EP0463203B1 - Führungsverfahren für die elektrischen Antriebe von Rollen einer Stranggiessanlage und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Führungsverfahren für die elektrischen Antriebe von Rollen einer Stranggiessanlage und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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EP0463203B1
EP0463203B1 EP90112051A EP90112051A EP0463203B1 EP 0463203 B1 EP0463203 B1 EP 0463203B1 EP 90112051 A EP90112051 A EP 90112051A EP 90112051 A EP90112051 A EP 90112051A EP 0463203 B1 EP0463203 B1 EP 0463203B1
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Hans-Joachim Dipl.-Ing. Nitsche
Werner Dipl.-Ing. Engelhardt
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Siemens AG
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    • B22D11/1206—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for plastic shaping of strands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/48—Tension control; Compression control
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
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    • B21B39/00—Arrangements for moving, supporting, or positioning work, or controlling its movement, combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B39/006—Pinch roll sets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B39/00—Arrangements for moving, supporting, or positioning work, or controlling its movement, combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B39/02—Feeding or supporting work; Braking or tensioning arrangements, e.g. threading arrangements
    • B21B39/08—Braking or tensioning arrangements

Definitions

  • the invention relates to a guide method for the electrical drives of rollers in a continuous casting installation and to a device for carrying out the method.
  • the strand is pulled out of the mold and guided by means of driven rollers or pairs of rollers.
  • the individual rollers are driven electrically, with the drives being supplied with power via a busbar.
  • the drives are controlled via a common speed control.
  • Such a regulation is disadvantageous in that the individual rollers drive the strand to different extents.
  • the reasons for this are e.g. Different roll diameters caused by wear or series discrepancies in the drive motors or fluctuations in the strand thickness caused after casting.
  • the different load pick-up has negative effects on operational safety, since the different load pick-up may mean that the string may no longer be pulled off, although the pull that can be applied by all the motors could still pull off the string.
  • the object of the present invention is to provide a method for the individual control of the drives, wherein a load balance between the individual roller drives is to be achieved.
  • the drives should be precisely synchronized with respect to the peripheral speeds of the rollers.
  • the object is achieved by a guide method for the electrical drives of rollers of a continuous casting installation, the strand being drawn off from the mold of the continuous casting installation by the driven rollers, the drives of which are regulated individually by regulators, and the setpoint specification for the roller drives, e.g. B. the speed setting, depending on the load.
  • the device for carrying out the method comprises an automation unit, e.g. a programmable logic controller which is used to display the operating state with a display unit and to specify operating parameters, e.g. Casting speed setpoint and operating mode, with an input unit and for transmitting setpoints, e.g. B. target speeds, is connected to the individual controllers of roller drives.
  • an automation unit e.g. a programmable logic controller which is used to display the operating state with a display unit and to specify operating parameters, e.g. Casting speed setpoint and operating mode, with an input unit and for transmitting setpoints, e.g. B. target speeds, is connected to the individual controllers of roller drives.
  • the individually controlled roller drives are advantageously speed-controlled, with each roller drive being the difference between the actual current of the roller drive and the Current mean value of the actual currents of the roller drives an additional speed setpoint is calculated with which a target speed calculated from the casting speed and the roll diameter is applied.
  • the FIG shows the basic structure of the drive control.
  • an automation unit 1 for example a programmable logic controller, is connected to a display unit 2. Furthermore, the automation unit 1 is connected to an input unit, not shown, from which setpoints are transmitted.
  • the setpoints include, for example, the casting speed v G , the casting length and the operating mode of the continuous caster.
  • the automation unit 1 is connected to the speed controllers 3, 4, 5 via a data bus 6, with which all speed controllers 3, 4, 5 are addressed, and via data lines 7, with which individual speed controllers 3, 4, 5 are addressed. Common information, for example characteristic curves, is transmitted via the data bus 6.
  • Each speed controller 3, 4, 5 controls a driving roller 8, the actual values, eg actual speed n or actual current I is detected by an actual value.
  • Such data include the actual speed n, actual current I is interference signal S, to target rotational speed n or enable / disable signal.
  • a fault is detected for example, when the actual speed is n or actual current I is reach unacceptable values.
  • the speed controllers 3, 4, 5 have means not shown, e.g. Infrared detectors or a follow-up system to detect the occupancy with a warm strand.
  • the speed controllers 3, 4, 5 individually control the drives 8 of rollers that pull the strand from the mold of the continuous casting plant.
  • the speed setpoints n should the individual speed controllers 3, 4, 5 are guided by the automation unit 1, the setpoint for the roller drives 8 being dependent on the load. Only the drives 8 are controlled, the rollers of which guide the hot strand. It is assumed that a roll leads the warm strand when the actual current I ist of the roller drive 8 deviates from the idling current I O by more than a preselectable fluctuation range ⁇ I during a preselectable period T and / or when the roll is pressed onto the warm strand. The rolls can be pressed so strongly against the hot strand that they plastically deform the strand, that is to say act as rollers.
  • the actual currents I ist are transmitted by the speed controllers 3, 4, 5 together with any faults that may have occurred.
  • the automation unit 1 calculates an average value I m from the actual currents I ist .
  • the Automatisierritt 1 for each controlled capstan 8 is the difference between the actual current I and mean current value I m is formed.
  • the actual current I ist is possibly reduced by an idle current I O.
  • the difference calculated in this way is multiplied by a preselectable constant p.
  • n N and I N are the nominal speed and the nominal current of the roller drive 8. If the roller in question is registered as not carrying the heat, the additional speed setpoint ⁇ n setpoint is set to zero. If it is necessary the speed additional setpoint .DELTA.n to a pre-selected fraction of such. B. 3%, the nominal speed n N limited. By comparing the limited speed additional setpoint .DELTA.n to the value before the limit is determined whether a limit was necessary. If so, a wear signal is displayed on the display unit 2 for this role. To n to the target rotational speed with the target speed to the speed n additional setpoint .DELTA.n is added to, of the casting speed v G and the roll diameter d of the roll in question is determined.
  • a fault signal S is sent from the associated speed controller 3, 4 or 5 to the automation unit 1.
  • This drive 8 is taken into account in all of the guidance described above, that is to say neither in the current averaging nor in the correction of the setpoint.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)
  • Rollers For Roller Conveyors For Transfer (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Führungsverfahren für die elektrischen Antriebe von Rollen einer Stranggießanlage sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Bei einer Stranggießanlage wird der Strang mittels angetriebener Rollen bzw. Rollenpaare aus der Kokille abgezogen und geführt. Die einzelnen Rollen werden elektrisch angetrieben, wobei die Stromversorgung der Antriebe über eine Sammelschiene erfolgt. Die Regelung der Antriebe erfolgt über eine gemeinsame Drehzahlregelung.
  • Eine derartige Regelung ist insofern nachteilig, als die einzelnen Rollen den Strang unterschiedlich stark antreiben. Ursachen hierfür sind z.B. durch Verschleiß verursachte unterschiedliche Rollendurchmesser oder Serienstreuungen der Antriebsmotore oder nach dem Gießen entstandene Schwankungen in der Strangdicke. Die unterschiedliche Lastaufnahme hat negative Auswirkungen auf die Betriebssicherheit, da durch die unterschiedliche Lastaufnahme der Strang unter Umständen nicht mehr abgezogen wird, obwohl der von allen Motoren zusammen aufbringbare Zug den Strang noch abziehen könnte.
  • Aus den Patent Abstracts of Japan, Vol. 12, No. 416 (M-759) (3263) ist bekannt, zum Druckschweißen in einer Stranggießanlage zwei beidseits des Strangs anliegende Rollen derart zu regeln, daß die Erhöhung des Geschwindigkeitssollwertes der einen Rolle gleich der Verringerung des Geschwindigkeitssollwertes der anderen Rolle ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur individuellen Regelung der Antriebe zur Verfügung zu stellen, wobei ein Lastausgleich zwischen den einzelnen Rollenantrieben erreicht werden soll.
  • Darüber hinaus soll ein exakter Gleichlauf der Antriebe bezüglich der Umfangsgeschwindigkeiten der Rollen erreicht werden.
  • Weiterhin sollen bei Störung eines Antriebs ein Weiterbetrieb der anderen Antriebe möglich sein.
  • Ferner soll eine gleichbleibende Qualität des gegossenen Strangs auch bei einer Änderung der Stahlgüte im Verbundguß erreicht werden.
  • Die Aufgabe wird durch ein Führungsverfahren für die elektrischen Antriebe von Rollen einer Stranggießanlage gelöst, wobei der Strang durch die angetriebenen Rollen, deren Antriebe über Regler einzeln geregelt sind, aus der Kokille der Stranggießanlage abgezogen wird und wobei die Sollwertvorgabe für die Rollenantriebe, z. B. die Drehzahlvorgabe, lastabhängig erfolgt.
  • Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt eine Automatisiereinheit, z.B. eine speicherprogrammierbare Steuerung, die zur Anzeige des Betriebszustandes mit einer Anzeigeeinheit und zur Vorgabe von Betriebsparametern, z.B. Gießgeschwindigkeits-Sollwert und Betriebsart, mit einer Eingabeeinheit sowie zur Übermittlung von Sollwerten, z. B. Solldrehzahlen, mit den einzelnen Reglern von Rollenantrieben verbunden ist.
  • Mit Vorteil sind die einzeln geregelten Rollenantriebe drehzahlgeregelt, wobei für jeden Rollenantrieb aus der Differenz des Iststromes des Rollenantriebes und des Strommittelwertes der Istströme der Rollenantriebe ein Drehzahl-Zusatzsollwert berechnet wird, mit dem eine aus der Gießgeschwindigkeit und dem Rollendurchmesser errechnete Solldrehzahl beaufschlagt wird.
  • Vorteilhaft werden nur die Antriebe der den Warmstrang führenden Rollen geregelt.
  • Störungen einzelner Antriebe werden detektiert und gemeldet, worauf diese Antriebe bei dem Führungsverfahren nicht mehr berücksichtigt werden.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den weiteren Unteransprüchen.
  • Die FIG zeigt den Prinzipaufbau der Antriebsregelung.
  • Gemäß der FIG ist eine Automatisiereinheit 1, z.B. eine speicherprogrammierbare Steuerung, mit einer Anzeigeeinheit 2 verbunden. Des weiteren ist die Automatisiereinheit 1 mit einer nicht dargestellten Eingabeeinheit verbunden, von der Sollwerte übermittelt werden. Die Sollwerte umfassen z.B. die Gießgeschwindigkeit vG, die Gießlänge und die Betriebsart der Stranggießanlage. Darüber hinaus ist die Automatisiereinheit 1 über einen Datenbus 6, mit dem alle Drehzahlregler 3, 4, 5 angesprochen werden, sowie über Datenleitungen 7, mit denen einzelne Drehzahlregler 3, 4, 5 angesprochen werden, mit den Drehzahlreglern 3, 4, 5 verbunden. Über den Datenbus 6 werden gemeinsame Informationen, z.B. Kennlinien, übertragen.
  • Jeder Drehzahlregler 3, 4, 5 regelt einen Rollenantrieb 8, dessen Istwerte, z.B. Istdrehzahl nist oder Iststrom Iist, von einem Istwertgeber 9 erfaßt werden.
  • Über die Datenleitungen 7 werden nur einzelne Regler 3, 4, 5 betreffende Daten übertragen. Derartige Daten sind z.B. Istdrehzahl nist, Iststrom Iist, Störungssignal S, Solldrehzahl nsoll oder ein Aktivierungs-/Deaktivierungssignal. Eine Störung wird z.B. detektiert, wenn Istdrehzahl nist oder Iststrom Iist unzulässige Werte erreichen.
  • Darüber hinaus weisen die Drehzahlregler 3, 4, 5 nicht dargestellte Mittel, z.B. Infrarotdetektoren oder ein Wegfolgesystem, zum Detektieren der Belegung mit Warmstrang auf.
  • Die Drehzahlregler 3, 4, 5 regeln einzeln die Antriebe 8 von Rollen, die den Strang aus der Kokille der Stranggießanlage abziehen. Die Drehzahlsollwerte nsoll der einzelnen Drehzahlregler 3, 4, 5 werden durch die Automatisiereinheit 1 geführt, wobei die Sollwertvorgabe für die Rollenantriebe 8 lastabhängig erfolgt. Dabei werden nur die Antriebe 8 geregelt, deren Rollen den Warmstrang führen. Es wird angenommen, daß eine Rolle den Warmstrang führt, wenn der Iststrom Iist des Rollenantriebs 8 während einer vorwählbaren Zeitspanne T vom Leerlaufstrom IO um mehr als eine vorwählbare Schwankungsbreite ΔI abweicht und/ oder wenn die Rolle auf den Warmstrang angepreßt ist. Die Rollen können dabei so stark an den Warmstrang angepreßt sein, daß sie den Strang plastisch verformen, also als Walzen wirken.
  • Die Istströme Iist werden von den Drehzahlreglern 3, 4, 5 zusammen mit eventuell aufgetretenen Störungen übermittelt. Die Automatisiereinheit 1 berechnet aus den Istströmen Iist einen Mittelwert Im. Sodann werden in der Automatisiereinheit 1 für jeden geregelten Rollenantrieb 8 die Differenz aus Iststrom Iist und Strommittelwert Im gebildet. Der Iststrom Iist wird dabei gegebenenfalls um einen Leerlaufstrom IO vermindert. Die so errechnete Differenz wird mit einer vorwählbaren Konstante p multipliziert. Die Konstante p hat typisch einen Wert von 2 bis 3. Wenn die betreffende Rolle als warmstrangführend registriert ist, wird ein Drehzahl-Zusatzsollwert Δnsoll gemäß der Formel

    Δn soll = p x (I ist - I m ) x n N / I N
    Figure imgb0001

    berechnet. nN und IN sind dabei Nenndrehzahl und Nennstrom des Rollenantriebs 8. Wenn die betreffende Rolle als nicht warmstrangführend registriert ist, wird der Drehzahl-Zusatzsollwert Δnsoll gleich Null gesetzt. Falls nötig wird der Drehzahl-Zusatzsollwert Δnsoll auf einen vorwählbaren Bruchteil, z. B. 3 %, der Nenndrehzahl nN begrenzt. Durch Vergleich des begrenzten Drehzahl-Zusatzsollwerts Δnsoll mit dem Wert vor der Begrenzung wird festgestellt, ob eine Begrenzung nötig war. Wenn ja, wird für diese Rolle ein Verschleißsignal auf der Anzeigeeinheit 2 angezeigt. Der Drehzahl-Zusatzsollwert Δnsoll wird zur Solldrehzahl nsoll addiert, wobei die Solldrehzahl nsoll aus der Gießgeschwindigkeit vG und dem Rollendurchmesser d der betreffenden Rolle ermittelt wird.
  • Wenn ein Rollenantrieb 8 gestört ist, wird ein Störungssignal S vom zugehörigen Drehzahlregler 3, 4 oder 5 an die Automatisiereinheit 1 gesendet. Dieser Antrieb 8 wird bei der gesamten vorstehend beschriebenen Führung, also weder bei der Strommittelwertbildung noch bei der Sollwertkorrektur, berücksichtigt.

Claims (13)

  1. Führungsverfahren für die elektrischen Antriebe (8) von Rollen einer Stranggießanlage, wobei der Strang durch die angetriebenen Rollen, deren Antriebe (8) über Regler (3 bis 5) einzeln geregelt sind, aus der Kokille der Stranggießanlage abgezogen wird und wobei die Sollwertvorgabe für die Rollenantriebe (8), z. B. die Drehzahlvorgabe, lastabhängig erfolgt.
  2. Führungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzeln geregelten Rollenantriebe (8) drehzahlgeregelt sind, wobei für jeden Rollenantrieb (8) aus der Differenz des Iststromes (Iist) des Rollenantriebes (8) und des Strommittelwertes (Im) der Istströme (Iist) der Rollenantriebe (8) ein Drehzahl-Zusatzsollwert (Δnsoll) berechnet wird, mit dem eine aus der Gießgeschwindigkeit (vG) und dem Rollendurchmesser (d) errechnete, Solldrehzahl (nsoll) beaufschlagt wird.
  3. Führungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahl-Zusatzsollwert (Δnsoll) proportional zur Differenz des Iststromes (Iist) und des Strommittelwertes (Im) ist.
  4. Führungsverfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelwertbildung und die Differenzbildung mit um Leerlaufströme (IO) verminderten Istströmen (Iist) erfolgt.
  5. Führungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Antriebe (8) der den Warmstrang führenden Rollen geregelt werden.
  6. Führungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegung eines Rollenantriebs (8) mit dem Warmstrang dadurch detektiert wird, daß der Istrom (Iist) des Rollenantriebs (8) während einer vorwählbaren Zeitspanne (T) vom Leerlaufstrom (IO) um mehr als eine vorwählbare Schwankungsbreite (ΔI) abweicht.
  7. Führungsverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Störung eines Rollenantriebs (8) dieser Rollenantrieb (8) bei der Berechnung des Strommittelwertes (Im) nicht berücksichtigt wird.
  8. Führungsverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschleiß der Rollen detektiert wird, wenn der berechnete Drehzahl-Zusatzsollwert (Δnsoll) einen vorwählbaren Bruchteil der Solldrehzahl (nsoll) übersteigt, wobei der wirksame Drehzahl- Zusatzsollwert (Δnsoll) auf diesen vorwählbaren Bruchteil der Solldrehzahl (nsoll) begrenzt wird.
  9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Automatisiereinheit (1), z.B. eine speicherprogrammierbare Steuerung, zur Anzeige des Betriebszustandes mit einer Anzeigeeinheit (2) und zur Vorgabe von Betriebsparametern, z.B. Gießgeschwindigkeits-Sollwert (vG) und Betriebsart, mit einer Eingabeeinheit sowie zur Übermittlung von Sollwerten, z. B. Solldrehzahlen, mit den einzelnen Reglern (3, 4, 5) von Rollenantrieben (8) verbunden ist.
  10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenantriebe (8) Mittel zum Erfassen von Betriebsstörungen aufweisen.
  11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenantriebe (8) Mittel zum Erfassen der Anwesenheit des Warmstranges aufweisen.
  12. Einrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Regler (3, 4, 5) Drehzahlregler (3, 4, 5) sind.
  13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen den Strang plastisch verformen, also als Walzen wirken.
EP90112051A 1990-06-25 1990-06-25 Führungsverfahren für die elektrischen Antriebe von Rollen einer Stranggiessanlage und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens Revoked EP0463203B1 (de)

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ES90112051T ES2069629T3 (es) 1990-06-25 1990-06-25 Procedimiento de guia para accionamientos electricos de rodillos de una instalacion de fundicion continua e instalacion para la realizacion del procedimiento.
EP90112051A EP0463203B1 (de) 1990-06-25 1990-06-25 Führungsverfahren für die elektrischen Antriebe von Rollen einer Stranggiessanlage und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE59008603T DE59008603D1 (de) 1990-06-25 1990-06-25 Führungsverfahren für die elektrischen Antriebe von Rollen einer Stranggiessanlage und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
AT90112051T ATE119091T1 (de) 1990-06-25 1990-06-25 Führungsverfahren für die elektrischen antriebe von rollen einer stranggiessanlage und einrichtung zur durchführung des verfahrens.

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EP0463203A1 EP0463203A1 (de) 1992-01-02
EP0463203B1 true EP0463203B1 (de) 1995-03-01

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EP0463203A1 (de) 1992-01-02
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