DE10129565A1 - Kühlverfahren für ein warmgewalztes Walzgut und hiermit korrespondierendes Kühlstreckenmodell - Google Patents

Kühlverfahren für ein warmgewalztes Walzgut und hiermit korrespondierendes Kühlstreckenmodell

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Abstract

zur Ermittlung des Temperaturverlaufs (Tm(t)) eines warmgewalzten Walzgutes (1) in einer Kühlstrecke (5) wird in einem Kühlstreckenmodell (4) eine Wärmeleitungsgleichung der Form DOLLAR F1 gelöst, wobei e die Enthalpie, lambda die Wärmeleitfähigkeit, p der Phasenumwandlungsgrad, rho die Dichte und T die Temperatur des Walzgutes an der Walzgutstelle und t die Zeit ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlverfahren für ein warmgewalztes Walzgut mit einem Walzgutquerschnitt, insbesondere ein Metallband, z. B. ein Stahlband, in einer Kühlstrecke, mit folgenden Schritten:
    • - vor der Kühlstrecke wird für eine Walzgutstelle eine Anfangstemperatur erfasst,
    • - anhand eines Kühlstreckenmodells und vorgegebener Solleigenschaften des Walzgutes wird ein zeitlicher Kühlmittelmengenverlauf ermittelt,
    • - auf die Walzgutstelle wird gemäß dem ermittelten zeitlichen Kühlmittelmengenverlauf ein Kühlmittel aufgebracht, und
    • - anhand des Kühlstreckenmodells und des zeitlichen Kühlmittelmengenverlaufs wird ein erwarteter zeitlicher Temperaturverlauf des Walzgutes an der Walzgutstelle über den Walzgutquerschnitt ermittelt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein hiermit korrespondierendes Kühlstreckenmodell.
  • Ein derartiges Kühlverfahren und das korrespondierende Kühlstreckenmodell sind z. B. aus "Stahl und Eisen", Band 116 (1996), Nr. 11, Seiten 115 bis 120 bekannt.
  • Beim Kühlen eines warmgewalzten Metallbandes ist die exakte Modellierung des zeitlichen Temperaturverlaufs entscheidend für die Steuerung des Kühlmittelmengenverlaufs. Da ferner die Abkühlung nicht im thermodynamischen Gleichgewicht erfolgt, beeinflussen Phasenübergänge des zu kühlenden Walzguts, z. B. eine Phasenumwandlung von Stahl, entscheidend das thermische Verhalten bei der Abkühlung. Die Phasenumwandlung muss somit in die Fouriersche Wärmeleitungsgleichung einbezogen werden.
  • Die Modellierung der Phasenumwandlung benötigt wiederum die Temperatur als Eingangsparameter. Hierdurch entsteht ein gekoppeltes Differenzialgleichungssystem, das numerisch z. B. durch einen Anfangswertproblemlöser näherungsweise gelöst werden kann. Bei diesem Ansatz ist die Fouriersche Wärmeleitungsgleichung zusammen mit der Dynamik der Phasenumwandlung zu lösen.
  • Im Stand der Technik sind zwei Methoden gebräuchlich.
  • Bei der ersten erfolgt die Modellierung der Phasenumwandlung zunächst auf der Basis eines angenäherten Temperaturverlaufs. Danach wird die Phasenumwandlung eingefroren. Die exothermen Vorgänge bei der Phasenumwandlung werden sodann durch Wärmequellen in der Fourierschen Wärmeleitungsgleichung berücksichtigt. Dieser Ansatz vernachlässigt teilweise die Kopplung zwischen der Phasenumwandlung und der Temperatur.
  • In einem anderen Verfahren wird zwar die Fouriersche Wärmeleitungsgleichung mit der Phasenumwandlung gekoppelt gelöst. Auch bei diesem Verfahren werden exotherme Vorgänge bei der Phasenumwandlung durch Wärmequellen in der Fourierschen Wärmeleitungsgleichung nachgebildet.
  • Durch die Verfahren des Standes der Technik wird das Problem aber nur scheinbar gelöst. Denn der Ansatz ist in beiden Fällen physikalisch falsch. Dies zeigt sich insbesondere darin, dass die Wärmequelle im Kühlstreckenmodell gesondert parametriert werden muss.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Kühlverfahren und das hiermit korrespondierende Kühlstreckenmodell zu schaffen, mittels dessen die Temperatur des zu kühlenden Walzguts und auch dessen Phasen und Phasenübergänge korrekt beschrieben werden.
  • Die Aufgabe wird für das Kühlverfahren dadurch gelöst, dass zur Ermittlung des Temperaturverlaufs im Walzgut im Kühlstreckenmodell eine Wärmeleitungsgleichung der Form


    gelöst wird, wobei e die Enthalpie, λ die Wärmeleitfähigkeit, p der Phasenumwandlungsgrad, ρ die Dichte und T die Temperatur des Walzgutes an der Walzgutstelle und t die Zeit ist.
  • Die Größen e und p sind dabei ort- und zeitabhängig. div und grad sind die allgemein bekannten Operatoren Divergenz und Gradient, die auf die Ortsvariablen wirken.
  • Hiermit korrespondierend wird die Aufgabe für das Kühlstreckenmodell dadurch gelöst, dass es zur Ermittlung des Temperaturverlaufs im Walzgut eine Wärmeleitungsgleichung der Form


    enthält, wobei e die Enthalpie, λ die Wärmeleitfähigkeit, p der Phasenumwandlungsgrad, ρ die Dichte und T die Temperatur des Walzgutes an der Walzgutstelle und t die Zeit ist.
  • Die obige Gleichung ist noch in üblicher Form um Anfangs- und Randbedingungen zu ergänzen. Diese Ergänzungen erfolgen in gleicher Weise wie auch beim Stand der Technik allgemein üblich und bekannt. Auf die Ergänzungen wird daher nachfolgend nicht weiter eingegangen.
  • Der erfindungsgemäße Lösungsansatz fußt auf dem Prinzip der Energieerhaltung. Die Fouriersche Wärmeleitungsleitung ist daher mit der Enthalpie als Zustandsgröße und der Temperatur als von der Enthalpie abhängige Größe formuliert. Wärmequellen werden ersichtlich nicht benötigt. Sie müssen also auch nicht mehr parametriert werden.
  • Aufgrund des nunmehr korrekten Ansatzes für die Wärmeleitungsgleichung stellen der Phasenumwandlungsgrad und die Enthalpie Zustandsgrößen dar, die numerisch parallel berechenbar sind.
  • Die obige Lösung gilt unabhängig vom Profil des zu kühlenden Walzguts. Wenn das Walzgut ein Metallband ist, ergibt sich im wesentlichen ein Wärmefluss nur in Richtung der Banddicke. In Bandlaufrichtung und in Bandbreitenrichtung hingegen erfolgt nur ein vernachlässigbar geringer Wärmefluss. Es ist daher möglich, den Rechenaufwand dadurch zu verringern, dass die Wärmeleitungsgleichung statt dreidimensional nur noch eindimensional betrachtet wird. In diesem Fall kann also die Wärmeleitungsgleichung zu


    vereinfacht werden. x bezeichnet dabei die Ortsvariable in Banddickenrichtung.
  • Die Modellierung ist noch besser, wenn für die Walzgutstelle hinter der Kühlstrecke eine Endtemperatur erfasst wird. Denn dann ist es insbesondere möglich, das Kühlstreckenmodell anhand eines Vergleichs der erfassten Endtemperatur mit einer anhand des erwarteten zeitlichen Temperaturverlaufs ermittelten erwarteten Endtemperatur zu adaptieren. Somit kann das Modell anhand der tatsächlich erfassten Endtemperatur optimiert werden.
  • Im Rahmen des Kühlstreckenmodells ist es erforderlich, auch den Phasenumwandlungsgrad zu ermitteln. Dies kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, den Phasenumwandlungsgrad gemäß der Scheilschen Regel zu ermitteln. Es ist beispielsweise auch möglich, dass der Phasenumwandlungsgrad (p) im Kühlstreckenmodell anhand einer Differenzialgleichung der Form


    ermittelt wird. Der Vorteil dieses Ansatzes besteht in der Möglichkeit der Kopplung an die Fouriersche Wärmeleitungsgleichung, ohne dass dabei die Möglichkeit aufgegeben werden muss, einen Anfangswertproblemlöser zur gekoppelten Berechnung von Phasenumwandlungsgrad p und Temperatur T einzusetzen.
  • h ist eine Funktion, wie sie z. B. in Gleichung 2 auf Seite 144 des Artikels "Mathematical Models of Solid-Solid Phase Transitions in Steel" von A. Visintin, IMA Journal of Applied Mathematics, 39, 1987, Seiten 143 bis 157, offenbart ist.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung
  • Fig. 1 eine Kühlstrecke mit einem Metallband,
  • Fig. 2 ein Kühlstreckenmodell,
  • Fig. 3 die Wärmeleitfähigkeit als Funktion der Enthalpie für zwei verschiedene Phasenumwandlungsgrade,
  • Fig. 4 die Temperatur als Funktion der Enthalpie für zwei verschiedene Phasenumwandlungsgrade und
  • Fig. 5 ein Wärmeleitungsmodell.
  • Gemäß Fig. 1 läuft ein warmgewalztes Walzgut 1 mit einer Walzgeschwindigkeit v in einer Bandlaufrichtung z aus einem Walzgerüst 2 aus. Hinter dem Walzgerüst 2 ist ein Walzgerüst-Temperaturmessplatz 3 angeordnet. Im Walzgerüst-Temperaturmessplatz 3 wird für eine Walzgutstelle eine Anfangstemperatur T1 an der Oberfläche des Walzgutes 1 erfasst und einem Kühlstreckenmodell 4 als Eingangsparameter zugeführt.
  • Gemäß Fig. 1 ist das Walzgut 1 ein Metallband, z. B. ein Stahlband. Es weist daher in einer Breitenrichtung y eine Walzgutbreite b und in einer Dickenrichtung x eine Walzgutdicke d auf. Walzgutbreite b und Walzgutdicke d ergeben zusammen den Walzgutquerschnitt des Walzgutes 1.
  • Die Anfangstemperatur T1 des Walzgutes 1 kann quer über die Bandbreite b variieren. Der Walzgut-Temperaturmessplatz 3 ist daher vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Anfangstemperatur T1 quer über die Bandbreite b mehrfach erfasst werden kann. Beispielsweise können hierzu mehrere, quer über die Bandbreite b angeordnete Temperatursensoren vorgesehen sein. Auch ist es möglich, einen Temperatursensor vorzusehen, dem eine Optik vorgeschaltet ist, mittels deren in Bandbreitenrichtung y ein Abscannen möglich ist.
  • Hinter dem Walzgerüst-Temperaturmessplatz 3 ist eine Kühlstrecke 5 angeordnet. Die Kühlstrecke 5 weist Kühlvorrichtungen 6 auf, mittels derer ein Kühlmittel 7, typischerweise Wasser 7, von oben, von unten oder von beiden Seiten auf das Walzgut 1 aufbringbar ist. Die Art der Aufbringung ist dabei an das zu walzende Profil angepasst.
  • Hinter der Kühlstrecke 5 ist ein Haspel-Temperaturmessplatz 8 angeordnet. Mit diesem ist für die Walzgutstelle eine korrespondierende Endtemperatur T2 erfassbar, die ebenfalls dem Kühlstreckenmodell 4 zugeführt wird. Der Haspel-Temperaturmessplatz 8 ist ebenso ausgebildet wie der Walzgerüst-Temperaturmessplatz 3.
  • Dem Haspel-Temperaturmessplatz 8 ist ein Haspel 9 nachgeordnet. Auf diesem wird das Metallband 1 aufgehaspelt.
  • Die Anordnung des Haspels 9 ist typisch beim Walzen von Bändern. Beim Walzen von Profilen ist anstelle des Haspels 9 üblicherweise eine andere Einheit vorgesehen, z. B. bei Drahtwalzstraßen ein Windungsleger.
  • Das Walzgut 1 soll bei Erreichen des Haspels 9 eine vorbestimmte Temperatur und gewünschte Soll-Gefügeeigenschaften G* aufweisen. Hierzu ist es erforderlich, dass das Metallband 1 zwischen Walzgerüst 2 und Haspel 9 einen korrespondierenden Temperaturverlauf aufweist. Dieser Temperaturverlauf wird mittels des Kühlstreckenmodells 4 errechnet.
  • Dem Kühlstreckenmodell 4 werden gemäß den Fig. 1 und 2 verschiedene Werte zugeführt. Zunächst wird dem Kühlstreckenmodell 4 die Walzgeschwindigkeit v zugeführt. Aufgrund dieser Tatsache ist insbesondere eine Materialverfolgung durchführbar.
  • Sodann werden dem Kühlstreckenmodell 4 die Banddicke d, die Anfangstemperatur T1 sowie verschiedene Parameter PAR zugeführt. Die Parameter PAR umfassen insbesondere Ist- und Sollparameter des Bandes 1. Ein Istparameter ist beispielsweise die Legierung des Metallbandes 1 oder dessen Bandbreite b. Ein Sollparameter ist beispielsweise die gewünschte Haspeltemperatur.
  • Das Kühlstreckenmodell 4 umfasst gemäß Fig. 2 ein Wärmeleitungsmodell 10, ein Wärmeübergangsmodell 11 und einen Kühlmittelmengenverlaufsermittler 12. Das Kühlstreckenmodell 4 ermittelt dann einen erwarteten zeitlichen Temperaturverlauf Tm(t). Der erwartete Temperaturverlauf Tm(t) wird mit einem Solltemperaturverlauf T*(t) verglichen. Das Vergleichsergebnis wird dem Kühlmittelmengenverlaufsermittler 12 zugeführt. Dieser ermittelt dann anhand der Differenz einen neuen Kühlmittelmengenverlauf, um den erwarteten Temperaturverlauf Tm(t) an den Solltemperaturverlauf T*(t) anzunähern.
  • Nach erfolgter Anpassung werden dann die Kühlvorrichtungen 6 der Kühlstrecke 5 vom Kühlmengenverlaufsermittler 12 entsprechend angesteuert. Das Kühlmittel 7 wird also auf die betreffende Walzgutstelle gemäß dem ermittelten zeitlichen Kühlmittelmengenverlauf aufgebracht.
  • Zur Ermittlung des erwartenden Temperaturverlaufs Tm(t) wird im Wärmeleitungsmodell 10 eine Wärmeleitungsgleichung gelöst. Die Wärmeleitungsgleichung weist die Form


    auf. In der Formel bezeichnen e die Enthalpie, λ die Wärmeleitfähigkeit, p den Phasenumwandlungsgrad, ρ die Dichte und T die Temperatur des Walzgutes 1 an der Walzgutstelle sowie t die Zeit.
  • Zur korrekten Lösung der Wärmeleitungsgleichung muss ferner der Phasenumwandlungsgrad p und dessen zeitlicher Verlauf ermittelt werden. Dies erfolgt vorzugsweise anhand einer Differenzialgleichung der Form


    h ist eine Funktion, wie sie z. B. in Gleichung 2 auf Seite 144 des Artikels "Mathematical Models of Solid-Solid Phase Transitions in Steel" von A. Visintin, IMA Journal of Applied Mathematics, 39, 1987, Seiten 143 bis 157, offenbart ist.
  • Obige Gleichungen müssen an der Walzgutstelle für den gesamten Walzgutquerschnitt gelöst werden. Ferner muss gegebenenfalls auch der Wärmefluss in Bandlaufrichtung z berücksichtigt werden.
  • Der Zusammenhang λ(e, p) kann in den Gleichungen z. B. durch die Funktion


    angenähert werden. Dabei sind in beispielhafter Ausgestaltung λ(e, 1) und λ(e, 0) Funktionen wie sie in Fig. 3 gezeigt sind.
  • Der Zusammenhang T(e, p) kann z. B. durch die Funktion


    angenähert werden. Dabei sind T(e, 1) und T(e, 0) Funktionen, wie sie beispielhaft in Fig. 4 gezeigt sind.
  • Solange das Metallband 1 noch nicht den Haspel-Temperaturmessplatz 8 erreicht hat, steht als Temperaturistwert lediglich die Anfangstemperatur T1 zur Verfügung. Sobald hingegen auch die Endtemperatur T2 erfassbar ist, kann diese mit einer aufgrund der vorherigen Berechnung erwarteten Endtemperatur T2m verglichen werden. Das Vergleichsergebnis wird einem Adaptionselement 13 zugeführt. Mittels des Adaptionselements 13 ist beispielsweise das Wärmeübergangsmodell 13 adaptierbar.
  • Bei dem in Fig. 2 dargestellten und oben stehend erläuterten Kühlstreckenmodell 4 wird im Rahmen des Wärmeleitungsmodells 10 die Wärmeleitungsgleichung


    gelöst. Beim Kühlen von Metallband erfolgt ein Wärmefluss aber im wesentlichen ausschließlich in x-Richtung. Es ist daher möglich und zulässig, gemäß Fig. 5 das Wärmeleitungsmodell 10 eindimensional anzusetzen. Es ist also hinreichend eine Wärmeleitungsgleichung der Form


    zu lösen. Diese Vorgehensweise erfordert einen erheblich geringeren Rechenaufwand bei nur geringfügig verschlechterten Ergebnis, weil in diesem Fall lediglich die Wärmeleitungsgleichung für einen eindimensionalen Stab, der sich an der Walzgutstelle von der Bandunterseite zur Bandoberseite erstreckt, gelöst werden muss.

Claims (14)

1. Kühlverfahren für ein warmgewalztes Walzgut (1) mit einem Walzgutquerschnitt, insbesondere ein Metallband (1), z. B. ein Stahlband (1), in einer Kühlstrecke (5), mit folgenden Schritten:
- vor der Kühlstrecke (5) wird für eine Walzgutstelle eine Anfangstemperatur (T1) erfasst,
- anhand eines Kühlstreckenmodells (4) und vorgegebener Solleigenschaften des Walzgutes (1) wird ein zeitlicher Kühlmittelmengenverlauf ermittelt,
- auf die Walzgutstelle wird gemäß dem ermittelten zeitlichen Kühlmittelmengenverlauf ein Kühlmittel (7) aufgebracht, und
- anhand des Kühlstreckenmodells (4) und des zeitlichen Kühlmittelmengenverlaufs wird ein erwarteter zeitlicher Temperaturverlauf (Tm(t)) des Walzgutes (1) an der Walzgutstelle über den Walzgutquerschnitt ermittelt,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Ermittlung des Temperaturverlaufs (Tm(t)) im Walzgut (1) im Kühlstreckenmodell (4) eine Wärmeleitungsgleichung der Form


gelöst wird, wobei e die Enthalpie, λ die Wärmeleitfähigkeit, p der Phasenumwandlungsgrad, ρ die Dichte und T die Temperatur des Walzgutes an der Walzgutstelle und t die Zeit ist.
2. Kühlverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Walzgutstelle hinter der Kühlstrecke (5) eine Endtemperatur (T2) erfasst wird.
3. Kühlverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlstreckenmodell (4) anhand eines Vergleichs der erfassten Endtemperatur (T2) mit einer anhand des erwarteten zeitlichen Temperaturverlaufs (Tm(t)) ermittelten erwarteten Endtemperatur (T2m) adaptiert wird.
4. Kühlverfahren für ein warmgewalztes Metallband (1), insbesondere ein Stahlband (1), mit einer Banddicke (d) in einer Kühlstrecke (5), mit folgenden Schritten:
- vor der Kühlstrecke (5) wird für eine Bandstelle eine Anfangstemperatur (T1) erfasst,
- anhand eines Kühlstreckenmodells (4) und vorgegebener Solleigenschaften des Metallbandes (1) wird ein zeitlicher Kühlmittelmengenverlauf ermittelt,
- auf die Bandstelle wird gemäß dem ermittelten zeitlichen Kühlmittelmengenverlauf ein Kühlmittel (7) aufgebracht, und
- anhand des Kühlstreckenmodells (4) und des zeitlichen Kühlmittelmengenverlaufs wird ein erwarteter zeitlicher Temperaturverlauf (Tm(t)) des Metallbandes (1) an der Bandstelle über die Banddicke (d) ermittelt,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Ermittlung des Temperaturverlaufs (Tm(t)) im Metallband (1) im Kühlstreckenmodell (4) eine Wärmeleitungsgleichung der Form


gelöst wird, wobei e die Enthalpie, x der Ort in Banddickenrichtung, λ die Wärmeleitfähigkeit, p der Phasenumwandlungsgrad, ρ die Dichte und T die Temperatur des Metallbandes (1) an der Bandstelle und t die Zeit ist.
5. Kühlverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bandstelle hinter der Kühlstrecke (5) eine Endtemperatur (T2) erfasst wird.
6. Kühlverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlstreckenmodell (4) anhand eines Vergleichs der erfassten Endtemperatur (T2) mit einer anhand des erwarteten zeitlichen Temperaturverlaufs (Tm(t)) ermittelten erwarteten Endtemperatur (T2m) adaptiert wird.
7. Kühlverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenumwandlungsgrad (p) im Kühlstreckenmodell (4) anhand einer Differenzialgleichung der Form


ermittelt wird.
8. Kühlstreckenmodell für ein in einer Kühlstrecke (5) zu kühlendes warmgewalztes Walzgut (1) mit einem Walzgutquerschnitt, insbesondere ein Metallband (1), z. B. ein Stahlband (1),
wobei dem Kühlstreckenmodell (4) eine vor der Kühlstrecke (5) erfasste Anfangstemperatur (T1) einer Walzgutstelle zuführbar ist,
wobei mittels des Kühlstreckenmodells (4) anhand vorgegebener Solleigenschaften des Walzgutes (1) ein zeitlicher Kühlmittelmengenverlauf ermittelbar ist,
wobei mittels des Kühlstreckenmodells (4) und des zeitlichen Kühlmittelmengenverlaufs ein erwarteter zeitlicher Temperaturverlauf (Tm(t)) des Walzgutes (1) an der Walzgutstelle über den Walzgutquerschnitt ermittelbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kühlstreckenmodell (4) zur Ermittlung des Temperaturverlaufs (Tm(t)) im Walzgut (1) eine Wärmeleitungsgleichung der Form


enthält, wobei e die Enthalpie, λ die Wärmeleitfähigkeit, p der Phasenumwandlungsgrad, ρ die Dichte und T die Temperatur des Walzgutes an der Walzgutstelle und t die Zeit ist.
9. Kühlstreckenmodell nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ihm eine hinter der Kühlstrecke (5) erfasste Endtemperatur (T2) der Walzgutstelle zuführbar ist.
10. Kühlverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlstreckenmodell (4) anhand eines Vergleichs der erfassten Endtemperatur (T2) mit einer anhand des erwarteten zeitlichen Temperaturverlaufs (Tm(t)) ermittelten erwarteten Endtemperatur (T2m) adaptierbar ist.
11. Kühlstreckenmodell für ein in einer Kühlstrecke (5) zu kühlendes warmgewalztes Metallband (1) mit einer Banddicke (d), insbesondere ein Stahlband (1),
wobei dem Kühlstreckenmodell (4) eine vor der Kühlstrecke (5) erfasste Anfangstemperatur (T1) einer Bandstelle zuführbar ist,
wobei mittels des Kühlstreckenmodells (4) anhand vorgegebener Solleigenschaften des Metallbandes (1) ein zeitlicher Kühlmittelmengenverlauf ermittelbar ist,
wobei mittels des Kühlstreckenmodells (4) und des zeitlichen Kühlmittelmengenverlaufs ein erwarteter zeitlicher Temperaturverlauf (Tm(t)) des Metallbandes (1) an der Bandstelle über die Banddicke (d) ermittelbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kühlstreckenmodell (4) zur Ermittlung des Temperaturverlaufs (Tm(t)) im Metallband (1) eine Wärmeleitungsgleichung der Form


enthält, wobei e die Enthalple, x der Ort in Banddickenrichtung, λ die Wärmeleitfähigkeit, p der Phasenumwandlungsgrad, ρ die Dichte und T die Temperatur des Metallbandes (1) an der Bandstelle und t die Zeit ist.
12. Kühlstreckenmodell nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ihm eine hinter der Kühlstrecke (5) erfasste Endtemperatur (T2) der Bandstelle zuführbar ist.
13. Kühlverfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlstreckenmodell (4) anhand eines Vergleichs der erfassten Endtemperatur (T2) mit einer anhand des erwarteten zeitlichen Temperaturverlaufs (Tm(t)) ermittelten erwarteten Endtemperatur (T2m) adaptierbar ist.
14. Kühlstreckenmodell nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Ermitteln des Phasenumwandlungsgrades (p) einer Differenzialgleichung der Form


enthält.
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DE10129565A DE10129565C5 (de) 2001-06-20 2001-06-20 Kühlverfahren für ein warmgewalztes Walzgut und hiermit korrespondierendes Kühlstreckenmodell
AT02748572T ATE369443T1 (de) 2001-06-20 2002-06-07 Kühlverfahren für ein warmgewalztes walzgut und hiermit korrespondierendes kühlstreckenmodell
PCT/DE2002/002077 WO2003000940A1 (de) 2001-06-20 2002-06-07 Kühlverfahren für ein warmgewalztes walzgut und hiermit korrespondierendes kühlstreckenmodell
ES02748572T ES2289120T5 (es) 2001-06-20 2002-06-07 Procedimiento de enfriamiento para un producto de laminación laminado en caliente y modelo de tramo de enfriamiento correspondiente.
CN02802165.7A CN1243617C (zh) 2001-06-20 2002-06-07 热轧制轧件的冷却方法及相应的冷轧机机列模型
JP2003507320A JP4287740B2 (ja) 2001-06-20 2002-06-07 熱間圧延された被圧延材のための冷却方法およびこれに対応する冷却区間モデル
EP02748572A EP1397523B2 (de) 2001-06-20 2002-06-07 Kühlverfahren für ein warmgewalztes walzgut und hiermit korrespondierendes kühlstreckenmodell
DE50210648T DE50210648D1 (de) 2001-06-20 2002-06-07 Kühlverfahren für ein warmgewalztes walzgut und hiermit korrespondierendes kühlstreckenmodell
NO20030561A NO20030561L (no) 2001-06-20 2003-02-04 Kjölefremgangsmåte for et varmvalset valsegods og en kjölestrekningsmodelltilsvarende denne
US10/369,951 US6860950B2 (en) 2001-06-20 2003-02-20 Method for cooling a hot-rolled material and corresponding cooling-line models

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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005076092A1 (de) * 2004-02-06 2005-08-18 Siemens Aktiengesellschaft Rechnergestütztes modellierverfahren für das verhalten eines stahlvolumens mit einer volumenoberfläche
WO2005099923A1 (de) * 2004-04-06 2005-10-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum herstellen eines metalls
DE102008011303A1 (de) 2008-02-27 2009-09-10 Siemens Aktiengesellschaft Betriebsverfahren für eine Kühlstrecke zum Kühlen eines Walzguts mit von der Temperatur losgelöster Kühlung auf einen Endenthalpiewert
WO2010079445A1 (fr) * 2009-01-09 2010-07-15 Fives Stein Procede de refroidissement d'une bande metallique en defilement
EP2353742A1 (de) 2010-02-05 2011-08-10 Siemens Aktiengesellschaft Warmwalzstraße zum Walzen von Warmband, Verfahren zum Betrieb einer Warmwalzstraße zum Walzen von Warmband, Steuer- und/oder Regeleinrichtung
EP2527053A1 (de) 2011-05-24 2012-11-28 Siemens Aktiengesellschaft Steuerverfahren für eine Walzstraße
EP2527054A1 (de) 2011-05-24 2012-11-28 Siemens Aktiengesellschaft Steuerverfahren für eine Walzstraße
EP2540404A1 (de) 2011-06-27 2013-01-02 Siemens Aktiengesellschaft Steuerverfahren für eine Warmbandstraße
EP2873469A1 (de) 2013-11-18 2015-05-20 Siemens Aktiengesellschaft Betriebsverfahren für eine Kühlstrecke
EP1910951B1 (de) 2005-08-01 2017-01-04 Primetals Technologies Germany GmbH Modellierverfahren für den zeitlichen verlauf des zustands eines stahlvolumens durch einen rechner und hiermit korrespondierende gegenstände
EP3456426A1 (de) 2017-09-19 2019-03-20 Primetals Technologies Germany GmbH Kühlung eines schräg gestellten flachen walzguts
DE102018127347A1 (de) * 2018-11-01 2020-05-07 Sms Group Gmbh Verfahren zur optimierten Herstellung von metallischen Stahl- und Eisenlegierungen mit hohen Kohlenstoffgehalten in Warmwalz- und Grobblechwerken
WO2020127925A1 (de) 2018-12-20 2020-06-25 Primetals Technologies Austria GmbH Herstellen eines metallbandes mit einem austenit-martensit-mischgefüge

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10327383C5 (de) 2003-06-18 2013-10-17 Aceria Compacta De Bizkaia S.A. Anlage zur Herstellung von Warmband mit Dualphasengefüge
JP4767544B2 (ja) * 2005-01-11 2011-09-07 新日本製鐵株式会社 鋼板の冷却制御方法
CN101511490B (zh) * 2006-08-28 2015-09-09 气体产品与化学公司 喷射低温液体的喷射装置和与该装置相关的喷射方法
CN100519778C (zh) * 2006-10-25 2009-07-29 宝山钢铁股份有限公司 含铌钢厚板轧制中中间冷却及随后轧制的模型支持方法
BRPI0702835B1 (pt) * 2007-07-19 2019-07-09 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Método e aparelho de controle para resfriamento de placa de aço
WO2009032688A1 (en) * 2007-08-28 2009-03-12 Air Products And Chemicals, Inc. Apparatus and method for providing condensation-and frost-free surfaces on cryogenic components
CA2696239A1 (en) * 2007-08-28 2009-03-12 Air Products And Chemicals, Inc. Apparatus and method for monitoring and regulating cryogenic cooling
CN101855495B (zh) 2007-08-28 2013-02-06 气体产品与化学公司 用于控制致冷剂温度的设备和方法
EP2200762B1 (de) * 2007-08-28 2014-08-06 Air Products and Chemicals, Inc. Verfahren und vorrichtung zum abführen eines nicht linearen kryogensprühnebels über die breite eines walzgerüsts
US8437991B2 (en) * 2009-10-22 2013-05-07 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for predicting heat transfer coefficients during quenching
JP4735784B1 (ja) * 2009-11-24 2011-07-27 住友金属工業株式会社 熱延鋼板の製造装置、および熱延鋼板の製造方法
CN103191927B (zh) * 2012-01-10 2015-08-05 鞍山钢铁集团公司 一种预测冷轧带钢温度场的计算方法
EP2898963A1 (de) 2014-01-28 2015-07-29 Siemens Aktiengesellschaft Kühlstrecke mit zweifacher Kühlung auf eine jeweilige Sollgröße
DE102019104419A1 (de) * 2019-02-21 2020-08-27 Sms Group Gmbh Verfahren zur Einstellung verschiedener Kühlverläufe von Walzgut über der Bandbreite einer Kühlstrecke in einer Warmband- oder Grobblech-Straße
CN110070919B (zh) * 2019-04-12 2023-02-17 上海交通大学 一种涉及晶相反应的熔化模型及其数值模拟方法
EP3825789A1 (de) * 2019-11-20 2021-05-26 Primetals Technologies Germany GmbH Fernsteuerung einer anlage zum herstellen und/oder behandeln eines walzguts aus metall
EP4119247B1 (de) 2021-07-15 2024-04-24 Primetals Technologies Germany GmbH Berücksichtigung der zustandsabhängigen dichte beim lösen einer wärmeleitungsgleichung

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0453566B1 (de) * 1989-06-16 1998-04-08 Kawasaki Steel Corporation Verfahren zur regelung der kühlung von stahlmaterial
DE19740691A1 (de) 1997-09-16 1999-03-18 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Kühlung von Metallen in einem Hüttenwerk
DE19850253A1 (de) * 1998-10-31 2000-05-04 Schloemann Siemag Ag Verfahren und System zur Regelung von Kühlstrecken

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005076092A1 (de) * 2004-02-06 2005-08-18 Siemens Aktiengesellschaft Rechnergestütztes modellierverfahren für das verhalten eines stahlvolumens mit einer volumenoberfläche
US7865341B2 (en) 2004-02-06 2011-01-04 Siemens Aktiengesellschaft Computer-assisted modelling method for the behavior of a steel volume having a volumetric surface
US7853348B2 (en) 2004-04-06 2010-12-14 Siemens Aktiengesellschaft Method for producing a metal
WO2005099923A1 (de) * 2004-04-06 2005-10-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum herstellen eines metalls
EP1910951B1 (de) 2005-08-01 2017-01-04 Primetals Technologies Germany GmbH Modellierverfahren für den zeitlichen verlauf des zustands eines stahlvolumens durch einen rechner und hiermit korrespondierende gegenstände
DE102008011303A1 (de) 2008-02-27 2009-09-10 Siemens Aktiengesellschaft Betriebsverfahren für eine Kühlstrecke zum Kühlen eines Walzguts mit von der Temperatur losgelöster Kühlung auf einen Endenthalpiewert
WO2010079445A1 (fr) * 2009-01-09 2010-07-15 Fives Stein Procede de refroidissement d'une bande metallique en defilement
EP2353742A1 (de) 2010-02-05 2011-08-10 Siemens Aktiengesellschaft Warmwalzstraße zum Walzen von Warmband, Verfahren zum Betrieb einer Warmwalzstraße zum Walzen von Warmband, Steuer- und/oder Regeleinrichtung
EP2527053A1 (de) 2011-05-24 2012-11-28 Siemens Aktiengesellschaft Steuerverfahren für eine Walzstraße
EP2527054A1 (de) 2011-05-24 2012-11-28 Siemens Aktiengesellschaft Steuerverfahren für eine Walzstraße
WO2012159866A1 (de) 2011-05-24 2012-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Steuerverfahren für eine walzstrasse
WO2012159868A1 (de) 2011-05-24 2012-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Steuerverfahren für eine walzstrasse
US9751165B2 (en) 2011-05-24 2017-09-05 Primetals Technologies Germany Gmbh Control method for mill train
EP2540404A1 (de) 2011-06-27 2013-01-02 Siemens Aktiengesellschaft Steuerverfahren für eine Warmbandstraße
WO2013000677A1 (de) 2011-06-27 2013-01-03 Siemens Aktiengesellschaft Steuerverfahren für eine warmbandstrasse
EP2873469A1 (de) 2013-11-18 2015-05-20 Siemens Aktiengesellschaft Betriebsverfahren für eine Kühlstrecke
WO2015071200A1 (de) 2013-11-18 2015-05-21 Siemens Aktiengesellschaft Betriebsverfahren für eine kühlstrecke
EP3456426A1 (de) 2017-09-19 2019-03-20 Primetals Technologies Germany GmbH Kühlung eines schräg gestellten flachen walzguts
WO2019057435A1 (de) 2017-09-19 2019-03-28 Primetals Technologies Germany Gmbh Kühlung eines schräg gestellten flachen walzguts
US10960447B2 (en) 2017-09-19 2021-03-30 Primetals Technologies Germany Gmbh Cooling of an obliquely positioned flat rolled product
US11660648B2 (en) 2017-09-19 2023-05-30 Primetals Technologies Germany Gmbh Cooling of an obliquely positioned flat rolled product
DE102018127347A1 (de) * 2018-11-01 2020-05-07 Sms Group Gmbh Verfahren zur optimierten Herstellung von metallischen Stahl- und Eisenlegierungen mit hohen Kohlenstoffgehalten in Warmwalz- und Grobblechwerken
WO2020127925A1 (de) 2018-12-20 2020-06-25 Primetals Technologies Austria GmbH Herstellen eines metallbandes mit einem austenit-martensit-mischgefüge

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DE10129565B4 (de) 2004-01-29
US6860950B2 (en) 2005-03-01

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