DE102021001967A1 - Pressure surge-free coupling and decoupling of pumps - Google Patents

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Abstract

Eine Kühleinrichtung (1) weist Aufbringeinrichtungen (4) auf, mittels derer Wasser (5) auf ein heißes Walzgut (2) aus Metall aufgebracht wird. Den Aufbringeinrichtungen (4) ist eine Pumpenanordnung (6) mit mehreren parallel geschalteten Pumpen (8) vorgeordnet, mittels derer das Wasser (5) über eine Sammelleitung (7) zu den Aufbringeinrichtungen (4) gepumpt wird. Die von den Pumpen (8) in die Sammelleitung (7) eingespeiste Gesamtwassermenge (W) ist gleich der Summe der von jeweils einer einzelnen Pumpe (8) gepumpten Einzelwassermengen (wi). Einer Steuereinrichtung (11) der Kühleinrichtung (1) werden eine Soll-Gesamtwassermenge (W*) und ein Soll-Druck (p*) ausgangsseitig der Pumpenanordnung (6) bekannt. Sie bestimmt für die Pumpen (8) die Soll-Einzelwassermengen (wi*), so dass deren Summe gleich der Soll-Gesamtwassermenge (W*) ist. Sie ermittelt für die Pumpen (8) anhand der jeweiligen Soll-Einzelwassermenge (wi*) und des Soll-Druckes (p*) die jeweilige Drehzahl (ni) und steuert die Pumpen (8) entsprechend an. Zum Auskoppeln einer Pumpe (81) aus der Pumpenanordnung wird für diese Pumpe (81) ein zeitlicher Verlauf von deren Soll-Einzelwassermenge (w1*) derart bestimmt, dass diese Soll-Einzelwassermenge (w1*) während einer Auskoppelzeit (T1) von einem Anfangswert (w10*) auf einen Endwert von 0 absinkt. Die Steuereinrichtung (11) ermittelt die Soll-Einzelwassermenge (w1*) für die auszukoppelnde Pumpe (81) während der Auskoppelzeit (T1) gemäß dem zeitlichen Verlauf. Zum Einkoppeln einer Pumpe (84) in die Pumpenanordnung (6) wird invers vorgegangen.A cooling device (1) has application devices (4) by means of which water (5) is applied to a hot rolling stock (2) made of metal. The application devices (4) are preceded by a pump arrangement (6) with several pumps (8) connected in parallel, by means of which the water (5) is pumped via a collecting line (7) to the application devices (4). The total amount of water (W) fed into the collecting line (7) by the pumps (8) is equal to the sum of the individual amounts of water (wi) pumped by each individual pump (8). A target total water quantity (W*) and a target pressure (p*) on the outlet side of the pump arrangement (6) are known to a control device (11) of the cooling device (1). It determines the target individual water quantities (wi*) for the pumps (8), so that their total is equal to the target total water quantity (W*). It determines the respective speed (ni) for the pumps (8) on the basis of the respective target individual water quantity (wi*) and the target pressure (p*) and controls the pumps (8) accordingly. To decouple a pump (81) from the pump arrangement, a time profile of its target individual water quantity (w1*) is determined for this pump (81) in such a way that this target individual water quantity (w1*) changes from an initial value during a decoupling time (T1). (w10*) falls to a final value of 0. The control device (11) determines the desired individual water quantity (w1*) for the pump (81) to be decoupled during the decoupling time (T1) according to the course over time. The procedure for coupling a pump (84) into the pump arrangement (6) is reversed.

Description

Gebiet der Technikfield of technology

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Betriebsverfahren für eine Kühleinrichtung zum Kühlen eines heißen Walzguts aus Metall,

  • - wobei die Kühleinrichtung eine Anzahl von Aufbringeinrichtungen aufweist, mittels derer Wasser auf das Walzgut aufgebracht wird,
  • - wobei den Aufbringeinrichtungen eine Pumpenanordnung vorgeordnet ist, mittels derer das Wasser über eine Sammelleitung zu den Aufbringeinrichtungen gepumpt wird,
  • - wobei die Pumpenanordnung mehrere parallel geschaltete Pumpen aufweist, so dass eine von den Pumpen in die Sammelleitung eingespeiste Gesamtwassermenge gleich der Summe von Einzelwassermengen ist, die von jeweils einer einzelnen Pumpe gepumpt werden,

mit folgenden, zyklisch ausgeführten Schritten:
  • - der Steuereinrichtung werden eine Soll-Gesamtwassermenge und ein Soll-Druck ausgangsseitig der Pumpenanordnung bekannt,
  • - die Steuereinrichtung bestimmt für die Pumpen eine jeweilige Soll-Einzelwassermenge, so dass die Summe der Soll-Einzelwassermengen gleich der Soll-Gesamtwassermenge ist,
  • - die Steuereinrichtung ermittelt für die Pumpen anhand der jeweiligen Soll-Einzelwassermenge und des Soll-Druckes die jeweilige Drehzahl,
  • - die Steuereinrichtung steuert die Pumpen entsprechend der jeweils ermittelten Drehzahl an.
The present invention is based on an operating method for a cooling device for cooling a hot rolling stock made of metal,
  • - wherein the cooling device has a number of application devices, by means of which water is applied to the rolling stock,
  • - wherein the application devices are preceded by a pump arrangement, by means of which the water is pumped via a collecting line to the application devices,
  • - wherein the pump arrangement has a plurality of pumps connected in parallel, so that a total amount of water fed into the collecting line by the pumps is equal to the sum of individual amounts of water that are pumped by a single pump in each case,

with the following cyclically executed steps:
  • - the control device is informed of a target total water quantity and a target pressure on the output side of the pump arrangement,
  • - the control device determines a respective target individual water quantity for the pumps, so that the sum of the target individual water quantities is equal to the target total water quantity,
  • - the control device determines the respective speed for the pumps based on the respective target individual water quantity and the target pressure,
  • - The control device controls the pumps according to the speed determined in each case.

Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Computerprogramm, das Maschinencode umfasst, der von einer Steuereinrichtung für eine Kühleinrichtung zum Kühlen eines heißen Walzguts aus Metall abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass

  • - der Steuereinrichtung eine Soll-Gesamtwassermenge und ein Soll-Druck ausgangsseitig der Pumpenanordnung bekannt werden,
  • - die Steuereinrichtung für die Pumpen eine jeweilige Soll-Einzelwassermenge bestimmt, so dass die Summe der Soll-Einzelwassermengen gleich der Soll-Gesamtwassermenge ist,
  • - die Steuereinrichtung für die Pumpen anhand der jeweiligen Soll-Einzelwassermenge und des Soll-Druckes die jeweilige Drehzahl ermittelt und
  • - die Steuereinrichtung die Pumpen entsprechend der jeweils ermittelten Drehzahl ansteuert.
The present invention is also based on a computer program that includes machine code that can be processed by a control device for a cooling device for cooling a hot rolling stock made of metal, the processing of the machine code by the control device having the effect that
  • - the control device becomes aware of a target total water quantity and a target pressure on the output side of the pump arrangement,
  • - the control device for the pumps determines a respective target individual water quantity, so that the sum of the target individual water quantities is equal to the target total water quantity,
  • - The control device for the pumps determines the respective speed based on the respective target individual water quantity and the target pressure and
  • - The control device activates the pumps according to the speed determined in each case.

Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Kühleinrichtung zum Kühlen eines heißen Walzguts aus Metall,

  • - wobei die Kühleinrichtung eine Anzahl von Aufbringeinrichtungen aufweist, mittels derer Wasser auf das Walzgut aufgebracht wird,
  • - wobei den Aufbringeinrichtungen eine Pumpenanordnung vorgeordnet ist, mittels derer das Wasser über eine Sammelleitung zu den Aufbringeinrichtungen gepumpt wird,
  • - wobei die Pumpenanordnung mehrere parallel geschaltete Pumpen aufweist, so dass eine von den Pumpen in die Sammelleitung eingespeiste Gesamtwassermenge gleich der Summe von Einzelwassermengen ist, die von jeweils einer einzelnen Pumpe gepumpt werden,
  • - wobei die Kühleinrichtung eine derartige Steuereinrichtung aufweist, welche die Kühleinrichtung gemäß einem derartigen Betriebsverfahren betreibt.
The present invention is also based on a cooling device for cooling a hot rolling stock made of metal,
  • - wherein the cooling device has a number of application devices, by means of which water is applied to the rolling stock,
  • - wherein the application devices are preceded by a pump arrangement, by means of which the water is pumped via a collecting line to the application devices,
  • - wherein the pump arrangement has a plurality of pumps connected in parallel, so that a total amount of water fed into the collecting line by the pumps is equal to the sum of individual amounts of water that are pumped by a single pump in each case,
  • - wherein the cooling device has such a control device, which operates the cooling device according to such an operating method.

Stand der TechnikState of the art

Vor, beim und/oder nach dem Walzen von Walzgut aus Metall wird das Walzgut in vielen Fällen aktiv mit Wasser gekühlt. Die Kühlung kann beispielsweise in einer Kühlstrecke erfolgen, die einer Warmwalzstraße nachgeordnet ist. Sie kann auch durch Zwischengerüstkühlungen erfolgen, die zwischen den Walzgerüsten einer Warmwalzstraße angeordnet sind. Sie kann auch in einer Kühlung erfolgen, die zwischen einer Vorstraße und eine Fertigstraße angeordnet ist.In many cases, the rolling stock is actively cooled with water before, during and/or after rolling metal stock. The cooling can take place, for example, in a cooling section that is downstream of a hot rolling train. It can also take place by means of interstand cooling, which is arranged between the roll stands of a hot rolling train. It can also take place in a cooling system that is arranged between a roughing train and a finishing train.

Das Aufbringen des Wassers auf das Walzgut erfolgt durch entsprechende Aufbringeinrichtungen, beispielsweise Kühlbalken oder Spritzbalken. Den Aufbringeinrichtungen wird das Wasser ausgehend von einer Sammelleitung über Stichleitungen zugeführt, in denen Ventile angeordnet sind. Die Sammelleitung wiederum wird über Pumpen gespeist. Insbesondere sogenannte Intensivkühlungen sind derart aufgebaut. Aber auch bei Laminarkühlungen sind derartige Vorgehensweisen bekannt.The water is applied to the rolling stock by appropriate application devices, for example cooling bars or spray bars. The water is fed to the application devices from a collecting line via branch lines in which valves are arranged. The collection line, in turn, is fed via pumps. In particular, so-called intensive cooling systems are constructed in this way. However, such procedures are also known for laminar cooling.

Es sind Ausgestaltungen bekannt, bei denen zwischen der Pumpenanordnung und den Aufbringeinrichtungen bzw. den zugehörigen Ventilen keine Pufferspeicher für das Wasser angeordnet sind. In diesem Fall stimmt die von der Pumpenanordnung in die Sammelleitung eingespeiste Gesamtwassermenge direkt mit der Wassermenge überein, die über die Aufbringeinrichtungen auf das Walzgut aufgebracht wird. In anderen Fällen sind an die Sammelleitung und/oder die Stichleitungen Pufferspeicher angeschlossen, beispielsweise ein Hochbehälter oder teilweise mit Wasser und teilweise mit Luft gefüllte Ausgleichsgefäße. Es ist weiterhin bekannt, Steigrohre mit Überlauf vorzusehen. Welche der genannten Vorgehensweisen ergriffen wird, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung von untergeordneter Bedeutung. Entscheidend ist lediglich, dass mehrere parallel angeordnete Pumpen vorhanden sind.Configurations are known in which no buffer reservoirs for the water are arranged between the pump arrangement and the application devices or the associated valves. In this case, the total amount of water fed into the collecting line by the pump arrangement corresponds directly to the amount of water applied to the rolling stock via the application devices. In other cases, to the Sam duct and/or the branch lines are connected to buffer storage, for example an elevated tank or expansion tanks filled partly with water and partly with air. It is also known to provide risers with an overflow. Which of the procedures mentioned is taken is of secondary importance within the scope of the present invention. The only decisive factor is that there are several pumps arranged in parallel.

Bei einer derartigen Pumpenanordnung ist es nicht immer sinnvoll, alle Pumpen zu verwenden. Beispielsweise kann es erforderlich sein, eine Pumpe zu Wartungszwecken oder wegen eines unvorhergesehenen Defekts stillzusetzen. Auch kann sich die Situation ergeben, dass aufgrund des aktuellen Betriebszustands der Kühleinrichtung ein gleichzeitiger Betrieb aller Pumpen zwar technisch möglich ist, wirtschaftlich aber unvorteilhaft ist. Das Zu- und Abschalten von Pumpen ist jedoch problematisch. Insbesondere wird nicht nur eine bestimmte Zeit benötigt, sondern tritt oftmals auch unnötiger Verschleiß in der Mechanik, den Ventilen, den Pumpen usw. auf, da es insbesondere beim Abschalten - teilweise auch beim Zuschalten - zu sogenannten Druckschlägen kommen kann, also abrupten Druckänderungen.With such a pump arrangement, it does not always make sense to use all of the pumps. For example, it may be necessary to stop a pump for maintenance or because of an unforeseen defect. The situation can also arise in which, due to the current operating state of the cooling device, simultaneous operation of all pumps is technically possible, but is economically disadvantageous. However, switching pumps on and off is problematic. In particular, not only is a certain amount of time required, but unnecessary wear and tear often occurs in the mechanics, the valves, the pumps, etc., since so-called pressure surges can occur, i.e. abrupt pressure changes, especially when switching off - sometimes also when switching on.

Zur Vermeidung von Druckschlägen ist es bekannt, ausgangsseitig der Pumpen Rückschlagventile anzuordnen. Dadurch wird verhindert, dass Wasser rückwärts durch die jeweilige Pumpe fließt. Beim Abschalten einer jeweiligen Pumpe schließt sich das entsprechende Rückschlagventil. Die Rückschlagventile sind mit Dämpfungselementen ausgestattet, die bei einem schnellen Abschalten der entsprechenden Pumpe den Druckstoß reduzieren, der durch das rasche Schließen des Rückschlagventils unweigerlich entsteht. Diese Vorgehensweise weist mehrere entscheidende Nachteile auf. Zum einen sind die Dämpfungselemente aufwendig, kostenintensiv und störanfällig. Weiterhin verursachen die Rückschlagventile bei eingeschalteten Pumpen stets einen Strömungswiderstand, durch den die Steuerung weniger genau wird. Schließlich sind Rückschlagventile auch teurer als normale Schaltventile.In order to avoid pressure surges, it is known to arrange check valves on the outlet side of the pump. This prevents water from flowing backwards through the respective pump. When a respective pump is switched off, the corresponding non-return valve closes. The non-return valves are equipped with damping elements that reduce the pressure surge that inevitably occurs when the non-return valve closes quickly if the relevant pump is switched off quickly. This approach has several key disadvantages. On the one hand, the damping elements are complex, expensive and prone to failure. Furthermore, when the pumps are switched on, the non-return valves always cause a flow resistance, which makes the control less precise. Finally, check valves are also more expensive than normal switching valves.

Weiterhin ist bekannt, bei einer Pumpe, die abgeschaltet werden soll, die Drehzahl langsam zu reduzieren. Das zugehörige Rückschlagventil schließt sich dann langsam und stoßfrei. Diese Vorgehensweise vermeidet zwar die Dämpfungselemente, es sind aber weiterhin Rückschlagventile erforderlich.It is also known to slowly reduce the speed of a pump that is to be switched off. The associated non-return valve then closes slowly and smoothly. Although this procedure avoids the damping elements, check valves are still required.

Weiterhin ist es bekannt, eine sequenzielle Abschaltstrategie anzuwenden. Eine derartige sequenzielle Abschaltstrategie ist insbesondere dann erforderlich, wenn ausgangsseitig der Pumpen nur normale Schaltventile angeordnet sind. Sie kann aber auch dann ergriffen werden, wenn Rückschlagventile vorhanden sind. Im Rahmen der sequenzielle Abschaltstrategie werden beispielsweise zunächst alle in Betrieb befindlichen Pumpen der Pumpenanordnung auf eine bestimmte Drehzahl heruntergefahren. Die Drehzahl ist derart bestimmt, dass das Abschalten einer Pumpe problemlos möglich ist. Sodann wird das Schaltventil bei der abzuschaltenden Pumpe geschlossen. Danach wird die Pumpe abgeschaltet. Schließlich werden die verbliebenen Pumpen der Pumpenanordnung - also ohne die abgeschaltete Pumpe - wieder auf Betriebsdrehzahl hochgefahren und die Steuerung der Kühlstrecke wird fortgesetzt. Diese Vorgehensweise weist den Nachteil auf, dass während des Abschaltzeitraums ein normaler Betrieb der Kühleinrichtung nicht möglich ist.Furthermore, it is known to use a sequential switch-off strategy. Such a sequential switch-off strategy is necessary in particular when only normal switching valves are arranged on the output side of the pumps. However, it can also be used if check valves are present. As part of the sequential shutdown strategy, for example, all of the pumps in the pump arrangement that are in operation are first shut down to a specific speed. The speed is determined in such a way that it is possible to switch off a pump without any problems. Then the switching valve is closed at the pump to be switched off. Then the pump is switched off. Finally, the remaining pumps in the pump arrangement—that is, without the pump that has been switched off—are run up to operating speed again and the control of the cooling section is continued. This procedure has the disadvantage that normal operation of the cooling device is not possible during the switch-off period.

Weiterhin ist bekannt, das Abschalten von Pumpen in Zeiträume zu verlegen, während derer nur wenig Wasser benötigt wird und die Drehzahlen der Pumpen daher relativ gering sind. Diese Vorgehensweise ist sehr unflexibel. Noch stärker gilt dies, wenn zum Abschalten einer Pumpe eine kurze Produktionspause geplant werden muss.Furthermore, it is known to shift the switching off of pumps to periods during which only little water is required and the speeds of the pumps are therefore relatively low. This approach is very inflexible. This applies even more when a short break in production has to be planned to switch off a pump.

Für das Zuschalten einer Pumpe sind inverse Vorgehensweisen bekannt. Ist ein Rückschlagventil vorhanden, kann die Pumpe direkt auf ihre Zieldrehzahl hochgefahren werden. Sie drückt in diesem Fall das Rückschlagventil auf, sobald sie einen hinreichend hohen Pumpendruck erzeugt. Ist kein Rückschlagventil vorhanden, wird eine zu der obenstehend erläuterten Abschaltstrategie inverse Zuschaltstrategie implementiert.Inverse procedures are known for switching on a pump. If a check valve is present, the pump can be run up to its target speed directly. In this case, it pushes the check valve open as soon as it generates a sufficiently high pump pressure. If there is no check valve, a switch-on strategy that is the inverse of the switch-off strategy explained above is implemented.

In vielen Fällen ist beim Zuschalten oder Abschalten einer Pumpe eine zumindest kurzzeitige Beeinträchtigung der Produktion nicht zu vermeiden. Lediglich bei der aus anderen Gründen nachteiligen Variante, bei welcher das Wasser zunächst in einen Pufferspeicher gepumpt wird, ist die Entkopplung so gut, dass Pumpen problemlos auch während der Produktion zu- oder abgeschaltet werden können. Bei einem hinreichend großen Pufferspeicher ist auch die Zeit für das Zuschalten bzw. Abschalten nur noch von geringer Bedeutung, so dass die Abschaltstrategie und die Zuschaltstrategie problemlos realisiert werden können. In diesem Fall ist aber ein entsprechend großer Pufferspeicher erforderlich. In allen anderen Fällen ist das Zuschalten oder Abschalten einer Pumpe nur realisierbar, wenn gleichzeitig die Menge an gekühltem Walzgut reduziert wird oder eine ungenauere Kühlung mit den damit verbundenen Qualitätseinbußen des Walzguts in Kauf genommen werden.In many cases, at least a short-term impairment of production cannot be avoided when a pump is switched on or off. Only in the variant, which is disadvantageous for other reasons, in which the water is first pumped into a buffer storage tank, is the decoupling so good that pumps can be switched on or off during production without any problems. With a sufficiently large buffer store, the time for switching on and off is also only of minor importance, so that the switch-off strategy and the switch-on strategy can be implemented without any problems. In this case, however, a correspondingly large buffer memory is required. In all other cases, a pump can only be switched on or off if the quantity of rolled stock to be cooled is reduced at the same time or less precise cooling with the associated loss of quality of the rolled stock is accepted.

Es ist bekannt, dass bei Pumpen deren Drehzahl, die geförderte Wassermenge und die Druckerhöhung (also die Differenz zwischen dem ausgangsseitig der Pumpe herrschenden Pumpendruck und dem eingangsseitig der Pumpe herrschenden Saugdruck) durch eine Pumpencharakteristik beschrieben werden können, beispielsweise in Form eines zweidimensionalen Kennlinienfeldes oder durch eine parametrierbare eindimensionale Kennlinie. Rein beispielhaft kann für das zweidimensionale Kennlinienfeld auf die WO 2013/143 925 A1 und für die eindimensionale parametrierbare Kennlinie auf die ältere, am Anmeldetag nicht vorveröffentlichte EP-Anmeldung 20 169 308.2 (Anmeldetag 14.04.2020) verwiesen werden. Insbesondere das entsprechenden zweidimensionale Kennlinienfeld wird oftmals vom Hersteller der jeweiligen Pumpe im Rahmen des Datenblattes mit veröffentlicht.It is known that in the case of pumps, the speed, the pumped water volume and the pressure increase (i.e. the difference between the pump pressure prevailing on the outlet side of the pump and the suction pressure prevailing on the inlet side of the pump) can be described by a pump characteristic, for example in the form of a two-dimensional family of characteristics or by a parameterizable one-dimensional characteristic. Purely as an example, for the two-dimensional family of characteristics on the WO 2013/143 925 A1 and for the one-dimensional parameterizable characteristic on the older EP application, which was not pre-published on the filing date 20 169 308.2 (Registration date April 14, 2020). In particular, the corresponding two-dimensional family of characteristics is often published by the manufacturer of the respective pump as part of the data sheet.

Aus der WO 2019/115 145 A1 ist bekannt, bei der Ermittlung des erforderlichen Pumpendruckes zusätzlich zu der zu fördernden Wassermenge auch Änderungen der Wassermenge und hiermit korrespondierende Beschleunigungen des Wassers zu berücksichtigen.From the WO 2019/115 145 A1 It is known that when determining the required pump pressure, in addition to the amount of water to be pumped, changes in the amount of water and the corresponding acceleration of the water must also be taken into account.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the Invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer auf relativ einfache und zuverlässige Weise ein Zuschalten bzw. Abschalten einer Pumpe möglich ist, ohne den laufenden Betrieb der Kühleinrichtung negativ zu beeinflussen.The object of the present invention is to create possibilities by means of which a pump can be switched on or off in a relatively simple and reliable manner without negatively influencing the ongoing operation of the cooling device.

Die Aufgabe wird, soweit es das Auskoppeln einer Pumpe aus der Pumpenanordnung betrifft, durch ein Betriebsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird ein Betriebsverfahren der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet, dass zum Auskoppeln einer Pumpe aus der Pumpenanordnung für die auszukoppelnde Pumpe ein zeitlicher Verlauf von deren Soll-Einzelwassermenge derart bestimmt wird, dass die Soll-Einzelwassermenge der auszukoppelnden Pumpe während einer Auskoppelzeit von einem Anfangswert oberhalb von 0 auf einen Endwert von 0 absinkt, und dass die Steuereinrichtung die Soll-Einzelwassermenge für die auszukoppelnde Pumpe während der Auskoppelzeit gemäß dem zeitlichen Verlauf ermittelt.As far as the decoupling of a pump from the pump arrangement is concerned, the object is achieved by an operating method having the features of claim 1 . According to the invention, an operating method of the type mentioned at the outset is designed in that, for decoupling a pump from the pump arrangement, a time profile of the target individual water quantity for the pump to be decoupled is determined in such a way that the target individual water quantity of the pump to be decoupled increases from an initial value during a decoupling time drops from 0 to a final value of 0, and that the control device determines the target individual water quantity for the pump to be decoupled during the decoupling time according to the course over time.

Die Aufgabe wird, soweit es das Einkoppeln einer Pumpe in die Pumpenanordnung betrifft, durch ein Betriebsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst. Erfindungsgemäß wird ein Betriebsverfahren der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet, dass zum Einkoppeln einer Pumpe in die Pumpenanordnung für die einzukoppelnde Pumpe ein zeitlicher Verlauf von deren Soll-Einzelwassermenge derart bestimmt wird, dass die Soll-Einzelwassermenge der einzukoppelnden Pumpe während einer Einkoppelzeit von einem Anfangswert von 0 auf einen Endwert oberhalb von 0 ansteigt, und dass die Steuereinrichtung die Soll-Einzelwassermenge für die einzukoppelnde Pumpe während der Einkoppelzeit gemäß dem zeitlichen Verlauf ermittelt.As far as the coupling of a pump into the pump arrangement is concerned, the object is achieved by an operating method having the features of claim 2 . According to the invention, an operating method of the type mentioned at the outset is designed in that, for coupling a pump into the pump arrangement, a time profile of the pump to be coupled in is determined for the pump to be coupled in such that the target individual water quantity of the pump to be coupled in during a coupling time varies from an initial value of 0 rises to a final value above 0, and that the control device determines the target individual water quantity for the pump to be coupled in during the coupling time according to the course over time.

Die beiden Verfahren können auch miteinander kombiniert werden, dass also einerseits eine Pumpe in die Pumpenanordnung eingekoppelt wird und andererseits eine andere, von der einzu koppelnden Pumpe verschiedene Pumpe aus der Pumpenanordnung ausgekoppelt wird. Im einfachsten Fall erfolgen das Einkoppeln einer Pumpe in die Pumpenanordnung und das Auskoppeln einer anderen Pumpe aus der Pumpenanordnung zeitlich nacheinander. Die zugehörigen zeitlichen Verläufe der entsprechenden Soll-Einzelwassermengen überlappen sich in diesem Fall zeitlich nicht. Die Reihenfolge ist daher irrelevant. Es ist aber auch möglich, dass der zeitliche Verlauf der Soll-Einzelwassermenge für die einzukoppelnde Pumpe und der zeitliche Verlauf der Soll-Einzelwassermenge für die auszukoppelnde Pumpe (bzw. die Einkoppelzeit und die Auskoppelzeit) sich zeitlich überlappen. In diesem Fall erfolgen das Einkoppeln und das Auskoppeln zumindest teilweise gleichzeitig. Auch in diesem Fall ist die Reihenfolge aber irrelevant.The two methods can also be combined with one another, so that on the one hand a pump is coupled into the pump arrangement and on the other hand another pump that is different from the pump to be coupled is decoupled from the pump arrangement. In the simplest case, a pump is coupled into the pump arrangement and another pump is decoupled from the pump arrangement one after the other. In this case, the associated time curves of the corresponding target individual water quantities do not overlap in time. The order is therefore irrelevant. However, it is also possible for the time profile of the target individual water quantity for the pump to be coupled in and the time profile of the target individual water quantity for the pump to be coupled out (or the coupling time and the decoupling time) to overlap in time. In this case, the coupling and the decoupling take place at least partially simultaneously. In this case, too, the order is irrelevant.

Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Erfindungsgemäß bewirkt die Abarbeitung des Computerprogramms zusätzlich zu den oben genannten Schritten, dass die Steuereinrichtung

  • - die Soll-Einzelwassermenge für eine aus der Pumpenanordnung auszukoppelnde Pumpe während einer Auskoppelzeit gemäß einem zeitlichen Verlauf von deren Soll-Einzelwassermenge bestimmt, wobei der zeitliche Verlauf während der Auskoppelzeit von einem Anfangswert oberhalb von 0 auf einen Endwert von 0 absinkt, und/oder
  • - die Soll-Einzelwassermenge für eine in die Pumpenanordnung einzukoppelnde Pumpe während einer Einkoppelzeit gemäß einem zeitlichen Verlauf von deren Soll-Einzelwassermenge bestimmt, wobei der zeitliche Verlauf während der Einkoppelzeit von einem Anfangswert von 0 auf einen Endwert oberhalb von 0 ansteigt.
The object is also achieved by a computer program with the features of claim 5. According to the invention, the processing of the computer program causes, in addition to the steps mentioned above, that the control device
  • - the target individual water quantity for a pump to be decoupled from the pump arrangement is determined during a decoupling time according to a time profile of its target individual water quantity, with the time profile falling from an initial value above 0 to a final value of 0 during the decoupling time, and/or
  • - Determines the target individual water quantity for a pump to be coupled into the pump arrangement during a coupling time according to a time profile of its target individual water quantity, with the time profile increasing from an initial value of 0 to a final value above 0 during the coupling time.

Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung für eine Kühleinrichtung zum Kühlen eines heißen Walzguts aus Metall mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Computerprogramm programmiert, so dass die Steuereinrichtung die Kühleinrichtung gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren betreibt.The object is further achieved by a control device for a cooling device for cooling a hot rolling stock made of metal with the features of claim 6. According to the invention, the control device is programmed with a computer program according to the invention, so that the Controller operates the cooling device according to an operating method according to the invention.

Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Kühleinrichtung zum Kühlen eines heißen Walzguts aus Metall mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Erfindungsgemäß weist die Kühleinrichtung eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung auf, welche die Kühleinrichtung gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren betreibt.The object is also achieved by a cooling device for cooling a hot rolling stock made of metal with the features of claim 7. According to the invention, the cooling device has a control device according to the invention, which operates the cooling device according to an operating method according to the invention.

Figurenlistecharacter list

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:

  • 1 eine Kühleinrichtung,
  • 2 ein Ablaufdiagramm und
  • 3 bis 5 Zeitdiagramme.
The characteristics, features and advantages of this invention described above, and the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in connection with the drawings. This shows in a schematic representation:
  • 1 a cooling device,
  • 2 a flow chart and
  • 3 until 5 timing charts.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

Gemäß 1 ist eine Kühleinrichtung 1 zum Kühlen eines heißen Walzguts 2 aus Metall einer Walzstraße nachgeordnet. Von der Walzstraße ist in 1 nur das letzte Walzgerüst 3 dargestellt. Die Walzstraße kann nach Bedarf aber auch weitere Walzgerüste aufweisen, die dem letzten Walzgerüst 2 vorgeordnet sind. Aufgrund der Nachordnung der Kühleinrichtung 1 ist die Kühleinrichtung 1 als Kühlstrecke ausgebildet. Dies ist aber von untergeordneter Bedeutung. Die Kühleinrichtung 1 könnte ebenso innerhalb der Walzstraße angeordnet sein oder der Walzstraße vorgeordnet sein. Das Walzgut 2 kann ein flaches Walzgut oder einen andersartiges Walzgut sein, beispielsweise ein stabförmiges Walzgut oder ein Profil. Das Material des Walzguts 2 kann beispielsweise Stahl oder Aluminium sein Auch Form und Material des Walzguts 2 sind von untergeordneter Bedeutung.According to 1 A cooling device 1 for cooling a hot rolling stock 2 made of metal is arranged downstream of a rolling train. From the rolling mill is in 1 only the last roll stand 3 is shown. If required, the rolling train can also have further roll stands, which are arranged upstream of the last roll stand 2 . Due to the downstream arrangement of the cooling device 1, the cooling device 1 is designed as a cooling section. But this is of secondary importance. The cooling device 1 could also be arranged inside the rolling mill or upstream of the rolling mill. The rolling stock 2 can be a flat rolling stock or another type of rolling stock, for example a rod-shaped rolling stock or a profile. The material of the rolling stock 2 can be steel or aluminum, for example. The shape and material of the rolling stock 2 are also of secondary importance.

Die Kühleinrichtung 1 weist eine Anzahl von Aufbringeinrichtungen 4 auf, mittels derer Wasser 5 auf das Walzgut 2 aufgebracht wird. Konkret sind in 1 vier Aufbringeinrichtungen 4 dargestellt, mittels derer das Wasser 5 ausschließlich von oben auf das Walzgut 2 aufgebracht wird. Sowohl die Anzahl an Aufbringeinrichtungen 4 als auch deren Anordnung (im Falle eines flachen Walzguts 2 oberhalb und/oder unterhalb des Walzguts 2, im Falle eines anderen Walzguts 2 an beliebigen Stellen des Umfangs um das Walzgut 2 herum) sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung von untergeordneter Bedeutung.The cooling device 1 has a number of application devices 4 by means of which water 5 is applied to the rolling stock 2 . Specifically are in 1 Four application devices 4 are shown, by means of which the water 5 is applied to the rolling stock 2 exclusively from above. Both the number of application devices 4 and their arrangement (in the case of a flat rolling stock 2 above and/or below the rolling stock 2, in the case of another rolling stock 2 at any point on the circumference around the rolling stock 2) are within the scope of the present invention of secondary importance.

Den Aufbringeinrichtungen 4 ist eine Pumpenanordnung 6 vorgeordnet. Mittels der Pumpenanordnung 6 wird das Wasser 5 über eine Sammelleitung 7 zu den Aufbringeinrichtungen 4 gepumpt. Die Pumpenanordnung 6 weist mehrere parallel geschaltete Pumpen 8 auf. Die genaue Anzahl an Pumpen 8 ist von untergeordneter Bedeutung. Minimal sind aber zwei Pumpen 8 vorhanden. Meist ist die Anzahl an Pumpen 8 erheblich größer als zwei und beträgt beispielsweise vier bis zehn. Die Anzahl an Pumpen 8 wird nachfolgend mit k bezeichnet. Die Pumpen 8 sind in der Regel untereinander gleichartig ausgebildet und dimensioniert. Dies ist aber nicht zwingend erforderlich. Die Pumpen 8 pumpen eine jeweilige Einzelwassermenge wi (mit i = 1, 2, ... k) und speisen sie dadurch in die Sammelleitung 7 ein. Eine Gesamtwassermenge W, die der Sammelleitung 7 zugeführt wird, ergibt sich somit als Summe der Einzelwassermengen wi: W = i = 1 k w i

Figure DE102021001967A1_0001
A pump arrangement 6 is arranged upstream of the application devices 4 . The water 5 is pumped to the application devices 4 via a collecting line 7 by means of the pump arrangement 6 . The pump arrangement 6 has a plurality of pumps 8 connected in parallel. The exact number of pumps 8 is of secondary importance. However, at least two pumps 8 are present. The number of pumps 8 is usually considerably greater than two and is four to ten, for example. The number of pumps 8 is referred to below as k. The pumps 8 are generally designed and dimensioned identically to one another. However, this is not absolutely necessary. The pumps 8 pump a respective individual amount of water wi (with i=1, 2, . . . k) and thereby feed it into the collecting line 7 . A total amount of water W, which is supplied to the collecting line 7, is the sum of the individual water amounts wi: W = i = 1 k w i
Figure DE102021001967A1_0001

Von der Sammelleitung 7 gehen Stichleitungen 9 zu den Aufbringeinrichtungen 4 ab. In den Stichleitungen 9 sind in der Regel Ventile 10 angeordnet. Die Ventile 10 können Schaltventile sein, die nur binär zwischen den Zuständen „vollständig geöffnet“ und „vollständig geschlossen“ geschaltet werden können. Alternativ kann es sich um Regelventile handeln, die kontinuierlich oder in mehreren Stufen zwischen den Zuständen „vollständig geöffnet“ und „vollständig geschlossen“ eingestellt werden können. Die Stichleitungen 9, die Ventile 10 und auch die Ansteuerung der Ventile 10 sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung von untergeordneter Bedeutung. Ebenso ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung von untergeordneter Bedeutung, ob an die Sammelleitung 7 und/oder die Stichleitungen 9 Steigrohre oder Pufferspeicher angeschlossen sind, wobei letztere kurzzeitig und in begrenztem Umfang Wassermengen speichern und wieder abgeben können.Branch lines 9 go from the collecting line 7 to the application devices 4 . In the branch lines 9 valves 10 are usually arranged. The valves 10 can be switching valves that can only be switched between the “fully open” and “fully closed” states in binary fashion. Alternatively, they may be control valves that can be adjusted between fully open and fully closed states continuously or in multiple stages. The branch lines 9, the valves 10 and also the control of the valves 10 are of secondary importance within the scope of the present invention. It is also of secondary importance within the scope of the present invention whether risers or buffer storage tanks are connected to the collecting line 7 and/or the stub lines 9, the latter being able to temporarily and to a limited extent store water quantities and release them again.

Die Kühleinrichtung 1 wird von einer Steuereinrichtung 11 gesteuert. Die Steuereinrichtung 11 ist in der Regel als softwareprogrammierbare Steuerung ausgebildet und mit einem Computerprogramm 12 programmiert. Das Computerprogramm 12 umfasst Maschinencode 13, der von der Steuereinrichtung 11 abarbeitbar ist. Die Abarbeitung des Maschinencodes 13 durch die Steuereinrichtung 11 bewirkt, dass die Steuereinrichtung 11 die Kühleinrichtung 1 gemäß einem Betriebsverfahren betreibt, wie es nachstehend in Verbindung mit 2 näher erläutert wird.The cooling device 1 is controlled by a control device 11 . The control device 11 is generally in the form of a software-programmable controller and is programmed with a computer program 12 . The computer program 12 includes machine code 13 which can be processed by the control device 11 . The execution of the machine code 13 by the controller 11 causes the controller 11 to operate the cooling device 1 according to an operating method as described below in connection with FIG 2 is explained in more detail.

Gemäß 2 werden Schritte S1 bis S5 von der Steuereinrichtung 11 zyklisch ausgeführt. Meist erfolgt die Ausführung binnen einer festen Zykluszeit, die typischerweise zwischen 100 ms und 1000 ms liegt, beispielsweise zwischen 200 ms und 500 ms, insbesondere bei ca. 300 ms.According to 2 Steps S1 to S5 are cyclically executed by the control device 11. Execution usually takes place within a fixed cycle time, which is typically between 100 ms and 1000 ms, for example between 200 ms and 500 ms, in particular around 300 ms.

Im Schritt S1 wird der Steuereinrichtung 11 - gültig für den jeweiligen Zyklus - eine Soll-Gesamtwassermenge W* bekannt. Die Soll-Gesamtwassermenge W* ist diejenige Wassermenge, die im jeweiligen Zyklus von der Pumpenanordnung 6 in die Sammelleitung 7 gepumpt werden soll. Es ist möglich, dass die Soll-Gesamtwassermenge W* (genauer: der entsprechende Zahlenwert) der Steuereinrichtung 11 von außen vorgegeben wird. Es ist auch möglich, dass die Steuereinrichtung 11 die Soll-Gesamtwassermenge W* anhand anderer Angaben selbst ermittelt. Es ist auch möglich, dass der Steuereinrichtung 11 nicht nur der einzelne Wert für den jeweiligen Zyklus bekannt ist, sondern ein größerer zeitlicher Verlauf. Entscheidend ist, dass die Steuereinrichtung 11 nach der Ausführung des Schrittes S1 den Wert für den jeweiligen Zyklus kennt.In step S1, the control device 11--valid for the respective cycle--knows a target total water quantity W*. The target total amount of water W* is that amount of water that is to be pumped from the pump arrangement 6 into the collecting line 7 in the respective cycle. It is possible for the target total water quantity W* (more precisely: the corresponding numerical value) to be preset for the control device 11 from the outside. It is also possible for the control device 11 to determine the target total water quantity W* itself using other information. It is also possible for the control device 11 not only to know the individual value for the respective cycle, but also a larger time profile. It is crucial that the control device 11 knows the value for the respective cycle after the execution of step S1.

Im Schritt S2 wird der Steuereinrichtung 11 - wieder gültig für den jeweiligen Zyklus - ein Soll-Druck p* bekannt. Der Soll-Druck p* ist derjenige Druck ausgangsseitig der Pumpenanordnung 6 (also zur Sammelleitung 7 hin), der von der Pumpenanordnung 6 generiert werden muss, damit in der Sammelleitung 7 die Soll-Gesamtwassermenge W* fließt. Der Soll-Druck p* ist einheitlich für alle Pumpen 8 der Pumpenanordnung 6.In step S2, the control device 11—again valid for the respective cycle—knows a target pressure p*. The target pressure p* is the pressure on the output side of the pump arrangement 6 (that is towards the collecting line 7) which must be generated by the pump arrangement 6 so that the target total water quantity W* flows in the collecting line 7. The target pressure p* is uniform for all pumps 8 of the pump arrangement 6.

Auf welche Art und Weise der Steuereinrichtung 11 der Soll-Druck p* bekannt wird, ist von untergeordneter Bedeutung. In der Regel wird der Soll-Druck p* im Schritt S2 von der Steuereinrichtung 11 selbst errechnet. Entsprechende Vorgehensweisen sind Fachleuten bekannt. Rein beispielhaft kann auf die bereits genannte WO 2019/115 145 A1 verwiesen werden. Es ist möglich, dass der Steuereinrichtung 11 im Schritt S2 nur der einzelne Wert für den jeweiligen Zyklus bekannt wird. Es ist aber ebenso möglich, dass der Steuereinrichtung 11 ein größerer zeitlicher Verlauf bekannt ist. Entscheidend ist, dass die Steuereinrichtung 11 nach der Ausführung des Schrittes S2 den Wert für den jeweiligen Zyklus kennt.The manner in which the control device 11 becomes aware of the setpoint pressure p* is of secondary importance. As a rule, the setpoint pressure p* is calculated by the control device 11 itself in step S2. Appropriate procedures are known to those skilled in the art. Purely by way of example, reference can be made to the one already mentioned WO 2019/115 145 A1 to get expelled. It is possible that only the individual value for the respective cycle becomes known to the control device 11 in step S2. However, it is also possible for the control device 11 to know a longer course over time. It is crucial that the control device 11 knows the value for the respective cycle after the execution of step S2.

Im Schritt S3 bestimmt die Steuereinrichtung 11 für die Pumpen 8 eine jeweilige Soll-Einzelwassermenge wi* (mit i = 1, 2, ... k). Die Bestimmung erfolgt derart, dass die Summe der Soll-Einzelwassermengen wi* gleich der jeweiligen Soll-Gesamtwassermenge W* ist, also der für den jeweiligen Zyklus gültigen Soll-Gesamtwassermenge W*. Die Art und Weise, auf welche die Steuereinrichtung 11 die Soll-Einzelwassermengen wi* bestimmt, kann nach Bedarf gewählt sein. Beispielsweise kann - soweit für einzelne Pumpen 8 nicht spezielle Vorgaben zu berücksichtigen sind (hierzu später) - im einfachsten Fall eine gleichmäßige Verteilung der Soll-Gesamtwassermenge W* auf die Pumpen 8 erfolgen.In step S3, the control device 11 determines a respective target individual water quantity wi* for the pumps 8 (with i=1, 2, . . . k). The determination is made in such a way that the sum of the desired individual water quantities wi* is equal to the respective desired total water quantity W*, ie the desired total water quantity W* valid for the respective cycle. The manner in which the control device 11 determines the target individual water quantities wi* can be selected as required. For example, in the simplest case, if there are no special specifications to be taken into account for individual pumps 8 (more on this later), the desired total water quantity W* can be evenly distributed over the pumps 8 .

Im Schritt S4 ermittelt die Steuereinrichtung 11 für die Pumpen 8 die jeweilige Drehzahl ni (mit i = 1, 2, ... k). Die Ermittlung erfolgt für die jeweilige Pumpe 8 anhand der jeweiligen Soll-Einzelwassermenge wi* und des (für die Pumpen 8 einheitlichen) Soll-Druckes p*. Insbesondere ermittelt die Steuereinrichtung 11 die Differenz zwischen dem Soll-Druck p* und einem eingangsseitig der Pumpen 8 vorliegenden Saugdruck und verwertet sodann diese Druckdifferenz. Die Steuereinrichtung 11 wertet für die Ermittlung der Drehzahlen ni Kennlinien oder Kennlinienfelder der Pumpen 8 aus. Die Kennlinien und die Kennlinienfelder sind Fachleuten allgemein bekannt. Sie geben die funktionale Beziehung zwischen der Druckdifferenz, der geförderten Wassermenge und der Drehzahl an. Im Schritt S5 steuert die Steuereinrichtung 11 die Pumpen 8 entsprechend der jeweils ermittelten Drehzahl ni an.In step S4, the control device 11 determines the respective speed ni for the pumps 8 (with i=1, 2, . . . k). The determination is made for the respective pump 8 on the basis of the respective desired individual water quantity wi* and the desired pressure p* (uniform for the pumps 8). In particular, the control device 11 determines the difference between the setpoint pressure p* and a suction pressure present on the inlet side of the pumps 8 and then evaluates this pressure difference. The control device 11 evaluates characteristic curves or characteristic curve fields of the pumps 8 for determining the speeds ni. The characteristic curves and the characteristic curve fields are generally known to those skilled in the art. They indicate the functional relationship between the pressure difference, the pumped water volume and the speed. In step S5, the control device 11 controls the pumps 8 according to the speed ni determined in each case.

Soweit bisher erläutert, ist die Betriebsweise der Kühleinrichtung 1 (einschließlich der Steuereinrichtung 11) so wie im Stand der Technik auch. Neuartig sind jedoch die Arten und Weisen, auf welche eine Pumpe 8 aus der Pumpenanordnung 6 ausgekoppelt wird und auf welche eine Pumpe 8 in die Pumpenanordnung 6 eingekoppelt wird. Diese Vorgehensweisen werden nachstehend in Verbindung mit den 3 bis 5 erläutert.As far as has been explained so far, the mode of operation of the cooling device 1 (including the control device 11) is the same as in the prior art. What is new, however, are the ways in which a pump 8 is decoupled from the pump arrangement 6 and in which a pump 8 is coupled into the pump arrangement 6 . These procedures are described below in connection with the 3 until 5 explained.

Die Erläuterungen zu den 3 bis 5 basieren auf der konkreten Ausgestaltung gemäß 1, das heißt konkret auf der Annahme, dass die Pumpenanordnung 6 vier Pumpen 8 aufweist. Auch wenn die Vorgehensweisen nachstehend in Verbindung mit insgesamt vier Pumpen 8 erläutert werden, sind die Vorgehensweisen aber unabhängig von der konkreten Anzahl an Pumpen 8. Die Pumpen 8 werden nachfolgend weiterhin teilweise als Pumpen 8i (mit i = 1 bis 4), im Ergebnis also als Pumpen 81 bis 84 bezeichnet. Dies dient lediglich dazu, die Pumpen 8 bei Bedarf individuell referenzieren zu können.The explanations for 3 until 5 are based on the specific design 1 , that is specifically on the assumption that the pump arrangement 6 has four pumps 8 . Even if the procedures are explained below in connection with a total of four pumps 8, the procedures are independent of the specific number of pumps 8. The pumps 8 are subsequently partly referred to as pumps 8i (with i=1 to 4), i.e. as a result referred to as pumps 81-84. This only serves to be able to reference the pumps 8 individually if required.

Im Rahmen von 3 wird erläutert, auf welche Art und Weise eine einzelne Pumpe 8 aus der Pumpenanordnung 6 ausgekoppelt wird. Hierbei wird angenommen, dass konkret die Pumpe 81 ausgekoppelt werden soll.In the context of 3 it is explained how an individual pump 8 is decoupled from the pump arrangement 6 . It is assumed here that the pump 81 is specifically to be decoupled.

Zum Auskoppeln der Pumpe 81 aus der Pumpenanordnung 6 wird für die Pumpe 81 ein zeitlicher Verlauf von deren Soll-Einzelwassermenge w1* bestimmt. Es ist möglich, dass diese Bestimmung von der Steuereinrichtung 11 vorgenommen wird. Alternativ ist es möglich, dass die Bestimmung anderweitig erfolgt und der Steuereinrichtung 11 vorgegeben wird. Entscheidend ist, dass die Soll-Einzelwassermenge w1* der Pumpe 81 entsprechend der Darstellung in 3 während einer Auskoppelzeit T1 von einem Anfangswert w10* auf einen Endwert von 0 absinkt. Der Anfangswert w10* kann beispielsweise derjenige Wert sein, den die Soll-Einzelwassermenge w1* unmittelbar vor Beginn der Auskoppelzeit T1 aufweist. Die Auskoppelzeit T1 liegt meist im Bereich mehrerer Sekunden, in jedem Fall aber entspricht sie mehreren Zyklen. Das Absinken auf den Endwert von 0 kann beispielsweise linear erfolgen.In order to decouple the pump 81 from the pump arrangement 6, a time course of the target individual water quantity w1* is determined for the pump 81. It is possible for the control device 11 to make this determination. Alternatively, it is possible for the determination to take place elsewhere and for the control device 11 to be specified. What matters is that the target singles amount of water w1* of the pump 81 as shown in 3 falls from an initial value w10* to an end value of 0 during a decoupling time T1. The initial value w10* can, for example, be the value that the target individual water quantity w1* has immediately before the start of the decoupling time T1. The decoupling time T1 is usually in the range of several seconds, but in any case it corresponds to several cycles. The drop to the final value of 0 can be linear, for example.

Die Vorgabe des zeitlichen Verlaufs der Soll-Einzelwassermenge w1* hat zur Folge, dass die Steuereinrichtung 11 die Soll-Einzelwassermenge w1* für die Pumpe 81 während der Auskoppelzeit T1 gemäß dem zeitlichen Verlauf ermittelt. Der Schritt S3 von 2 wird also dahingehend modifiziert, dass die Soll-Einzelwassermenge w1* für die Pumpe 81 durch den vorgegebenen Verlauf bestimmt wird und die Steuereinrichtung 11 nur noch die Soll-Einzelwassermengen w2* bis w4* für die Pumpen 82 bis 84 derart bestimmt, dass die Summe der Soll-Einzelwassermengen w1* bis w4* gleich der Soll-Gesamtwassermenge W* ist. 3 zeigt - rein beispielhaft - einen möglichen zeitlichen Verlauf der Soll-Gesamtwassermenge W* und den zeitlichen Verlauf einer Soll-Restwassermenge W* für die Pumpen 82 bis 84. Die Soll-Restwassermenge W* ergibt sich durch die Differenz der Soll-Gesamtwassermenge W* und der durch den vorgegebenen Verlauf bestimmten, für den jeweiligen Zyklus gültigen Soll-Einzelwassermenge w1*: W ' * = W * w 1 *

Figure DE102021001967A1_0002
The specification of the time profile of the desired individual water quantity w1* means that the control device 11 determines the desired individual water quantity w1* for the pump 81 during the decoupling time T1 according to the time profile. The step S3 of 2 is modified in such a way that the target individual water quantity w1* for pump 81 is determined by the specified curve and control device 11 only determines the target individual water quantities w2* to w4* for pumps 82 to 84 in such a way that the sum of Target individual water quantities w1* to w4* is equal to the target total water quantity W*. 3 shows - purely by way of example - a possible time profile of the target total water volume W* and the time profile of a target residual water volume W* for the pumps 82 to 84. The target residual water volume W* results from the difference between the target total water volume W* and the target individual water quantity w1* determined by the specified course and valid for the respective cycle: W ' * = W * w 1 *
Figure DE102021001967A1_0002

Für die Pumpen 82 bis 84 können im Schritt S3 die zugehörigen Einzelwassermengen w2* bis w4* so bestimmt werden, wie dies obenstehend für den Schritt S3 bereits erläutert wurde. Beispielsweise kann - nunmehr jedoch beschränkt auf die Pumpen 82 bis 84 - eine Gleichverteilung erfolgen.For the pumps 82 to 84, the associated individual water quantities w2* to w4* can be determined in step S3, as has already been explained above for step S3. For example--but now limited to the pumps 82 to 84--an equal distribution can take place.

Sobald die Soll-Einzelwassermenge w1* den Endwert von 0 erreicht hat, können beispielsweise Sperrventile 14 vor und hinter der Pumpe 81 geschlossen werden. Dann kann die Pumpe 81 abgestellt werden. Sowohl das Schließen der Sperrventile 14 als auch das Abstellen der Pumpe 81 können manuell oder durch die Steuereinrichtung 11 erfolgen. Sowohl das Schließen der Sperrventile 14 als auch das Abstellen der Pumpe 81 hat keinen Einfluss auf den Betrieb der Kühleinrichtung 1. Insbesondere wird kein Druckstoß erzeugt. Der Grund besteht darin, dass die Pumpe 81 zu diesen Zeiten kein Wasser 5 fördert und daher insbesondere das Schließen der Sperrventil 14 ohne Einfluss auf die geförderte Gesamtwassermenge W ist. Wichtig ist aber, dass während der Auskoppelzeit T1 (genauer: bis zum Schließen der Sperrventile 14) stets die Drehzahl n1 der Pumpe 81 nachgeführt wird, so dass die Pumpe 81 sowohl den Soll-Druck p* generiert als auch die durch den zeitlichen Verlauf vorgegebene Soll-Einzelwassermenge w1* fördert.As soon as the target individual water quantity w1* has reached the final value of 0, check valves 14 upstream and downstream of the pump 81 can be closed, for example. Then the pump 81 can be switched off. Both the closing of the check valves 14 and the switching off of the pump 81 can be carried out manually or by the control device 11 . Both the closing of the check valves 14 and the switching off of the pump 81 have no effect on the operation of the cooling device 1. In particular, no pressure surge is generated. The reason is that the pump 81 is not pumping any water 5 at these times and therefore the closing of the check valve 14 in particular has no influence on the total water quantity W pumped. It is important, however, that during the decoupling time T1 (more precisely: until the check valves 14 are closed), the speed n1 of the pump 81 is always tracked, so that the pump 81 generates both the setpoint pressure p* and the pressure p* specified by the time profile Desired individual water quantity w1* promotes.

Nach dem Auskoppeln der Pumpe 81 wird die Vorgehensweise von 2 weiterhin ausgeführt. Der Unterschied zur Vorgehensweise mit eingekoppelter Pumpe 81 besteht darin, dass die Schritte S3 bis S5 nunmehr nur noch für die Pumpen 82 bis 84 ausgeführt werden.After decoupling the pump 81, the procedure of 2 continued to run. The difference to the procedure with pump 81 coupled in is that steps S3 to S5 are now only carried out for pumps 82 to 84 .

Nunmehr wird im Rahmen von 4 erläutert, auf welche Art und Weise eine einzelne Pumpe 8 in die Pumpenanordnung 6 eingekoppelt wird. Hierbei wird angenommen, dass konkret die Pumpe 84 eingekoppelt werden soll.Now in the context of 4 explains how a single pump 8 is coupled into the pump assembly 6. It is assumed here that the pump 84 is to be coupled in specifically.

Im Kern ist die Vorgehensweise von 4 invers zur Vorgehensweise von 3:

  • Zum Einkoppeln der Pumpe 84 in die Pumpenanordnung 6 wird für die Pumpe 84 ein zeitlicher Verlauf von deren Soll-Einzelwassermenge w4* bestimmt. Es ist möglich, dass diese Bestimmung von der Steuereinrichtung 11 vorgenommen wird. Alternativ ist es möglich, dass die Bestimmung anderweitig erfolgt und der Steuereinrichtung 11 vorgegeben wird. Entscheidend ist, dass die Soll-Einzelwassermenge w4* der Pumpe 84 entsprechend der Darstellung in 4 während einer Einkoppelzeit T2 von einem Anfangswert von 0 auf einen Endwert w41* ansteigt. Die Einkoppelzeit T2 liegt meist im Bereich mehrerer Sekunden, in jedem Fall aber beträgt sie mehrere Zyklen. Sie kann - nicht aber muss - gleich der Auskoppelzeit T1 sein. Das Ansteigen auf den Endwert w41* kann beispielsweise linear erfolgen.
At its core is the approach 4 inverse to the procedure of 3 :
  • In order to couple the pump 84 into the pump arrangement 6, a time course of the desired individual water quantity w4* is determined for the pump 84. It is possible for the control device 11 to make this determination. Alternatively, it is possible for the determination to take place elsewhere and for the control device 11 to be specified. It is crucial that the target individual water quantity w4* of the pump 84 corresponds to the representation in 4 increases from an initial value of 0 to a final value w41* during a coupling time T2. The coupling time T2 is usually in the range of several seconds, but in any case it is several cycles. It can - but does not have to - be equal to the decoupling time T1. The increase to the final value w41* can be linear, for example.

Anfangs sind Sperrventile 15 vor und hinter der Pumpe 84 geschlossen und ist die Pumpe 84 abgeschaltet. Bei der iterativen Ausführung der Schritte S1 bis S5 berücksichtigt die Steuereinrichtung 11 nur die Pumpen 81 bis 83.Initially check valves 15 before and after the pump 84 are closed and the pump 84 is switched off. During the iterative execution of steps S1 to S5, control device 11 only takes pumps 81 to 83 into account.

Zum Einkoppeln der Pumpe 84 wird zunächst die Pumpe 84 von der Steuereinrichtung 11 mit einer Drehzahl n4 betrieben, dass sie zwar den Soll-Druck p* generiert, die geförderte Einzelwassermenge w4 aber den Wert 0 aufweist. Die Drehzahl n4 wird von der Steuereinrichtung 11 bereits zu diesem Zeitpunkt entsprechend nachgeführt, also in jedem Zyklus aktualisiert. Sodann werden die Sperrventile 15 geöffnet. Diese Maßnahmen erfolgen vor dem Beginn der Einkoppelzeit T2.In order to couple the pump 84, the pump 84 is first operated by the control device 11 at a speed n4 so that although it generates the target pressure p*, the delivered individual water quantity w4 has the value 0. The speed n4 is already tracked accordingly by the control device 11 at this point in time, ie updated in each cycle. Then the check valves 15 are opened. These measures take place before the start of the coupling time T2.

Die Vorgabe des zeitlichen Verlaufs der Soll-Einzelwassermenge w4* hat zur Folge, dass die Steuereinrichtung 11 die Soll-Einzelwassermenge w4* für die Pumpe 84 während der Einkoppelzeit T2 gemäß dem zeitlichen Verlauf ermittelt. Der Schritt S3 von 2 wird also dahingehend modifiziert, dass die Soll-Einzelwassermenge w4* für die Pumpe 84 durch den vorgegebenen Verlauf bestimmt wird und die Steuereinrichtung 11 nur noch die Soll-Einzelwassermengen w1* bis w3* für die Pumpen 81 bis 83 derart bestimmt, dass die Summe der Soll-Einzelwassermengen w1*bis w4* gleich der Soll-Gesamtwassermenge W* ist. 4 zeigt - rein beispielhaft - einen möglichen zeitlichen Verlauf der Soll-Gesamtwassermenge W* und den zeitlichen Verlauf einer Soll-Restwassermenge W''* für die Pumpen 81 bis 83. Die Soll-Restwassermenge W''* ergibt sich durch die Differenz der Soll-Gesamtwassermenge W* und der durch den vorgegebenen Verlauf bestimmten, für den jeweiligen Zyklus gültigen Soll-Einzelwassermenge w4*: W ' ' * = W * w 4 *

Figure DE102021001967A1_0003
The specification of the time profile of the target individual water quantity w4* means that the control device 11 sets the target individual water quantity w4* for the pump 84 during the coupling time T2 determined according to the course of time. The step S3 of 2 is modified in such a way that the target individual water quantity w4* for pump 84 is determined by the specified curve and control device 11 only determines the target individual water quantities w1* to w3* for pumps 81 to 83 in such a way that the sum of Target individual water quantities w1*to w4* is equal to the target total water quantity W*. 4 shows - purely by way of example - a possible time profile of the desired total water quantity W* and the time profile of a desired residual water quantity W''* for the pumps 81 to 83. The desired residual water quantity W''* results from the difference between the desired Total water quantity W* and the target individual water quantity w4* determined by the specified course and valid for the respective cycle: W ' ' * = W * w 4 *
Figure DE102021001967A1_0003

Für die Pumpen 81 bis 83 können im Schritt S3 die zugehörigen Soll-Einzelwassermengen w1* bis w3* so bestimmt werden, wie dies obenstehend für den Schritt S3 bereits erläutert wurde. Beispielsweise kann - jedoch beschränkt auf die Pumpen 81 bis 83 - eine Gleichverteilung erfolgen.For the pumps 81 to 83, the associated setpoint individual water quantities w1* to w3* can be determined in step S3, as has already been explained above for step S3. For example--but limited to the pumps 81 to 83--an equal distribution can take place.

Nach Erreichen des Endes der Einkoppelzeit T2 ermittelt die Steuereinrichtung 11 die Soll-Einzelwassermengen wi* für alle Pumpen 8 - also auch für die Pumpe 84 - so, wie dies obenstehend für den Schritt S3 bereits erläutert wurde.After the end of the coupling time T2, the control device 11 determines the desired individual water quantities wi* for all the pumps 8—ie also for the pump 84—as has already been explained above for step S3.

Die Vorgehensweisen der 3 und 4 können auch miteinander kombiniert werden. Völlig problemlos ist hierbei eine Ausführung nacheinander, dass sich also das Auskoppeln einer Pumpe 8 einerseits und das Einkoppeln einer Pumpe 8 andererseits zeitlich nicht überlappen. Es ist aber auch möglich, eine Pumpe 8 auszukoppeln und eine andere Pumpe 8 einzukoppeln, wobei sich also das Auskoppeln einer Pumpe 8 einerseits und das Einkoppeln einer anderen Pumpe 8 andererseits zeitlich überlappen. Dies wird nachstehend in Verbindung mit 5 erläutert. Hierbei wird angenommen, dass konkret die Pumpe 81 ausgekoppelt werden soll und konkret die Pumpe 84 eingekoppelt werden soll.The procedures of 3 and 4 can also be combined with each other. Execution one after the other is completely problem-free, so that the decoupling of a pump 8 on the one hand and the coupling of a pump 8 on the other hand do not overlap in time. However, it is also possible to decouple one pump 8 and couple another pump 8, with the decoupling of one pump 8 on the one hand and the coupling of another pump 8 on the other hand overlapping in time. This is discussed below in connection with 5 explained. It is assumed here that pump 81 is specifically to be decoupled and pump 84 is specifically to be engaged.

Das Öffnen und Sperren der Sperrventile 14, 15 kann auf dieselbe Art und Weise erfolgen, wie dies obenstehend bereits in Verbindung mit 3 und 4 erläutert wurde. Das Öffnen und Sperren der Sperrventile 14, 15 ist insbesondere deshalb problemlos möglich, weil die Pumpen 81 und 84 zu den Zeiten, zu denen die Sperrventile 14, 15 geöffnet bzw. gesperrt werden, jeweils derart betrieben werden, dass die zugehörigen Soll-Einzelwassermengen w1*, w4* jeweils den Wert 0 aufweisen. Während der jeweiligen Koppelzeit T1, T2 wird die jeweilige Soll-Einzelwassermenge w1*, w4* entsprechend dem jeweiligen zeitlichen Verlauf ermittelt. Wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt ausschließlich die Pumpe 81 ausgekoppelt wird, die Pumpe 84 also entweder noch nicht eingekoppelt ist oder bereits vollständig eingekoppelt ist, erfolgt die Ermittlung der Soll-Restwassermenge W'* für die Pumpen 82 bis 84 gemäß Gleichung 2. Wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt ausschließlich die Pumpe 84 eingekoppelt wird, die Pumpe 81 also entweder noch nicht ausgekoppelt ist oder bereits vollständig ausgekoppelt ist, erfolgt die Ermittlung der Soll-Restwassermenge W''* für die Pumpen 81 bis 83 gemäß Gleichung 3. Wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt sowohl die Pumpe 81 ausgekoppelt wird als auch die Pumpe 84 eingekoppelt wird, erfolgt die Ermittlung der Soll-Restwassermenge w2*+w3* für die Pumpen 82 und 83 gemäß Gleichung 4: w 2 * + w 3 * = W * w 1 * w 4 *

Figure DE102021001967A1_0004
The blocking valves 14, 15 can be opened and closed in the same way as described above in connection with FIG 3 and 4 was explained. The opening and blocking of the shut-off valves 14, 15 is particularly easy because the pumps 81 and 84 are operated at the times at which the shut-off valves 14, 15 are opened or blocked in such a way that the associated target individual water quantities w1 *, w4* each have the value 0. During the respective coupling time T1, T2, the respective target individual water quantity w1*, w4* is determined according to the respective time profile. If at a certain point in time only the pump 81 is decoupled, i.e. the pump 84 is either not yet coupled or is already fully coupled, the target residual water quantity W'* for the pumps 82 to 84 is determined according to Equation 2. If for a At a specific point in time only pump 84 is coupled, i.e. pump 81 is either not yet decoupled or is already completely decoupled, the target residual water quantity W''* for pumps 81 to 83 is determined according to Equation 3. If at a specific point in time If both pump 81 is decoupled and pump 84 is coupled in, the target residual water quantity w2*+w3* for pumps 82 and 83 is determined according to Equation 4: w 2 * + w 3 * = W * w 1 * w 4 *
Figure DE102021001967A1_0004

Die Aufteilung der Soll-Restwassermenge W* bzw. W''* bzw. w2*+w3* auf die „freien“ Pumpen 8, deren jeweilige Soll-Einzelwassermenge wi* die Steuereinrichtung 11 also frei bestimmen kann, erfolgt dann so wie dies obenstehend in Verbindung mit dem Schritt S3 erläutert wurde.The target residual water quantity W* or W″* or w2*+w3* is distributed to the “free” pumps 8, whose respective target individual water quantity wi* can therefore be freely determined by the control device 11, as described above explained in connection with step S3.

Auf völlig analoge Art und Weise können auch die anderen Pumpen 82, 83 nach Bedarf aus der Pumpenanordnung 6 ausgekoppelt und in die Pumpenanordnung 6 eingekoppelt werden. Hierbei werden nach Bedarf auch Sperrventile 16, 17 betätigt, die diesen Pumpen 82, 83 vor- und nachgeordnet sind.The other pumps 82, 83 can also be decoupled from the pump arrangement 6 and coupled into the pump arrangement 6 as required in a completely analogous manner. In this case, check valves 16, 17, which are arranged upstream and downstream of these pumps 82, 83, are also actuated as required.

Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ist auf einfache und zuverlässige Weise ein völlig rückwirkungsfreies Einkoppeln von Pumpen 8 in die Pumpenanordnung 6 und ein ebenso völlig rückwirkungsfreies Auskoppeln von Pumpen 8 aus der Pumpenanordnung 6 möglich. Die Vorgehensweisen sind ohne weiteres auf mehrere Pumpen 8 anwendbar. Es können also völlig unabhängig voneinander gleichzeitig mehrere Pumpen 8 ein- und/oder ausgekoppelt werden. Es muss lediglich gewährleistet sein, dass mindestens eine „freie“ Pumpe 8 verbleibt, welche die sich ergebende Soll-Restwassermenge W* bzw. W''* bzw. - beispielsweise w2*+w3* - fördern kann. Rückschlagventile sind nicht erforderlich. Es sind lediglich zumindest ausgangsseitig der Pumpen 8 Sperrventile 14 bis 17 erforderlich. Aufgrund der rückwirkungsfreien Betriebsweise können Pumpen 8 auch viel häufiger als im Stand der Technik eingekoppelt und/oder ausgekoppelt werden. Dadurch kann insbesondere die Energieeffizienz erhöht werden.The present invention has many advantages. In particular, a completely reaction-free coupling of pumps 8 into the pump arrangement 6 and an equally completely reaction-free decoupling of pumps 8 from the pump arrangement 6 is possible in a simple and reliable manner. The procedures are readily applicable to multiple pumps 8. It is therefore possible for several pumps 8 to be coupled and/or decoupled at the same time, completely independently of one another. It only has to be ensured that at least one “free” pump 8 remains, which can pump the resulting target residual water quantity W* or W″* or—for example w2*+w3*. Check valves are not required. Only at least on the output side of the pumps 8 check valves 14 to 17 are required. Due to the reaction-free mode of operation, pumps 8 can also be coupled in and/or decoupled much more frequently than in the prior art. As a result, the energy efficiency in particular can be increased.

Abschließend sei noch angemerkt, dass der Betrieb einer Pumpe 8 mit einer Soll-Einzelwassermenge wi* von 0 zwar in der Regel einen unzulässigen Betriebszustand darstellt. Ein dauerhafter Betrieb der entsprechenden Pumpe 8 in diesem Betriebszustand würde also zu Schäden führen. Ein kurzzeitiger Betrieb (wenige Sekunden) ist jedoch problemlos möglich und bewirkt auch keinen zusätzlichen Verschleiß.Finally, it should be noted that the operation of a pump 8 with a target individual water quantity wi* of 0 usually results in an impermissible gen operating state. Long-term operation of the corresponding pump 8 in this operating state would therefore lead to damage. However, short-term operation (a few seconds) is possible without any problems and does not cause any additional wear.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Varianten können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples and other variants can be derived therefrom by a person skilled in the art without departing from the protective scope of the invention.

BezugszeichenlisteReference List

11
Kühleinrichtungcooling device
22
Walzgutrolling stock
33
letztes Walzgerüstlast rolling stand
44
Aufbringeinrichtungenapplication devices
55
Wasserwater
66
Pumpenanordnungpump arrangement
77
Sammelleitungmanifold
8, 8i8, 8i
Pumpenpump
99
Stichleitungenstubs
1010
Ventilevalves
1111
Steuereinrichtungcontrol device
1212
Computerprogrammcomputer program
1313
Maschinencodemachine code
14 bis 1714 to 17
Sperrventile check valves
kk
Anzahl an Pumpennumber of pumps
nino
Drehzahlenspeeds
p*p*
Soll-Drucktarget pressure
S1 bis S5S1 to S5
Schrittesteps
T1T1
Auskoppelzeitdecoupling time
T2T2
Einkoppelzeitcoupling time
WW
Gesamtwassermengetotal amount of water
W*W*
Soll-GesamtwassermengeTarget total water volume
W'*, W''*W'*, W''*
Soll-RestwassermengenTarget residual water quantities
wiwi
Einzelwassermengensingle water amounts
wi*w*
Soll-EinzelwassermengenTarget individual water quantities
w10*w10*
Anfangswertinitial value
w41*w41*
Endwertfinal value

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • WO 2013/143925 A1 [0014]WO 2013/143925 A1 [0014]
  • EP 20169308 [0014]EP20169308 [0014]
  • WO 2019/115145 A1 [0015, 0032]WO 2019/115145 A1 [0015, 0032]

Claims (7)

Betriebsverfahren für eine Kühleinrichtung (1) zum Kühlen eines heißen Walzguts (2) aus Metall, - wobei die Kühleinrichtung (1) eine Anzahl von Aufbringeinrichtungen (4) aufweist, mittels derer Wasser (5) auf das Walzgut (2) aufgebracht wird, - wobei den Aufbringeinrichtungen (4) eine Pumpenanordnung (6) vorgeordnet ist, mittels derer das Wasser (5) über eine Sammelleitung (7) zu den Aufbringeinrichtungen (4) gepumpt wird, - wobei die Pumpenanordnung (6) mehrere parallel geschaltete Pumpen (8) aufweist, so dass eine von den Pumpen (8) in die Sammelleitung (7) eingespeiste Gesamtwassermenge (W) gleich der Summe von Einzelwassermengen (wi) ist, die von jeweils einer einzelnen Pumpe (8) gepumpt werden, mit folgenden, zyklisch ausgeführten Schritten: - einer Steuereinrichtung (11) der Kühleinrichtung (1) werden eine Soll-Gesamtwassermenge (W*) und ein Soll-Druck (p*) ausgangsseitig der Pumpenanordnung (6) bekannt, - die Steuereinrichtung (11) bestimmt für die Pumpen (8) eine jeweilige Soll-Einzelwassermenge (wi*), so dass die Summe der Soll-Einzelwassermengen (wi*) gleich der jeweiligen Soll-Gesamtwassermenge (W*) ist, - die Steuereinrichtung (11) ermittelt für die Pumpen (8) anhand der jeweiligen Soll-Einzelwassermenge (wi*) und des Soll-Druckes (p*) die jeweilige Drehzahl (ni), - die Steuereinrichtung (11) steuert die Pumpen (8) entsprechend der jeweils ermittelten Drehzahl (ni) an, dadurch gekennzeichnet, dass zum Auskoppeln einer Pumpe (81) aus der Pumpenanordnung (6) für die auszukoppelnde Pumpe (81) ein zeitlicher Verlauf von deren Soll-Einzelwassermenge (w1*) derart bestimmt wird, dass die Soll-Einzelwassermenge (w1*) der auszukoppelnden Pumpe (81) während einer Auskoppelzeit (T1) von einem Anfangswert (w10*) oberhalb von 0 auf einen Endwert von 0 absinkt und dass die Steuereinrichtung (11) die Soll-Einzelwassermenge (w1*) für die auszukoppelnde Pumpe (81) während der Auskoppelzeit (T1) gemäß dem zeitlichen Verlauf ermittelt.Operating method for a cooling device (1) for cooling a hot rolling stock (2) made of metal, - the cooling device (1) having a number of application devices (4) by means of which water (5) is applied to the rolling stock (2), - A pump arrangement (6) is arranged upstream of the application devices (4), by means of which the water (5) is pumped via a collecting line (7) to the application devices (4), - the pump arrangement (6) having a plurality of pumps (8) connected in parallel has, so that a total amount of water (W) fed into the collecting line (7) by the pumps (8) is equal to the sum of individual amounts of water (wi) pumped by a respective individual pump (8), with the following cyclically executed steps : - a target total water quantity (W*) and a target pressure (p*) on the outlet side of the pump arrangement (6) are known to a control device (11) of the cooling device (1), - the control device (11) determines for the pumps (8 ) a respective target - Individual water quantity (wi*), so that the sum of the target individual water quantities (wi*) is equal to the respective target total water quantity (W*), - the control device (11) determines for the pumps (8) using the respective target individual water quantity (wi*) and the target pressure (p*) the respective speed (ni), - the control device (11) controls the pumps (8) according to the respectively determined speed (ni), characterized in that for decoupling a pump (81) from the pump arrangement (6) for the pump (81) to be decoupled, a time profile of its target individual water quantity (w1*) is determined in such a way that the target individual water quantity (w1*) of the pump (81) to be decoupled during a decoupling time (T1) from an initial value (w10*) above 0 to a final value of 0 and that the control device (11) sets the target individual water quantity (w1*) for the pump (81) to be decoupled during the decoupling time (T1) according to the time course determined. Betriebsverfahren für eine Kühleinrichtung (1) zum Kühlen eines heißen Walzguts (2) aus Metall, - wobei die Kühleinrichtung (1) eine Anzahl von Aufbringeinrichtungen (4) aufweist, mittels derer Wasser (5) auf das Walzgut (2) aufgebracht wird, - wobei den Aufbringeinrichtungen (4) eine Pumpenanordnung (6) vorgeordnet ist, mittels derer das Wasser (5) über eine Sammelleitung (7) zu den Aufbringeinrichtungen (4) gepumpt wird, - wobei die Pumpenanordnung (6) mehrere parallel geschaltete Pumpen (8) aufweist, so dass eine von den Pumpen (8) in die Sammelleitung (7) eingespeiste Gesamtwassermenge (W) gleich der Summe von Einzelwassermengen (wi) ist, die von jeweils einer einzelnen Pumpe (8) gepumpt werden, mit folgenden, zyklisch ausgeführten Schritten: - einer Steuereinrichtung (11) der Kühleinrichtung (1) werden eine Soll-Gesamtwassermenge (W*) und ein Soll-Druck (p*) ausgangsseitig der Pumpenanordnung (6) bekannt, - die Steuereinrichtung (11) bestimmt für die Pumpen (8) eine jeweilige Soll-Einzelwassermenge (wi*), so dass die Summe der Soll-Einzelwassermengen (wi*) gleich der jeweiligen Soll-Gesamtwassermenge (W*) ist, - die Steuereinrichtung (11) ermittelt für die Pumpen (8) anhand der jeweiligen Soll-Einzelwassermenge (wi*) und des Soll-Druckes (p*) die jeweilige Drehzahl (ni), - die Steuereinrichtung (11) steuert die Pumpen (8) entsprechend der jeweils ermittelten Drehzahl (ni) an, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einkoppeln einer Pumpe (84) in die Pumpenanordnung (6) für die einzukoppelnde Pumpe (84) ein zeitlicher Verlauf von deren Soll-Einzelwassermenge (w4*) derart bestimmt wird, dass die Soll-Einzelwassermenge (w4*) der einzukoppelnden Pumpe (84) während einer Einkoppelzeit (T2) von einem Anfangswert von 0 auf einen Endwert (w41*) oberhalb von 0 ansteigt, und dass die Steuereinrichtung (11) die Soll-Einzelwassermenge (w4*) für die einzukoppelnde Pumpe (84) während der Einkoppelzeit (T2) gemäß dem zeitlichen Verlauf ermittelt.Operating method for a cooling device (1) for cooling a hot rolling stock (2) made of metal, - the cooling device (1) having a number of application devices (4) by means of which water (5) is applied to the rolling stock (2), - A pump arrangement (6) is arranged upstream of the application devices (4), by means of which the water (5) is pumped via a collecting line (7) to the application devices (4), - the pump arrangement (6) having a plurality of pumps (8) connected in parallel has, so that a total amount of water (W) fed into the collecting line (7) by the pumps (8) is equal to the sum of individual amounts of water (wi) pumped by a respective individual pump (8), with the following cyclically executed steps : - a target total water quantity (W*) and a target pressure (p*) on the outlet side of the pump arrangement (6) are known to a control device (11) of the cooling device (1), - the control device (11) determines for the pumps (8 ) a respective target - Individual water quantity (wi*), so that the sum of the target individual water quantities (wi*) is equal to the respective target total water quantity (W*), - the control device (11) determines for the pumps (8) using the respective target individual water quantity (wi*) and the target pressure (p*) the respective speed (ni), - the control device (11) controls the pumps (8) according to the respectively determined speed (ni), characterized in that for coupling a pump (84) in the pump arrangement (6) for the pump (84) to be coupled in, a time profile of its target individual water quantity (w4*) is determined in such a way that the target individual water quantity (w4*) of the pump (84) to be coupled in during a coupling time (T2) from an initial value of 0 to a final value (w41*) above 0, and that the control device (11) adjusts the target individual water quantity (w4*) for the pump (84) to be coupled in during the coupling time (T2) according to determined over time. Betriebsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass zum Auskoppeln einer von der in die Pumpenanordnung (6) einzukoppelnden Pumpe (84) verschiedenen Pumpe (81) aus der Pumpenanordnung (6) für die auszukoppelnde Pumpe (81) ein zeitlicher Verlauf von deren Soll-Einzelwassermenge (w1*) derart bestimmt wird, dass die Soll-Einzelwassermenge (w1*) der auszukoppelnden Pumpe (81) während einer Auskoppelzeit (T1) von einem Anfangswert (w10*) oberhalb von 0 auf einen Endwert von 0 absinkt, und dass die Steuereinrichtung (11) die Soll-Einzelwassermenge (w1*) für die auszukoppelnde Pumpe (81) während der Auskoppelzeit (T1) gemäß dem zeitlichen Verlauf ermittelt.operating procedures claim 2 , characterized in that for decoupling a pump (81) different from the pump (84) to be coupled into the pump arrangement (6) from the pump arrangement (6) for the pump (81) to be decoupled, a time profile of its target individual water quantity (w1* ) is determined in such a way that the target individual water quantity (w1*) of the pump (81) to be decoupled falls from an initial value (w10*) above 0 to a final value of 0 during a decoupling time (T1), and that the control device (11) the target individual water quantity (w1*) for the pump (81) to be decoupled is determined during the decoupling time (T1) according to the course over time. Betriebsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkoppelzeit (T2) und die Auskoppelzeit (T1) sich überlappen.operating procedures claim 3 , characterized in that the coupling time (T2) and the decoupling time (T1) overlap. Computerprogramm, das Maschinencode (13) umfasst, der von einer Steuereinrichtung (11) für eine Kühleinrichtung (1) zum Kühlen eines heißen Walzguts (2) aus Metall abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes (13) durch die Steuereinrichtung (11) bewirkt, dass - der Steuereinrichtung (11) eine Soll-Gesamtwassermenge (W*) und ein Soll-Druck (p*) ausgangsseitig der Pumpenanordnung (6) bekannt werden, - die Steuereinrichtung (11) für die Pumpen (8) eine jeweilige Soll-Einzelwassermenge (wi*) bestimmt, so dass die Summe der Soll-Einzelwassermengen (wi*) gleich der Soll-Gesamtwassermenge (W*) ist, - die Steuereinrichtung (11) für die Pumpen (8) anhand der jeweiligen Soll-Einzelwassermenge (wi*) und des Soll-Druckes (p*) die jeweilige Drehzahl (ni) ermittelt, - die Steuereinrichtung (11) die Pumpen (8) entsprechend der jeweils ermittelten Drehzahl (ni) ansteuert und - die Steuereinrichtung (11) die Soll-Einzelwassermenge (w1*) für eine aus der Pumpenanordnung (6) auszukoppelnde Pumpe (81) während einer Auskoppelzeit (d1) gemäß einem zeitlichen Verlauf von deren Soll-Einzelwassermenge (w1*) bestimmt, wobei der zeitliche Verlauf während der Auskoppelzeit (T1) von einem Anfangswert (w10*) oberhalb von 0 auf einen Endwert von 0 absinkt, und/oder die Soll-Einzelwassermenge (w4*) für eine in die Pumpenanordnung (6) einzukoppelnde Pumpe (84) gemäß während einer Einkoppelzeit (T2) einem zeitlichen Verlauf von deren Soll-Einzelwassermenge (w4*) bestimmt, wobei der zeitliche Verlauf während der Einkoppelzeit (T2) von einem Anfangswert von 0 auf einen Endwert (w41*) oberhalb von 0 ansteigt.Computer program comprising machine code (13) which can be processed by a control device (11) for a cooling device (1) for cooling a hot rolling stock (2) made of metal, the processing of the machine code (13) being effected by the control device (11). , that - the control device (11) knows a target total water quantity (W*) and a target pressure (p*) on the outlet side of the pump arrangement (6), - the control device (11) for the pumps (8) a respective target individual water quantity ( wi*) determined so that the sum of the target individual water quantities (wi*) is equal to the target total water quantity (W*), - the control device (11) for the pumps (8) based on the respective target individual water quantity (wi*) and the setpoint pressure (p*) determines the respective speed (ni), - the control device (11) controls the pumps (8) according to the speed (ni) determined in each case and - the control device (11) determines the desired individual water quantity (w1 *) determined for a pump (81) to be decoupled from the pump arrangement (6) during a decoupling time (d1) according to a time profile of its target individual water quantity (w1*), the time profile during the decoupling time (T1) starting from an initial value ( w10*) falls above 0 to a final value of 0, and/or the S oll individual water quantity (w4*) for a pump (84) to be coupled into the pump arrangement (6) during a coupling time (T2) according to a time profile of its target individual water quantity (w4*), the time profile during the coupling time (T2 ) increases from an initial value of 0 to a final value (w41*) above 0. Steuereinrichtung für eine Kühleinrichtung (1) zum Kühlen eines heißen Walzguts (2) aus Metall, wobei die Steuereinrichtung mit einem Computerprogramm (12) nach Anspruch 5 programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung die Kühleinrichtung (1) gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche betreibt.Control device for a cooling device (1) for cooling a hot rolling stock (2) made of metal, the control device having a computer program (12). claim 5 is programmed so that the control device operates the cooling device (1) according to an operating method according to one of the above claims. Kühleinrichtung zum Kühlen eines heißen Walzguts (2) aus Metall, - wobei die Kühleinrichtung eine Anzahl von Aufbringeinrichtungen (4) aufweist, mittels derer Wasser (5) auf das Walzgut (2) aufgebracht wird, - wobei den Aufbringeinrichtungen (4) eine Pumpenanordnung (6) vorgeordnet ist, mittels derer das Wasser (5) über eine Sammelleitung (7) zu den Aufbringeinrichtungen (4) gepumpt wird, - wobei die Pumpenanordnung (6) mehrere parallel geschaltete Pumpen (8) aufweist, so dass eine von den Pumpen (8) in die Sammelleitung (7) eingespeiste Gesamtwassermenge (W) gleich der Summe von Einzelwassermengen (wi) ist, die von jeweils einer einzelnen Pumpe (8) gepumpt werden, - wobei die Kühleinrichtung eine Steuereinrichtung (11) nach Anspruch 6 aufweist, welche die Kühleinrichtung gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche betreibt.Cooling device for cooling a hot rolling stock (2) made of metal, - the cooling device having a number of application devices (4) by means of which water (5) is applied to the rolling stock (2), - the application devices (4) having a pump arrangement ( 6) is arranged upstream, by means of which the water (5) is pumped via a collecting line (7) to the application devices (4), - the pump arrangement (6) having a plurality of pumps (8) connected in parallel, so that one of the pumps ( 8) the total amount of water (W) fed into the collecting line (7) is equal to the sum of individual amounts of water (wi) pumped by a respective individual pump (8), - the cooling device having a control device (11). claim 6 having, which operates the cooling device according to an operating method according to any one of the above claims.
DE102021001967.9A 2021-04-15 2021-04-15 Pressure surge-free coupling and decoupling of pumps Pending DE102021001967A1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2013143925A1 (en) 2012-03-28 2013-10-03 Siemens Aktiengesellschaft Cooling process control
WO2019115145A1 (en) 2017-12-11 2019-06-20 Primetals Technologies Germany Gmbh Improved control of the water economy of a cooling path

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