DE102006008043B3

DE102006008043B3 - Verfahren zum Ermitteln einer aus einem Gerüst einer Anlage ausgeförderten Arbeitslänge eines Stranges und hiermit korrespondierende daten- und einrichtungstechnische Gegenstände

Info

Publication number: DE102006008043B3
Application number: DE200610008043
Authority: DE
Inventors: Hans-Herbert Welker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2026-02-22

Abstract

Ein Strang wird von Walzen eines Gerüsts einer Anlage aus dem Gerüst ausgefördert und während des Ausförderns mit einem aktuellen Dickenreduktionsgrad umgeformt. Von einer Steuereinrichtung der Anlage wird anhand einer von den Walzen zurückgelegten Arbeitsumfangslänge und eines aktuellen Korrekturfaktors eine aus dem Gerüst ausgeförderte Arbeitslänge des Stranges ermittelt. Der aktuelle Korrekturfaktor wird von der Steuereinrichtung dadurch bestimmt, dass der Strang von den Walzen aus dem Gerüst ausgefördert wird und während des Ausförderns mit einem Referenzdickenreduktionsgrad gleichmäßig umgeformt wird, ein Mitlaufelement der Anlage mit dem aus dem Gerüst ausgeförderten, mit dem Referenzdickenreduktionsgrad gleichmäßig umgeformten Strang gekuppelt wird, so dass das Mitlaufelement sich zusammen mit dem Strang bewegt, von der Steuereinrichtung eine Korrekturumfangslänge ermittelt wird, die von den Walzen zurückgelegt wird, während das mit dem ausgeförderten, mit dem Referenzdickenreduktionsgrad gleichmäßig umgeformten Strang gekuppelte Mitlaufelement eine Referenzstrecke durchläuft, die eine vorbestimmte Referenzlänge aufweist, und von der Steuereinrichtung (12) anhand der Referenzlänge, der Korrekturumfangslänge, des aktuellen Dickenreduktionsgrades und des Referenzdickenreduktionsgrades der aktuelle Korrekturfaktor ermittelt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer aus einem Gerüst einer Anlage ausgeförderten Arbeitslänge eines Stranges,

– wobei der Strang von Walzen des Gerüsts aus dem Gerüst ausgefördert wird und während des Ausförderns von den Walzen mit einem aktuellen Dickenreduktionsgrad umgeformt wird,
– wobei von einer Steuereinrichtung der Anlage die aus dem Gerüst ausgeförderte Arbeitslänge des Stranges anhand einer von den Walzen des Gerüsts zurückgelegten Arbeitsumfangslänge ermittelt wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin mit dem Verfahren korrespondierende daten- und einrichtungstechnische Gegenstände.
Derartige Verfahren werden insbesondere bei Stranggießanlagen eingesetzt, um die Arbeitslänge des ausgeförderten Stranges zu ermitteln. Die ausgeförderte Länge wird dazu herangezogen, eine dem Gerüst nachgeordnete Trennvorrichtung zum Trennen des Stranges derart anzusteuern, dass der Strang korrekt abgelängt wird. Der Begriff „ausfördern" im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet dabei nicht das Ausfördern (englisch: tail-out) beim Beenden des Stranggießens. Er soll vielmehr klarstellen, dass das Gerüst den Strang fördert (= transportiert) und dass es auf die auslaufseitig aus dem Gerüst auslaufende Arbeitslänge ankommt.
Weiterhin ist der Begriff „Dickenreduktionsgrad" im eindimensionalen Sinne gemeint. Er ist also unabhängig davon, ob durch die Dickenreduktion eine nennenswerte Breitung des Stranges erfolgt oder nicht.
Beim Stranggießen wird der gegossene, aus dem Gerüst ausgeförderte Strang in Abschnitte geteilt. Die Abschnitte sollen eine vorbestimmte Mindestlänge aufweisen. Wenn ein Abschnitt die geforderte Mindestlänge nicht aufweist, ist er, soweit es den gewünschten Verwendungszweck betrifft, nicht zu gebrau chen. Wenn ein Abschnitt eine größere als die Solllänge aufweist, ist der Längenüberschuss zwar in der Stranggießanlage mit entsprechenden Kosten und entsprechender Betriebszeit usw. gefertigt worden. Der Längenüberschuss wird vom Abnehmer der Abschnitte aber nicht gezahlt. Eine Stranggießanlage ist daher umso effizienter betreibbar, je genauer die Mindestlänge eingehalten werden kann. Eine allgemeine Forderung beim Stranggießen besteht daher darin, den Strang derart abzulängen, dass der abgelängte Abschnitt des Strangs zwar mindestens die Solllänge aufweist, andererseits aber möglichst wenig länger als die Solllänge ist.
Im Stand der Technik werden bei Stranggießanlagen viele Rollenpaare eingesetzt, die den gegossenen Strang stützen und halten. Teilweise wird der Strang auch bereits in einem oder mehreren Gerüsten mit und ohne Querschnittsreduzierung dickenreduziert. Soweit der bereits durcherstarrte Strang dickenreduziert wird, erfolgt meist auch eine Querschnittsreduzierung.
Das Messen der aus dem Gerüst ausgeförderten Arbeitslänge erfolgte im Stand der Technik zunächst mittels einer Messrolle, die zwischen dem letzten Gerüst der Stranggießanlage und einer Trenneinrichtung angeordnet war. Die Messrolle reduzierte die Strangdicke nicht. Die Arbeitslänge des ausgeförderten Stranges konnte anhand einer von den Rollen der Messrolle zurückgelegten Arbeitsumfangslänge mit hinreichender Genauigkeit ermittelt werden.
Bei Weiterentwicklungen des Standes der Technik wurde die Messrolle eingespart. Die Ermittlung der Arbeitslänge erfolgte nunmehr anhand der von den Walzen des Gerüsts zurückgelegten Arbeitsumfangslänge.
Wenn der Strang in dem letzten Gerüst nicht mehr oder nur ganz geringfügig dickenreduziert wurde, konnte mit dieser Vorgehensweise die aus dem Gerüst ausgeförderte Arbeitslänge des Stranges mit hinreichender Genauigkeit bestimmt werden.
Vorgehensweise die aus dem Gerüst ausgeförderte Arbeitslänge des Stranges mit hinreichender Genauigkeit bestimmt werden. Wenn der Strang im letzten Gerüst hingegen stärker dickenreduziert wurde, war dies nicht mehr möglich. Im Stand der Technik wurde daher entweder auf ein Umformen des Stranges im letzten Gerüst vor der Trenneinrichtung verzichtet oder aber die aus dem Gerüst ausgeförderte Arbeitslänge des Stranges wurde auf andere Weise bestimmt, beispielsweise mittels einer zusätzlichen Messrolle, mittels Lasermessverfahren usw.. In beiden Fällen sind der Aufbau und der Betrieb der Stranggießanlage nicht kosteneffizient.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Ermitteln der aus dem Gerüst ausgeförderten Arbeitslänge des Stranges und die hiermit korrespondierenden daten- und einrichtungstechnischen Gegenstände zu schaffen, bei denen die ausgeförderte Arbeitslänge mit hinreichender Genauigkeit anhand der Arbeitsumfangslänge der Walzen des Gerüsts ermittelbar ist, obwohl in dem Gerüst eine Dickenreduktion des Stranges erfolgt.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einen Datenträger mit den Merkmalen des Anspruchs 13, eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
Erfindungsgemäß wird von einer Steuereinrichtung der Anlage die Arbeitslänge des Stranges anhand der Arbeitsumfangslänge und eines aktuellen Korrekturfaktors ermittelt, wobei der aktuelle Korrekturfaktor von der Steuereinrichtung dadurch bestimmt wird,

– dass der Strang von den Walzen des Gerüsts aus dem Gerüst ausgefördert wird und während des Ausförderns von den Walzen mit einem Referenzdickenreduktionsgrad gleichmäßig umgeformt wird,
– dass ein Mitlaufelement der Anlage mit dem aus dem Gerüst ausgeförderten, mit dem Referenzdickenreduktionsgrad gleichmäßig umgeformten Strang gekuppelt wird, so dass das Mitlaufelement sich zusammen mit dem Strang bewegt,
– dass von der Steuereinrichtung eine Korrekturumfangslänge ermittelt wird, die von den Walzen des Gerüsts zurückgelegt wird, während das mit dem ausgeförderten, mit dem Referenz dickenreduktionsgrad gleichmäßig umgeformten Strang gekuppelte Mitlaufelement eine Referenzstrecke durchläuft, die eine vorbestimmte Referenzlänge aufweist, und
– dass von der Steuereinrichtung anhand der Referenzlänge, der Korrekturumfangslänge, des aktuellen Dickenreduktionsgrades und des Referenzdickenreduktionsgrades der aktuelle Korrekturfaktor ermittelt wird.

In dem Fall, dass der aktuelle Dickenreduktionsgrad gleich dem Referenzdickenreduktionsgrad ist, wird der aktuelle Korrekturfaktor von der Steuereinrichtung vorzugsweise ausschließlich anhand der Referenzlänge und der Korrekturumfangslänge ermittelt.
Wenn hingegen der aktuelle Dickenreduktionsgrad vom Referenzdickenreduktionsgrad verschieden ist, wird von der Steuereinrichtung vorzugsweise anhand der Referenzlänge und der Korrekturumfangslänge zunächst ein Referenzkorrekturfaktor ermittelt und sodann der aktuelle Korrekturfaktor anhand des aktuellen Dickenreduktionsgrades und zumindest des Referenzkorrekturfaktors und des Referenzdickenreduktionsgrades ermittelt.
Der aktuelle Korrekturfaktor wird von der Steuereinrichtung vorzugsweise derart ermittelt, dass die Arbeitslänge kleiner als eine tatsächlich aus dem Gerüst ausgeförderte Stranglänge ist. Denn dadurch wird erreicht, dass zwar möglicherweise zu lange Abschnitte hergestellt werden, keinesfalls aber zu kurze Abschnitte.
Die Referenzlänge kann der Steuereinrichtung auf beliebige Weise bekannt geworden sein. Insbesondere kann sie von der Steuereinrichtung selbsttätig ermittelt worden sein. Wenn die Referenzlänge von der Steuereinrichtung selbsttätig ermittelt werden soll, erfolgt dies vorzugsweise mit folgenden Schritten:

– Der Strang wird dickenreduktionsfrei aus dem Gerüst ausgefördert.
– Das Mitlaufelement wird mit dem dickenreduktionsfrei aus dem Gerüst ausgeförderten Strang gekuppelt, so dass das Mitlaufelement sich zusammen mit dem Strang bewegt.
– Von der Steuereinrichtung wird eine Referenzumfangslänge ermittelt, die von den Walzen des Gerüsts zurückgelegt wird, während das mit dem dickenreduktionsfrei aus dem Gerüst ausgeförderten Strang gekuppelte Mitlaufelement die Referenzstrecke durchläuft.
– Die Referenzlänge wird von der Steuereinrichtung anhand der Referenzumfangslänge ermittelt.

Es ist möglich, dass die Referenzstrecke durch eine an einem Laufweg des Mitlaufelements angeordnete Anfangsmarke und eine am Laufweg des Mitlaufelements angeordnete Zielmarke bestimmt ist. In diesem Fall muss ein Passieren bzw. Erreichen von Anfangsmarke und Zielmarke erfasst werden. Eine derartige Erfassung ist allgemein bekannt. Beispiele geeigneter Erfassungseinrichtungen sind Ultraschallsensoren, Lichtschranken, mechanische Kontakte usw.
Vorzugsweise wird das Mitlaufelement vor dem Kuppeln mit dem Strang zu einer mit der Anfangsmarke korrespondierenden Anfangsposition verfahren und dort mit dem Strang gekuppelt. Durch diese Vorgehensweise kann insbesondere die zur Verfügung stehende Referenzstrecke maximiert werden und weiterhin das Durchlaufen der Referenzstrecke so bald wie möglich erkannt werden.
Vorzugsweise wird von der Steuereinrichtung eine Alarmreaktion ausgelöst, wenn das Mitlaufelement eine Grenzposition überschreitet. Insbesondere in diesem Fall erreicht das Mitlaufelement, ausgehend von der Anfangsposition, vorzugsweise eine mit der Zielmarke korrespondierende Zielposition vor der Grenzposition.
Das Mitlaufelement kann insbesondere als Trenneinrichtung zum Trennen des Stranges ausgebildet sein. Denn dadurch ist es möglich, als Mitlaufelement ein sowieso vorhandenes Element einzusetzen. Die Trenneinrichtung kann – je nach Anwendungsfall – beispielsweise als fliegende Schere oder als Brennschneidmaschine ausgebildet sein.
Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Strang einen Knüppelquerschnitt aufweist.
Der Strang kann ein Kaltstrang sein. Vorzugsweise aber ist er ein Warmstrang, insbesondere ein Metall-Warmstrang.
Die Erfindung ist prinzipiell immer einsetzbar, wenn anhand der Arbeitsumfangslänge des den Strang umformenden Gerüsts die korrespondierende Arbeitslänge des ausgeförderten Stranges bestimmt werden soll. Bevorzugt aber wird die vorliegende Erfindung bei Stranggießanlagen angewendet. In diesem Fall ist das Gerüst vorzugsweise das letzte Gerüst der Stranggießanlage.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung:
1 schematisch eine Stranggießanlage,
2 einen Strang im Querschnitt,
3 einen Ausschnitt von 1 und
4 bis 8 Ablaufdiagramme.
Gemäß 1 ist eine Anlage beispielhaft als Stranggießanlage ausgebildet, von der ein Strang 1 hergestellt wird. Der Strang 1 ist somit ein Warmstrang. Er kann insbesondere aus Metall bestehen, beispielsweise aus Stahl.
Der Strang 1 weist gemäß 2 vorzugsweise einen Knüppelquerschnitt auf. Beispielsweise kann er, wie in 2 mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, einen rechteckigen Querschnitt mit einer Breite b und einer Höhe h aufweisen. Die Breite b und die Höhe h liegen in diesem Fall vorzugsweise zwischen 30 und 200 mm. Der Quotient zwischen Breite b und Höhe h liegt vorzugsweise zwischen 0,5 und 2.
Der Strang 1 kann auch, wie in 2 in gestrichelten Linien dargestellt ist, ein Rundstrang sein. In diesem Fall weist er einen Durchmesser d auf, der ebenfalls zwischen 30 und 200 mm liegt.
Die obenstehenden Ausführungen zur Ausbildung der Anlage und zum Querschnitt des Strangs 1 sind rein beispielhaft. Die Anlage könnte also auch eine andere Anlage sein, beispielsweise ein Walzwerk. Insbesondere in diesem Fall könnte der Strang 1 auch ein Kaltstrang sein. Entscheidend ist, dass die Anlage (mindestens) ein Gerüst 2 aufweist, das seinerseits wiederum Walzen 3 aufweist. Von den Walzen 3 ist der Strang 1 zum Einen aus dem Gerüst 2 ausförderbar und zum Anderen während des Ausförderns aus dem Gerüst 2 dickenreduzierbar.
Im vorliegenden Fall, in dem die Anlage als Stranggießanlage ausgebildet ist, weist die Stranggießanlage in der Regel einen Gießbogen 4 auf, in dem der Strang 1, der zunächst vertikal aus einer Stranggießkokille 5 abgezogen wird, in die Horizontale umgelenkt wird. Das Gerüst 2 ist in diesem Fall vorzugsweise das letzte Gerüst der Stranggießanlage.
Die Anlage weist weiterhin eine Trenneinrichtung 6 auf. Die Trenneinrichtung 6 dient dazu, von dem aus dem Gerüst 2 ausgeförderten Strang 1 Strangabschnitte 7 abzutrennen. Die Trenneinrichtung 6 kann beispielsweise als Brennschneidmaschine ausgebildet sein. Je nach Anwendungsfall könnte sie aber auch anders ausgebildet sein, beispielsweise als Schere.
Die Trenneinrichtung 6 ist gemäß 3 entlang eines Laufweges 8 verfahrbar, und zwar sowohl in einer Strangförderrichtung x (also vom Gerüst 2 weg) als auch entgegen der Strangförderrichtung x (also auf das Gerüst 2 zu). Sie ist mit dem aus dem Gerüst 2 ausgeförderten Strang 1 kuppelbar, so dass die Trenneinrichtung 6 sich zusammen mit dem Strang 1 bewegt. Während dieses Zustands erfolgt jeweils das Abtrennen eines Strangabschnitts 7 vom Strang 1.
Entlang des Laufweges 8 der Trenneinrichtung 6 sind gemäß 3 mehrere Marken 9 bis 11 angeordnet, nämlich eine Anfangsmarke 9, mindestens eine Zielmarke 10 und eine Alarmmarke 11. Die Anfangsmarke 9 ist zwischen dem Gerüst 2 und der Zielmarke 10 angeordnet, die Zielmarke 10 ist zwischen der Anfangsmarke 9 und der Alarmmarke 11 angeordnet. Auf die Bedeutung der Marken 9, 10 und 11 wird später noch näher eingegangen werden.
Ein Abstand zwischen der Anfangsmarke 9 und der Alarmmarke 11 liegt beispielsweise im Bereich zwischen 10 und 15 m, insbesondere zwischen 12 und 13,5 m. Ein Abstand zwischen der Anfangsmarke 9 und der Zielmarke 10 ist kleiner. Je nach Anwendungsfall kann er zwischen 2,5 und 4 m, zwischen 5 und 7 m oder zwischen 10 und 12,5 m liegen, beispielsweise bei ca. 3 m, bei ca. 6 m oder bei ca. 11 bis 12 m. Gegebenenfalls können auch mehrere Zielmarken 10 vorhanden sein, so dass jeder der genannten Abstandsbereiche einmal abgedeckt wird.
Die Anlage weist schließlich noch eine Steuereinrichtung 12 auf. Die Steuereinrichtung 12 steuert die übrigen Elemente der Stranggießanlage, also insbesondere die Stranggießkokille 5, den Gießbogen 4, das Gerüst 2 und die Trenneinrichtung 6. Sie ist derart ausgebildet, dass mit ihr ein Verfahren ausführbar ist, das nachstehend in Verbindung mit den 4 bis 8 näher erläutert wird.
Die Steuereinrichtung 12 ist in der Regel als softwareprogrammierte Steuereinrichtung 12 ausgebildet. Ihre Wirkungsweise wird durch ein Computerprogramm 13 bestimmt, das in der Steuereinrichtung 12 hinterlegt ist und abgearbeitet wird. Das Computerprogramm 13 ist zuvor erstellt und auf einem ortsfesten oder mobilen Datenträger 14 in (ausschließlich) maschinenlesbarer Form gespeichert worden. Beispiele geeigneter Datenträger sind eine CD-ROM (siehe 1), ein USB-Memorystick oder eine Festplatte eines Servers. Im Falle eines mobilen Datenträgers (z. B. CD-ROM, Memorystick) wird das Computerprogramm 13 über eine entsprechende, in 1 nicht dargestellte Datenschnittstelle aus dem Datenträger 14 ausgelesen und in die Steuereinrichtung 12 übernommen. Im Falle einer Festplatte eines Servers kann das Computerprogramm 13 der Steuereinrichtung 12 über eine entsprechende Netzwerkanbindung zugeführt werden.
Gemäß 4 ermittelt die Steuereinrichtung 12 in einem Schritt S1 zunächst eine Referenzlänge lR einer Referenzstrecke 15 (vergleiche 3). Der Schritt S1 ist nicht zwingend erforderlich. Er könnte auch entfallen, wenn die Referenzlänge lR anderweitig bekannt ist. Bevorzugt wird er aber ausgeführt, da in diesem Fall die Systematik zur Bestimmung der Referenzlänge lR und die Systematik zur Bestimmung von Korrekturlängen lK (dazu später) die gleiche ist. Etwaige systematische Fehler würden sich daher gegenseitig kompensieren. Der Schritt S1 wird in Verbindung mit 5 näher erläutert werden.
In einem Schritt S2 setzt die Steuereinrichtung 12 einen aktuellen Dickenreduktionsgrad U auf einen ersten Referenzdickenreduktionsgrad U1. In einem Schritt S3 ermittelt die Steuereinrichtung 12 einen korrespondierenden aktuellen Korrekturfaktor k. Der Schritt S3 wird später in Verbindung mit 6 näher erläutert werden.
Den ermittelten aktuellen Korrekturfaktor k speichert die Steuereinrichtung 12 in einem Schritt S4 in einer Tabelle 16 ab. Die Abspeicherung erfolgt derart, dass der im Rahmen des Schrittes S3 ermittelte Korrekturfaktor k dem momentanen Referenzdickenreduktionsgrad U1 als dessen Referenzkorrekturfaktor k1 zugeordnet wird.
In einem Schritt S5 prüft die Steuereinrichtung 12, ob sie die Schritte S3 und S4 bereits für alle Referenzdickenreduktionsgrade Ui (i = 1, ..., n) durchgeführt hat, die in der Tabelle 16 hinterlegt sind. Wenn dies nicht der Fall ist, setzt sie in einem Schritt S6 den aktuellen Dickenreduktionsgrad U auf den nächsten in der Tabelle 16 gespeicherten Refe renzdickenreduktionsgrad Ui und geht dann zum Schritt S3 zurück.
Die Anzahl der in der Tabelle 16 hinterlegten Referenzdickenreduktionsgrade Ui ist prinzipiell beliebig. Minimal beträgt sie Eins. Wenn in der Tabelle 16 mehr als ein Referenzdickenreduktionsgrad Ui gespeichert ist, werden sie im Rahmen der Schritte S2 bis S6 vorzugsweise derart nacheinander abgerufen und eingestellt, dass der aktuelle Dickenreduktionsgrad U monoton ansteigt.
Wenn für alle Referenzdickenreduktionsgrade Ui die korrespondierenden Referenzkorrekturfaktoren ki ermittelt sind, geht die Steuereinrichtung 12 in einem Schritt S7 zum Normalbetrieb über. Der Normalbetrieb wird in Verbindung mit 7 näher erläutert werden.
Gemäß 5 steuert die Steuereinrichtung 12 in einem Schritt S11 die Trenneinrichtung 6 derart an, dass sie zu einer Anfangsposition verfahren wird. Hierzu wird die Trenneinrichtung 6 entgegen der Strangförderrichtung x verfahren, bis von einer Markensensoreinrichtung 17, die der Trenneinrichtung 6 gemäß 3 zugeordnet ist, das Erreichen der Anfangsmarke 9 erfasst wird. Dann wird die Trenneinrichtung 6 abgebremst und angehalten. Die Trenneinrichtung 6 wird also zu einer Anfangsposition verfahren, die mit der Anfangsmarke 9 korrespondiert.
Ebenfalls im Rahmen des Schrittes S11 bewirkt die Steuereinrichtung 12, dass das Gerüst 2 derart angesteuert wird, dass der Strang 1 dickenreduktionsfrei aus dem Gerüst 2 ausgefördert wird.
In einem Schritt S12 steuert die Steuereinrichtung 12 die Trenneinrichtung 6 derart an, dass die Trenneinrichtung 6 mit dem Strang 1 gekuppelt wird. Die Trenneinrichtung 6 befindet sich zu diesem Zeitpunkt in der Anfangsposition. Ab dem Kup peln bewegt sich die Trenneinrichtung 6 zusammen mit dem Strang 1 in der Strangförderrichtung x.
In einem Schritt S13 prüft die Steuereinrichtung 12, ob die Anfangsmarke 9 von der Markensensoreinrichtung 17 noch erfasst wird. Wird die Anfangsmarke 9 nicht mehr erfasst, steuert die Steuereinrichtung 12 in einem Schritt S14 eine Walzensensoreinrichtung 18 an. Die Walzensensoreinrichtung 18 erfasst daraufhin eine Umfangsposition P, welche die Walzen 3 zu diesem Zeitpunkt einnehmen, und übermittelt sie an die Steuereinrichtung 12. Diese Umfangsposition P speichert die Steuereinrichtung 12 in einem Schritt S15 als erste Umfangsposition P1 ab.
In einem Schritt S16 prüft die Steuereinrichtung 12, ob die Zielmarke 10 von der Markensensoreinrichtung 17 bereits erfasst wird. Wenn dies der Fall ist, steuert die Steuereinrichtung 12 in einem Schritt S17 erneut die Walzensensoreinrichtung 18 an und speichert in einem Schritt S18 die nunmehr übermittelte Umfangsposition P als zweite Umfangsposition P2 ab. Die Schritte S17 und S18 entsprechen von ihrer Funktion her gesehen den Schritten S14 und S15.
Während der Schritte S12 bis 18 wird die Ansteuerung des Gerüsts 2, die im Schritt S11 eingestellt wurde, beibehalten, so dass das Gerüst 2 den Strang 1 daher während der Ausführung der Schritte S12 bis S18 dickenreduktionsfrei fördert. Die Steuereinrichtung 12 kann daher in einem Schritt S19 die Referenzlänge lR dadurch ermitteln, dass sie die Differenz von zweiter Umfangsposition P2 und erster Umfangsposition P1 bildet.
Schließlich steuert die Steuereinrichtung 12 in einem Schritt S20 die Trenneinrichtung 6 derart an, dass diese vom Strang 1 abgekuppelt wird. Soweit von der Trenneinrichtung 6 bereits eine Trennung eines Strangabschnitts 7 vom Strang 1 ausgeführt wird, wird im Rahmen des Schrittes S20 die Beendigung des Trennvorgangs abgewartet und erst dann die Trenneinrichtung 6 vom Strang 1 abgekuppelt.
Zum Ermitteln der Referenzlänge wird also die Trenneinrichtung 6 mit dem Strang 1 gekuppelt. Die Trenneinrichtung 6 entspricht somit einem Mitlaufelement 6 im Sinne der vorliegenden Erfindung. Diese Vorgehensweise ist besonders vorteilhaft, da als Mitlaufelement 6 in diesem Fall ein Element verwendet werden kann (nämlich die Trenneinrichtung 6), das ohnehin vorhanden ist. Es könnte aber auch ein anderes Element mit dem Strang 1 gekuppelt werden. Auf Grund der obigen Ausführungen ist ferner ersichtlich, dass die Referenzstrecke 15 durch die Anfangsmarke 9 und die Zielmarke 10 bestimmt ist.
Das Ermitteln der Korrekturfaktoren k des Schrittes S3 wird nunmehr in Verbindung mit 6 näher erläutert.
Die 6 weist Schritte S21 bis S30 auf. Die Schritte S22 bis S28 und S30 von 6 sind inhaltlich mit den Schritten S12 bis S18 und S20 von 5 identisch. Von Erläuterungen zu den Schritten S22 bis S28 und S30 wird daher abgesehen.
Auch die Schritte S21 und S29 entsprechen teilweise den Schritten S11 und S19 von 5. Nachstehend wird daher nur auf die Unterschiede der Schritte S21 und S29 von 6 zu den Schritten S11 und S19 von FIG eingegangen.
Im Schritt S21 wird die Trenneinrichtung 6 – analog zu Schritt S11 von 5 – zu ihrer Anfangsposition verfahren. Auch bewirkt die Steuereinrichtung 12, dass das Gerüst 2 angesteuert wird. Im Unterschied zu Schritt S11 von 5 erfolgt im Rahmen des Schrittes S21 die Ansteuerung des Gerüsts 2 aber derart, dass der Strang 1 während des Ausförderns aus dem Gerüst 2 von den Walzen 3 mit dem aktuellen Dickenreduktionsgrad U gleichmäßig umgeformt wird, wobei der aktuelle Dickenreduktionsgrad U (vergleiche 4) einem der Referenzdickenreduktionsgrade Ui entspricht.
Im Schritt S29 bildet die Steuereinrichtung 12 wieder die Differenz von zweiter Umfangsposition P2 und erster Umfangsposition P1. Im Unterschied zu Schritt S19 von 5 entspricht diese Differenz aber nunmehr einer Korrekturumfangslänge lK. Weiterhin ermittelt die Steuereinrichtung 12 im Schritt S29 den aktuellen Korrekturfaktor k, vorzugsweise durch Bildung des Quotienten von Referenzlänge lR und Korrekturumfangslänge lK. Auf Grund der späteren Zuordnung im Rahmen des Schrittes S4 (vergleiche wieder 4) entspricht dieser Korrekturfaktor k dem korrespondierenden Referenzkorrekturfaktor ki.
In Verbindung mit 7 wird nunmehr der Normalbetrieb der Anlage von 1 näher erläutert.
In einem Schritt S31 setzt die Steuereinrichtung 12 zunächst eine Summenlänge 15 auf den Wert Null. In einem Schritt S32 steuert die Steuereinrichtung 12 die Walzensensoreinrichtung 18 an. In einem Schritt S33 nimmt sie die zurückübermittelte Umfangsposition P der Walzen 3 entgegen und speichert sie als erste Umfangsposition P1 ab.
In einem Schritt S34 nimmt die Steuereinrichtung 12 einen aktuellen Dickenreduktionsgrad U entgegen, mit dem das Gerüst 2 den Strang 1 während des Ausförderns aus dem Gerüst 2 dickenreduziert.
Nunmehr wird der aktuelle Korrekturfaktor k bestimmt. Gemäß 7 geschieht dies wie folgt:
In einem Schritt S35 prüft die Steuereinrichtung 12, ob der aktuelle Dickenreduktionsgrad U einem der in der Tabelle 16 hinterlegten Referenzdickenreduktionsgrade Ui (i = 1, ..., n) entspricht. Wenn dies der Fall ist, setzt sie in einem Schritt S36 den aktuellen Korrekturfaktor k auf den Wert des dem entsprechenden Referenzdickenreduktionsgrad Ui zugeordneten Korrekturfaktors ki. Wenn dies hingegen nicht der Fall ist, ermittelt die Steuereinrichtung 12 in einem Schritt S37 den aktuellen Korrekturfaktor k anhand des aktuellen Dickenreduktionsgrades U und mindestens eines Wertepaares, wobei das Wertepaar einen der in der Tabelle 16 gespeicherten Referenzdickenreduktionsgrade Ui und den mit diesem Referenzdickenreduktionsgrad Ui korrespondierenden Referenzkorrekturfaktor ki umfasst. Beispielsweise kann der aktuelle Korrekturfaktor k durch lineare oder nichtlineare Inter- bzw. Extrapolation ermittelt werden.
Falls in der Tabelle 16 nur für einen einzigen Referenzdickenreduktionsgrad Ui der korrespondierende Referenzkorrekturfaktor ki hinterlegt ist, kann als weiteres Wertepaar für die Interpolation bzw. Extrapolation das triviale Paar „Dickenreduktionsgrad = Null, Korrekturfaktor = Eins" mit herangezogen werden.
Im Falle der Ausführung des Schrittes S37 ermittelt die Steuereinrichtung also den aktuellen Korrekturfaktor k anhand des aktuellen Dickenreduktionsgrades U und mindestens eines der in der Tabelle 16 hinterlegten Wertepaare.
Vorzugsweise verringert die Steuereinrichtung 12 im Rahmen der Ausführung des Schrittes S37 den aktuellen Korrekturfaktor k zusätzlich noch um einen Sicherheitsabschlag S. Auf Grund des Sicherheitsabschlages S ist gewährleistet, dass der aktuelle Korrekturfaktor k derart ermittelt wird, dass die zu bestimmende Arbeitslänge lA (siehe unten) kleiner als eine Stranglänge l ist, die tatsächlich aus dem Gerüst 2 ausgefördert wird.
Alternativ zur Ausführung der Schritte S35 bis S37 wäre es beispielsweise auch möglich, nach dem Bestimmen der Referenzkorrekturfaktoren ki in den Schritten S2 bis S6 von 4 eine (vorzugsweise glatte) Korrekturfaktorfunktion zu bestimmen, so dass im Rahmen des Normalbetriebs durch Einsetzen des aktuellen Dickenreduktionsgrades U in die Korrekturfaktorfunktion der aktuelle Korrekturfaktor k bestimmbar ist.
In Schritten S38 und S39 steuert die Steuereinrichtung 12 erneut die Walzensensoreinrichtung 18 an und nimmt die übermittelte Umfangsposition P als zweite Umfangsposition P2 entgegen.
In einem Schritt S40 ermittelt die Steuereinrichtung 12 eine Arbeitslänge lA des Stranges 1. Sie bildet hierzu die Differenz von zweiter und erster Umfangsposition P2, P1 und multipliziert diese Differenz mit dem aktuellen Korrekturfaktor k. Die Arbeitslänge lA entspricht der Stranglänge l, die beispielsweise im Falle der Ausführung des Schrittes S36 exakt und im Falle der Ausführung des Schrittes S37 mindestens aus dem Gerüst 2 ausgefördert wurde. Weiterhin ermittelt die Steuereinrichtung 12 im Schritt S40 durch Addieren der Summenlänge lS und der Arbeitslänge lA eine Momentanlänge lM.
Zum Ermitteln der momentanen Arbeitslänge lA könnte prinzipiell die Differenz von zweiter und erster Umfangsposition P2, P1 auch durch den aktuellen Korrekturfaktor k dividiert werden. In diesem Fall müssten zum einen im Rahmen des Schrittes S29 die Referenzkorrekturfaktoren ki zu
ki = lK/lR
ermittelt worden sein und zum anderen im Rahmen des Schrittes S37 der Sicherheitsabschlag S zu dem dort ermittelten aktuellen Korrekturfaktor k addiert werden.
In einem Schritt S41 prüft die Steuereinrichtung 12, ob die Momentanlänge lM eine Solllänge l* übersteigt. Wenn dies der Fall ist, geht die Steuereinrichtung 12 zu einem Schritt S42 über. Anderenfalls geht sie zu einem Schritt S43 über.
Im Rahmen des Schrittes S42 steuert die Steuereinrichtung 12 die Trenneinrichtung 6 an, so dass diese den Strang 1 durchtrennt, also einen neuen Strangabschnitt 7 vom Strang 1 abtrennt. Der Schritt S42 wird in Verbindung mit 8 näher erläutert werden. Dann geht sie zum Schritt S31 zurück.
Im Schritt S43 prüft die Steuereinrichtung 12, ob der aktuelle Dickenreduktionsgrad U sich geändert hat. Wenn dies nicht der Fall ist, geht die Steuereinrichtung 12 zum Schritt S38 zurückt. Anderenfalls setzt die Steuereinrichtung 12 in einem Schritt S44 die Summenlänge lS auf den Wert der Momentanlänge lM und geht dann zum Schritt S32 zurück.
Im Rahmen des Schrittes S42 von 7 werden gemäß 8 Schritte S51 bis S55 ausgeführt.
Im Schritt S51 steuert die Steuereinrichtung 12 die Trenneinrichtung 6 an, so dass diese mit dem Strang 1 gekuppelt wird. Im Schritt S51 steuert die Steuereinrichtung 12 die Trenneinrichtung 6 weiterhin derart an, dass diese mit dem Abtrennen des abzutrennenden Strangabschnitts 7 beginnt.
Im Schritt S52 prüft die Steuereinrichtung 12, ob das Abtrennen des Strangabschnitts 7 beendet ist. Wenn dies der Fall ist, steuert die Steuereinrichtung 12 im Schritt S53 die Trenneinrichtung 6 derart an, dass diese den Abtrennvorgang beendet, vom Strang 1 abgekuppelt wird und zur Anfangsposition zurück verfahren wird.
Wenn das Abtrennen des Strangabschnitts 7 noch nicht beendet ist, prüft die Steuereinrichtung 12 im Schritt S54, ob die Markensensoreinrichtung 17 die Alarmmarke 11 erfasst hat. Wenn die Alarmmarke 11 erfasst wird, hat die Trenneinrichtung 6 eine korrespondierende Grenzposition überschritten, so dass die Gefahr von Schäden besteht. Die Steuereinrichtung 12 löst daher in diesem Fall im Schritt S55 eine Alarmreaktion aus. Beispielsweise kann sie einen Nothalt der Stranggießanlage oder einen optischen und/oder akustischen Alarm auslösen. Wenn die Alarmmarke 11 hingegen noch nicht erfasst wird, geht die Steuereinrichtung 12 zum Schritt S52 zurück.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorgehensweise lässt sich insbesondere, wenn der Strang 1 einen Knüppelquerschnitt aufweist, eine erhebliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik erzielen. Das einzige zusätzliche mechanische Element, das zur Realisierung der vorliegenden Erfindung gegenüber bisherigen Anlagen erforderlich ist, ist in der Regel die Zielmarke 10, deren Kosten jedoch vernachlässigbar sind.
Ergänzend sei noch erwähnt, dass bei späteren Neubestimmungen der Referenzkorrekturfaktoren ki in üblicher Weise ein allmähliches Nachführen erfolgt, beispielsweise gemäß einer Gewichtung des bisherigen Referenzkorrekturfaktors ki mit einem Faktor f und des neu ermittelten Referenzkorrekturfaktors ki mit einem Faktor (1-f), wobei f zwischen 0 und 1 liegt, meist in der Nähe von 1. Weiterhin sei erwähnt, dass die Tabelle 16 auch mehrdimensional sein kann. Insbesondere können in der Tabelle 16 die Referenzkorrekturfaktoren ki als Ergebnis des Referenzdickenreduktionsgrades Ui, einer von mehreren Referenztemperaturen, einer von mehreren Materialzusammensetzungen (z. B. Stahlgüten) usw. bestimmt sein.
Die obenstehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zur Erläuterung des der Erfindung zu Grunde liegenden Gedankens. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist allein durch die beigefügten Ansprüche bestimmt.

Claims

Verfahren zum Ermitteln einer aus einem Gerüst (2) einer Anlage ausgeförderten Arbeitslänge (lA) eines Stranges (1), – wobei der Strang (1) von Walzen (3) des Gerüsts (2) aus dem Gerüst (2) ausgefördert wird und während des Ausförderns von den Walzen (3) mit einem aktuellen Dickenreduktionsgrad (U) umgeformt wird, – wobei von einer Steuereinrichtung (12) der Anlage die aus dem Gerüst (2) ausgeförderte Arbeitslänge (lA) des Stranges (1) anhand einer von den Walzen (3) des Gerüsts (2) zurückgelegten Arbeitsumfangslänge (P2 – P1) und eines aktuellen Korrekturfaktors (k) ermittelt wird, – wobei der aktuelle Korrekturfaktor (k) von der Steuereinrichtung (12) dadurch bestimmt wird, dass – der Strang (1) von den Walzen (3) des Gerüsts (2) aus dem Gerüst (2) ausgefördert wird und während des Ausförderns von den Walzen (3) mit einem Referenzdickenreduktionsgrad (Ui) gleichmäßig umgeformt wird, – ein Mitlaufelement (6) der Anlage mit dem aus dem Gerüst (2) ausgeförderten, mit dem Referenzdickenreduktionsgrad (Ui) gleichmäßig umgeformten Strang (1) gekuppelt wird, so dass das Mitlaufelement (6) sich zusammen mit dem Strang (1) bewegt, – von der Steuereinrichtung (12) eine Korrekturumfangslänge (P2 – P1) ermittelt wird, die von den Walzen (3) des Gerüsts (2) zurückgelegt wird, während das mit dem ausgeförderten, mit dem Referenzdickenreduktionsgrad (Ui) gleichmäßig umgeformten Strang (1) gekuppelte Mitlaufelement (6) eine Referenzstrecke (15) durchläuft, die eine vorbestimmte Referenzlänge (lR) aufweist, und – von der Steuereinrichtung (12) anhand der Referenzlänge (lR), der Korrekturumfangslänge (P2 – P1), des aktuellen Dickenreduktionsgrades (U) und des Referenzdickenreduktionsgrades (Ui) der aktuelle Korrekturfaktor (k) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass der aktuelle Dickenreduktionsgrad (U) gleich dem Referenzdickenreduktionsgrad (Ui) ist, der aktuelle Korrekturfaktor (k) von der Steuereinrichtung (12) ausschließlich anhand der Referenzlänge (lR) und der Korrekturumfangslänge (P2 – P1) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass der aktuelle Dickenreduktionsgrad (U) vom Referenzdickenreduktionsgrad (Ui) verschieden ist, von der Steuereinrichtung (12) anhand der Referenzlänge (lR) und der Korrekturumfangslänge (P2 – P1) zunächst ein Referenzkorrekturfaktor (ki) ermittelt wird und der aktuelle Korrekturfaktor (k) anhand des aktuellen Dickenreduktionsgrades (U) und zumindest des Referenzkorrekturfaktors (ki) und des Referenzdickenreduktionsgrades (Ui) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Korrekturfaktor (k) von der Steuereinrichtung (12) derart ermittelt wird, dass die Arbeitslänge (lA) kleiner als eine tatsächlich aus dem Gerüst (2) ausgeförderte Stranglänge (1) ist.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln der Referenzlänge (lR) – der Strang (1) dickenreduktionsfrei aus dem Gerüst (2) ausgefördert wird, – das Mitlaufelement (6) mit dem dickenreduktionsfrei aus dem Gerüst (2) ausgeförderten Strang (1) gekuppelt wird, so dass das Mitlaufelement (6) sich zusammen mit dem Strang (1) bewegt, – von der Steuereinrichtung (12) eine Referenzumfangslänge (P2 – P1) ermittelt wird, die von den Walzen (3) des Gerüsts (2) zurückgelegt wird, während das mit dem dickenreduktionsfrei aus dem Gerüst (2) ausgeförderten Strang (1) gekup pelte Mitlaufelement (6) die Referenzstrecke (15) durchläuft, und – die Referenzlänge (lR) von der Steuereinrichtung (12) anhand der Referenzumfangslänge (P2 – P1) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzstrecke (15) durch eine an einem Laufweg (8) des Mitlaufelements (6) angeordnete Anfangsmarke (9) und eine am Laufweg (8) des Mitlaufelements (6) angeordnete Zielmarke (10) bestimmt ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitlaufelement (6) vor dem Kuppeln mit dem Strang (1) zu einer mit der Anfangsmarke (9) korrespondierenden Anfangsposition verfahren wird und dort mit dem Strang (1) gekuppelt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass von der Steuereinrichtung (12) eine Alarmreaktion ausgelöst wird, wenn das Mitlaufelement (6) eine Grenzposition überschreitet, und dass das Mitlaufelement (6), ausgehend von der Anfangsposition, eine mit der Zielmarke (10) korrespondierende Zielposition vor der Grenzposition erreicht.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitlaufelement (6) als Trenneinrichtung (6) zum Trennen des Strangs (1) ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (1) einen Knüppelquerschnitt aufweist.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (1) ein Warmstrang (1) ist.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerüst (2) das letzte Gerüst (2) einer Stranggießanlage ist.
Datenträger mit auf dem Datenträger gespeichertem Maschinencode, der die Durchführung eines Verfahrens nach einem der obigen Ansprüche bewirkt, wenn der Maschinencode von einer Steuereinrichtung (12) für eine Anlage ausgeführt wird.
Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart ausgebildet ist, insbesondere programmiert ist, dass von ihr im Betrieb ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgeführt wird.
Anlage, insbesondere Stranggießanlage, mit einem Gerüst (2), das Walzen (3) zum Ausfördern eines Stranges (1) aus dem Gerüst (2) aufweist, einem mit dem Strang (1) derart kuppelbaren Mitlaufelement (6), dass das Mitlaufelement (6) sich zusammen mit dem Strang (1) bewegt und während des Bewegens zusammen mit dem Strang (1) eine Referenzstrecke (15) durchläuft, die eine vorbestimmte Referenzlänge (lR) aufweist, und einer Steuereinrichtung (12) nach Anspruch 14.