zwei rechten Stränge ebenfalls ein Paar 128. Die Paarbildung ist deshalb gegeben, da bezüglich jeweils eines Paares 128 von Strängen eine Schneidevorrichtung 134 vorgesehen ist, welche zum Teilen des Strangs zum Erhalt individueller Brammen 132 vorgesehen ist. Dies führt zu der technischen Einschränkung, dass die Brammen 132 eines Strangpaars 128 zwangsläufig immer identische Längen haben müssen.

[0043] Gesteuert werden die für die Erzeugnisse wichtigen Steuerparameter, d.h. die Breite der Kokillen 126 und die von den Schneideinrichtungen 134 herzustellenden Brammenlängen sowie der Prozess des Stranggießens, das heißt der Bewegung des Strangs, des Eingießens des flüssigen Stahls in die Pfanne in den Verteiler, der Bewegung des Kokillen 126 usw. durch ein Stranggussprogramm, welches mittels der Schnittstelle an das Fremdsystem übertragen wird und im Speicher 120 eines Steuercomputers 114 enthalten ist. Der Steuercomputer 114 verfügt ferner über einen Prozessor 118, der in der Lage ist, das in dem Speicher 120 beinhaltete Stranggussprogramm auszuführen, um dadurch die Stranggussanlage zu steuern. Ferner verfügt der Steuercomputer 114 ferner über eine Schnittstelle 116, über welche der Steuercomputer Steuerdaten 112 von einer Steuereinheit 100 empfangen kann.

[0044] Die Steuerdaten 112 bestimmen die Brammen, die durch die Stranggussanlage herzustellen sind. Die Steuerdaten legen dabei die Reihenfolge und Verteilung der Brammen auf die einzelnen Stränge, sowie die geometrischen Abmessungen der Brammen im Detail fest.

[0045] Die Steuereinheit 100 verfügt über einen Prozessor 102, eine Schnittstelle 104 und einen Speicher 106. Die Schnittstelle 104 dient der Kommunikation mit der Schnittstelle 116. Der Speicher 106 umfasst verschiedene Gießaufträge 108 und Anweisungen 110. Durch die Ausführung der Anweisung 110 durch den Prozessor 102 ist die Steuereinheit 100 in der Lage, das im Folgenden in Figur 2 beschriebene Verfahren bezüglich der Gießaufträge 108 durchzuführen.

[0046] Die Umsetzung der einzelnen in Figur 2 diskutierten Verfahrensschritte ist dabei beispielhaft unter Verwendung verschiedener Gießaufträge in den Figuren 3 - 9 tabellarisch wiedergegeben.

[0047] Das Verfahren zur Steuerung der Stranggussanlage 101 beginnt in Schritt 200 der Figur 2 mit dem Empfang der Gießaufträge 108, welche daraufhin im Speicher 106 der Steuereinheit 100 enthalten sind. In Figur 3 sind hierbei verschiedene Gießaufträge mit der Bezeichnung Auftrag 1, Auftrag 2, ... Auftrag 7 angegeben, wobei beispielsweise bei Auftrag 1 eine Bedarfsmenge von 50 t bei einer Walzbreite von 520 mm angegeben ist, wobei hier Toleranzangaben bezüglich der Walzbreite von Minimum 490 mm und Maximum 550 mm angegeben sind. Da die Gießaufträge alle für das Ziel der Herstellung von Stahlcoils gegeben sind, ist auch für jeden der Gießaufträge ein zugehöriges minimales und maximales KIM-Gewicht angegeben.

[0048] Dass aus den Brammen Coils hergestellt werden sollen ist jedoch nur als beispielhafte Anwendung zu sehen - andere Verarbeitungsmöglichkeiten für Brammen sind dem Fachmann hinlänglich bekannt.

[0049] Bei Auftrag 1 ist das minimale KIM-Gewicht 15 kg/mm und das maximale KIM-Gewicht 20 kg/mm. Daraus lässt sich bezüglich der Walzbreite von 520 mm ein zugehöriges Halbzeuggewicht von mindestens 7959 kg und ein maximales Halbzeuggewicht von maximal 10192 kg errechnen, wobei hier beispielhaft ein Ausbringen von 98 % berücksichtigt wird (zum Beispiel 520 x 15 / 0,98). In anderen Worten wird eine Bramme, aus der eine Coil mit den besagten Angaben der Walzbreite und den KIM-Gewichten ein Gesamtgewicht zwischen mindestens 7959 kg und maximal 10192 kg haben.

[0050] Jeder Auftrag spezifiziert also eine Bedarfsmenge an Material (im Beispiel der Figur 3, Auftrag 1 mit 50000 kg) sowie einer zugehörigen Brammenbreite, im Beispiel der Figur 3 mit Auftrag 1 520 mm und Toleranzangaben bezüglich der Breiten, wiederum im Beispiel der Figur 3 bei Auftrag 1, dem minimalen und maximalen KIM-Gewicht und den daraus resultierenden Brammengewichten.

[0051] Zunächst wird für jeden der Aufträge aus den jeweiligen Bedarfsmengen und den jeweiligen Brammenbreiten ein Satz von zu gießenden Brammen mit zugehörigen Brammengewichten und Brammenbreiten bestimmt. Aus dem in Figur 3 für jeden Auftrag bestimmten minimalen und maximalen Halbzeuggewicht (Brammengewicht), kann nun ein Mittelwert bestimmt werden, der in Figur 3 bezüglich Auftrag 1 einem Betrag von 9076 kg entspricht. Um die bezüglich von Auftrag 1 gewünschte Bedarfsmenge von 50 t zu erreichen, entspricht dies einer Anzahl von sechs Brammen, da erst mit einer Anzahl von sechs Brammen à 9076 kg die Bedarfsmenge von 50 t erreicht wird. Im Beispiel des Auftrags 1 wird sogar dadurch die Menge, welche bezüglich Auftrag 1 produziert werden muss, deutlich überschritten, nämlich es werden 54456 kg durch diese sechs Brammen bei dem angenommenen mittleren Brammengewicht erzielt.

[0052] Anschließend erfolgt in Schritt 204 eine Sortierung der Brammen zum Erhalt einer Basisfolge. Die Sortierung erfolgt dabei nach einem Sortierkriterium, wobei das Sortierkriterium die Brammenbreiten umfasst. Ausgehend von Figur 4 werden nun die dort ausgeführten Walzbreiten für jeden Auftrag ausgehend von der größten Walzbreite hin zur kleinsten Walzbreite einzeln aufgelistet und sortiert, wobei das entsprechende zugehörige Ergebnis in Figur 5 ersichtlich ist. Auftrag 2 mit der größten Walzbreite von 650 erscheint mit der Anzahl der bestimmten Brammen von drei zunächst in den obersten drei Zeilen der Basisfolge der Figur 5, gefolgt von den vier Brammen bezüglich Auftrag 6 mit 600 mm Walzbreite, daraufhin gefolgt von den fünf Brammen von Auftrag 5 mit 550 mm Walzbreite usw. Die in Figur 5 gezeigte Hintereinanderreihung der sortierten zu gießenden Brammen wird im Folgenden als "sortierte Basisfolge von zu gießenden Brammen" bezeichnet.

[0053] Nun wird in Schritt 206 die sortierte Basisfolge der Figur 5 in eine Anzahl von Teilfolgen partitioniert, welche der Anzahl der Kokillen 126 der Figur 1 entspricht. Da in Figur 1 die Stranggussanlage vier Kokillen aufweist, erfolgt nun eine Partitionierung der Tabelle der Figur 5 in vier Teilfolgen. Jede Teilfolge umfasst dabei eine identische Anzahl von zu gießenden Brammen. Hierzu wird ausgehend von der ersten zu gießenden Bramme der Tabelle der Figur 5 ein unmittelbar zusammenhängender Satz von zu gießender Brammen ausgewählt und als Teilfolge 1 definiert. Teilfolge 1 sowie alle weiteren Teilfolgen umfassen dabei exakt acht zu gießende Brammen. Diese sind im Folgenden mit T1 gekennzeichnet. Dem schließen sich die nächsten acht zu gießenden Brammen der Tabelle der Figur 5 an, welche als T2 gekennzeichnet sind. Dem folgt T3 und daraufhin T4, jeweils umfassend acht zu gießende Brammen. Die hieraus resultierenden Teilfolgen T1, T2, T3 und T4 sind in der Figur 6 dargestellt.

[0054] Nach dem Schritt 206 der Partitionierung in Teilfolgen erfolgt nun in Schritt 208 eine eindeutige Zuordnung jeder der Teilfolgen zu einem der Stränge, das heißt zu einer der Kokillen 126, wobei die Zuordnung so erfolgt, dass von den innenliegenden Strängen zu den außenliegenden Strängen gehende durchschnittliche Brammenbreite der in der jeweiligen Teilfolge bestimmten zu gießenden Brammen stetig abnimmt. Dies führt dazu, dass bezüglich der Stranggussanlage der Figur 1 die beiden inneren Stränge die Teilfolge 1 und Teilfolge 2 mit den großen Brammenbreiten und die beiden äußeren Stränge die Teilfolgen 3 und 4 mit den kleineren Brammenbreiten aufweisen.

[0055] Das Ergebnis der Zuordnung der einzelnen Teilfolgen zu den Strängen bzw. dem Strangbelegungsschema ist in der Figur 7 gezeigt.

[0056] Nachfolgend wird in Schritt 210 für jede der Teilfolgen eine Anpassung der Brammenbreiten der zu gießenden Brammen der Teilfolgen unter Berücksichtigung der Toleranzangaben vorgenommen. Ziel ist es dabei, die Breitensprünge zwischen unmittelbar aufeinanderfolgenden zu gießenden Brammen in einer Teilfolge in einem Bereich zu halten, welcher den zulässigen Angaben für die Stranggussanlage entspricht. Im Folgenden sei die maximal zulässige Breitendifferenz zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Brammen als "Sprungwert" bezeichnet, wobei im Beispiel der Figur 1 dieser Sprungwert als maximal 25 mm angenommen wird. Der Einfachheit halber sei ferner im Folgenden ausschließlich der Hauptstrang 1 umfassend die Unterstränge 1 und 2 mit den Teilfolgen 3 und 2 diskutiert, wobei in analoger Weise Berechnungen bezüglich des zweiten Hauptstrangs umfassend Unterstrang 3 und 4 mit den Teilfolgen 1 und 4 eingestellt werden können.

[0057] Betrachtet man nun den Unterstrang 1 mit Teilfolge T3, so gibt es zwischen Auftrag 1 und Auftrag 4 in den Zeilen 1 und 2 bezüglich der Brammen einen Breitensprung bei der Walzbreite von 520 nach 470 mm. Dies überschreitet die besagten 25 mm als Sprungwert deutlich. Selbiges gilt bezüglich des Sprungs von Auftrag 4 mit einer Walzbreite von 470 mm zu Zeile 7 und Auftrag 7 mit einer Walzbreite von 430 mm. Um nun in Schritt 210 die Anpassung der Brammenbreiten durchzuführen, wird beginnend mit der ersten Position der jeweiligen sortierten Teilfolgen die Breitendifferenz zur Breite der Folgeposition geprüft. Im Falle dessen die Differenz größer ist als der Sprungwert erfolgt eine Reduktion der Breite der aktuellen Bramme bzw. der aktuellen Position so weit, dass die daraus resultierende Breitendifferenz dem Sprungwert entspricht. Dies wird zyklisch wiederholt. Im Ergebnis ergeben sich daraus bezüglich Unterstrang 1 ausgehend von der ersten Position bis zur letzten Position maximal Sprünge von 25 mm. Es sei angemerkt, dass die exakte Art und Weise, wie diese Anpassung der Brammenbreiten zur Berücksichtigung der maximalen Sprungwerte der Breitensprünge erfolgt, auf vielfältige Art und Weise möglich ist. Letzten Endes ist hier das Ergebnis entscheidend, nämlich dass in einer Teilfolge von einer zu gießenden Bramme zur nächsten der Sprungwert nicht überschritten wird.

[0058] Da eine Besonderheit der Stranggussanlage der Figur 1 darin liegt, dass es sich hierbei um eine sogenannte Twin-Gussanlage handelt, bei der jeweils für ein Paar der Stränge 128 nur eine gemeinsame Schneideanlage 134 zur Verfügung steht, muss gewährleistet werden, dass die Brammen der parallelen Unterstränge 128, das heißt die Brammen im Unterstrang 1 und 2 identische Längen haben. Dies hat in den bisherigen Anpassungen jedoch noch keine Berücksichtigung gefunden. Aus diesem Grund erfolgt eine Anpassung der Brammenlängen, was in Schritt 212 allgemein und in den Schritten 214-216 spezifisch skizziert ist. Nachdem nun also in Schritt 210 die Brammenbreiten angepasst wurden, kann bei gegebener Strangbreite aus der jeweiligen Unter- und Obergrenze des Brammengewichtes eine entsprechende zugehörige minimale und maximale Länge der Bramme berechnet werden. In der Figur 1 ergibt sich bezüglich der ersten Zeile und Auftrag 1 aus der angepassten Strangbreite 500 mm eine minimale Brammenlänge von 7849 mm und eine maximale Brammenlänge von 10051 mm. Diese Berechnungen können nun für alle in den Teilfolgen spezifizierte Brammen durchgeführt werden. Dies entspricht Schritt 214 der Figur 2. Nun wird für jedes Paar von parallel zu gießenden Brammen ein Durchschnittswert bezüglich der beiden minimalen und maximalen Längen der Brammen bestimmt und daraus eine mittlere Länge für beide Brammen berechnet. Bezüglich Unterstrang 1 und Teilfolge T3 ergibt sich damit eine mittlere Brammenlänge 8757 mm, welche identisch ist mit Unterstrang 2 (T2) und der ersten Bramme, Auftrag 5. Aufgrund der unterschiedlichen Strangbreiten von einmal 500 mm und einmal 550 mm bezüglich dieser ersten Zeile ergeben sich dementsprechend auch unterschiedliche zugehörige Brammengewichte von 8880 kg bzw. 9768 kg.

[0059] Auch hier sei angemerkt, dass es unerheblich ist, auf welche Art und Weise nun exakt diese mittlere Brammenlänge berechnet wird. Möglich ist beispielsweise, dass als Ziellänge (Brammenlänge) für die beiden Brammen die Mitte des Toleranzbereiches der Längen der beiden Brammen wie folgt gewählt wird: Ziellänge = Länge_min von Unterstrang 1 + (Länge_max von Unterstrang 2 - Länge_min von Unterstrang 1) / 2.

[0060] Es sei angemerkt, dass die minimalen und maximalen Brammenlängen wieder unter Verwendung der Dichte von Stahl, der konstanten Dicke der Bramme (zum Beispiel 260 mm) und einem gewissen Toleranzabzug von z.B. 2 % berechnet werden können gemäß der bekannten Formel Länge = Gewicht / (Dicke x Breite x Dichte).

[0061] Die Bestimmung des Durchschnittswerts bezüglich der beiden minimalen und maximalen Längen der Brammen und die Festlegung der Länge der beiden Brammen auf den Durchschnittswert erfolgt in der Figur 2 in Schritt 216.

[0062] Das Verfahren setzt sich in Schritt 218 mit dem Anpassen der Brammengewichte auf die real in einem Konverter zur Verfügung stehende Menge an flüssigem Stahl fort. Summiert man in der Figur 8 die aus den mit Schritt 216 bestimmten Brammenlängen resultierenden Brammengewichten auf, so ergibt sich bei Berücksichtigung aller Unterstränge (auch der nicht dargestellten Unterstränge 3 und 4) unter Umständen ein Gesamtgewicht, welches nicht optimal die Menge an Flüssigstahl berücksichtigt, welche mit einem oder mehreren Konvertern zur Verfügung stehen. Liegt beispielsweise das Gesamtgewicht bei 275 t, kann jedoch mit einem Konverter Flüssigstahl nur 270 t zur Verfügung gestellt werden, so erfolgt nun eine Veränderung des Brammengewichts oder der Brammenlänge gleichmäßig über alle Brammen aller Unterstränge hinweg, bis schließlich das hieraus erhaltene Gesamtgewicht dem gewünschten Zielgewicht entspricht. Auch hier müssen selbstverständlich die entsprechenden Toleranzen bezüglich minimaler und maximaler Brammenbreite bzw. minimaler und maximaler Brammenlänge Berücksichtigung finden.

[0063] In beispielhafter Weise kann dies in Schritt 218, der Anpassung der Brammengewichte, dergestalt realisiert werden, dass über alle Brammen aller Unterstränge hinweg ein Quotient von hieraus resultierendem Gesamtgewicht und Zielgewicht bestimmt wird, wobei die Veränderung des Brammengewichts oder Brammenlänge jeder einzelnen Bramme eine Multiplikation des Brammengewichts oder der Brammenlänge mit diesem Koeffizienten umfasst. Das diesbezügliche Ergebnis ist in der Figur 9 exemplarisch dargestellt. Im Ergebnis haben sich hier die Gesamtgewichte der Unterstränge erhöht, um damit in optimaler Weise das Zielgewicht zu erreichen.

[0064] Nach Schritt 218 erfolgt in Schritt 220 eine Optimierung der Gießzeiten, wobei die Details von Schritt 220 in den Schritten 222-232 skizziert sind. Ziel ist dabei die Strangbreite zu vergrößern bei gleichzeitiger Verkürzung der Stranglänge, in der Form, dass das Gewicht beibehalten wird und keine Toleranzverletzung stattfindet. Die Schritte der Optimierung der Gießzeiten sind im Detail in Figur 2 mit den Schritten 222 bis 232 angegeben. Hierzu wird zunächst in Schritt 222 der Wert Q1_i bestimmt, wobei i bezüglich eines Strangenpaars das jeweilige Paar von parallelen Brammen angibt.

[0065] In der Figur 9 würde i beispielsweise die erste Zeile für das Brammenpaar Auftrag 1 und Auftrag 5 bezüglich der Unterstränge 1 und 2 angeben. Somit wird nun bezüglich Auftrag 1 der Quotient aus maximaler Breite (550 mm) und der Breite der aktuellen Bramme (500 mm) berechnet und abgespeichert. Ebenso wird der Quotient bezüglich der ersten Zeile bzw. der ersten Bramme für Unterstrang 1, Auftrag 5 als 580 mm durch 550 mm berechnet.

[0066] Nach dieser Berechnung in Schritt 222 erfolgt in Schritt 224 die Berechnung eines weiteren Quotienten für die Brammen dieses Brammenpaares, wobei hier jedoch keine "Vorbramme" vorhanden ist, da die in der ersten Zeile angegebenen Brammen die ersten Brammen sind. Insofern spielt hier Q2 keine Rolle. Nun wird anschließend in Schritt 226 der Quotient Q3 berechnet als der Quotient aus der Breite der Folgebramme plus dem Sprungwert und der Breite der aktuellen Bramme. Bezüglich Unterstrang 1 wäre dies also 475 mm + 25 / 500 mm = 1. Nachdem so für die erste Zeile die Quotienten Q1, Q2 (nicht vorhanden, da keine Vorbramme vorhanden) und Q3 berechnet wurden, wird nun für Unterstrang 1 und Unterstrang 2 gemeinsam (da parallele Bramme) der kleinste Wert verwendet der so berechneten Quotienten für die erste Zeile (Schritt 230). Mit diesem kleinsten Quotienten wird daraufhin die Breite der aktuellen Bramme in Zeile 1 für Unterstrang 1 und Unterstrang 2 jeweils multipliziert und die Länge der aktuellen Bramme jeweils dividiert (Schritt 232).

[0067] Dasselbe wird nun für die nächste Zeile von Unterstrang 1 und 2, das heißt das nächste Brammenpaar durchgeführt. Hier kann diesmal Q2 berechnet werden, da z.B. bezüglich Zeile 2 von Unterstrang 1 die Vorbramme eine Breite von 500 mm hat und die aktuelle Bramme eine Breite von 475 mm, sodass Q2 = 500/475 ist.

[0068] Letzten Endes können die Schritte der Bestimmung der verschiedenen Quotienten sowie der Multiplikation der Breiten und Division der Längen, das heißt die Schritte 222 bis 232 zunächst nacheinander für alle Brammen eines Strangenpaares und für alle Stränge iterativ durchgeführt werden, wobei nach Abschluss dieser Schritte dieses Verfahren mehrmals wiederholt werden kann bis entweder keine Änderung der Breite der Brammen mehr erfolgt oder aber eine bestimmte Zahl von Iterationen erreicht oder überschritten wurde. Im Ergebnis resultieren so zu gießende Brammen, welche bezüglich der Gießzeit optimiert sind, indem die Strangbreite innerhalb der Toleranzen vergrößert sind, ohne dass es hierbei zu Toleranzverletzungen kommt.

[0069] Das Verfahren endet schließlich in Schritt 234 mit der Übermittlung der Steuerdaten 112 an die Stranggussanlage unter Verwendung der Schnittstellen 104 und 116. Die Steuerdaten beinhalten Angaben bezüglich der Reihenfolge, in welcher die Brammen mit entsprechender berechneter Breite und Länge hergestellt werden sollen. Der Steuerungscomputer 114 kann daraufhin die Steuerungsanlage so ansteuern, dass die entsprechende Produktion der Brammen erfolgt.

Bezugszeichenliste

[0070] 

100

Steuereinheit

101

Stranggussanlage

102

Prozessor

104

Schnittstelle

106

Speicher

108

Gießaufträge

110

Anweisungen

112

Steuerdaten

114

Steuerungscomputer

116

Schnittstelle

118

Prozessor

120

Speicher

122

Konverter

124

Verteiler

126

Kokille

128

Strangpaar

130

Führungsrollen

132

Bramme

134

Schneidevorrichtung

Ansprüche

1. Verfahren zur Steuerung einer Stranggussanlage (101) zur Herstellung von Brammen (132) aus einem vorbestimmten Material, wobei die Stranggussanlage (101) eine Anzahl von Kokillen (126) zur Erzeugung entsprechender Gießstränge aufweist, wobei das Verfahren umfasst:

- Empfang mehrerer Gießaufträge (108), wobei jeder Gießauftrag eine Bedarfsmenge an dem Material, eine zugehörige Brammenbreite und Toleranzangaben bezüglich der Gießaufträge (108) umfasst,

- Bestimmung für jeden der Gießaufträge (108) aus den jeweiligen Bedarfsmengen und den jeweiligen Brammenbreiten eines Satzes von zu gießenden Brammen (132) mit zugehörigen Brammengewichten und Brammenbreiten,

- Sortierung aller zu gießenden Brammen (132) aller Sätze aller Gießaufträge (108) gemäß einem Sortierkriterium zum Erhalt einer sortierten Basisfolge von zu gießenden Brammen, wobei das Sortierkriterium die Brammenbreiten umfasst,

- Gleichmäßige Partitionierung der sortierten Basisfolge in eine Anzahl von Teilfolgen, wobei die Anzahl der Teilfolgen der Anzahl der Kokillen (126) entspricht,

- Für jede der Teilfolgen, Anpassung der Brammenbreiten der zu gießenden Brammen (132) der Teilfolge unter Berücksichtigung der Toleranzangaben, wobei aufgrund der Anpassung die Breitensprünge zwischen zwei in der Teilfolge unmittelbar aufeinander folgenden zu gießenden Brammen (132) einen vorbestimmten Sprungwert nicht überschreiten, wobei aufgrund der angepassten Brammenbreiten angepasste Teilfolgen resultieren,

- Übermittlung von Steuerdaten an die Stranggussanlage (101) zur Herstellung der in den angepassten Teilfolgen bestimmten zu gießenden Brammen, wobei in den Steuerdaten für jede der Teilfolgen die Reihenfolge der Herstellung der Brammen (132) der Reihenfolge entspricht, in welcher die zu gießenden Brammen (132) in der jeweiligen angepassten Teilfolge bestimmt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Stranggussanlage (101) um eine Mehrstranganlage mit mehreren parallel liegenden Strängen handelt, wobei jedem Strang eine der Kokillen (126) zugeordnet ist, wobei die Steuerung zur parallelen gleichzeitigen Herstellung der in den Teilfolgen bestimmten zu gießenden Brammen (132) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend eine eindeutige Zuordnung jeder der Teilfolgen zu einem der Stränge, wobei die Zuordnung so erfolgt, dass von den innenliegenden Strängen zu den außenliegenden Strängen gehend die durchschnittliche Brammenbreite der in den jeweiligen Teilfolgen bestimmten zu gießenden Brammen (132) stetig abnimmt.

4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei aufgrund der gleichmäßigen Partitionierung die Anzahl der in den jeweiligen Teilfolgen bestimmten zu gießenden Brammen (132) für alle Teilfolgen identisch ist.

5. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, ferner nach der Anpassung der Brammenbreiten:

- Bestimmung des Gesamtgewichts aller zu gießender Brammen (132) aller angepasster Teilfolgen,

- Vergleich des Gesamtgewichts mit einem Zielgewicht zum Erhalt eines Vergleichswertes,

- Für alle in den angepassten Teilfolgen bestimmten zu gießenden Brammen (132), gleichartige Veränderung des Brammengewichts oder der Brammenlänge anhand des Vergleichswertes zum Erhalt aktualisierter angepasster Teilfolgen, wobei im Falle dessen das hierdurch veränderte Brammengewicht oder die hierdurch veränderte Brammenlänge die Toleranzangaben des zugehörigen Gießauftrages verletzt, keine Veränderung des Brammengewichts oder der Brammenlänge erfolgt,

- Wiederholung der Schritte der Bestimmung des Gesamtgewichts, des Vergleichens und der Veränderung des Brammengewichts oder der Brammenlänge bis der Vergleichswert in einem vorbestimmten Schwellbereich liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Zielgewicht mindestens einem ganzzahligen Vielfachen des Gewichts entspricht, das mit der Bereitstellung des Materials aus einem Konverter erzielbar ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Vergleichswert den Quotienten von Gesamtgewicht und Zielgewicht umfasst, wobei die Veränderung des Brammengewichts oder der Brammenlänge eine Multiplikation des Brammengewichts oder der Brammenlänge mit dem Quotienten umfasst.

8. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 5-7, wobei der Schwellbereich eine Abweichung des Gesamtgewichts vom Zielgewicht kleiner als 3% ist.

9. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei nach der Anpassung der Brammenbreiten für alle zu gießenden Brammen (132) aller angepasster Teilfolgen gleichartig jeweils die Brammenbreite verändert wird bei gleichzeitiger Verkürzung der Brammenlänge unter Beibehaltung des Brammengewichts, wobei im Falle dessen die hierdurch veränderte Brammenbreite oder die hierdurch veränderte Brammenlänge die Toleranzangaben des zugehörigen Gießauftrages verletzt, keine Veränderung der Brammenbreite oder der Brammenlänge erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Sortierkriterium die Brammenbreiten in abnehmender Reihenfolge umfasst, wobei die gleichartige Veränderung der Brammenbreite bei gleichzeitiger Verkürzung der Brammenlänge für alle Brammen (132) einer angepassten Teilfolge jeweils umfasst:

- Bestimmung eines ersten Quotienten von maximal zulässiger Brammenbreite und Breite der aktuellen Bramme (132),

- Bestimmung eines zweiten Quotienten der Breite der in der Teilfolge der aktuellen Bramme unmittelbar vorhergehenden Bramme und der Breite der aktuellen Bramme (132), wobei der zweite Quotient nur bestimmt wird, wenn die aktuelle Bramme nicht die erste Bramme der Teilfolge ist,

- Bestimmung eines dritten Quotienten der Breite der in der Teilfolge der aktuellen Bramme unmittelbar nachfolgenden Bramme plus dem Sprungwert und der Breite der aktuellen Bramme (132), wobei der dritte Quotient nur bestimmt wird, wenn die aktuelle Bramme nicht die letzte Bramme der Teilfolge ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die gleichartige Veränderung der Brammenbreite bei gleichzeitiger Verkürzung der Brammenlänge für alle Brammen (132) einer angepassten Teilfolge jeweils ferner umfasst:

- Multiplikation der Breite der aktuellen Bramme und Division der Länge der aktuellen Bramme mit dem kleinsten Wert des ersten, zweiten und dritten Quotienten,

- Wiederholung der Schritte der Bestimmung des ersten, zweiten und dritten Quotienten sowie der Multiplikation, bis entweder keine Änderung der Breite der Brammen (132) mehr erfolgt oder bis eine vorbestimmte Zahl von Iterationen erreicht oder überschritten wurde.

12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Stranggussanlage (101) für jeweils ein Paar der Stränge (128) eine gemeinsame Schneideanlage (134) für die beiden Stränge zum Schneiden parallel gegossener Brammen (132) aufweist, wobei für ein Paar der angepassten Teilfolgen, welche einem der Paare der Stränge zugeordnet sind, die jeweils an derselben Position der jeweiligen Teilfolgen bestimmten Brammen (132) ein Paar von parallel zu gießender Brammen (132) bilden, wobei die Bestimmung des ersten, zweiten und dritten Quotienten jeweils für ein Paar von aktuellen Brammen (132) der parallel zu gießenden Brammen (132) durchgeführt wird, wobei die gleichartige Veränderung der Brammenbreite bei gleichzeitiger Verkürzung der Brammenlänge für alle Brammen (132) aller Paare der angepassten Teilfolge jeweils umfasst:

- Multiplikation der Breiten des Paars der aktuellen Brammen (132) und Division der Längen des Paars der aktuellen Brammen (132) mit dem insgesamt kleinsten der Werte der ersten, zweiten und dritten Quotienten, welche bezüglich des Paares der aktuellen Brammen (132) bestimmt wurde,

- Wiederholung der Schritte der Bestimmung des ersten, zweiten und dritten Quotienten sowie der Multiplikation, bis entweder keine Änderung der Breite der Brammen (132) mehr erfolgt oder bis eine vorbestimmte Zahl von Iterationen erreicht oder überschritten wurde.

13. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei jeder Gießauftrag ein KIM-Gewicht umfasst, wobei das Sortierkriterium als Hauptkriterium die Brammenbreiten in abnehmender Reihenfolge und als zweites Kriterium das KIM-Gewicht umfasst, wobei die Toleranzangaben jeweils eine Untergrenze und eine Obergrenze bezüglich der Brammenbreiten und der KIM-Gewichte umfassen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Bestimmen des Satzes von zu gießenden Brammen (132) für jeden Gießauftrag umfasst:

- Bestimmung eines minimalen Brammengewichts aus der Untergrenze der Brammenbreite und der Untergrenze des KIM-Gewichts,

- Bestimmung eines maximalen Brammengewichts aus der Obergrenze der Brammenbreite und der Obergrenze des KIM-Gewichts,

- Bestimmung eines Mittelwertes von minimalem und maximalem Brammengewicht,

- Bestimmung der benötigten Anzahl von zu gießenden Brammen (132), um bei dem Mittelwert des Brammengewichts die Bedarfsmenge an Material gerade zu überschreiten, wobei durch die Anzahl der zu gießenden Brammen (132) der Satz von zu gießenden Brammen (132) gebildet wird.

15. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Anpassung der Brammenbreiten der zu gießenden Brammen (132) der Teilfolge umfasst:

- Ausgehend von der ersten oder der letzten zu gießenden Bramme der Teilfolge, Bestimmung der Differenz der Breitendifferenz zwischen der aktuellen Bramme und der der aktuellen Bramme in der Teilfolge unmittelbar folgenden Bramme (132),

- Im Falle dessen die Differenz größer ist als der Sprungwert, Reduktion der Breite der aktuellen Bramme so weit, dass die daraus resultierende Breitendifferenz zu der unmittelbar nachfolgenden Bramme dem Sprungwert entspricht, andernfalls Beibehaltung der Breite der aktuellen Bramme.

16. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 2-15, wobei jeder Gießauftrag ein KIM-Gewicht umfasst, wobei die Toleranzangaben jeweils eine Untergrenze und eine Obergrenze bezüglich der KIM-Gewichte umfassen, wobei die Stranggussanlage (101) für jeweils ein Paar der Stränge (128) eine gemeinsame Schneideanlage (134) für die beiden Stränge zum Schneiden parallel gegossener Brammen (132) aufweist, wobei für ein Paar von angepassten Teilfolgen, welche einem der Paare der Stränge zugeordnet sind, die jeweils an derselben Position der jeweiligen Teilfolgen bestimmten Brammen (132) ein Paar von parallel zu gießender Brammen (132) bilden, wobei das Verfahren ferner nach der Anpassung der Brammenbreiten umfasst:

- Bestimmung für jede zu gießende Bramme aller Teilfolgen aus den angepassten Brammenbreiten und der zugehörigen Untergrenze und Obergrenze des KIM-Gewichts eine dem entsprechende minimale und maximale Länge der Bramme (132),

- Für jedes Paar von parallel zu gießenden Brammen, Bestimmen eines Durchschnittswertes bezüglich der beiden minimalen und maximalen Längen der Brammen (132) und Festlegung der Länge der beiden Brammen (132) auf den Durchschnittswert.

17. Computerprogrammprodukt mit von einem Prozessor ausführbaren Instruktionen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorigen Ansprüche.

18. Steuereinheit (100) zur Steuerung einer Stranggussanlage (101) zur Herstellung von Brammen (132) aus einem vorbestimmten Material, wobei die Stranggussanlage (101) eine Anzahl von Kokillen (126) zur Erzeugung entsprechender Gießstränge aufweist, wobei die Steuereinheit einen Prozessor und einen Speicher aufweist, wobei der Speicher durch den Prozessor ausführbare Anweisungen enthält, wobei die Ausführung der Anweisungen durch den Prozessor die Steuereinheit steuert zum:

- Empfang mehrerer Gießaufträge (108), wobei jeder Gießauftrag eine Bedarfsmenge an dem Material, eine zugehörige Brammenbreite und Toleranzangaben bezüglich der Gießaufträge (108) umfasst,

- Bestimmung für jeden der Gießaufträge (108) aus den jeweiligen Bedarfsmengen und den jeweiligen Brammenbreiten eines Satzes von zu gießenden Brammen (132) mit zugehörigen Brammengewichten und Brammenbreiten,

- Sortierung aller zu gießenden Brammen (132) aller Sätze aller Gießaufträge (108) gemäß einem Sortierkriterium zum Erhalt einer sortierten Basisfolge von zu gießenden Brammen, wobei das Sortierkriterium die Brammenbreiten umfasst,

- Gleichmäßige Partitionierung der sortierten Basisfolge in eine Anzahl von Teilfolgen, wobei die Anzahl der Teilfolgen der Anzahl der Kokillen (126) entspricht,

- Für jede der Teilfolgen, Anpassung der Brammenbreiten der zu gießenden Brammen (132) der Teilfolge unter Berücksichtigung der Toleranzangaben, wobei aufgrund der Anpassung die Breitensprünge zwischen zwei in der Teilfolge unmittelbar aufeinander folgenden zu gießenden Brammen (132) einen vorbestimmten Sprungwert nicht überschreiten, wobei aufgrund der angepassten Brammenbreiten angepasste Teilfolgen resultieren,

- Übermittlung von Steuerdaten (112) an die Stranggussanlage (101) zur Herstellung der in den angepassten Teilfolgen bestimmten zu gießenden Brammen, wobei in den Steuerdaten (112) für jede der Teilfolgen die Reihenfolge der Herstellung der Brammen (132) der Reihenfolge entspricht, in welcher die zu gießenden Brammen (132) in der jeweiligen angepassten Teilfolge bestimmt sind.

Zeichnung