CN1925932B - 用于驱动液态金属的连铸机的支承辊的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于驱动液态金属，特别是液态钢材料的连铸机支承辊(7c)的方法和装置，其具有由电驱动单个驱动支承辊(7c)或液压可调整的连铸坯支承辊段(9)构成的连铸坯导引装置(7)，所述方法和装置如下改进负载平衡装置(12)，所有驱动装置(10)的总驱动力矩由被驱动的驱动支承辊(7c)的正交力得到，并份额均匀地传递到每个驱动支承辊(7c)，转矩分布的静态基本调定以每个驱动支承辊(7c)的特殊的负荷能力为基础。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于驱动液态金属、特别是液态钢材料的连铸机的支承辊的方法和装置，其形成由电驱动的单独的支承辊和/或者由液压可调节的支承辊段构成的连铸坯导引装置，其中驱动装置的负载平衡调节器为铸造速度的函数、马达转矩、马达转速和通常的校正值的总和，还设有每个驱动支承辊马达的转矩和转速的单独调整功能。
背景技术
用于连铸坯的连铸坯导引装置同时用作输出装置，输出装置将连铸坯从连铸结晶器中通过连铸坯导引装置克服其阻力拉出，连铸坯以棒形式、板坯形式、薄板坯形式、型材形式或块形式铸造。连铸坯导引装置由受牵拉的(非被驱动的)支承辊和与支承辊对置的被驱动的驱动支承辊。驱动支承辊与受牵拉的支承辊共同作用既传导向力又传递连铸坯输送力，并以确定的压下力压在连铸坯上。驱动支承辊的整体克服在其行程上由连铸坯导引装置施加在连铸坯上的拉出阻力。
这种驱动装置的功率通常以这样的方式被确定，一方面在可以想到的生产环境里保障可靠的连铸坯的输送，另一方面制造费用和运行成本将尽可能被保留在最低，并且没有必要使驱动装置尺寸放大。
众所周知，单个驱动装置的驱动力矩可以通过两种不同的方式传递到连铸坯上。
第一种方式规定，用手调整驱动装置并且在运行期间自行工作。
在第二种方式下(参见图1，现有技术)驱动力矩(M1-Mn)的总和取决于所有的激活驱动装置，并且由此而构成一个平均值。这个平均值将被作为额定驱动力矩导回到每个驱动装置上。对于负载平衡调节装置人们尝试，通过各自驱动装置的转速变化(nsoll-n)将给出的该驱动装置驱动力矩调整到额定值。
两种调节方式的缺陷为，驱动力矩不是按照实际上可传递的力以及转矩分配的。这样的后果是，由于其小的正交力，正交力取决于辊磨损或者技术原因，驱动装置仅可施加比额定力矩小的力矩并且因而持续地以强烈增加的转速转动，由此给驱动辊带来更高的磨损。
另一缺点为，在产生与过程有关的短时增加的拔出阻力时需要更高的总转矩，对于那些能传递比平均转矩更多的驱动装置，仅承担总转矩的平均值，这就意味着这些驱动装置被过低要求，而其他驱动装置因为所述的原因不能传递要求的驱动力矩。这种做法可能导致连铸坯的中止，这样会导致浇铸中断，从而造成更大的损失。
由EP-B-0 463 203已知一种对于连铸设备的辊的驱动装置的控制方法，其中连铸坯通过被驱动的辊从连铸结晶器中被拔出，该辊的驱动装置可以通过调节器单独进行调节，由此辊驱动装置的额定给定值例如转速给定值依根据负载产生。这样就会在每个单独的辊驱动装置之间产生一个负载平衡。这种方法既没有考虑到与运行有关情况也没有考虑到功率的总消耗，该功率允许控制按照经验通常情况下被施加的总驱动力的控制。
从JP 2003 033854 A(摘要)得知用于驱动液体金属连铸机的支承辊的方法和装置，其具有转矩和转速的单独调整功能。就此而言已知构造符合前述的种类。
在JP 11 151 558 A(摘要)已知的方法和装置配有每个驱动支承辊马达的转矩和转速的单独调整功能。然而不可能消除以下缺点，即驱动装置-由于其的较小正交力，这取决于辊磨损或是技术上的原因-只能应用一个小的转矩作为额定转矩并因此以强烈增加的转速旋转，由此给驱动辊带来更高的磨损。一种已知的转矩平衡调节单元在此不足以调整每个进料辊的负载转矩，以获得必要的总驱动力矩。
发明内容
因此本发明的目的是，将在正常情况下用施加的总驱动转矩分配到驱动装置上，它对应它们基于各自支承辊和驱动支承辊的正交力的自然传递能力。
这个目的按照本发明通过以下方法得以实现。根据本发明提供了一种用于驱动液态金属的连铸机的支承辊的方法，该支承辊形成连铸坯的导引装置。该导引装置由电驱动的单个的驱动支承辊和/或由液压可调节的连铸坯支承辊段构成，其中驱动装置的负载平衡调节器作为铸造速度、马达转矩、马达转速和通常的校正值的单项作用的总和，并具有每个驱动支承辊马达的转矩和转速的单独调整功能。其特征在于，所有驱动装置的总驱动力矩由被驱动的驱动支承辊的正交力算出，并且按份额地被传递到每个驱动支承辊上，从而使转矩分配的静态基本调定作为每个驱动支承辊的具体负荷能力的基础。
由此，一方面防止驱动支承辊的不必要的打滑，另一方面，保证可将驱动辊将尽可能大的驱动力矩也实际上传递到连铸坯上。此外，由此明显减小辊磨损。该方法用于传统的具有单独可调整的驱动支承辊的连铸坯支承辊段，带有集成于上框架中的驱动支承辊的支承辊段(Cyber-Link段)、借助传动辊的纯驱动装置及驱动装置变型方式的混合形式。
改进方案规定，驱动支承辊的具体负荷能力由导引装置几何形状，铁静止(ferrostatisch)高度和/或者辊子间距中算出。
调整的值的校正按照其他特征如下实现，连铸坯支承辊段或驱动支承辊的活塞液缸单元的当前压下力和浇铸规格的函数值被引回到负载平衡调整装置上。
跟据校正值在进一步改进之后，由单个转矩的调整力和每个驱动装置转矩给定值的单个转速得出一个动态因素，该转矩给定值由驱动支承辊的实际正交力与理论正交力的关系给定。
更进一步，在连铸坯和支承辊以及驱动支承辊之间的辊磨损和摩擦情况的额外的校正值将被考虑。由此得到至今为止的一个偏差标准。
按照其他特征提高调节方法的准确性，从而考虑一个由特别负荷能力、动态因素和额外的校正值共同构成的未加权总因素。
另一种改进方案规定，从未加权总因素通过与所有激活驱动装置的数量同所有激活驱动装置的所有未加权因素的总和的关系相乘构成并被考虑加权总因素。
另外的特征为，为每个驱动装置设有一个调节回路，所有激活驱动的旋转驱动力矩和额定转速的平均值将被输送给该调节回路。
这个平均值分别和加权总因素作为额定值被输送到调节装置，调节装置将额定值转换成转速调节值。
此外一个特别之处通过以下方式给出，即对于旋转驱动力矩的平均值的构成或者总和的构成，仅考虑适合于传递旋转驱动力矩的驱动装置。
在过程条件允许这样的措施的情况下规定，连铸坯支承辊段的活塞液缸单元或者驱动支承辊或者驱动支承辊的活塞液缸单元的当前调整力应该被提高，直到被要求的传动旋转力矩被传递为止。
根据本发明还提供了一种用于驱动液态金属的连铸机的支承辊的装置，该支承辊构成连铸坯的导引装置。该导引装置由电驱动的单个的驱动支承辊和/或由液压可调节的连铸坯支承辊段构成。其中，驱动装置的负载平衡调节装置作为铸造速度、马达转矩、马达转速和通常的校正值的单项作用的总和，并具有每个驱动支承辊马达的转矩和转速的单独调整功能。其特征在于，负载平衡调节装置具有用于计算转矩分配的计算块，该计算块的输入参数至少由激活的驱动装置数量n及单个的驱动支承辊的负荷能力构成。其中通过导引装置的设备特有构造和连铸坯的几何数据表达来输入处理值，关于驱动支承辊的磨损状态、当前压下力F1-n以及当前驱动力矩Mist，1-n的信息将被作为输入参数使用。
在基本构思的改进方案中，额定值M将在计算块中由输入参数确定并且分别作为输入参数被引入到转矩调节器中。
而另外的特征规定，即在转矩调节器上分别连接转速调节器，在转速调节器上校正转速被传递到马达上。
附图说明
借助于附图来描述本发明的一个实施例，其后附有详细说明，
附图中：
图1示出带有按照当前现有技术的负载平衡调节器的连铸设施总侧视图
图2显示出带有按照本发明负载平衡调节器的连铸设施的总侧视图和
图3负载平衡体调节器的方框图。
具体实施方式
连铸坯1(图1和2)在连铸过程中产生，在此过程中液体金属，特别是液体钢材料，从浇钢桶2经由一个中间容器3被引导，在连铸机器结晶器4中通过冷却形成连铸坯外壳，并运输，进一步冷却并被拔出。
与现有技术不同(图1)按照本发明(图2)由一个段(没有调整装置和支承辊驱动装置)及紧接着由带有具有相应辊子间距7b的被牵拉随动的支承辊7a和独立调整的驱动支承辊7c的段6构成一个连铸坯1的导引装置7。该驱动支承辊7c配有一个驱动装置10，其为了旋转支承辊由一个马达8组成，对于连铸坯支承辊段9(由一组受牵拉的支承转动支承辊7a组成)一个这样的马达可以单独用于每个驱动支承辊上。一个调整单个支承辊7a和驱动支承辊7c的液压活塞液缸单元11也称为驱动装置10。
在负载平衡调节器12中(图1)所有激活的驱动装置10形成驱动力矩M1-Mn的总和并由此形成一个平均值。这平均值将作为额定驱动力矩Msoll n被带回到每个驱动装置10。关于每个调节器(负载平衡调节器12)，试图通过各自的驱动装置10的转速变化nsoll n将各驱动装置提供的驱动力矩调整到额定值。转速额定值以及转矩额定值即为调节值。
与现有技术(图1)不同，在图2中用于驱动所示连铸机的驱动支承辊7c的方法以用于液体金属，特别是液体钢材料的板坯连铸设备为例，并且其形成由电驱动的单独的驱动支承辊7c和可由液压调整的连铸坯支承辊段9构成的用于连铸坯1的导引装置7，其中用于驱动装置10的负载平衡调节器12以由铸件速度、马达转矩、马达转速和通常校正因数的单项作用形成的总和为条件。
所有驱动装置10的总驱动力矩由被驱动的支承辊7c正交力得出并且按照局部按比例地被传递到每个驱动支承辊7c上，转矩分配的静态基本调定成为每个驱动支承辊7c的具体负荷能力的依据。驱动支承辊7c的具体负荷能力由导引装置7(例如，弧形设备)的几何形状、铁静止高度(液体连铸坯核心到连铸结晶器4的浇注液面的高度差)和/或者辊子间距7b算出。连铸坯支承辊段9或驱动支承辊7c的活塞液缸单元的当前调整力F1-Fn和浇铸规格函数值将被引回到负载平衡调整装置12上。由单个转矩调整力F1-Fn和每个驱动装置10转矩给定值的单个转速n1-n得出一个动态因素，该转矩给定值由驱动支承辊7c的实际正交力与理论正交力的关系给定。
对在连铸坯1和支承辊7a或驱动支承辊7c之间的辊磨损和摩擦情况，考虑额外的校正值。进一步应考虑一个由特别负荷能力、动态因素和额外的校正值共同构成的未加权总因素。进而由未加权总因素通过与一个关系相乘形成加权的总因素并考虑它，该关系是所有激活的驱动装置10与所有激活的驱动装置10的所有未加权因素的和的比值。
为每个驱动装置10(驱动支承辊7c和或者液压活塞液缸单元11)构成一个调节回路，所有激活的驱动装置10的旋转驱动力矩的平均值和额定转速nsoll的平均值将被输送到该调节回路。这个平均值分别以加权总因素作为额定值Msoll被输送到调节器，调节器将额定值Msoll转换成转速额定值nsoll。对于旋转驱动力矩平均值的构成或者总和的构成仅考虑适合于旋转驱动力矩传递的驱动装置10，即能传递的驱动装置。
此外，连铸坯支承辊段9的活塞液缸单元11或者驱动辊7c或者驱动支承辊7c的活塞液缸单元的当前调整力F1-Fn可被提高，直到被要求的旋转驱动力矩被传递为止。
负载平衡调节装置12(图3)具有用于计算转矩分配的计算块13，其输入端包含参数14(驱动装置的数量“n”，导引装置7的设备特有实施，连铸坯1的几何形状数据，驱动支承辊7c磨损状态和的调整力F的实际值)，其中考虑单独驱动支承辊7c的负荷能力。对于导引装置7、连铸坯1几何数据的设备特有的实施，规定了加工值。关于驱动支承辊7c磨损状态和当前压下力F的信息以及当前传动旋转力矩M作为输入参数14。额定值M在计算块13中由输入参数得出并且和分别作为输入参数16被引入到转矩调节器15上。此外在转矩调节器15上分别连转速调节器17并为马达传递校正转速18。
附图标记列表
1 连铸坯
2 浇钢桶
3 中间容器
4 连铸结晶器
5 没有调整装置和驱动装置的段
6 独立调整的驱动支承辊段
7 导引装置
7a 受牵拉的支承辊
7b 轧辊子间距
7c 驱动支承辊
8 马达
9 连铸坯支承辊段
10 驱动装置
11 液压活塞液缸单元
12 负载平衡调节装置
13 计算块
14 输入参数
15 转矩调节器
16 输入参数
17 转速发送器
18 校正转速
Claims (15)
1.一种用于驱动液态金属的连铸机的支承辊的方法，该支承辊形成连铸坯(1)的导引装置(7)，该导引装置由电驱动的单个的驱动支承辊(7c)和/或由液压可调节的连铸坯支承辊段(9)构成，其中驱动装置(10)的负载平衡调节器(12)作为铸造速度、马达转矩、马达转速和通常的校正值的单项作用的总和，并具有每个驱动支承辊马达(8)的转矩和转速的单独调整功能，
其特征在于，
所有驱动装置(10)的总驱动力矩由被驱动的驱动支承辊(7c)的正交力算出，并且按份额地被传递到每个驱动支承辊(7c)上，从而使转矩分配的静态基本调定作为每个驱动支承辊(7c)的具体负荷能力的基础。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
驱动支承辊(7c)的具体负荷能力由导引装置(7)的几何形状，铁静止高度和/或辊间距(7b)中得出。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
连铸坯支承辊段(9)或驱动支承辊(7c)的活塞缸体单元(11)的当前压下力(F1-Fn)和浇铸规格函数值被回送给负载平衡调整装置(12)。
4.根据权利要求3所述的方法，
其特征在于，
由单个转矩(M1-n)的压下力(F1-Fn)和每个驱动装置(10)的转矩给定值的单个转速(n1-n)中得出动态因素，该转矩给定值由驱动支承辊(7c)的实际正交力与理论正交力的关系给定。
5.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
考虑连铸坯(1)和支承辊(7a)或驱动支承辊(7c)之间的辊磨损和摩擦情况的额外校正值。
6.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
考虑由具体负荷能力、动态因素和额外的校正值构成的未加权总因素。
7.根据权利要求6所述的方法，
其特征在于，
从未加权总因素乘以所有激活的驱动装置(10)的数量与所有激活的驱动装置(10)的未加权因素的总和的比例来构成加权总因素，并考虑该加权总因素。
8.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
为每个驱动装置(10)设有调节回路，所有激活的驱动装置(10)的旋转驱动力矩和额定转速的平均值将被输送给该调节回路。
9.根据权利要求8所述的方法，
其特征在于，
对于旋转驱动力矩的平均值的构成或者旋转驱动力矩的总和的构成来说，仅考虑适合于传递旋转驱动力矩的那些驱动装置(10)。
10.根据权利要求8所述的方法，
其特征在于，
提高连铸坯支承辊段(9)的活塞液缸单元(11)或者驱动支承辊(7c)或者驱动支承辊(7c)的活塞液缸单元(11)的当前压下力(F1-Fn)，直到要求的旋转驱动力矩被传递为止。
11.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述液态金属是液态钢材料。
12.一种用于驱动液态金属的连铸机的支承辊的装置，该支承辊构成连铸坯(1)的导引装置(7)，该导引装置(7)由电驱动的单个的驱动支承辊(7c)和/或由液压可调节的连铸坯支承辊段(9)构成，其中驱动装置(10)的负载平衡调节装置(12)作为铸造速度、马达转矩、马达转速和通常的校正值的单项作用的总和，并具有每个驱动支承辊马达(8)的转矩和转速的单独调整功能，
其特征在于，
负载平衡调节装置(12)具有用于计算转矩分配的计算块(13)，该计算块的输入参数(14)至少由激活的驱动装置(8；11)数量n及单个的驱动支承辊(7c)的负荷能力构成，其中通过导引装置(7)的设备特有构造和连铸坯(1)的几何数据表达来输入处理值，关于驱动支承辊(7c)的磨损状态、当前压下力F1-n以及当前驱动力矩Mist，1-n的信息将被作为输入参数(14)使用。
13.根据权利要求12所述的装置，
其特征在于，
额定值Msoll，1-n将在计算块(13)中由输入参数(14)确定，并且分别作为另一输入参数(16)被引入到转矩调节器(15)中。
14.根据权利要求13所述的装置，
其特征在于，
在转矩调节器(15)上分别连接转速调节器(17)，转速调节器将校正转速(18)传递到驱动支承辊马达(8)上。
15.根据权利要求12所述的装置，
其特征在于，
所述液态金属是液态钢材料。
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