CN101883649A - 用于控制或调节温度的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于控制或调节连铸机(1)中连铸板坯(2)的温度的方法，所述连铸机具有尤其用于在连铸机的次级冷却装置中用至少一个用于对连铸板坯进行冷却的器件来控制或调节温度的控制或调节单元(3)，其特征在于，在由所述控制或调节单元接收和/或检测的数据和/信号的基础上动态地改变所述连铸板坯的至少一种额定温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种尤其在连铸机中的次级冷却装置中用于对温度进行控制或调节的方法。
背景技术
对于连铸机来说，铸件的连铸坯在结晶器后面在所谓的次级冷却装置中得到冷却直到完全凝固。这个冷却过程对连铸坯的材料质量来说起决定性的作用。因此应该在连铸机的辊段(Rollensegmenten)内部进行完全的凝固，所述辊段支撑着具有液态的核心的连铸坯。在此目标是，如此设计连铸坯冷却的冷却率和用于连铸坯壳的温度范围的尺度，使得所浇铸的连铸坯无缺陷地凝固。
对于按现有技术的连铸机来说通过喷水冷却来实现冷却，其中在预先给定喷水表格的情况下来控制喷水量。这些喷水表格按照现有技术为每个冷却区包含有待调节的用于喷水的冷却水量。因此对于不同的浇铸速度来说预先给定确定的水量。然后连铸机的操作员按连铸坯的材料种类来选择合适的用于在次级冷却装置中调节水量的表格。许多不同的用于不同的运行条件的表格的运用在浇铸日常工作中十分麻烦。
发明内容
本发明的任务是，提供用于对温度进行控制或调节的一种装置和一种方法，对于所述装置或者说方法来说应该减少或者甚至防止现有技术的缺点。
按本发明，关于方法的任务用一种用于控制或调节连铸机中连铸板坯的温度的方法来实现，所述连铸机具有尤其用于在连铸机的次级冷却装置中用至少一个用于对连铸板坯进行冷却的器件来控制或者调节温度的控制或调节单元，其中在由所述控制或调节单元接收和/或检测的数据和/或信号的基础上对连铸板坯的至少一种额定温度实施动态的改动。
由此有利地实现这一点，即自动地并且动态地使用于次级冷却装置的调节的额定温度与当前的情况相匹配。由此，在现有技术中还需要麻烦地运用大量的表格这种做法对操作人员来说至少部分地是多余的。通常如此预调节额定温度，从而可以使连铸机以预期浇铸参数(比如浇铸温度、浇铸速度)正常地运行。但是因为在实践中仍然会低于或者说超过这些参数或者速度变化也会导致有待加工的材料的质量损失，所以本发明规定，使额定温度动态地与存在的情况也就是说可能变化的浇铸参数相匹配。如果而后浇铸参数又处于所期待的范围内，那就将额定温度再次调节到其原始数值上。所述额定温度的这种控制/调节在一个自己的/单独的第一模块中在整个控制和调节单元内部进行。
由控制或调节单元接收的数据和/或信号尤其是连铸板坯的在至少一个位置上的温度值，其中要么计算要么测量所述温度值。对于计算连铸板坯的温度值这种情况来说，作为这种计算的补充可以有利地测量连铸板坯的温度，以便用测量对温度计算进行调整。
所述控制或调节单元借助于所接收的或者检测的数据和/或信号来检测连铸板坯的在至少一个位置上的状态，并且在一个第二模块中在顾及到所调整的额定温度和浇铸过程的要求的情况下通过合适的冷却来控制或者调节连铸板坯的在至少一个位置上的温度。
也有利的是，按本发明根据离开结晶器的连铸板坯的离开温度来动态地调整连铸板坯的在至少一个位置上的温度。
此外按照一种另外的按本发明的构思，也会有利的是，所述控制或调节单元借助于所检测的和/或所接收的数据或者信号来确定至少各个辊子之间的连铸坯和/或连铸坯壳的弯曲度。在此有利的是，所述控制或调节单元借助于所检测的和/或所接收的数据或信号来确定至少各个辊子之间的连铸坯和/或连铸坯壳的膨胀。也有利的是，将确定的弯曲度和/或膨胀的数值与比较值进行比较并且在超过极限值时触发报警。此外有利的是，将确定的弯曲度和/或膨胀的数值与比较值进行比较并且在超过极限值时降低连铸坯的至少在连铸坯的检测出超过极限值的区域中的额定温度。此外在此有利的是，如此调整额定温度，从而对于次级冷却装置的基本上整个区域来说所述弯曲度和/或膨胀没有超过允许的极限值。
此外按照一种另外的按本发明的构思，有利的是，所述控制或调节单元借助于所检测的和/或所接收的数据或者信号来确定连铸坯的延展性。在此有利的是，将所述连铸坯的确定的延展性与能够预先设定的延展性的极限值进行比较并且在低于该极限值时触发报警。也有利的是，将所述连铸坯的确定的延展性与能够预先设定的延展性的极限值进行比较并且在低于该极限值时提高连铸坯的额定温度。此外有利的是，对连铸坯的延展性的确定优选针对位于连铸机的弯曲和/或矫直单元之前的区域进行。
此外按照一种另外的按本发明的构思，有利的是，所述控制或调节单元借助于所检测的和/或所接收的数据或者信号来检测连铸坯的凝固长度。此外有利的是，将连铸坯的确定的凝固长度与能够预先设定的极限值进行比较并且在超过所述极限值时提高连铸坯的额定温度。也有利的是，所述控制或者调节单元如此选择连铸坯的温度，从而基本上达到极限值。
按本发明，关于装置的任务用一种用于控制或调节连铸机中连铸板坯的温度的装置来实现，所述连铸机具有尤其用于在次级冷却装置中用至少一个用于对连铸板坯进行冷却的器件来控制或调节温度的控制或调节单元，其中能够在由所述控制或调节单元接收和/或检测的数据和/或信号的基础上实施连铸板坯的至少一种额定温度的动态的改动。在此用所述装置可以有利地实施上述方法。
在此对次级冷却装置的要求多种多样。用于控制的参数比如可以是既有的生产能力的充分挖掘，所述生产能力比如是关于凝固长度利用连铸机中的能够支配的连铸坯支撑结构基本上直到结束。因此对于连铸坯温度调节来说可以在控制或者调节温度时或者在冷却时相应地顾及到通过计算算出的凝固长度。
一个另外的有利的用于冷却装置的控制的参数可以是至少各个用于连铸坯的质量参数的达到和保持，其中新的钢种部分地对不利的冷却过程敏感，因而冷却率在这里是一项控制参数，用于有利地影响带钢质量。
比如在改变浇铸速度时，结晶器出口上的连铸坯温度也发生变化。接下来的冷却应该顾及到这一点，以便不出现比如太高的热应力的形式的质量问题，所述太高的热应力对于某些敏感的钢种来说会导致裂纹。
因此在使用温度调节或者温度控制时有利的是，预先设定用于不同的位置上的连铸板坯的额定温度，并且但是可以根据变化的参数使所述额定温度与变化的条件相匹配。
此外，连铸机的连铸坯具有在支撑性的辊子之间鼓起的性能。在鼓起太大时，部分地产生太高的弯曲应力和内膨胀。这些情况又会导致连铸坯损坏。有利地在依赖于浇铸参数比如浇铸速度和/或浇铸温度的情况下来预先设定最大允许的鼓起。
对于连铸坯弯曲或者矫直这种情况来说，连铸坯获得额外的膨胀和应力。连铸坯材料而后应该能够经受住这些额外的膨胀和应力，而不出现根本的裂纹损坏。如果连铸坯是脆的，那么它会得到表面裂纹。为了在很大程度上避免这样的裂纹，有利的是，在一定的温度范围内对连铸坯进行弯曲和矫直，在该温度范围内连铸坯具有合适的延展性。
有利的改进方案在从属权利要求中得到说明。
附图说明
下面在一种实施例的基础上借助于附图对本发明进行详细解释。其中：
图1是用于对按本发明的装置进行解释的示意图，
图2是用于对按本发明的方法进行解释的图表，
图3是用于对按本发明的方法进行解释的图表，
图4是用于对按本发明的方法进行解释的图表，
图5是用于对按本发明的方法进行解释的图表，并且
图6是用于对本发明进行解释的图表。
具体实施方式
本发明涉及尤其用于连铸机的次级冷却装置的一种控制方法或者一种调节方法。为此图1示意性地示出了一台连铸机1，该连铸机1具有结晶器7和连铸坯导引装置8以及连铸板坯2。自动地在没有操作员的干预的情况下或者半自动地对温度实施控制或者调节，其中在这种情况下所述控制或调节单元3借助于所提供的测量数据对连铸机1的状态进行分析并且为操作员预先设定对不同的调节参量进行调节的建议。
所述连铸机1在此除了所述控制或调节单元3之外也具有用于数据或信号检测的器件4、5，比如传感器。比如沿连铸坯2布置了温度传感器4。所述器件4、5检测也就是说探测或者计算连铸坯或者连铸机的状态参量，并且将这些数据传输给所述控制或者调节单元3，该控制或者调节单元3借助于所述信号和/或数据来动态地确定连铸坯2的额定温度，并且借助于所述额定温度来触发冷却器件6用于在连铸坯2的相应的区域中达到额定温度。按本发明，如此实施额定温度的改动，从而依赖于连铸板坯的情况来动态地调整额定温度。在此有利地实施连铸板坯的温度的计算并且实施冷却装置或者说喷水量的调节，用于通过调节达到额定温度。此外，在此有利地使用温度额定曲线的目录。按本发明有利的是，由温度计算机构向监控模块供给信息，从而在该监控模块中确定凸肚(Bulging)、延展性和从完全凝固到设备末端的距离。将这些确定的数值与极限值进行比较并且要么输出警告并且/要么对额定温度进行动态的调整。为此也参照图6。
在此有利是，在结晶器出口上降低连铸坯壳中的热应力。此外有利的是，所述控制或者调节减少或者避免了一些运行状态，在这些运行状态中辊子之间的连铸坯的鼓起变得太大。也有利的是，所述控制或者调节防止或者减少一些运行状态，在这些运行状态中连铸坯在一种温度范围内弯曲或者矫直，在所述温度范围内连铸坯是脆的。除此以外，有利的是，所述控制或者调节单元对连铸坯的凝固长度进行监控并且优选避免或者尽可能减少这种情况，即连铸坯的凝固长度长于到连铸坯支撑结构的末端的间距，使得连铸坯在连铸坯支撑结构的末端后面已经基本上凝固。
所述按本发明的用于对连铸板坯的次级冷却装置中的温度进行控制或调节的控制方法建立在温度调节的基础上，其中至少一个但是优选多个用于连铸坯表面的额定温度分布值作为能够选择的设定值保存在控制或者调节单元的存储器中。
除此以外，所述控制或调节单元3拥有一个所保存的数据组如表格，在该数据组中为每种能够使用的或者能够加工的材料或者为每种能够使用的或者能够处理的材料类别分配了合适的额定温度分布值。
一个控制或者调节单元3借助于所保存的和所选择的数据如此控制所述次级冷却装置的冷却水量，使得连铸坯温度至少基本上相当于额定温度。
按本发明，所述控制或者调节如此得到优化，使得连铸坯的额定温度分布值不是固定地并且由此不是有约束力地为所有的运行状态而预先设定，而是根据能够预先设定的标准来动态地调整额定温度分布值。
所述控制或者调节单元除了连铸坯温度的计算以及用于确定水量的真正的调节模块之外还有利地包含其它的模块，用于完成附加任务。
因此，有利地计算来自结晶器或者处于一个跟随在结晶器后面的冷却段上的连铸坯的离开温度。图2示出了一种按本发明的方法的图表20，根据该方法在方框21中询问，结晶器出口上或者跟随在结晶器后面的冷却段上的连铸板坯的温度是怎样的。在方框22中询问，这个检测到的温度或者检测到的冷却率是否大于能够预先设定的极限值或者大于在结晶器与冷却段之间占优势的冷却率。如果用“是”来回答该询问，那就继续进行到方框24中，在方框24中可以输出警告。在方框25中触发额定温度的提高或者降低并且触发出口区域中的连铸坯的降低的或者说增强的冷却效果，以便在允许的极限值之内调节连铸坯的温度或者冷却率。如果在方框22中用“否”来回答所述询问，那么在方框23中就不改动额定温度。可以在一定程度上持续地监控和实施这种方法，因而这个方法步骤可以通过回路26返回。
然后对第一冷却段来说使连铸坯的额定温度与所检测的离开温度相匹配。由此在减少热应力时对连铸坯来说产生均匀的冷却变化曲线。
此外，可以计算连铸坯的鼓起，其中也可以额外地确定连铸坯的允许的鼓起。在此允许的鼓起比如可能依赖于连铸机的当前的过程参数。图3示出了一种按本发明的方法的图表30，根据该方法在方框31中询问，分段支座(
)之间的连铸坯的鼓起有多大。在方框32中询问，这个检测到的鼓起是否大于能够预先设定的极限值，其中所述极限值完全可能从区域到区域而不同地加以保存。如果用“是”来回答该询问，那就继续进行到方框33中，在该方框33中可以输出警告。在方框34中触发连铸坯的额定温度的降低并且触发提高的鼓起的区域中或其之前的连铸坯的增强的冷却效果，以便连铸坯的温度至少在那里冷却。如果在方框32中用“否”来回答所述询问，那就不改变额定温度，参见方框35。可以在一定程度上持续地监控和实施该方法，因而这个方法步骤可以通过回路36返回。
所述按本发明的控制或调节单元3在浇铸过程中优选持续地或者间隙地将连铸板坯的所探测到的或者计算的鼓起与最大允许的数值相比较。如果超过这个数值，那就降低额定温度。在此优选在那里在连铸板坯的区域中降低额定温度，在所述连铸板坯的区域中识别出超过这个数值的情况，其中必要时也可以在此之前的工作段(Strecke)中触发额定温度的降低或者可以降低额定温度。
按照所述按本发明的构思，一个另外的计算模块可以在所述控制或者调节单元3中确定连铸坯的延展性。在此可以将延展性的确定的数值与允许的最小值进行比较。如果在弯曲或者矫直单元中低于延展性的这个极限值，那就通过所述控制或者调节单元来提高额定温度，其中这优选在所述弯曲或者矫直单元的区域之前的至少一个冷却段中进行。与此有关的情况请参照图4，该图4示出了一种按本发明的方法的图表40，根据该方法在方框41中询问，连铸坯的延展性优选在弯曲或矫直单元中是多大。在方框42中询问，这个检测到的延展性是否小于能够预先设定的极限值，其中所述极限值完全可能从区域到区域不同地加以保存。如果用“是”来回答该询问，那就继续进行到方框43中，在该方框43中可以输出警告。在方框44中触发连铸坯的额定温度的降低并且在降低了的延展性的范围内触发连铸坯的增强的冷却效果，以便连铸坯的温度至少在那里或者至少在其之前的一个区域中得到冷却。如果在方框42中用“否”来回答询问，那就不改动额定温度，参见方框45。可以在一定程度上持续地监控和实施该方法，因而这个方法步骤可以通过回路46返回。
此外，在本发明的一种按本发明的实施例中，所述控制或者调节单元3计算或者说确定连铸坯2的凝固长度并且借助于传感器信号对其进行监控。因为连铸坯通过支撑性的分段(Segmente)得到支撑，所以有利的是，所述凝固长度不长于沿输送方向观察最后一个支撑性的分段的最大的距离。由此有利地引起这一点，即连铸坯在其离开最后一个支撑性的分段之前就已凝固。按所定义的阈值的用于连铸坯的凝固长度处于最后一个分段之前。所述阈值可以借助于传感器得到监控，从而在凝固长度超过这个阈值时所述控制或调节单元3实施反向控制。在目前的动态的性能的基础上对预期凝固长度进行评估。如果连铸坯的凝固长度上升超过这个阈值，那么所述控制或调节单元就促使至少在阈值的凝固长度之前的一个区域中降低连铸坯的额定温度，从而在总体上降低连铸坯的凝固长度。这引起更为强烈的连铸坯冷却效果并且凝固长度由此变得短。有利地如此选择阈值，从而在控制或者调节过程中凝固长度没有或者没有明显地超过阈值并且到达支撑性的分段的后面。与此有关的情况请参照图5，该图5示出了一种按本发明的方法的图表50，根据该方法在方框51中询问或者动态地评估，连铸坯的凝固长度是多大。在方框52中询问，这个检测到的凝固长度是否大于能够预先设定的极限值。如果用“是”来回答该询问，那就继续进行到方框53中，在该方框53中可以输出警告。在方框54中触发连铸坯的额定温度的降低并且触发连铸坯的增强的冷却效果，以便连铸坯的温度至少在一个优选的区域中得到冷却并且连铸坯在其凝固长度方面降低。如果在方框52中用“否”来回答所述询问，那就不改动额定温度，参见方框55。可以在一定程度上持续地监控和实施该方法，因而这个方法步骤可以通过回路56返回。
应该明确地指出，在图2到5中示出的方法流程也能够彼此组合，使得至少各个方法步骤或者流程并联或者串联，从而多个参数也可以同时影响到连铸坯的在至少各个区域中的额定温度的调节或者触发。
图6示意性地示出了浇铸设备60，在该浇铸设备60中设置了用于对连铸板坯62进行冷却的冷却段61。借助于传感器63或者多个传感器可以检测连铸板坯的温度，用于就这样比如用测量对此前计算的连铸板坯温度进行调整。将所述传感器或者传感器63的温度数据输送给数据采集装置(Datenerfassung)64，也向该数据采集装置64输送其它的过程数据。将所述数据采集装置64的数据输送给监控单元65和温度计算机构66以及额定温度表格67。此外，所述监控单元65从温度计算机构66中得到数据，该温度计算机构66也将数据传送给用于冷却装置的水量的控制/调节单元68，其中所述温度计算机构66也从控制/调节单元68中得到返回的数据。所述监控单元65将数据传送给用于额定温度的控制/调节单元69，该控制/调节单元69又将数据传送给单元68，单元68又触发冷却段61。在监控单元65中确定凸肚、延展性和从完全凝固到设备末端的距离。然后如上面在图3、4和5以及所属的说明中所说明的一样将这些数据与极限值进行比较。在违背极限值时，要么仅仅发出报警信息要么改动额定温度。
附图标记列表：
1 连铸机
2 连铸板坯
3 控制或调节单元
4 用于数据或信号检测的器件
5 用于数据或信号检测的器件
6 用于施加冷却剂的器件
20 图表
21 方框
22 方框
23 方框
24 方框
25 方框
26 方框
30 图表
31 方框
32 方框
33 方框
34 方框
35 方框
36 方框
40 图表
41 方框
42 方框
43 方框
44 方框
45 方框
46 方框
50 图表
51 方框
52 方框
53 方框
54 方框
55 方框
56 方框
60 浇铸设备
61 冷却段
62 连铸板坯
63 传感器
64 方框
65 方框
66 方框
67 方框
68 方框
69 方框
Claims (18)
1.用于控制或调节连铸机(1)中连铸板坯的温度的方法，所述连铸机具有尤其用于在连铸机(1)的次级冷却装置中用至少一个用于对连铸板坯(2)进行冷却的器件(6)来控制或调节温度的控制或调节单元(3)，
其特征在于在由所述控制或调节单元(3)接收和/或检测的数据和/或信号的基础上动态地改变所述连铸板坯(2)的至少一种额定温度。
2.按权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述控制或调节单元(3)借助于由该控制或调节单元(3)接收和/或检测的数据和/或信号来检测连铸板坯(2)的在至少一个位置上的状态并且在顾及到浇铸过程的要求的情况下来控制或者调节连铸板坯的在至少一个位置上的温度。
3.按权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
根据离开结晶器的连铸板坯(2)的离开温度动态地调整连铸板坯(2)的在至少一个位置上的额定温度。
4.按前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述控制或调节单元(3)借助于所检测的和/或接收的数据或信号来确定至少各个辊子之间的连铸坯(2)和/或连铸坯壳的弯曲度。
5.按前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述控制或调节单元(3)借助于所检测的和/或接收的数据或信号来确定至少各个辊子之间的连铸坯(2)和/或连铸坯壳的膨胀。
6.按权利要求4或5所述的方法，
其特征在于，
将确定的弯曲度和/或膨胀的数值与比较值进行比较并且在超过极限值时触发报警。
7.按权利要求4或5所述的方法，
其特征在于，
将确定的弯曲度和/或膨胀的数值与比较值进行比较并且在超过极限值时降低连铸坯(2)的至少在该连铸坯(2)的检测出超过极限值的区域中的额定温度。
8.按权利要求7所述的方法，
其特征在于，
如此调整额定温度，从而对于次级冷却装置的基本上整个区域来说所述弯曲度和/或膨胀不超过允许的极限值。
9.按前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述控制或调节单元(3)借助于所检测的和/或接收的数据或信号来确定连铸坯(2)的延展性。
10.按权利要求9所述的方法，
其特征在于，
将确定的连铸坯(2)的延展性与能够预先设定的延展性的极限值进行比较并且在低于极限值时触发报警。
11.按权利要求9所述的方法，
其特征在于，
将确定的连铸坯(2)的延展性与能够预先设定的延展性的极限值进行比较并且在低于极限值时降低连铸坯(2)的额定温度。
12.按权利要求10或11所述的方法，
其特征在于，
对连铸坯(2)的延展性的确定优选针对位于连铸机的弯曲和/或矫直单元之前的区域进行。
13.按前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述控制或调节单元(3)借助于所检测的和/或接收的数据或信号来检测连铸坯(2)的凝固长度。
14.按前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述控制或调节单元(3)借助于所检测的和/或接收的数据或信号来检测连铸坯(2)的动态地检测的预期凝固长度。
15.按权利要求13或14所述的方法，
其特征在于，
将确定的连铸坯(2)的凝固长度与能够预先设定的极限值进行比较并且在超过极限值时降低连铸坯的额定温度。
16.按前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述控制或调节单元如此选择连铸坯(2)的额定温度，从而基本上达到所述极限值。
17.用于控制或调节连铸机(1)中连铸板坯(2)的温度的装置，所述连铸机具有尤其用于在连铸机(1)的次级冷却装置中用至少一个用于对连铸板坯(2)进行冷却的器件(6)来控制或调节温度的控制或调节单元(3)，
其特征在于，
能够在由所述控制或调节单元(3)接收和/或检测的数据和/或信号的基础上对连铸板坯的至少一种额定温度实施动态的改变。
18.按权利要求17所述的用于实施按权利要求1到16中任一项所述的方法的装置。
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