DE102013224626A1 - Anordnung und Verfahren zur Detektierung eines Betriebszustandes - Google Patents

Anordnung und Verfahren zur Detektierung eines Betriebszustandes Download PDF

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DE102013224626A1
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DE201310224626
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Axel Weyer
Andreas Naujock
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SMS Group GmbH
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SMS Siemag AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Detektierung eines Betriebszustandes von einer Stranggießanlage mit einer Strangführung aus Stranggießsegmenten, insbesondere einer Brammen- oder Dünnbrammenanlage, mit zumindest einem Segment mit Rollen und/oder Teilrollen, die mittels Lagern gelagert sind, wobei zur Überwachung von Lagerkräften und/oder der zeitlichen Änderung von Lagerkräften an zumindest einzelnen Lagern Messwertaufnehmer angeordnet sind, wobei die von den Messwertaufnehmern ermittelten Daten an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden zur Auswertung und/oder Signalisierung des Betriebzustandes der Anlage, zumindest eines Segments und/oder zumindest einer Rolle, und/oder zumindest einer Teilrolle und/oder zumindest eines Lagers.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Detektierung eines Betriebszustandes insbesondere unter Berücksichtigung einer Lagerkraftüberwachung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und nach dem Oberbegriff von Anspruch 8.
  • Stand der Technik
  • Gemäß dem Stand der Technik werden auftretende Lagerkräfte in Stranggießanlagen über einen definierten, sich bei Krafteinwirkung veränderten Spalt, welcher in die Lagerkonsole der Rollen der Stranggießanlage eingebracht wird, gemessen und zur Feststellung der Sumpfspitzenlage herangezogen.
  • Dabei ist es bei einer Stranggießanlage mit einer Vielzahl von Segmenten bzw. mit einer Vielzahl von Rollen sehr komplex, was die jeweiligen Lagerkräfte und deren jeweilige Verteilung betrifft, so dass die vorliegende Komplexität dazu führt, dass eine den Ansprüchen entsprechende Messung der Lagerkräfte nicht durchgeführt wird und somit auch eine den Ansprüchen entsprechende Verstellung bzw. Einstellung der Lagerkräfte nicht durchgeführt werden kann. Dies führt zu einer zum Teil vorliegenden Überlastung von Lagern bzw. zu erhöhtem Verschleiß, so dass ein außerplanmäßiger Ausfall der Anlage zu erhöhten Kosten aufgrund reduzierter Produktivität führt.
  • Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung und ein Verfahren zur Detektierung eines Betriebszustandes zu schaffen, mittels welcher bzw. mittels welchem eine Überwachung und Einstellung der Lagerkräfte insbesondere einer Stranggießanlage durchführbar ist, um die Betriebsparameter optimal einstellen zu können, um die Produktivität der Anlage zu erhöhen und um die Produktqualität der Produkte der Stranggießanlage zu steigern.
  • Dies wird erreicht mit den Merkmalen von Anspruch 1, wonach eine Anordnung geschaffen wird zur Detektierung eines Betriebszustandes von einer Stranggießanlage mit einer Strangführung aus Stranggießsegmenten, insbesondere einer Brammen- oder Dünnbrammenanlage, mit zumindest einem Segment mit Rollen und/oder Teilrollen, die mittels Lagern gelagert sind, wobei zur Überwachung von Lagerkräften und/oder der zeitlichen Änderung von Lagerkräften an zumindest einzelnen Lagern Messwertaufnehmer angeordnet sind, wobei die von den Messwertaufnehmern ermittelten Daten an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden zur Auswertung und/oder Signalisierung des Betriebszustandes der Anlage, zumindest eines Segments und/oder zumindest einer Rolle, und/oder zumindest einer Teilrolle und/oder zumindest eines Lagers, wobei die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten zur Lagerüberwachung und/oder zur Überwachung der Rollendrehung und/oder zur Überwachung des Rollenstillstands und/oder zur Überwachung des Rollenbruchs und/oder zur Überwachung des Lagerbruchs und/oder zur Überwachung des Rollenschlupfs herangezogen werden, wobei ein Rollenbruch oder Lagerbruch dadurch erkannt wird, dass eine Lagerkraft gegenüber anderen Lagerkräften auf einen reduzierten Wert abgesenkt ist und auch keine zeitliche Periodizität der Lagerkraft erkennbar ist, welche auf eine Drehen der Rolle des überwachten Lagers hindeutet. Dadurch wird erreicht, dass eine automatisierte Überwachung und Diagnose von Lagerkräften durchführbar ist und so der Betriebszustand automatisierbar diagnostizierbar ist.
  • Auch wird die Aufgabe mit den Merkmalen von Anspruch 2, 3 oder 4 erreicht.
  • Besonders zweckmäßig ist es, wenn zwischen den Messwertaufnehmern an den jeweiligen Lagern und der Auswerteeinheit eine Daten- oder Signalverbindung besteht, welche als Datenbus oder mittels Direktverkabelung ausgebildet ist.
  • Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten mittels zumindest einer Anzeigeeinheit angezeigt werden und/oder zu Steuerungs- oder Regelungszwecken verwendet werden.
  • Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird erreicht mit den Merkmalen von Anspruch 8, wonach ein Verfahren geschaffen wird zur Detektierung eines Betriebszustandes von einer Stranggießanlage mit einer Strangführung aus Stranggießsegmenten, insbesondere einer Brammen- oder Dünnbrammenanlage, mit zumindest einem Segment mit Rollen und/oder Teilrollen, die mittels Lagern gelagert sind, wobei zur Überwachung von Lagerkräften und/oder der zeitlichen Änderung von Lagerkräften an zumindest einzelnen Lagern Messwertaufnehmer angeordnet sind, wobei die von den Messwertaufnehmern ermittelten Daten an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden zur Auswertung und/oder Signalisierung des Betriebszustandes der Anlage, zumindest eines Segments und/oder zumindest einer Rolle, und/oder zumindest einer Teilrolle und/oder zumindest eines Lagers, wobei die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten zur Lagerüberwachung und/oder zur Überwachung der Rollendrehung und/oder zur Überwachung des Rollenstillstands und/oder zur Überwachung des Rollenbruchs und/oder zur Überwachung des Lagerbruchs und/oder zur Überwachung des Rollenschlupfs herangezogen werden, wobei ein Rollenbruch oder Lagerbruch dadurch erkannt wird, dass eine Lagerkraft gegenüber anderen Lagerkräften auf einen reduzierten Wert abgesenkt ist und auch keine zeitliche Periodizität der Lagerkraft erkennbar ist, welche auf eine Drehen der Rolle des überwachten Lagers hindeutet.
  • Auch wird die Aufgabe zum Verfahren gelöst mit den Merkmalen der Ansprüche 9, 10 oder 11. Dabei ist es insbesondere zweckmäßig, wenn zwischen den Messwertaufnehmern und der Auswerteeinheit eine Daten- oder Signalverbindung besteht, welche als Datenbus oder mittels Direktverkabelung ausgebildet ist.
  • Auch ist es vorteilhaft, wenn die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten mittels zumindest einer Anzeigeeinheit angezeigt werden und/oder zu Steuerungs- oder Regelungszwecken verwendet werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten zur Lagerüberwachung und/oder zur Überwachung der Rollendrehung und/oder zur Überwachung des Rollenstillstands und/oder zur Überwachung des Rollenbruchs und/oder zur Überwachung des Lagerbruchs und/oder zur Überwachung des Rollenschlupfs und/oder zur Überwachung einer Überlast herangezogen werden.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten statistisch auswertbar sind zur Erzeugung einer Lagerstatistik, einer Symmetriestatistik zur Erkennung von ungleichmäßigen Belastungen, einer Verschleißstatistik zur Detektion eines Verschleißes und/oder einer Überwachungsstatistik zur Ermittlung einer vorbeugenden Wartung, zur Maschinenwartung, Maschinenoptimierung und/oder einer Anpassung einer Belastungsverteilung.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer hierarchischen Strukturierung ausgehend von einer Maschine bis zu einem Lager,
  • 2 eine schematische Anordnung eines Segments,
  • 3 eine schematische Darstellung der Verbindung von Messwertaufnehmern,
  • 4 eine schematische Darstellung einer Anschlussbox zur Verbindung von Messwertaufnehmern,
  • 5 eine schematische Anordnung eines Segments mit Verbindung zu einer Auswerteeinheit,
  • 6 eine Rollenanordnung mit Anzeigeelementen zur Anzeige eines Betriebszustandes,
  • 7 eine Rollenanordnung mit Anzeigeelementen zur Anzeige eines Betriebszustandes,
  • 8 eine Maschine mit Segmenten und mit Anzeigeelementen zur Anzeige eines Betriebszustandes,
  • 9 mit den 9a bis 9f jeweils eine Anzeige zur Darstellung eines Betriebszustands,
  • 10 eine Ansicht eines Segments einer Stranggießanlage,
  • 11 eine Ansicht eines Segments einer Stranggießanlage,
  • 12 eine Ansicht eines Segments einer Stranggießanlage,
  • 13 eine Ansicht eines Segments einer Stranggießanlage,
  • 14 eine Ansicht eines Segments einer Stranggießanlage,
  • 15 eine Ansicht eines Segments einer Stranggießanlage, und
  • 16 ein Diagramm zur Erläuterung der Auswertung der Lagerkräfte.
  • Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • Die 1 zeigt eine hierarchische Struktur 1 einer Maschine insbesondere einer Stranggießanlage oder insbesondere einer Brammen- oder Dünnbrammenanlage.
  • Dabei kann die Anlage aus einer oder einer Mehrzahl von Maschinen 2 bestehen, wobei sich die jeweilige Maschine 2 in eine Mehrzahl von Segmenten 3 unterteilt, die sich jeweils wiederum in Teilsegmente 4 unterteilt. Dabei kann ein Teilsegment 4 eine Segmentseite einer Los- oder Festseite des Segments umfassen. Die Segmente oder die Teilsegmente 4 umfassen wiederum Rollen 5, die sich beispielsweise auch in mehrere Teilrollen 6 unterteilen können, wobei diese mittels der Lager 7 gelagert sind.
  • Zur Messung der Lagerkräfte werden Messwertaufnehmer 8 vorzugsweise direkt an den Lagern 7 angebracht oder eingesetzt, die vorzugsweise in die Lagerböcke der Lager 7 integriert sein können und die auf die Lager übertragenen Kräfte detektieren.
  • Über die von den Messwertaufnehmern 8 erfassten Messwerte bzw. Daten kann auf die einwirkenden Kräfte auf die Teilrolle 6 der geteilten Rolle 5, auf die Rolle 5 ggf. auch mit mehreren Teilrollen 6, auf die Teilsegmente 6 beispielsweise zumindest einer Segmentseite, wie einer Los- oder Festseite, auf die Segmente beispielsweise auf einer Los- und/oder Festseite und auf die Maschine mit den Segmenten der Anlage beispielsweise einer Brammen- oder Dünnbrammenanlagen geschlossen werden. Die Daten repräsentieren somit die jeweiligen Lagerkräfte zum Zeitpunkt der Messung. Vorteilhaft wird weiterhin zeitaufgelöst die Lagerkraft gemessen, so dass aus einer Auswertung auch der zeitliche Verlauf der Lagerkräfte und deren zeitliche Ableitung ermittelbar ist.
  • Dabei können als verwendbare Messverfahren bzw. -systeme zur Erfassung einer Lagerkraft über einen sich bei Krafteinwirkung veränderten Lagerspalt vorzugsweise wegerfassenden Messverfahren bzw. -systeme eingesetzt werden. Zur Kraftmessung können alternativ aber auch Druckmessverfahren und solche -systeme eingesetzt werden, die beispielsweise über Dehnungsmessstreifen oder nach dem Lastzellenprinzip arbeiten. Es können grundsätzlich jedoch auch solche Messsysteme bzw. solche -verfahren gewählt werden, die den spezifischen Umwelt-/Einsatzbedingungen insofern gewachsen sind und dabei die benötigte bzw. vorgegebene Messgenauigkeit besitzen und vorzugsweise über eine genügend hohe Reproduzierbarkeit der ermittelten Messergebnisse verfügen.
  • Üblicher Weise besteht eine Brammen- oder Dünnbrammenstranggießanlage aus einer Anzahl von Segmenten 3, deren Anzahl von den jeweiligen Produktanforderungen bestimmt wird. Die Anzahl kann vorzugsweise aus einer Vielzahl von beispielsweise bis zu 20 Segmenten mit jeweiliger entsprechender Rollenbahn bestehen. In einem Segment einer Brammenanlage sind beispielsweise zwischen 20 bis 80 Lager vorhanden, 2 bis 10 Rollen, bzw. Teilrollen, also Rollen mit einer entsprechenden Teilung und dies gegebenenfalls sogar je Segmentrahmen auf der Ober- und/oder Unterseite.
  • Um einen Kompletteindruck mit einem möglichst umfassenden Überblick über die auftretenden Lagerkraftverhältnisse, und/oder die Lagerkraftverteilung in einem Segment zu erhalten, ist es vorzugsweise zweckmäßig, wenn alle oder eine repräsentative Anzahl von Lager in einem Segment hinsichtlich der Lagerkraft überwacht werden.
  • In der Prozessbildhierarchie kann eine Erfassung und Signalisierung des Betriebszustandes oder eine diese repräsentierende Anzeige zur Detaillierung des Informationsgehaltes für den Bediener durchgeführt werden. Je tiefer die Hierarchie des Prozessbildes bzw. der Prozessinformationen betrachtet wird, desto detaillierter kann der Informationsgehalt gewählt sein, so dass in Abhängigkeit der Hierarchie eine gewünschte Detaillierungstiefe der Informationen gewählt werden kann.
  • Die 2 zeigt zur Verdeutlichung ein Segment 10, bei welchem eine Bramme 11 zwischen zwei Rollen 12, 13 mit jeweils zwei Teilrollen 14, 15, 16, 17 angeordnet ist. Die Rollen 12, 13 bzw. die diesbezüglichen Teilrollen 14, 15, 16, 17 sind jeweils einer Segmentoberseite 18 als Losseite oder einer Segmentunterseite 19 als Festseite zugeordnet. Die Rollen 12, 13 bzw. die Teilrollen 14, 15, 16, 17 sind jeweils mittels Außenlagern 20 und/oder mittels Mittenlagern 21 gelagert. Zumindest einzelne oder alle dieser Lager 20, 21 dienen der Aufnahme der Messelemente oder Messsysteme zur Durchführung der Lagerkraftmessung und können entsprechend damit versehen werden.
  • Erfindungsgemäß werden die durchgeführten Wegmessungen zentral und/oder dezentral ausgewertet. Die jeweiligen Messelemente oder Messsysteme werden direkt auf den Segmenten respektive deren Lagern platziert und mittels Daten- und/oder Energieverbindung, wie Kabel, verbunden, so dass die Anbindung an periphere Einheiten und Auswertungen durch eine oder der Anzahl der einzusetzenden Systeme entsprechende Verbindungen, wie Kabel, gebündelt vorgenommen werden kann. Durch die möglichen Erweiterungen der Messsysteme kann auf einfache Weise die Anzahl der Auswertungsstellen angepasst werden, um auf diese Weise die Ergebnisse genauer oder repräsentativer zu gestalten. Alternativ kann die Kabelverbindung auch durch eine kabellose Verbindung ersetzt werden.
  • Die messtechnische Auswertung der erfassten Daten erfolgt über Messcomputer oder Messauswertesysteme, die zentral oder dezentral aufgestellt und verbunden sein können.
  • Die 3 zeigt schematisch eine Anordnung einer Mehrzahl von Kraftmesselementen 31 als Messelemente bei einem Segment 30. Die Elemente 31 sind mittels elektrischer Verbindungen 32, 33 sowohl zur Datenverbindung 33 als auch zur Energie- bzw. Stromverbindung 32 an eine Anschlusseinheit 34 angeschlossen, die in 3 als Anschlussbox bezeichnet ist. Die Datenverbindung erfolgt dabei vorzugsweise über eine Datenbusverbindung 33, wobei die Elemente 31 jeweils eine Subeinheit aufweisen zum Senden und/oder Empfangen von Daten über den Datenbus 33.
  • Die Energie- bzw. Stromverbindung und die Datenverbindung wird weiterhin über eine weitere Verbindung 36 auf einen bzw. von einem Umsetzer 35 übertragen, welcher die Strom-/Spannungsversorgung und die Datenübertragung mittels Datenbus gewährleistet.
  • Die 4 zeigt eine Anschlusseinheit 34 noch einmal schematisch mit Kabeldurchführungen 37 durch die Wandung 38 des Gehäuses 39 der Einheit 34. Es ist eine Kabelverbindung 36 zum Umsetzer zu erkennen, welche mit der elektrischen Versorgung 40 als auch mit dem Datenbus 41 ausgeführt ist. Darüber hinaus sind Kabelverbindungen 42 zu erkennen, welche die Verbindungen 32, 33 der 3 realisieren und sowohl elektrische Versorgung als auch Datenverbindung per Datenbus gewährleisten.
  • Durch die Messung der Lagerkraft jeweils an einer Mehrzahl von Lagern von Rollen und/oder Teilrollen zumindest eines Segments, vorteilhaft jedoch auch an Lagern von einer Mehrzahl von Segmenten kann vorteilhaft eine Darstellung des Zustandes der Brammenanlage, Dünnbrammenanlage oder der Stranggießanlage durchgeführt werden, damit beispielsweise ein Bediener einen schnellen Überblick über den Zustand der Anlage erhält. Diese Darstellung kann grafisch aufbereitet die wesentlichen Informationen liefern, damit der Bediener schnell einen Überblick über den Betriebszustand der Anlage erhält.
  • Dadurch kann vorteilhaft eine schnelle Lokalisierung von aufgetretenen oder erwarteten Fehlern, eine Identifizierung von Störquellen und eine Erkennung einer beispielsweise auch nur lokalen Überlastungen durchgeführt werden.
  • Darüber hinaus kann eine unkomplizierte und schnelle Aufzeichnung der Messwerte der Messelemente der Lagerkraftmessungen und deren Auswertung, beispielsweise auch deren statistische Auswertung durchgeführt werden. Auch kann eine Zuordnung der Messergebnisse zu dem überwachten bzw. gemessenen Segment oder zu dem Strang erfolgen und es können diese entsprechenden Daten auch an eine zentrale Stelle, wie an eine Leitstelle weitergeleitet werden, wie zum Beispiel an ein Schalthaus einer Stranggießanlage, so dass dort beispielsweise über einen Mess-PC oder andere Auswertesysteme eine Datenauswertung erfolgen kann. Vorteilhaft kann es auch sein, wenn mit der Auswertung der Daten auch eine Steuerung und/oder Regelung von Stellmitteln der Teilrollen und/oder Rollen erfolgen kann, so dass die Lager nur gemäß einer vorgebbaren Lagerkraft oder derart, dass sie nicht über eine maximale Lagerkraft belastet werden.
  • Weiterhin ist es bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der Anordnung von Messelementen oder Messsystemen an Lagern vorteilhaft, wenn eine einfache und unkomplizierte Ausbaumöglichkeit zumindest einzelner Teilrollen oder Rollen oder eines einzelnen Segmentes erfolgen kann, ohne dass erhebliche zusätzliche mechanische/elektrische Aufwendungen durchgeführt werden müssen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn eine Realisierung einer Ankopplung mittels einer Steckverbindung erfolgen kann. Vorteilhaft wird somit das Messelement oder das Messsystem an einer Teilrolle oder an einer Rolle oder die Messelemente oder Messsysteme an einem Segment durch eine Steckverbindung von der entsprechenden Datenverbindung und der elektrischen Versorgungsverbindung getrennt oder mit diesem verbunden. Dadurch kann ein Anschließen oder Entkoppeln leicht und unkompliziert durchgeführt werden.
  • Dabei kann die Steckverbindung bzw. dessen Steckerteile derart gewählt werden, dass eine entsprechend gewünschte Schutzart der Steckverbindung realisierbar ist.
  • Auch erleichtert eine solche Gestaltung der Verbindung des Messelemente bzw. Messsysteme mit einem Gesamtsystem auch eine einfache und unkomplizierte Ergänzung eines beispielsweise noch nicht vollständig ausgerüsteten Segmentes mit weiteren Messelementen, wie Messwertaufnehmern, ohne dass die äußere Verkabelungsstruktur angepasst werden müsste. Es genügt dabei, wenn das zusätzlich installierte Messelement über eine Verbindungseinheit, wie eine Anschlussbox, an das Gesamtsystem der Vorrichtung angeschlossen wird.
  • Die Anordnung der Messelemente an den jeweiligen dazu vorgesehenen Lagern erlaubt die dezentrale Erfassung von Verfahrgeschwindigkeiten und/oder Wegände-rungen/Zeiteinheit, so dass dadurch auch Kraftänderungen/Zeiteinheit gemessen oder ermittelt werden können und beispielsweise über ein Datenprotokoll zur Verfügung gestellt werden können.
  • Weiterhin kann mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Messelemente an den jeweiligen Lagern eine automatische Nullpunktkalibrierung (TARA) einer einzelnen Messstelle im Segment, eines Segmentbereiches (Gruppe), eines gesamten Segmentes oder der kompletten Anlage durchgeführt werden, wobei dies gegebenenfalls aufgrund einer Kombination verschiedener Ereignisse, wie beispielsweise einem Anlagenstart mit vorheriger Kaltstrangzuführung, durchgeführt werden kann.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine frei wählbare und im Betrieb über das Protokoll einstellbare Filtereinstellung von Filtern durchführbar ist, um auf diesem Weg das verfügbare Messsignal der Messelemente verbessert darstellen und damit auch verbessert auswerten zu können.
  • Gemäß der Erfindung mit der dezentralen Anordnung von Messelementen an Lagern der Anlage ist die dezentrale Erfassung von Messwerten in vorgegebenen Grenzen für die Messwerte möglich, wobei aufgrund der Messungen, ein Erreichen der Grenzwerte durch die Messwerte erfasst wird und beispielsweise über das Protokoll auch zur Verfügung gestellt werden kann.
  • Auch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, wenn eine flexible Kopplung der Busverbindung über eine codierte Steckverbindung durchgeführt werden kann.
  • Dabei kann die codierte Steckverbindung derart ausgestaltet sein, dass aufgrund der Steckverbindung und ihrer Codierung auf die Bestückung des Segmentes mit Rollen und/oder mit Messelementen an den Rollen und/oder Teilrollen geschlossen werden kann.
  • Die elektrische Ankopplung der Messelemente an den Lagern erfolgt über eine externe Kabelverbindung mit einer flexiblen und/oder wieder lösbaren Verbindung, ggf. auch über eine Steckverbindung. Auch erfolgt die Anbindung der auf den Segmenten platzierten Messelemente bzw. Messsysteme mittels Daten-/Energieverbindung, wie -kabel, so dass die Anbindung an periphere Einheiten und Auswertungen durch eine oder der Anzahl der einzusetzenden Systeme entsprechende Kabelverbindungen gebündelt vorgenommen werden kann.
  • Besonders vorteilhaft ist die variable Anzahl von Lagerkraftmessungen in einem Segment ohne Veränderung der äußeren Auswerteeinheiten, so dass die aktuellen Messpositionen innerhalb des Segmentes variabel angepasst werden kann.
  • Insbesondere in Stranggießanlagen mit einer Strangführung aus Stranggießsegmenten, welche mit Rollen und/oder Teilrollen oder Rollensegmenten zur Führung eines Gießstranges ausgerüstet sind, ist es besonders vorteilhaft, wenn eine vorgebbare Anzahl von Lagern oder alle Lager mit Elementen zur Lagerkraftmessung ausgestattet sind. Die Ergebnisse der Messwerterfassung der Lagerkraft werden dabei zur Auswertung und zur weiteren Verarbeitung vorteilhaft an eine zentrale Auswerteeinheit, wie beispielsweise an einen Mess-PC oder an einen Server übermittelt.
  • Die 5 zeigt dies schematisch. Es ist ein Rollensatz 50 mit jeweils zwei Teilrollen 51, 52, 53, 54 zu erkennen, wobei zwischen den jeweils paarweise angeordneten Teilrollen eine Bramme 55 aufgenommen ist. An den Lagern 56 der Teilrollen sind Messwertaufnehmer 57 als Messelemente vorgesehen, welche die Lagerkraft an den Lagern 56 ermitteln. Diese Daten der Messelemente werden per Datenübertragung, wie beispielsweise per Datenbusleitung 58, an eine Messwertauswertung 59 beispielsweise an einem Leitstand weitergeleitet, wo ein Mess-PC 60 oder ein Server 61 die Daten empfängt und mittels welchen die Daten auswertbar sind.
  • Die Datenübertragung der Messwertaufnehmer 57 auf/an den Segmenten erfolgt über einen Datenbus 58 oder mittels strukturierter Verkabelung zu den Auswertesystemen. Zur weiteren Bearbeitung werden die Daten in den Rechnersystemen 60, 61 analysiert, ausgewertet, verrechnet und/oder grafisch aufbereitet. Die Auswertung der Signale bzw. Daten erfolgt vorteilhaft über ein elektronisches Auswertesystem, wie Computereinheit, Mess-PC und/oder Server, wobei dieses Auswertesystem zur Datenerfassung und zur Datenverarbeitung verwendbar ist. Die Signalverarbeitung auf dem Segment erfolgt vorzugsweise mit entsprechender Datenbuskopplung zu dem Auswertesystemen oder alternativ dazu mit einer Fest- bzw. Direktverkabelung.
  • Die ausgewerteten Daten können dann an die Anlagentechnik weitergeleitet und zur Anzeige bzw. Darstellung gebracht, bzw. für Steuerungs- und Automatisierungszwecke weiter verwendet werden.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Anordnung kann vorteilhaft ein Verfahren einer Lagerüberwachung oder Betriebszustandsüberwachung durchgeführt werden, wie es bereits oben ausgeführt ist. Die Lagerüberwachung oder Betriebszustandsüberwachung kann dabei derart erfolgen, dass die Auswertung der achszugehörigen Lager durch eine Erledigungsauswertung spezifischer Kraftverläufe auf bestimmte Anomalien oder Veränderungen einer einzelnen Rolle schließen lässt.
  • Insbesondere bei Veränderungen der spezifischen Kraftverläufe derart, dass wiederkehrende Verlaufsfolgen unterbrochen oder verändert sind, kann auf eine Rollendrehung geschlossen werden. Somit kann eine Rollendrehungsüberwachung durchgeführt werden.
  • Bei Veränderungen der spezifischen Kraftverläufe derart, dass wiederkehrende Verlaufsfolgen ausbleiben, kann auf den Stillstand der Rolle geschlossen werden. Somit kann eine Rollenstillstandsüberwachung durchgeführt werden.
  • Bei Veränderungen der spezifischen Kraftverläufe derart, dass wiederkehrende Verlaufsfolgen ausbleiben und beide beteiligten Lager eine bedeutende oder vollständige Kraftreduktion detektieren, kann auf den Bruch einer Rolle geschlossen werden. Somit kann eine Rollenbruchdetektion durchgeführt werden.
  • Bei Veränderungen der spezifischen Kraftverläufe derart, dass wiederkehrende Verlaufsfolgen ausbleiben und eine teilweise Kraftreduktion an einem der beiden Lager detektiert werden kann, kann auf einen Lagerbruch geschlossen werden. Somit kann eine Lagerbruchdetektion durchgeführt werden.
  • Bei Veränderungen der spezifischen Kraftverläufe derart, dass sich die Verläufe derart verändern, dass sich die detektierten Kraftverläufe im Vergleich zu den erwarteten Kraftverläufen langsamer darstellen, kann auf einen Rollenschlupf geschlossen werden. Somit kann eine Rollenschlupfüberwachung durchgeführt werden.
  • Bei Veränderungen der spezifischen Kraftverläufe in dem Sinne, dass die spezifischen Kraftverläufe über die zulässigen Maximallasten erhöht sind, kann auf eine Überlastung der jeweiligen Lager geschlossen werden. Somit kann eine Überlastüberwachung durchgeführt werden.
  • Neben den obigen Überwachungen kann auch eine statistische Auswertung der Messergebnisse durchgeführt werden. Durch die statistische Auswertung der Lagerkraftmessungen können die nachfolgend beschriebenen Ergebnisse ermittelt, berechnet, ausgewertet und zur Anzeige bzw. zur Darstellung gebracht werden.
  • Bei einer Erfassung von Symmetrievariationen zwischen den Lagern einer Rolle, kann auf die einseitige Belastung der Lager geschlossen werden. Die Symmetriestatistik erlaubt somit eine Detektion einer einseitigen Belastung der Lager.
  • Bei Vergleich der gemessenen Lagerkraftmessungen mit zuvor aufgezeichneten Daten oder Sollwerten und/oder mittels einer entsprechenden statistischen Auswertung, kann auf den Verschleiß einer Rolle bzw. eines Lagers geschlossen werden. Es kann somit eine Verschleißerkennung oder -statistik unter anderem für die Rollen oder Lager durchgeführt werden.
  • Die ermittelten Verschleißstatistiken können zu einer vorbeugenden Wartungsintervallermittlung herangezogen werden, um so zukünftige Ereignisse vorherzusagen. Die Daten können somit zur Ermittlung anstehender Wartungen und zukünftiger Wartungsintervalle herangezogen werden. Es kann somit eine Überwachungsstatistik zur Festlegung einer vorbeugenden Wartung durchgeführt werden.
  • Durch die Zusammenführung der Rollenüberwachungsergebnisse kann auf den Zustand eines gesamten Segmentes geschlossen werden. Hierzu können alle Ergebnisse der Rollenüberwachung herangezogen werden. Durch logische Verknüpfungen der Rollenteilergebnisse können so Segmentüberwachungskriterien ermittelt werden. Es kann damit eine Segmentüberwachung durchgeführt werden.
  • Durch die Zusammenfassung einzelner Rolleninformationen und/oder durch Verdichtung der Daten kann auf die Zustände der Segmente geschlossen werden. Bei entsprechendem Informationsgehalt kann durch die erhaltenen Daten ein Rückschluss auf eine anstehende Wartung bzw. auf die durchzuführenden Arbeiten gezogen werden. Es kann damit eine Überwachungsstatistik zur Festlegung einer vorbeugenden Wartung umgesetzt werden.
  • Durch die Zusammenfassung einzelner Rolleninformationen und/oder durch Verdichtung der Daten kann auf die Belastungsverteilung innerhalb eines Segmentes geschlossen werden. Die Ergebnisse können wiederum der Wartungsplanung als Grundlage dienen. Es kann damit eine Überwachungsstatistik zur Ermittlung einer Belastungsverteilung beispielsweise eines Segments umgesetzt werden.
  • Durch die Zusammenfassung einzelner Rolleninformationen oder Rollendaten und/oder durch Verdichtung der Daten kann auf den Verschleiß innerhalb eines Segmentes geschlossen werden. Die Ergebnisse können wiederum der Wartungsplanung als Grundlage dienen.
  • Durch die Zusammenfassung einzelner Rolleninformationen oder Rollendaten und/oder durch Verdichtung der Daten können die anstehenden Wartungen geplant und dadurch verbessert und zielgerichtet durchgeführt werden. Durch die gezielte Planung der Wartungen können ungeplante Stillstandszeiten minimiert werden wodurch die Anlagenverfügbarkeit und deren Produktivität steigt.
  • Durch die Zusammenführung der Rollen- und Segmentüberwachungsergebnisse kann auf den Zustand eines gesamten Stranges geschlossen werden. Hierzu können alle Ergebnisse der Rollen- und der Strangüberwachung herangezogen werden. Durch logische Verknüpfungen der Rollenergebnisse und der Strangergebnisse und Teilergebnisse können so Strangüberwachungskriterien ermittelt werden. Es kann somit eine Strang- und/oder Maschinenüberwachung realisiert und umgesetzt werden.
  • Durch die Zusammenführung der Rollen- und Segmentüberwachungsergebnisse kann auf den Maschinenzustand bzw. auf den Betriebszustandes des gesamten Stranges geschlossen werden. Dadurch kann eine Diagnose des Maschinenzustandes bzw. des Betriebszustandes erfolgen.
  • Durch die Zusammenführung der Rollen- und Segmentüberwachungsergebnisse kann die Belastung und auf die Belastungsverteilung auf den gesamten Strang geschlossen werden. Damit kann somit eine Belastungsanalyse und eine Belastungsverteilungsanalyse durchgeführt werden.
  • Durch diese Zusammenführung der Rollen- und Segmentüberwachungsergebnisse kann die Belastung, die Belastungsverteilung und somit die Maschinenauslastung optimiert werden, indem die Anordnung und die Ausbildung der Rollen und Segmente derart gewählt wird, dass die Belastung und die Belastungsverteilung in einem vorgebbaren Bereich bleibt.
  • Besonders vorteilhaft kann eine Darstellung des Maschinenbetriebszustandes beispielsweise in einem Prozessschaubild insbesondere zur Diagnosehilfe und zur schnellen Bestimmung irregulärer oder vom Standard-Betriebsfall abweichender Zustände durchgeführt werden.
  • Dabei kann eine Verwendung von einer Ampelstatistik für die Zustandserkennung je Lager verwendet werden, siehe hierzu 6. In 6 sind jeweils auf der Festseite 71 und auf der Losseite 70 Rollen bzw. Teilrollenpaare angeordnet, welche in Lagern gelagert sind. Den Lagern bzw. zumindest einzelnen Lagern zugeordnet ist eine Anzeige oder Ampeldarstellung 72, die den Zustand des Lagers bzw. seine Belastung darstellt. Dabei wird ein grünes Quadrat verwendet, welches signalisiert, dass die Lagerbelastung in einem günstigen akzeptablen Bereich, also o.k., ist. Weiterhin wird ein gelber Kreis verwendet, der oberhalb des grünen Quadrats angeordnet ist. Der gelbe Kreis signalisiert, dass eine starke Belastung vorliegt oder es soll eine Ankündigung eines möglichen Defektes signalisieren. Dies bedeutet daher ein „ACHTUNG“-Signal. Über dem gelben Kreis ist weiterhin ein rotes Dreieck angeordnet, welches eine Gefahr signalisiert, in dem eine Überlastung oder ein Defekt angezeigt wird.
  • Mit angezeigten Zwischenstellungen oder Veränderungsrichtungsanzeigen ist es weiterhin möglich, auch Tendenzen beschreiben und anzeigen zu können.
  • Erfindungsgemäß ist es daher vorteilhaft, eine Verwendung von Ampelstatistiken vorzunehmen, beispielsweise wie zuvor beschrieben, um eine Zustandserkennung je Rolle durchzuführen, siehe hierzu 7.
  • In 7 ist ein Teilsegment 80 mit Segmentrollen 81 auf der Festseite dargestellt, welche eine Bramme 82 tragen. Zur Darstellung der Lagerbelastung ist ein Anzeigemittel 83 vorgesehen, welches in der oben beschriebenen Ampelstruktur die Belastung signalisiert. Wie im linken Bildteil der 7 zu erkennen ist, ist weiterhin eine ampelartige Anzeige 84 zur Darstellung der Rollenbelastung vorgesehen, um die Rollenbelastung sowohl auf der Losseite als auch auf der Festseite anzeigen zu können. Auch kann die Verwendung von Ampelstatistiken erfolgen, wie zuvor beschrieben, um dies für die Zustandserkennung bzw. Zustandssignalisierung je Teilsegment durchführen zu können. Auch kann die Verwendung von Ampelstatistiken durchgeführt werden, um sie wie zuvor beschrieben, für die Zustandserkennung je Segment zu nutzen.
  • Auch kann die Ampelstatistik bzw. Darstellung mittels Ampelsymbolen dazu genutzt werden, um eine Zustandserkennung je Strang und/oder für die Maschine durchzuführen, siehe hierzu 8.
  • 8 zeigt eine Maschine 90, die einzelne Segmente 91 aufweist. Die Segmente 91 führen eine Bramme 92. Je Segment 91 ist eine Anzeige 93 zur Signalisierung des Betriebszustandes des jeweiligen Segments 91 vorgesehen.
  • Neben der Signalisierung des statischen Zustandes des Betriebszustandes kann es vorteilhaft sein, wenn auch eine Richtungserkennung einer Veränderung des Betriebszustandes durchgeführt und signalisiert wird. Es kann dann schnell erfasst werden, aus welcher Richtung die erfasste Abweichung vom Idealzustand kommt bzw. in welche Richtung sich die erfasste Abweichung entwickelt. Dabei kann unterschieden werden, ob sich die Abweichung von hoch nach niedrig entwickelt, also sich verringert oder sich in umgekehrter Richtung verändert, also sich vergrößert. Dies kann eine geschätzte Zusatzinformation für die Anlagenbeurteilung darstellen.
  • In 9 ist eine solche Darstellung schematisch gezeigt. In 9a ist eine statische Anzeige dargestellt, welche einen unbeanstandeten Betriebszustand (o.k.) signalisiert. In 9b ist eine dynamische Anzeige dargestellt, welche einen unbeanstandeten Betriebszustand signalisiert, der aber in Richtung „Achtung“-Zustand wechseln wird bzw. eine Tendenz in diese Richtung aufzeigt. In 9c ist eine statische Anzeige dargestellt, welche einen mittlerer Betriebszustand „Achtung“ signalisiert. In 9d ist eine dynamische Anzeige dargestellt, welche einen mittlerer Betriebszustand „Achtung“ signalisiert, der aber in Richtung „Gefahr“-Zustand wechseln wird bzw. eine Tendenz in diese Richtung aufzeigt. In 9e ist eine statische Anzeige dargestellt, welche einen gefährdeten Betriebszustand „Gefahr“ signalisiert. In 9f ist eine dynamische Anzeige dargestellt, welche einen Betriebszustand „Gefahr“ signalisiert, der aber in Richtung „Achtung“ wechseln wird bzw. eine Tendenz in diese Richtung aufzeigt.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung sieht somit ein Automationskonzept zur Diagnose des Maschinenzustandes vor, bei welchem Teilmaschinenzustände von zumindest einem Lager und/oder von zumindest einer Rolle und/oder von zumindest einem Teilsegment und/oder von zumindest einem Segment oder von der gesamten Anlage bzw. Maschine überwacht wird. Durch die Lagerkraftmessungen und die somit durchgeführte Erfassung von Lagerkräften und der Überführung der Messsignale zu einem Auswertesystem, wie beispielsweise einem Mess-PC und/oder Server, kann eine statistische Auswertung der Signale vorgenommen werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein variabler Ersatz und/oder eine variable Ausrüstung der Maschine, der Segmente, der Teilsegmente und/oder der Rollen mit Messwertaufnehmern durchgeführt werden kann. Auch ist eine Erweiterung der jeweiligen Lagermessungen auf dem Segment mit geringem Montage- und Realisierungsaufwand möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist die Realisierung der Signalerfassung und/oder der Signalvorverarbeitung mit auf dem Segment platzierten Messelementen oder Messsystemen, welche konventionell mit direkter Verkabelung oder mittels Daten-/Energiekabel angebunden werden. Auch kann eine Datenbusverbindung realisiert werden.
  • Neben der Erfassung der Lagerkraft der Lager kann auch eine zeitliche Veränderung der Lagerkraft detektiert oder bestimmt werden. Dabei kann eine Erfassung einer seitlichen Krafteinwirkung, einer Gesamtkrafteinwirkung und/oder von ferrostatischer Lasten durchgeführt werden.
  • Die ermittelten Daten können vorteilhaft in einem Speicher gespeichert werden und zur Ermittlung von Diagnosen kann auf die historischen gespeicherten Daten zurückgegriffen werden. Vorteilhaft ist dabei die Komprimierung aktueller Daten zur Speicherung und Langzeitarchivierung.
  • Zur Ermittlung von Rollenbetriebszuständen wird erfindungsgemäß zumindest eine Lagerkraft bzw. zumindest ein zeitlicher Verlauf einer Lagerkraft herangezogen.
  • Dabei haben die Erfinder die Messsignale der Lagerkraftmessung im Zusammenhang einer möglichen Auswertung oder Diagnose des Betriebszustandes von Rollen wie folgt angesetzt:
  • Lagerkraftmessungen in einer Strangführung können zur Diagnose eines zugehörigen Rollenbetriebszustandes einer Strangführungsrolle unmittelbar herangezogen werden. Dabei hat bevorzugt jede Rolle zwei Lagerstellen mit direkter Zuordnung innerhalb eines Strangführungssegments.
  • Die Lagerkraftmessungen eines Segmentes können im Vergleich logisch ausgewertet werden, da hier prozesstechnische Abhängigkeiten insbesondere während des Gießprozesses bestehen.
  • Alle Rollen werden während des Gießprozesses im Wesentlichen gleichmäßig belastet. Gegenüberstehende Rollen bzw. Lagerkräfte zeigen im Signalverlauf synchrone Abläufe und können damit zur Plausibilität der Signale in die Auswertung einbezogen werden.
  • Detektieren eines Rollenbruches:
  • Das ermittelte Lagerkraftniveau dient hierbei als erster Auswerteansatz. Der im Stranggießprozess geführte Warmstrang in einem Segment bewirkt eine relativ gleichmäßig gegebene Kraftverteilung auf die Rollen des Segments und somit auch auf die Lager der Rollen des Segments. Sollte nun während des Prozesses eine ermittelte Lagerkraft unterhalb von einem bestimmten erwarteten hohen Niveau insbesondere der anderen Rollen liegen, wird dies zur Diagnose bzw. zu einer Erkennung eines Rollenbruchs herangezogen. Beispielhaft sei es der Fall, dass alle Rollenlager ein entsprechend hohes Kraftniveau im Bereich von beispielsweise 125 bis 150 kN aufweisen, während beispielsweise eine Lagerstelle eine demgegenüber reduzierte sehr geringe Lagerkraft im Bereich von beispielsweise 30 kN zeigt, also nur etwa 20 % des Werts der anderen Rollen bzw. Lager, so ist ein Lagerschaden bzw. ein Rollenschaden detektiert.
  • Alternativ kann auch der Leerlaufzustand des Segmentes, also kein Strang in der Anlage, als Basisinformation verwendet werden. Wird im Verlauf des Gießprozesses der Warmstrang durch die Strangführung geführt, verändert sich die Lagerkraftsituation entsprechend. Zunächst hat das bzw. jedes Lager nur eine geringe Belastung entsprechend der statischen Situation, wenn kein Strang in der Anlage ist. Wird die Lagerstelle belastet, so kann der Zeitpunkt der Belastung mittels eines Wegfolgesystem des Warmstranges ermittelt werden und damit auch logisch verknüpft werden, so dass vorbestimmbar ist, wann mit einem deutlichen Kraftanstieg zu rechnen ist und auch nachvollzogen wird, wenn ein solcher Kraftanstieg erfolgt.
  • Bleibt dieser für den normalen Betriebsablauf erwartete Kraftanstieg im Prozessverlauf jedoch aus, so ist die Lagerstelle unbelastet. Eine unbelastete Lagerstelle kann im Stranggießprozess jedoch ausgeschlossen werden, da alle Lager eine entsprechend hohe Last tragen, sobald der Warmstrang das Segment passiert hat. Hier kann also ebenfalls nur ein Rollen- oder Lagerbruch der Grund sein, wobei Messsignalfehler bzw. defekte Geräte bei der Betrachtung zunächst einmal ausgeschlossen werden.
  • Detektieren der Rollendrehung bzw. Rollenstillstand:
  • Die Erfassung der Rollendrehung über die Lagerkraftmessung erfolgt über die Diagnose des Kraftverlaufes über den zeitlichen Verlauf des Messsignals. Aus dem Bereich der Segmentanstellung, wobei dabei über Hydraulikzylinder eines Segmentes die sogenannte Maulweite des Segmentes eingestellt wird, also der Abstand der oberen zur unteren Rollenbahn, ist es bekannt, dass ein fester Bezug zwischen den hydraulischen Druckkraftverläufen bzw. dem entsprechenden Amplitudenverlauf und dem Rollendurchmesser eines Segmentes während des Gießprozesses besteht. Die gleiche Abhängigkeit besteht auch bei der systematischen Analyse von zeitlichen Kraftverläufen von einzelnen Rollenlagern. Der Hintergrund für beide obigen Fälle ist der so genannte Rollenschlag einer jeden Rolle. Dieser Rollenschlag ist bei allen Rollen einer Stranggießanlage vorhanden und ist über den Kraftverlauf der erfassten Lagerkräfte feststellbar. Die Frequenz der Schwingung bedingt durch den Rollenschlag ist mittels der gegebenen Gießgeschwindigkeit und des Rollendurchmessers berechenbar. Die Amplitude der Kraftschwingung entspricht ca. 5 bis 20% des Kraftmittelwertes und ist dabei deutlich im Signalverlauf zu identifizieren. Unterbleibt die periodische Schwingung des Kraftsignals (während des kontinuierlichen Förderns des Warmstranges durch das Segment) so steht die Rolle bzw. der Rollenstillstand ist gegeben bzw. eine Drehung der Rolle ist nicht gegeben. Als Hilfsmittel zur Auswertung der Rollendrehung genügt eine FFT-Analyse des Messsignals als Funktion der Zeit. Gegenüber der Erkennung eines Rollenbruches besteht der Unterschied in der noch vorhandenen hohen Kraftamplitude.
  • Detektieren von Rollenschlupf:
  • Die Auswertung basiert auf der Analyse des Messsignals zur Erkennung der Rollendrehung, wie bereits oben beschrieben. Hierzu wird nun die tatsächliche aktuelle Transportgeschwindigkeit des Stranges herangezogen. Diese wird z.B. durch unbelastete Messrollen oder durch Lasermessverfahren direkt hinter dem letzten Strangführungssegment am auslaufenden Strang insbesondere hinter der Stranggießanlage am nicht abgetrennten Warmstrang erfasst. Die Berechnung der Umfangsgeschwindigkeit der Rolle wird über die Amplitudenzeitabstände der periodischen Lagerkraftsignale und den Rollendurchmesser als Umfangsgeschwindigkeit der Rolle bestimmt. Diese gemessene Gießgeschwindigkeit mittels einer Messrolle oder eines Lasers kann dann mit der ermittelten Umfangsgeschwindigkeit der Segmentrolle zur Schlupfbestimmung in Relation gebracht werden. Der Grenzwert für die Schlupferkennung „Erkennung Rollenschlupf" sollte dann in einem Bereich von vorzugsweise über 5% eingestellt werden.
  • Die 10 bis 15 zeigen jeweils eine Darstellung eines Segments 100 einer Stranggießanlage mit Rollen 101 und einem die Rollen aufnehmenden und lagernden Segmentrahmen 102. Der Segmentrahmen 102 ist dabei in einen Segmentoberrahmen 103 und einen Segmentunterrahmen 104 aufgeteilt, welche jeweils obere bzw. untere Rollen 101 lagern. Die Rollen 101 sind mittels Rollenlagern 105 gelagert. Die 15 zeigt den Durchlauf eines Strangs 106 durch das Segment 100.
  • Die 16 zeigt einen zeitlichen Verlauf einer Lagerkraft. Dabei ist für Zeiten bis etwa 300 s zu erkennen, dass die Lagerkraft auf einem hohen Niveau zwischen ca. 80 bis 140 kN liegt, wobei das Kraftsignal mit einer erfassbaren Periodendauer schwingt. Dieses Schwingen ist auf einen Rollenschlag zurückzuführen und entspricht einer Rollendrehung. Bei der Zeit von etwa 300s erfolgt ein Abfall der Kraft auf das Niveau von etwa 25 kN, wobei keine Schwingung mehr erkennbar ist. Dieser Verlauf der Kraft deutet auf einen Rollenbruch hin.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    hierarchische Struktur
    2
    Maschine
    3
    Segment
    4
    Teilsegment
    5
    Rolle
    6
    Teilrolle
    7
    Lager
    8
    Messwertaufnehmer, Messelement, Messsystem
    10
    Segment
    11
    Bramme
    12
    Rolle
    13
    Rolle
    14
    Teilrolle
    15
    Teilrolle
    16
    Teilrolle
    17
    Teilrolle
    18
    Segmentoberseite
    19
    Segmentunterseite
    20
    Außenlager
    21
    Mittenlager
    30
    Segment
    31
    Kraftmesselement
    32
    Verbindung
    33
    Verbindung
    34
    Anschlusseinheit
    35
    Umsetzer
    36
    Verbindung
    37
    Kabeldurchführung
    38
    Wandung
    39
    Gehäuse
    40
    Versorgung
    41
    Datenbus
    42
    Kabelverbindung
    50
    Rollensatz
    51
    Teilrolle
    52
    Teilrolle
    53
    Teilrolle
    54
    Teilrolle
    55
    Bramme
    56
    Lager
    57
    Messwertaufnehmer
    58
    Datenbus
    59
    Messwertauswertung
    60
    Rechnersystem
    61
    Rechnersystem
    70
    Losseite
    71
    Festseite
    72
    Anzeige, Ampeldarstellung
    80
    Teilsegment
    81
    Segmentrolle
    82
    Bramme
    83
    Anzeigemittel
    84
    Anzeige
    90
    Maschine
    91
    Segment
    92
    Bramme
    93
    Anzeige
    100
    Segment
    101
    Rolle
    102
    Segmentrahmen
    103
    Segmentoberrahmen
    104
    Segmentunterrahmen
    105
    Rollenlager
    106
    Strang

Claims (15)

  1. Anordnung zur Detektierung eines Betriebszustandes von einer Stranggießanlage mit einer Strangführung aus Stranggießsegmenten, insbesondere einer Brammen- oder Dünnbrammenanlage, mit zumindest einem Segment mit Rollen und/oder Teilrollen, die mittels Lagern gelagert sind, wobei zur Überwachung von Lagerkräften und/oder der zeitlichen Änderung von Lagerkräften an zumindest einzelnen Lagern Messwertaufnehmer angeordnet sind, wobei die von den Messwertaufnehmern ermittelten Daten an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden zur Auswertung und/oder Signalisierung des Betriebszustandes der Anlage, zumindest eines Segments und/oder zumindest einer Rolle, und/oder zumindest einer Teilrolle und/oder zumindest eines Lagers, wobei die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten zur Lagerüberwachung und/oder zur Überwachung der Rollendrehung und/oder zur Überwachung des Rollenstillstands und/oder zur Überwachung des Rollenbruchs und/oder zur Überwachung des Lagerbruchs und/oder zur Überwachung des Rollenschlupfs herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rollenbruch oder Lagerbruch dadurch erkannt wird, dass eine Lagerkraft gegenüber anderen Lagerkräften auf einen reduzierten Wert abgesenkt ist und auch keine zeitliche Periodizität der Lagerkraft erkennbar ist, welche auf ein Drehen der Rolle des überwachten Lagers hindeutet.
  2. Anordnung zur Detektierung eines Betriebszustandes von einer Stranggießanlage mit einer Strangführung aus Stranggießsegmenten, insbesondere einer Brammen- oder Dünnbrammenanlage, mit zumindest einem Segment mit Rollen und/oder Teilrollen, die mittels Lagern gelagert sind, wobei zur Überwachung von Lagerkräften und/oder der zeitlichen Änderung von Lagerkräften an zumindest einzelnen Lagern Messwertaufnehmer angeordnet sind, wobei die von den Messwertaufnehmern ermittelten Daten an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden zur Auswertung und/oder Signalisierung des Betriebszustandes der Anlage, zumindest eines Segments und/oder zumindest einer Rolle, und/oder zumindest einer Teilrolle und/oder zumindest eines Lagers, wobei die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten zur Lagerüberwachung und/oder zur Überwachung der Rollendrehung und/oder zur Überwachung des Rollenstillstands und/oder zur Überwachung des Rollenbruchs und/oder zur Überwachung des Lagerbruchs und/oder zur Überwachung des Rollenschlupfs herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rollendrehung dadurch erkannt wird, dass eine Lagerkraft vorliegt, die auf dem Niveau von anderen Lagerkräften liegt und eine zeitliche Periodizität der Lagerkraft erkennbar ist, welche auf ein Drehen der Rolle des überwachten Lagers hindeutet.
  3. Anordnung zur Detektierung eines Betriebszustandes von einer Stranggießanlage mit einer Strangführung aus Stranggießsegmenten, insbesondere einer Brammen- oder Dünnbrammenanlage, mit zumindest einem Segment mit Rollen und/oder Teilrollen, die mittels Lagern gelagert sind, wobei zur Überwachung von Lagerkräften und/oder der zeitlichen Änderung von Lagerkräften an zumindest einzelnen Lagern Messwertaufnehmer angeordnet sind, wobei die von den Messwertaufnehmern ermittelten Daten an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden zur Auswertung und/oder Signalisierung des Betriebszustandes der Anlage, zumindest eines Segments und/oder zumindest einer Rolle, und/oder zumindest einer Teilrolle und/oder zumindest eines Lagers, wobei die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten zur Lagerüberwachung und/oder zur Überwachung der Rollendrehung und/oder zur Überwachung des Rollenstillstands und/oder zur Überwachung des Rollenbruchs und/oder zur Überwachung des Lagerbruchs und/oder zur Überwachung des Rollenschlupfs herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rollenstillstand dadurch erkannt wird, dass eine Lagerkraft vorliegt, die auf dem Niveau von anderen Lagerkräften liegt, aber keine zeitliche Periodizität der Lagerkraft erkennbar ist, welche auf ein Drehen der Rolle des überwachten Lagers hindeuten würde.
  4. Anordnung zur Detektierung eines Betriebszustandes von einer Stranggießanlage mit einer Strangführung aus Stranggießsegmenten, insbesondere einer Brammen- oder Dünnbrammenanlage, mit zumindest einem Segment mit Rollen und/oder Teilrollen, die mittels Lagern gelagert sind, wobei zur Überwachung von Lagerkräften und/oder der zeitlichen Änderung von Lagerkräften an zumindest einzelnen Lagern Messwertaufnehmer angeordnet sind, wobei die von den Messwertaufnehmern ermittelten Daten an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden zur Auswertung und/oder Signalisierung des Betriebszustandes der Anlage, zumindest eines Segments und/oder zumindest einer Rolle, und/oder zumindest einer Teilrolle und/oder zumindest eines Lagers, wobei die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten zur Lagerüberwachung und/oder zur Überwachung der Rollendrehung und/oder zur Überwachung des Rollenstillstands und/oder zur Überwachung des Rollenbruchs und/oder zur Überwachung des Lagerbruchs und/oder zur Überwachung des Rollenschlupfs herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rollenschlupf dadurch erkannt wird, dass eine Lagerkraft vorliegt, die auf dem Niveau von anderen Lagerkräften liegt und eine zeitliche Periodizität der Lagerkraft erkennbar ist, welche sich von der zeitlichen Periodizität der anderen Rollen unterscheidet.
  5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die tatsächliche Rollenumfangsgeschwindigkeit ermittelt wird.
  6. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Messwertaufnehmern und der Auswerteeinheit eine Daten- oder Signalverbindung besteht, welche als Datenbus oder mittels Direktverkabelung ausgebildet ist.
  7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten mittels zumindest einer Anzeigeeinheit angezeigt werden und/oder zu Steuerungs- oder Regelungszwecken verwendet werden.
  8. Verfahren zur Detektierung eines Betriebszustandes von einer Stranggießanlage mit einer Strangführung aus Stranggießsegmenten, insbesondere einer Brammen- oder Dünnbrammenanlage, mit zumindest einem Segment mit Rollen und/oder Teilrollen, die mittels Lagern gelagert sind, wobei zur Überwachung von Lagerkräften und/oder der zeitlichen Änderung von Lagerkräften an zumindest einzelnen Lagern Messwertaufnehmer angeordnet sind, wobei die von den Messwertaufnehmern ermittelten Daten an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden zur Auswertung und/oder Signalisierung des Betriebszustandes der Anlage, zumindest eines Segments und/oder zumindest einer Rolle, und/oder zumindest einer Teilrolle und/oder zumindest eines Lagers, wobei die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten zur Lagerüberwachung und/oder zur Überwachung der Rollendrehung und/oder zur Überwachung des Rollenstillstands und/oder zur Überwachung des Rollenbruchs und/oder zur Überwachung des Lagerbruchs und/oder zur Überwachung des Rollenschlupfs herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rollenbruch oder Lagerbruch dadurch erkannt wird, dass eine Lagerkraft gegenüber anderen Lagerkräften auf einen reduzierten Wert abgesenkt ist und auch keine zeitliche Periodizität der Lagerkraft erkennbar ist, welche auf ein Drehen der Rolle des überwachten Lagers hindeutet.
  9. Verfahren zur Detektierung eines Betriebszustandes von einer Stranggießanlage mit einer Strangführung aus Stranggießsegmenten, insbesondere einer Brammen- oder Dünnbrammenanlage, mit zumindest einem Segment mit Rollen und/oder Teilrollen, die mittels Lagern gelagert sind, wobei zur Überwachung von Lagerkräften und/oder der zeitlichen Änderung von Lagerkräften an zumindest einzelnen Lagern Messwertaufnehmer angeordnet sind, wobei die von den Messwertaufnehmern ermittelten Daten an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden zur Auswertung und/oder Signalisierung des Betriebszustandes der Anlage, zumindest eines Segments und/oder zumindest einer Rolle, und/oder zumindest einer Teilrolle und/oder zumindest eines Lagers, wobei die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten zur Lagerüberwachung und/oder zur Überwachung der Rollendrehung und/oder zur Überwachung des Rollenstillstands und/oder zur Überwachung des Rollenbruchs und/oder zur Überwachung des Lagerbruchs und/oder zur Überwachung des Rollenschlupfs herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rollendrehung dadurch erkannt wird, dass eine Lagerkraft vorliegt, die auf dem Niveau von anderen Lagerkräften liegt und eine zeitliche Periodizität der Lagerkraft erkennbar ist, welche auf ein Drehen der Rolle des überwachten Lagers hindeutet.
  10. Verfahren zur Detektierung eines Betriebszustandes von einer Stranggießanlage mit einer Strangführung aus Stranggießsegmenten, insbesondere einer Brammen- oder Dünnbrammenanlage, mit zumindest einem Segment mit Rollen und/oder Teilrollen, die mittels Lagern gelagert sind, wobei zur Überwachung von Lagerkräften und/oder der zeitlichen Änderung von Lagerkräften an zumindest einzelnen Lagern Messwertaufnehmer angeordnet sind, wobei die von den Messwertaufnehmern ermittelten Daten an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden zur Auswertung und/oder Signalisierung des Betriebszustandes der Anlage, zumindest eines Segments und/oder zumindest einer Rolle, und/oder zumindest einer Teilrolle und/oder zumindest eines Lagers, wobei die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten zur Lagerüberwachung und/oder zur Überwachung der Rollendrehung und/oder zur Überwachung des Rollenstillstands und/oder zur Überwachung des Rollenbruchs und/oder zur Überwachung des Lagerbruchs und/oder zur Überwachung des Rollenschlupfs herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rollenstillstand dadurch erkannt wird, dass eine Lagerkraft vorliegt, die auf dem Niveau von anderen Lagerkräften liegt, aber keine zeitliche Periodizität der Lagerkraft erkennbar ist, welche auf ein Drehen der Rolle des überwachten Lagers hindeuten würde.
  11. Verfahren zur Detektierung eines Betriebszustandes von einer Stranggießanlage mit einer Strangführung aus Stranggießsegmenten, insbesondere einer Brammen- oder Dünnbrammenanlage, mit zumindest einem Segment mit Rollen und/oder Teilrollen, die mittels Lagern gelagert sind, wobei zur Überwachung von Lagerkräften und/oder der zeitlichen Änderung von Lagerkräften an zumindest einzelnen Lagern Messwertaufnehmer angeordnet sind, wobei die von den Messwertaufnehmern ermittelten Daten an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden zur Auswertung und/oder Signalisierung des Betriebszustandes der Anlage, zumindest eines Segments und/oder zumindest einer Rolle, und/oder zumindest einer Teilrolle und/oder zumindest eines Lagers, wobei die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten zur Lagerüberwachung und/oder zur Überwachung der Rollendrehung und/oder zur Überwachung des Rollenstillstands und/oder zur Überwachung des Rollenbruchs und/oder zur Überwachung des Lagerbruchs und/oder zur Überwachung des Rollenschlupfs herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rollenschlupf dadurch erkannt wird, dass eine Lagerkraft vorliegt, die auf dem Niveau von anderen Lagerkräften liegt und eine zeitliche Periodizität der Lagerkraft erkennbar ist, welche sich von der zeitlichen Periodizität der anderen Rollen unterscheidet.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die tatsächliche Rollenumfangsgeschwindigkeit ermittelt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 8, 9, 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Messwertaufnehmern und der Auswerteeinheit eine Daten- oder Signalverbindung besteht, welche als Datenbus oder mittels Direktverkabelung ausgebildet ist.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten mittels zumindest einer Anzeigeeinheit angezeigt werden und/oder zu Steuerungs- oder Regelungszwecken verwendet werden.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten statistisch auswertbar sind zur Erzeugung einer Lagerstatistik, einer Symmetriestatistik zur Erkennung von ungleichmäßigen Belastungen, einer Verschleißstatistik zur Detektion eines Verschleißes und/oder einer Überwachungsstatistik zur Ermittlung einer vorbeugenden Wartung, zur Maschinenwartung, Maschinenoptimierung und/oder einer Anpassung einer Belastungsverteilung.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113399638A (zh) * 2021-06-29 2021-09-17 上海二十冶建设有限公司 一种板坯连铸机扇形段电气系统的分区分步调试方法

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