CN102176984A

CN102176984A - 具有转速可变的泵驱动装置的除鳞设备

Info

Publication number: CN102176984A
Application number: CN2009801396569A
Authority: CN
Inventors: G.博登; J.韦姆克
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: The German Co., Ltd of primary metal science and technology
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2009-09-08
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2029-09-08
Also published as: EP2337642A2; CN102176984B; EP2337642B1; PL2337642T3; EP2337642B2; WO2010040614A3; WO2010040614A2; EP2174729A1

Abstract

除鳞设备（E）具有至少一个除鳞区域（4-6）。在所述至少一个除鳞区域（4-6）中布置一定数量的喷嘴（7），借助于所述喷嘴能够将液态的除鳞介质（8）在高压之下喷到有待除鳞的金属连铸坯（3）上。所述喷嘴（7）连接到高压管路系统（9）上，通过该高压管路系统能够向喷嘴（7）输送液态的除鳞介质（8）。借助于电动机（13）驱动的泵（11）连接到所述高压管路系统（9）上，借助于所述泵能够将液态的除鳞介质（8）在高压之下从低压供给网（12）输送到高压管路系统（9）中。高压储存装置（14）连接到所述高压管路系统（9）上，由所述高压储存装置（14）能够缓冲处于高压之下的液态的除鳞介质（8）。所述电动机（13）经由变流器（17）连接到供电网（16）上。所述变流器（17）在控制技术上与控制装置（18）连接。如此构造所述控制装置（18），使得其如此触发所述变流器（17），从而电动机（13）以可变的转速（n）运行。

Description

具有转速可变的泵驱动装置的除鳞设备

技术领域

本发明涉及一种除鳞设备，

-其中该除鳞设备具有至少一个除鳞区域，

-其中在所述至少一个除鳞区域中布置了一定数量的喷嘴，借助于所述喷嘴能够将液态的除鳞介质在高压之下喷到有待除鳞的金属连铸坯上，

-其中所述喷嘴连接到高压管路系统上，通过该高压管路系统能够向喷嘴输送液态的除鳞介质，

-其中借助于电动机驱动的泵连接到所述高压管路系统上，借助于所述泵能够将液态的除鳞介质在高压之下从低压供给网输送到高压管路系统中，

-其中高压储存装置连接到所述高压管路系统上，由所述高压储存装置能够缓冲处于高压之下的液态的除鳞介质。

背景技术

这种除鳞设备在行业内众所周知。

在现有技术中，所述泵借助于电动机连续地并且以恒定的转速运行。与之联系的是所述除鳞介质每单位时间恒定的输送量。

如果接通位于所述至少一个除鳞区域内的喷嘴，也就是将液态的除鳞介质喷到有待除鳞的金属连铸坯上，那么就没有问题。如果相反，断开所述喷嘴，那么就要另外“消耗”所述除鳞介质的所输送的量。如果高压储存装置还有容纳能力，那么就将所输送的除鳞介质接收到高压储存装置中。除鳞介质再从那里在随后的时间点输入高压管路系统中。如果相反，所述高压储存装置也已经被填充了，那么在现有技术中打开回流阀。所述除鳞介质经由回流阀返回到低压供给网中。

发明内容

本发明的任务是如此进一步开发开头所述类型的除鳞设备，使得其能够更经济地运行。

该任务通过具有权利要求1的特征的除鳞设备得到解决。所述除鳞设备的有利的设计方案是从属权利要求2到4的主题。

按本发明如此改进开头所述类型的除鳞设备，使得电动机经由变流器连接到供电网上，所述变流器在控制技术上与控制装置连接并且如此构造所述控制装置，使得其如此触发所述变流器，从而电动机以可变的转速运行。

通过按本发明的设计方案，明显降低了除鳞设备的运行成本。因此获得了按本发明的除鳞设备的更经济的运行，尽管按本发明的除鳞设备的购置成本大于现有技术的除鳞设备的购置成本。

在本发明的优选的设计方案中，所述变流器构造成中间电路变流器。在这种设计方案中，所述电动机能够以较大的动态性来运行。

此外，优选如此构造所述控制装置，使得其如此触发所述变流器，使得可变的转速始终保持在最小转速的上方，该最小转速本身大于零。通过所述设计方案能够将-尤其电动机以及泵的轴承中的-磨损最小化。

优选如此构造所述控制装置，使得其根据以下参量中的至少一个触发所述变流器：

-高压储存装置的额定填充度，

-高压储存装置的实际填充度，

-至少一个除鳞区域的运行状态，

-在除鳞过程开始之前还要经过的时间间隔，

-供电网的总载荷，以及

-低压供给网的总载荷。

附图说明

其它优点和细节从结合附图对实施例所作的以下描述中获得。附图以原理图示出：

图1是金属生产工业的设备的示意图，

图2是电动机以及其连接到供电网上的情况，

图3是作为时间的函数的转速曲线的示例图，以及

图4是控制装置的工作原理的示意图。

具体实施方式

根据图1，金属生产工业的设备具有不同的设备组件。纯粹示例性地在图1中示出了连铸设备1和轧机2。在所述连铸设备中生产金属连铸坯3。该金属连铸坯3在轧机2中进行轧制。

所述金属连铸坯3在许多情况下是钢连铸坯。然而这不是强制要求的。作为替代方案，所述金属连铸坯3例如可以是铝连铸坯、铜连铸坯、黄铜连铸坯等。此外，所述金属连铸坯3经常构造成金属带。然而这也不是强制要求的。作为替代方案，所述金属连铸坯3例如可以具有棒状或者管状。

尤其在所述金属连铸坯3由钢制成并且构造成带状的情况下，也就是所述金属连铸坯3构造成钢带时，所述金属生产工业的设备经常构造成厚钢板生产线。

在生产金属连铸坯3之后，在轧制金属连铸坯3之前以及/或者在轧制金属连铸坯3之后，在许多情况下需要除鳞。为此目的，存在除鳞设备E。

所述除鳞设备E具有除鳞区域4到6。所述除鳞区域4布置在连铸设备1的后面。所述除鳞区域5布置在轧机2的前面。所述除鳞区域6布置在轧机2的后面。

根据图1的示意图，存在所有三个除鳞区域4到6。然而这不是强制需要的。在所述除鳞设备E的其它设计方案中，可以仅仅存在所述除鳞区域4到6中的两个或者在极端情况下甚至只存在所述除鳞区域4到6中的一个。

每个除鳞区域4到6具有一定数量的喷嘴7，所述喷嘴布置在相应的除鳞区域4到6中。借助于所述喷嘴7在相应的除鳞区域4到6运行时将液态的除鳞介质8在高压之下喷到金属连铸坯3上，从而对该金属连铸坯3进行除鳞。所述液态的除鳞介质8-通常是具有或者没有添加剂的水-经由高压管路系统9输入喷嘴7，所述喷嘴7连接到所述高压管路系统上。

所述除鳞区域4到6能够相互独立地运行。根据图1的示意图，这通过以下方法实现，即为每个除鳞区域4到6分别配设主阀10，借助于所述主阀能够接通以及断开除鳞介质8对相应的除鳞区域4到6的输入。所述主阀10能够相互独立地切换。

仅仅为了更简单的可图示性如此选择最后所解释的设计（每个除鳞区域4到6有一个唯一的主阀10）。通常每个除鳞区域4到6具有许多组喷嘴7，所述喷嘴能够分别经由自己的阀门独立于自己以及其它除鳞区域4到6的所有其它的喷嘴进行切换。然而这在本发明的框架内具有次要的意义，从而放弃了为每组喷嘴7示出各个阀门。

所述高压管路系统9经由泵11供给，该泵连接到高压管路系统9上。借助于所述泵11，液态的除鳞介质8在高压之下从低压供给网12输入高压管路系统9中。为此目的，所述泵11与电动机13连接，该电动机驱动该泵11。

此外，高压储存装置14连接到所述高压管路系统9上。由该高压储存装置14能够缓冲处于高压之下的液态的除鳞介质8。

所述除鳞设备E基本上如下运行：

所述除鳞区域4到6间歇性地运行。因此，对于每个除鳞区域4到6来说，存在液态的除鳞介质8喷到金属连铸坯3上的阶段。同样存在液态的除鳞介质8不喷到金属连铸坯3上的阶段。

如此设计所述泵11的最大的输送功率，使得该最大的输送功率小于对除鳞介质8的最大需求。然而如此相互协调所述泵11的最大的输送功率以及高压储存装置14的容量，从而对液态的除鳞介质8的没有通过泵11的最大输送功率满足的需求能够从高压储存装置14中获得。也就是在除鳞阶段中借助于电动机13驱动所述泵11，其中从高压储存装置14中获得对液态的除鳞介质8的不足需求。在没有进行除鳞的阶段中，再对所述高压储存装置14进行填充。

在现有技术中，所述电动机13以恒定的转速运行，并且随着该电动机所述泵11也以恒定的转速运行。因此，在高压储存装置14已经被填充并且在下一个除鳞过程的开始之前剩下时间间隔δt时，在现有技术中必须打开回流阀15，由此能够从高压管路系统9以及高压储存装置14中抽出由所述泵11输送的除鳞介质8。

因为在现有技术中所述电动机13连续地并且以恒定的转速运行，所以在现有技术中该电动机13直接连接到供电网16（通常是三相电网）上就足够了。相反，在按本发明的设计方案中，所述电动机13经由变流器17连接到供电网16上。

所述变流器17在具体情况下可以构造成直接变流器。然而优选所述变流器17根据图2中示出的设计方案构造成中间电路变流器。在所述设计方案中，所述变流器17能够以较高的动态性运行，并且电动机13随着该变流器以较高的动态性运行。

所述变流器17在控制技术上与控制装置18连接。如此构造所述控制装置18，使得其如此触发所述变流器17，从而所述电动机13以可变的转速n运行。图3纯粹示例性地示出了电动机13的转速n作为时间t的函数的曲线。可以看出，所述转速n关于时间t变化。然而独立于转速n的具体的数值，该转速n始终在最小转速nmin的上方，该最小转速本身大于零。此外，所述转速n始终保持在最大转速nmax的下方。尤其由于所述转速n始终保持在最小转速nmin的上方的事实，也就是电动机13和泵11连续旋转的事实，能够使得磨损最小化。

所述控制装置18通常构造成可用软件编程的控制装置。该控制装置能够以不同的方式方法确定所述变流器17的触发状态S，该触发状态本身就确定了电动机13的转速n。

在最简单的设计方案中，所述控制装置18根据高压储存装置14的实际填充度F结合该高压储存装置14的固定的额定填充度F^*来求得所述触发状态S。所述控制装置18例如可以实现两点或者多点调节器。然而更好的是，所述控制装置18在求得触发状态S时考虑实际填充度F以及其它参量。

所述控制装置18例如能够根据其它参量作为时间t的函数求得额定填充度F^*并且将实际填充度F调节到相应的额定填充度F^*。

此外，所述控制装置18例如能够根据所述除鳞区域4到6中的至少一个的运行状态B求得所述额定填充度F^*。尤其在已知在下一个除鳞过程的开始之前的时间间隔δt的情况下，尤其也可以在求得额定填充度F^*时考虑时间间隔δt的大小。此外，在成本角度看可以十分有意义地在求得触发状态S和/或额定填充度F^*时考虑供电网16的总载荷I和/或低压供给网12的总载荷W。

本发明具有许多优点。按本发明的除鳞设备E尤其可以比现有技术的类似的除鳞设备在成本上更有利地运行。此外，获得了更小的磨损。所述供电网16的电流载荷小于现有技术中的电流载荷。改善了能量收益。此外获得了电动机13和泵11的更长的使用寿命。最后，所述回流阀15在尺寸上能够设计得比现有技术中的更小。

上面的描述仅仅用于解释本发明。相反，本发明的保护范围应该仅仅通过附随的权利要求来确定。

Claims

1.除鳞设备，

-其中，该除鳞设备具有至少一个除鳞区域（4-6），

-其中，在所述至少一个除鳞区域（4-6）中布置一定数量的喷嘴（7），借助于所述喷嘴能够将液态的除鳞介质（8）在高压之下喷到有待除鳞的金属连铸坯（3）上，

-其中，所述喷嘴（7）连接到高压管路系统（9）上，通过该高压管路系统能够向喷嘴（7）输送所述液态的除鳞介质（8），

-其中，借助于电动机（13）驱动的泵（11）连接到所述高压管路系统（9）上，借助于所述泵能够将所述液态的除鳞介质（8）在高压之下从低压供给网（12）输送到所述高压管路系统（9）中，

-其中，高压储存装置（14）连接到所述高压管路系统（9）上，由所述高压储存装置（14）能够缓冲处于高压之下的液态的除鳞介质（8），

其特征在于，

所述电动机（13）经由变流器（17）连接到供电网（16）上，所述变流器（17）在控制技术上与控制装置（18）连接并且构造所述控制装置（18），使得该控制装置如此触发所述变流器（17），从而所述电动机（13）以可变的转速（n）运行。

2.按权利要求1所述的除鳞设备，

其特征在于，所述变流器（17）构造成中间电路变流器。

3.按权利要求1或2所述的除鳞设备，

其特征在于，构造所述控制装置（18），使得该控制装置如此触发所述变流器（17），使得所述可变的转速（n）始终保持在最小转速（nmin）的上方，该最小转速本身大于零。

4.按权利要求1、2或3所述的除鳞设备，

其特征在于，构造所述控制装置（18），使得该控制装置根据下面的参量中的至少一个来触发所述变流器（17）：

-所述高压储存装置（14）的额定填充度（F^*），

-所述高压储存装置（14）的实际填充度（F），

-所述至少一个除鳞区域（4-6）的运行状态（B），

-在除鳞过程的开始之前还要经过的时间间隔（δt），

-所述供电网（16）的总载荷（I），以及

-所述低压供给网（12）的总载荷（W）。