EP2643109B2

EP2643109B2 - Method and device for the controlled secondary cooling of a continuous casting installation

Info

Publication number: EP2643109B2
Application number: EP11760498.3A
Authority: EP
Inventors: Andreas Naujock; Axel Stavenow; Axel Weyer
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2010-11-23
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2018-03-28
Anticipated expiration: 2031-09-26
Also published as: EP2643109B1; CN103459065A; EP2643109A1; DE102010052247A1; WO2012069234A1; CN103459065B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur geregelten Sekundärkühlung mit einem von einem Kühlmedium durchflossenen Netz einer Stranggießanlage, die an die jeweilige Gießaufgabe, insbesondere in Hinblick auf die Stahlsorte und besondere sich während des Gießprozesses ergebende Aufgaben, anpassbar ist.The invention relates to a device for controlled secondary cooling with a traversed by a cooling medium network of a continuous casting, which is adaptable to the particular casting task, in particular with regard to the steel grade and special tasks resulting during the casting process.

Beim Stranggießen von Stahl wird die Erstarrung durch die Primärkühlung des Stahls in der Kokille und die Sekundärkühlung im Bereich der Strangführung erreicht. Innerhalb der Strangführung wird Wasser oder ein Wasser-Luft-Gemisch unter Druck in den zwischen den Strangführungsrollen freibleibenden Bereichen direkt auf die Strangschale gespritzt; dadurch wird dem Strang Wärme entzogen.In the continuous casting of steel, the solidification is achieved by the primary cooling of the steel in the mold and the secondary cooling in the region of the strand guide. Within the strand guide water or a water-air mixture is injected under pressure in the remaining between the strand guide rollers areas directly on the strand shell; As a result, heat is removed from the strand.

Stranggießanlagen, also beispielsweise Brammen-, Dünnbrammen- oder Formatstranggießanlagen, haben zur Strangführung eine Reihe von Segmenten, deren Anzahl vom jeweiligen Produktspektrum bestimmt wird. Sie können aus bis zu zwanzig Segmenten mit einer entsprechenden Rollenbahn bestehen. In einem Segment sind jeweils zwischen zwei und zehn Rollen oder Teilrollen, d. h. Rollen mit entsprechender Teilung, je Segmentrahmen angeordnet. Der Stahlgießanlage und den Segmenten sind mehrere Kühlzonen überlagert. Die Kühlzonen können sich mit einem Segment decken, sie können sich jedoch auch über mehrere Segmente erstrecken. Auch besteht die Möglichkeit, dass nur Teile eines Segments Bestandteil einer Kühlzone sind. Das Segment selber kann, in Produktrichtung gesehen, auch mehrfach geteilte Kühlzonen aufweisen.Continuous casting plants, for example slab, thin slab or format continuous casting plants, have a series of segments for strand guidance, the number of which is determined by the respective product spectrum. They can consist of up to twenty segments with a corresponding roller conveyor. In each segment between two and ten rolls or sub-rolls, i. H. Rolls with appropriate pitch, arranged per segment frame. The steel casting plant and the segments are superimposed on several cooling zones. The cooling zones can cover one segment, but they can also span multiple segments. There is also the possibility that only parts of a segment are part of a cooling zone. The segment itself can, seen in the product direction, also have multiple shared cooling zones.

Die aus produkttechnischen Gründen vorhandenen Kühlzonen erfordern, dass eine Stahlgießanlage vorzugsweise mit bis zu achtzig oder mehr Regelkreisen ausgestattet ist, wobei jeweils je Kühlzone ein Regelkreis vorgesehen ist. Je Regelkreis wird über wenigstens eine Spritzdüse das Kühlmedium auf das Produkt aufgebracht, um das Produkt entsprechend den Anforderungen zu kühlen.The existing for technical reasons product cooling zones require that a Stahlgießanlage is preferably equipped with up to eighty or more control loops, wherein each cooling zone, a control loop is provided. Depending on the control circuit, the cooling medium is applied to the product via at least one spray nozzle in order to cool the product according to the requirements.

Je nach den Anforderungen des Produkts werden die einzelnen Regelkreise mit Ein-, Zwei- oder Mehrstoffkühlsystemen ausgeführt. Bei Einstoffkühlsystemen wird als Kühlmittel Wasser eingesetzt. Als Maß für den dem Produkt zugeführten Kühlstoff wird die Wassermenge genutzt. Bei Zwei- oder Mehrstoffsystemen wird dem Produkt über spezielle Spritzdüsen ebenfalls das Kühlmittel Wasser zugeführt. Allerdings werden hier zu dem Wasser an der Spritzdüse entsprechende Zusätze wie komprimierte Luft zugeführt. Zweistoffkühlsysteme ermöglichen eine effizientere Kühlung und schaffen mehr Möglichkeiten zur Beeinflussung der Kühlwirkung. So können auch geringere Wassermengen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung des erforderlichen Spritzbildes durch gleichmäßige Aufbringung des Kühlmittels auf das Produkt realisiert werden.Depending on the requirements of the product, the individual control circuits are designed with single, dual or multi-fuel cooling systems. For single-fluid cooling systems, water is used as the coolant. As a measure of the product supplied coolant the amount of water is used. In the case of two-component or multi-component systems, the coolant is also supplied to the product via special spray nozzles. However, appropriate additives such as compressed air are supplied to the water at the spray nozzle here. Dual-fluid cooling systems enable more efficient cooling and create more options for influencing the cooling effect. Thus, even smaller amounts of water while maintaining the required spray pattern can be realized by uniform application of the coolant to the product.

Ebenfalls ist es möglich, die Kühlwirkung nicht nur über die Wassermenge, sondern im Falle der Zweistoffkühlung auch über den zugeführten Luftdruck zu regulieren.It is also possible to regulate the cooling effect not only on the amount of water, but also in the case of the two-fluid cooling via the supplied air pressure.

Wegen des großen Produktspektrums bei neuen Stranggießanlagen wird in der Sekundärkühlung ein großer Regelbereich benötigt, um einerseits LC-Stähle schnell gießen zu können, wobei sehr große Wassermengen benötigt werden, und um andererseits bei peritektischen Stählen und Röhrenstählen im Richtbereich noch mit ausreichender Temperatur die Bramme zu richten zu können, wobei nur sehr kleine Wassermengen zur Kühlung eingestellt werden.Due to the large product range of new continuous casting plants, a large control range is needed in the secondary cooling, on the one hand to be able to cast LC steels quickly, with very large amounts of water are required, and on the other hand for peritectic steels and tube steels in the directional range with sufficient temperature to the slab to be able to judge, with only very small amounts of water are set for cooling.

Diese Anforderungen werden traditionell durch ein Zweistoff-Kühlsystem mit Wasser-Luft-Spritzdüsen gelöst, die über einen großen Regelbereich, etwa von 1 : 14, verfügen. Dagegen weisen mit Wasser arbeitende Einstoffdüsen einen Regelbereich von nur 1 : 4 auf und sind deshalb für viele Stranggießanlagen wegen der oben beschriebenen Anforderungen nur bedingt geeignet.These requirements are traditionally solved by a dual-fluid cooling system with water-air spray nozzles, which have a large control range of about 1:14. By contrast, single-fluid nozzles working with water have a control range of only 1: 4 and are therefore only of limited suitability for many continuous casting plants because of the requirements described above.

Außerdem ist es erforderlich, eine über die Breite des Stranges möglichst gleichmäßige Temperatur einzustellen, damit, z. B. im Richtbereich, keine Risse aufgrund zu kalter Brammenkanten entstehen. Dieses Problem wird durch separat geregelte Spritzzonen gelöst, die verschiedene Gießbreiten abdecken. Dabei ist für jede Breitenzone ein gesonderter Regelkreis erforderlich.In addition, it is necessary to set a uniform over the width of the strand temperature so that, for. B. in the directional area, no cracks due to cold slab edges arise. This problem is solved by separately controlled spray zones, which cover different casting widths. In this case, a separate control loop is required for each width zone.

Gegenwärtig sind Sekundärkühlvorrichtungen zum Einsatz beim Stranggießen bekannt, bei denen sich die Stellorgane für die Sekundärkühlung außerhalb des Segments im Wasserverteilraum befinden. Durch ein elektrisch angesteuertes Ventil kann die Wassermenge für einen Regelkreis eingestellt werden. Dabei wird mittels einer Durchflussmessung innerhalb der Regelstrecke die aktuelle Wassermenge für einen Regelkreis ermittelt. Die vom Regelkreis eingestellte Wassermenge wird mittels einer Wasserspannplatte des Segmentes an das Segment übergeben und dort über Leitungen und Düsen auf die Brammenoberfläche gespritzt. Dichtelemente auf der Spannplatte sorgen dafür, dass bei Segmenteinbau die Kopplung der Medien dicht ist.At present secondary cooling devices are known for use in continuous casting, in which the secondary cooling actuators are outside the segment in the water distribution space. Through an electrically controlled valve, the amount of water can be set for a control loop. In this case, the current amount of water is determined for a control loop by means of a flow measurement within the controlled system. The amount of water set by the control loop is transferred to the segment by means of a water clamping plate of the segment and injected there via lines and nozzles onto the slab surface. Sealing elements on the clamping plate ensure that in the case of segment installation the coupling of the media is tight.

Hierbei ist zu beachten, dass je Regelkreis mindestens eine Übergabestelle in der Wasserspannplatte erforderlich ist. Bei großen Wassermengen können u. U. auch zwei Übergabestellen erforderlich werden. Bei einer großen Anzahl von Regelkreisen werden bisweilen sehr komplexe Wasserspannplatten je Segment benötigt.It should be noted that at least one transfer point in the water chuck plate is required per control loop. For large amounts of water u. U. also two transfer points are required. In a large number of control circuits, very complex water trays are sometimes required per segment.

Aus der EP 0 650 790 B1 ist ein Verfahren zur thermischen Oberflächenbehandlung von Strängen aus feinkörnigem Baustahl in eine Stranggießmaschine bekannt, der ein Wärmeofen zum Aufheizen der Stränge einer heißen Charge zugeordnet ist, um das Ausscheiden von Verbindungen von Aluminium, Vanadium, Niob und dergleichen zu verhindern und um Oberflächendefekte aufgrund von Spannungen zu eliminieren oder zumindest weitgehend zu reduzieren. Die hierzu eingesetzte Stranggießmaschine weist eine Kokille, eine Sekundär-Kühlkammer, eine Auszieh- und Ausrichteeinheit sowie eine Schneideeinheit auf. Das hierbei eingesetzte Verfahren umfasst einen ersten Kühlschritt für Stränge innerhalb der Sekundär-Kühlkammer und einen zweiten Kühlschritt für Stränge vor der Schneideeinheit. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch ein Oberflächenabschrecken der äußeren Schicht der Stränge mit Hilfe eines zweiten Kühlschrittes, das durch ein intensives und konzentriertes Kühlen der Oberfläche der Stränge erreicht wird, um die Oberflächentemperatur der Stränge nach dem natürlichen, durch den heißen Kern der Stränge verursachten Tempern zwischen etwa 400 °C und etwa 900 °C zu reduzieren, wobei dieses intensive und konzentrierte Kühlen dadurch realisiert wird, dass durch eine Mehrzahl von Sprühdüsen ein Kühlfluid auf Wasserbasis unter Druck gegen die Oberfläche der Stränge gesprüht wird. Das intensive und konzentrierte Kühlen ist von den Abmessungen der Stränge abhängig und wird unmittelbar oder sofort nach dem Schritt des Ausziehens und Ausrichtens der Stränge durch die Auszieh- und Ausrichteeinheit angewendet.From the EP 0 650 790 B1 For example, there is known a method of thermal surface treatment of fine grained structural steel strands in a continuous casting machine associated with a heating furnace for heating the strands of a hot batch to prevent the precipitation of compounds of aluminum, vanadium, niobium and the like and surface defects due to stress to eliminate or at least substantially reduce. The continuous casting machine used for this purpose has a mold, a secondary cooling chamber, an extraction and alignment unit and a cutting unit on. The method used here comprises a first cooling step for strands within the secondary cooling chamber and a second cooling step for strands in front of the cutting unit. The method is characterized by surface quenching of the outer layer of the strands by means of a second cooling step achieved by intensive and concentrated cooling of the surface of the strands to control the surface temperature of the strands after the natural annealing caused by the hot core of the strands about 400 ° C and about 900 ° C, wherein this intensive and concentrated cooling is realized by spraying a water-based cooling fluid under pressure against the surface of the strands through a plurality of spray nozzles. The intensive and concentrated cooling depends on the dimensions of the strands and is applied immediately or immediately after the stripping and aligning step by the stripping and aligning unit.

Aus der EP 1 550 523 A1 ist ein Verfahren zur diversifizierten Regelung der Sekundärkühlung einer Stranggießanlage bekannt, bei der die Sekundärkühlung an die aktuelle Gießaufgabe bezüglich der Stahlsorte, den Schwierigkeiten während des Gießprozesses, etc. angepasst wird. Um eine flexible Regelung zu ermöglichen, die direkter auf die Kühlanforderungen des Stranggießens eingeht, und um eine weitergehende Verbesserung der Sekundärkühlung zu erreichen, besitzen die Segmente der Sekundärkühlung jeweils gesonderte Kühlkreisläufe, die mit einer individuellen aufgabenbezogenen Sollwertvorgabe geregelt werden.From the EP 1 550 523 A1 is a method for diversified control of the secondary cooling of a continuous casting known, in which the secondary cooling is adapted to the current casting task with respect to the steel grade, the difficulties during the casting process, etc. In order to allow a flexible control that is more directly responsive to the cooling requirements of continuous casting, and to achieve further improvement in secondary cooling, the secondary cooling segments each have separate cooling circuits that are controlled with an individual task-related setpoint specification.

Gemäß diesem Stand der Technik wird die benötigte Kühlwirkung über den dem Produkt zugeführten Wasservolumenstrom geregelt. Dabei werden selbstverständlich auch die sonstigen Stoffmengen berücksichtigt, da diese ebenfalls die Kühlwirkung beeinflussen.According to this prior art, the required cooling effect is regulated via the water volume flow supplied to the product. Of course, the other amounts of material are taken into account, as they also affect the cooling effect.

Die heutige Ausführung der Regelkreise für Ein-, Zwei- oder Mehrstoffkühlsysteme unterscheidet sich im wesentlichen in der Berechnung der Sollwasservolumenströme. So werden ausschließlich die den Spritzdüsen zugeführten Wasservolumenströme geregelt. Die anderen Stoffströme werden den Anforderungen entsprechend eingestellt. Alle Regelkreise nach dem Stand der Technik umfassen gegenwärtig eine gemeinsame Druckmessung als Eingangsdruckbestimmung, eine Volumenstrommessung durch einen Sensor für die Wassermenge und ein Regelventil (Aktor) zur Mengenregelung.Today's design of the control circuits for single, dual or multi-component cooling systems differs essentially in the calculation of the nominal water flow rates. Thus, only the water jet streams supplied to the spray nozzles are regulated. The other material flows are adjusted according to the requirements. All prior art control circuits currently include a common pressure measurement as input pressure determination, a volumetric flow measurement by a sensor for the amount of water and a control valve (actuator) for flow control.

Alle Systeme sind an eine zentrale Datenerfassung gekoppelt, die aufgrund von Materialvorgaben und sonstigen Informationen und Auswertungen in Hinblick auf Einsatzstoffe, produkt- und messtechnische Informationen, die Sollwassermengen je Kühlzone berechnen und diese Informationen an die zugehörigen Regelungseinrichtungen als Führungsgröße übergeben.All systems are linked to a central data collection system which, based on material specifications and other information and evaluations with regard to input materials, product and metrological information, calculate the setpoint water quantities per cooling zone and transfer this information to the associated control devices as a reference variable.

Allen Spritzdüsen gemeinsam ist die grundsätzliche Funktion, dass sich einem Durchfluss entsprechend an der Düse ein Wasserdruck einstellt, unabhängig davon, ob es sich um ein Ein-, Zwei- oder Mehrstoffdüsen handelt; allerdings beeinflussen sich die der Düse zugeführten Stoffe gegenseitig.Common to all spray nozzles is the fundamental function that a flow corresponding to the nozzle adjusts a water pressure, regardless of whether it is a one-, two- or multi-fluid nozzles; However, the substances supplied to the nozzle influence each other.

Stellt man beispielsweise an einer Zweistoffdüse bei konstantem Luftdruck eine konstante Wassermenge ein, so stellen sich ein ebenfalls konstanter Wasserdruck und eine konstante Luftmenge ein. Variiert man nun die Wassermenge, so stellt sich ein neues Gleichgewicht zwischen Wasserdruck und Luftmenge ein.If, for example, a constant amount of water is applied to a two-fluid nozzle at a constant air pressure, then a constant water pressure and a constant air volume are established. By varying the amount of water, a new equilibrium between water pressure and air volume is established.

In der Patentanmeldung DE 10 2009 034 847.6 wird eine Vorrichtung zu geregelten Sekundärkühlung vorgeschlagen, bei der das Netz wenigstens ein erstes Drucknetz umfasst, in dem der Druck des Kühlmediums als Aufgabengröße eingesetzt wird. Es wird somit nicht eine Menge eines Kühlmediums bereitgestellt, sondern ein Druck, gemäß dem sich dann alle Verbraucher innerhalb des Kühlsystems die erforderliche Menge des Kühlmediums entnehmen.In the patent application DE 10 2009 034 847.6 a device for regulated secondary cooling is proposed, in which the network comprises at least a first pressure network, in which the pressure of the cooling medium is used as a task size. It is thus not provided a quantity of a cooling medium, but a pressure, according to which then remove all consumers within the cooling system, the required amount of the cooling medium.

Aus der Internationalen Patentanmeldung WO 2011/038800 A1 , welche nicht vorveröffentlicht ist, ist eine Vorrichtung zur geregelten Sekundärkühlung einer Stranggießanlage bekannt Die Stranggießanlage umfesst ein Leitungsnetz für das Kühlmedium, wobei das Leitungsnetz als Druckleitungsnetz ausgebildet ist Es ist vorgesehen, dass der Druck des Kühlmediums in der Sekundärkühleinrichtung geregelt wird. Die dazu notwendigen Druckregelorgane können auf den Segmenten der Strangführung angeordnet sein.From the International Patent Application WO 2011/038800 A1 , which is not prepublished, a device for controlled secondary cooling of a continuous casting plant is known The continuous casting encloses a line network for the cooling medium, the line network is designed as a pressure line network It is envisaged that the pressure of the cooling medium is controlled in the secondary cooling device. The necessary pressure control elements can be arranged on the segments of the strand guide.

Schließlich offenbart die Deutsche Offenlegungsschrift DE 1 961 507 ein Durchflussregelsystem für eine gleichbleibende Flüssigkeitsabgabe, insbesondere eine Sekundärkuhleinrichtung für eine Strangführungseinrichtung. Konkret sind entlang der Strangführung verschiedene Kühlzonen vorgesehen, welche jeweils Ober eigene Druckleitungen mit Kühlwasser versorgt werden. In den jeweiligen Druckleitungen sind sogenannte Druckregler angeordnet zum Einstellen eines jeweils vorgegebenen Soll-Druckes, der über einen von Hand zu bedienenden Hebel eingestellt wird, in den jeweiligen Druckleitungen der Kühlzonen. Die einzelnen Druckleitungen pro Kühlzone verzweigen jeweils nochmal in eine Vielzahl von Einzelleitungen, die jeweils in Sprühköpfen enden. In diesen Einzelleitungen ist pro Sprühkopf jeweils eine sogenannte Regeleinheit vorgesehen, welche den Durchflussquerschnitt der Regeleinheit im Verhältnis von Veränderungen des stromaufwärts herrschenden Druckes des kühlmediums, dass den Sprühköpfen in Form von Venturidüsen zugeführt wird, verändert. Diese Durchflussregelung ist selbst regelnd.Finally, the German Offenlegungsschrift discloses DE 1 961 507 a flow control system for a constant liquid delivery, in particular a secondary cooling device for a strand guiding device. Specifically, various cooling zones are provided along the strand guide, which are each supplied with its own pressure lines with cooling water. In the respective pressure lines so-called pressure regulator are arranged for setting a respective predetermined target pressure, which is set via a manually operated lever, in the respective pressure lines of the cooling zones. The individual pressure lines per cooling zone branch each time into a plurality of individual lines, each ending in spray heads. In these individual lines, a so-called control unit is provided per spray head, which changes the flow cross-section of the control unit in proportion to changes in the upstream prevailing pressure of the cooling medium that is supplied to the spray heads in the form of venturi. This flow control is self-regulating.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine flexibel einsetzbare Vorrichtung zur Sekundärkühlung zur Verfügung zu stellen.It is the object of the invention to provide a flexibly usable device for secondary cooling.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß Anspruch 1 gelöst.According to the invention this object is achieved according to claim 1.

Zu diesem Zweck werden die Regelkreise komplett neu konzipiert, wobei folgender Aufbau realisiert wird: Es werden eine gemeinsame Druckmessung (Eingangsdruckbestimmung), eine Volumenstrommessung (Sensor für die Wassermenge) und ein durch Fremddruckvorgabe einstellbares Regelventil als Druckregelorgan eingesetzt.For this purpose, the control loops are completely redesigned, with the following structure is realized: It is a common pressure measurement (input pressure), a flow measurement (sensor for the amount of water) and an adjustable by external pressure control valve used as a pressure control element.

Durch die Verwendung des selbsttätigen Druckregelorgans, welches ohne Einsatz einer Fremdenergie arbeitet, kann das Regelorgan sowohl vor dem Segment, beispielsweise in einem Medienraum, d. h. dem jetzigen standardmäßigen Standort, platziert werden. Dass sich der Standort auf dem Segment befindet, wird durch die Technologie des selbsttätigen Regelorgans erleichtert oder überhaupt erst ermöglicht, da der Einsatz elektrischer oder sonstiger Hilfsenergie vermieden und auch die Stellgröße ohne elektrotechnische Hilfe dem Druckregelorgan zugeführt wird. Die Stellgröße wird dem Druckregelorgan Ober eine separate pneumatische oder hydraulische Leitung zugeführt. Das Regelorgan benutzt als Hilfsenergie das zu regelnde Medium selber, also vorzugsweise das Wasser; aber ebenso kann auch die Druckluft hierfür eingesetzt werden.Through the use of the automatic pressure regulating member, which operates without the use of external energy, the control element can both before the segment, for example in a media room, d. H. the current default location. The fact that the location is located on the segment is facilitated by the technology of the automatic control element or even made possible, since the use of electrical or other auxiliary energy is avoided and also the manipulated variable without electrical assistance to the pressure control element is supplied. The manipulated variable is fed to the pressure control element upper a separate pneumatic or hydraulic line. The control element uses as an auxiliary energy to be controlled medium itself, so preferably the water; but also the compressed air can be used for this purpose.

Je Regelkreis wird also mindestens ein selbstregelndes Druckregelorgan benötigt. Bei Plazierung der Druckregelorgane auf dem Segment werden außer einer entsprechenden Kühlmittelversorgungsleitung und der extern vorzugebenden Stellgröße (Hydraulik oder Pneumatik) keine weiteren Verbindungen für Medien oder Energie benötigt.Each control circuit thus requires at least one self-regulating pressure control element. When placing the pressure control elements on the segment, no further connections for media or energy are required except for a corresponding coolant supply line and the externally presettable manipulated variable (hydraulics or pneumatics).

Bei Einsatz der Erfindung lassen sich auch zusätzliche Kühlkreisläufe kostengünstig realisieren, insbesondere durch eine "intelligente", d. h. durch Sensoren und Auswertemittel unterstützte, Kühlmittelverteilung auf dem Segment. Nicht benötigte Kühlmittel- oder Wasserkreisläufe lassen sich abschalten; durch die Erfindung wird eine feinmaschige Aufteilung der Wasserverteilung vorgesehen. Durch dezentrale und autarke Regelungen werden gegenüber dem Stand der Technik bessere Regelergebnisse erzielt. Durch den Einsatz von Regelventilen, welche ohne zusätzliche, von außen zugeführte Hilfsenergie auskommen, wird die Betriebssicherheit erhöht.When using the invention, additional cooling circuits can be realized inexpensively, in particular by an "intelligent", d. H. supported by sensors and evaluation means, coolant distribution on the segment. Unused coolant or water circuits can be switched off; by the invention, a fine mesh distribution of the water distribution is provided. Decentralized and self-sufficient regulations lead to better control results compared to the state of the art. Through the use of control valves, which manage without additional, externally supplied auxiliary energy, the reliability is increased.

Mit dem Einsatz einer Druckregelung kann auf verschiedene Problemstellungen der Wassermengenregelung eingewirkt werden. So kann beispielsweise die Anzahl der Regelkreise erhöht werden, ohne kostspielige Veränderungen außerhalb des Segments durchführen zu müssen, beispielsweise die Streckenverrohrung.With the use of a pressure control can be acted on various problems of water flow control. For example, the number of control loops can be increased without having to make costly changes outside the segment, such as the tubing.

Das Kühlmedium ist entweder ein einziges Fluid, insbesondere Wasser, oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Fluiden, beispielsweise aus Wasser und Druckluft.The cooling medium is either a single fluid, in particular water, or a mixture of two or more fluids, for example water and compressed air.

Vorzugsweise umfasst das mindestens eine Drucknetz wenigstens ein selbstregelndes Druckregelorgan. Hierbei ist mit Vorteil das Druckregelorgan ein Regelventil oder Schaltventil, dem ein Fremddruck als Stellgröße zugeführt wird.Preferably, the at least one pressure network comprises at least one self-regulating pressure regulating member. In this case, the pressure regulating member is advantageously a control valve or switching valve to which an external pressure is supplied as a manipulated variable.

In vorteilhafter Weise wird der Fremddruck als die Stellgröße dem Druckregelorgan über eine separate pneumatische oder hydraulische Leitung zugeführt. Das Druckregelorgan lässt sich besonders praktisch auf oder an einem Segment anordnen.Advantageously, the external pressure is supplied as the manipulated variable to the pressure regulating member via a separate pneumatic or hydraulic line. The pressure control element can be arranged particularly convenient on or on a segment.

Die Erfindung sieht vorzugsweise vor, dass das mindestens eine Drucknetz Kupplungstrennstellen, insbesondere am Übergang zwischen den Druckleitungen und den Segmenten, aufweist. Dabei sind die Kupplungstrennstellen beispielsweise als Wasserspannplatten ausgebildet. Die Druckregelorgane lassen sich, bezogen auf die Fließrichtung, vor oder hinter den Kupplungstrennstellen anordnen. Dies bedeutet, dass gemäß der Erfindung selbstregelnde Schalt- oder Regelventile mit hydraulischer oder pneumatischer Führungsgrößenbeaufschlagung zur Steuerung oder Regelung der Sekundärwassermenge mit Anordnung im Wasserverteilraum für die Einstoff- oder Zweistoffkühlung eingesetzt werden. Die Ventile werden vor der Kupplungstrennstelle, d. h. vor der Wasserspannplatte, also beispielsweise im Medienraum, eingesetzt. Alternativ werden die Ventile hinter der Kupplungstrennstelle, also auf oder an dem jeweiligen Segment eingesetzt.The invention preferably provides that the at least one pressure network coupling separation points, in particular at the transition between the pressure lines and the segments comprises. The coupling separating points are formed, for example, as water chucks. The pressure control elements can be arranged in front of or behind the coupling separating points, with reference to the direction of flow. This means that according to the invention self-regulating switching or control valves with hydraulic or pneumatic Führungsgrößenbeaufschlagung be used to control or regulate the secondary water quantity with arrangement in the water distribution space for the single or two-fluid cooling. The valves are placed in front of the coupling disconnector, i. H. in front of the water chuck, so for example in the media room, used. Alternatively, the valves are used behind the clutch disconnect, that is on or on the respective segment.

Unter Einsatz der selbstregelnden Druck-Regelventile zur Regelung der Sekundärwassermenge lassen sich beliebig viele Kühlzonen realisieren, ohne dass Erweiterungsmaßnahmen an der Streckenverrohrung vorgenommen werden müssen. Die Aufteilung der Wasserversorgung geschieht in diesem Fall immer in Fließrichtung hinter der Kupplungstrennstelle (Wasserspannplatte). Durch eine Erhöhung der Anzahl der Kühlzonen kann bei entsprechenden Randbedingungen die Oberflächengüte und die strukturelle Güte des Metallstrangs positiv beeinflusst werden.By using the self-regulating pressure control valves to regulate the secondary water flow, any number of cooling zones can be realized without the need for expansion measures on the line pipework. In this case, the distribution of the water supply always takes place in the flow direction behind the coupling separation point (water tension plate). By increasing the number of cooling zones, the surface quality and the structural quality of the metal strand can be positively influenced under appropriate boundary conditions.

Bei einer geregelten Verteilung des Kühlmediums je Segment oder je Segmentgruppe ist ein Konstantdrucknetz nicht erforderlich, da man die Kennlinien jederzeit nachmessen kann. Voraussetzung hierfür ist, dass Organe zur Druckmessung oder zur Durchflussmessung je Segment oder je Segmentgruppe, also je Abzweig, vorgesehen sind. Voraussetzung hierbei ist, dass es bei vollem Volumenstrom keine großen Druckabfälle in der Rohrleitung bis zum Ventil geben darf.In a controlled distribution of the cooling medium per segment or segment group, a constant pressure network is not required because you can measure the characteristics at any time. The prerequisite for this is that organs are provided for pressure measurement or flow measurement per segment or per segment group, ie per branch. The prerequisite here is that there must be no large pressure drops in the pipeline to the valve at full volume flow.

In einem Konstantdrucknetz ist weiterhin dafür Sorge zu tragen, dass mit einem Antrieb ausgestattete Ventile nur einen kleinen Bauraum benötigen und für einen robusten Betrieb geeignet sind.In a constant pressure network, care must continue to be taken to ensure that valves equipped with a drive require only a small amount of space and are suitable for robust operation.

Vorteilhaft ist es auch, wenn sich mehrere, einem einzelnen Ventil zugeordnete Düsen als Stellorgane einzeln kalibrieren lassen. Um die "Düsenmodule", d. h. mehrere, einem Ventil zugeordnete Düsen als "Stellglieder" einzeln kalibrieren zu können, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, eine Messstrecke einzurichten, über die nach ihrer Freischaltung die Kalibrierung der Kennlinie eines Düsenmodule vorgenommen werden kann. Dies kann während der Wartungsarbeiten oder sogar in Gießpausen geschehen. Vorteil hieran ist, dass man ein Düsenmodul allein vermessen kann.It is also advantageous if several nozzles associated with a single valve can be individually calibrated as actuators. In order to be able to individually calibrate the "nozzle modules", ie a plurality of nozzles associated with a valve, as "actuators", it is proposed according to the invention to set up a measuring section via which the calibration of the characteristic of a nozzle module can be carried out after its activation. This can be done during maintenance or even in watering pauses. The advantage of this is that you can measure a nozzle module alone.

Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist das Netz im Bereich des Verteilraums nur eine einzige Kühlmittel-Zufuhrleitung auf, über die von einer Pumpe gefördertes Kühlmittel zu Spannplatten von Segmenten zuführbar ist, wobei Verzweigungen der Leitung im Bereich der Spannplatten und/oder der Segmente angeordnet sind.According to an advantageous embodiment of the invention, the network in the region of the distribution space only a single coolant supply line, can be supplied via the pumped by a pump coolant to clamping plates of segments, wherein branches of the line in the region of the clamping plates and / or the segments are arranged ,

Das erfindungsgemäße Kühlsystem lässt sich sowohl mit einer einkomponentigen Kühlung (nur Wasser als Kühlmittel) als auch mit einer zweikomponentigen Kühlung (Wasser und Luft als Kühlmittel) realisieren.The cooling system according to the invention can be realized both with a one-component cooling (only water as coolant) and with a two-component cooling (water and air as coolant).

In allgemeiner Weise bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur geregelten Sekundärkühlung mit einem von einem Kühlmedium durchflossenen Netz einer Stranggießanlage, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Pumpenregelkreis oder durch ein Konstantdrucknetz die notwendige Menge des Kühlmediums zur Verfügung stellt und die mengenmäßige Aufteilung auf den Segmenten innerhalb der Strangführung durch Ventile mit definierten Öffnungsstellungen (offen, halb offen, etc.) oder durch Proportionalventile erfolgt.In general terms, the invention relates to a device for controlled secondary cooling with a flowed through by a cooling medium network of a continuous casting plant, which is characterized in that a pump control loop or by a constant pressure network provides the necessary amount of the cooling medium and the quantitative distribution on the segments within the strand guide by valves with defined open positions (open, half open, etc.) or by proportional valves.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur geregelten Sekundärkühlung ist in vorteilhafter Weise dadurch gekennzeichnet, dass ein Pumpenregelkreis die notwendige Menge des Kühlmediums geregelt zur Verfügung stellt und die mengenmäßige Aufteilung auf den Segmenten innerhalb der Strangführung durch Ventile mit definierten Öffnungsstellungen (offen, halb offen, etc.) oder durch Proportionalventile erfolgt.An inventive device for controlled secondary cooling is advantageously characterized in that a pump control loop provides the necessary amount of the cooling medium is provided and the quantitative distribution on the segments within the strand guide by valves with defined open positions (open, half open, etc.) or done by proportional valves.

Vorzugsweise befinden sich bei einer Vorrichtung zur geregelten Sekundärkühlung mit einem von einem Kühlmedium durchflossenen Netz einer Stranggießanlage zur Verteilung des Kühlmediums in der Stranggießanlage und/oder auf einem Segment dienende aktive Stellglieder, insbesondere Ventile und/oder Regler, auf den Segmenten.Preferably, in a device for controlled secondary cooling with a continuous flow of a cooling medium network of a continuous casting for distributing the cooling medium in the continuous casting and / or serving on a segment active actuators, in particular valves and / or regulators on the segments.

Vorzugsweise sind je Segment oder je Segmentgruppe Organe zur Druck- und Volumenstrommessung vorgesehen. Auf jedem der Segmente können mehrere Gruppen von Dosen vorhanden sein, deren jeder mit Vorteil ein einzelnes Ventil zugeordnet ist, wobei sich die diesem zugeordneten Düsen einzeln kalibrieren lassen.Preferably, per segment or per segment group organs for pressure and flow measurement are provided. Each of the segments may have a plurality of groups of cans, each of which is advantageously associated with a single valve, the nozzles associated therewith being individually calibrated.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur geregelten Sekundärkühlung mit einem von einem Kühlmedium durchflossenen Netz einer Stranggießanlage gemäß Anspruch 8.The invention also relates to a method for regulated secondary cooling with a network of a continuous casting plant through which a cooling medium flows according to claim 8.

In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Druck des Kühlmediums pulsierend durch Schalten der Ventile geändert wird. Außerdem lassen sich Ventile In verschiedenen Ausgestaltungen einsetzen. Die Ventile werden beispielsweise als Auf-/Zu-Ventile, als diskret oder als stetig schaltbare Ventile betrieben.In a development of the method, it is provided that the pressure of the cooling medium is changed in a pulsating manner by switching the valves. In addition, valves can be used in various configurations. The valves are operated, for example, as on / off valves, as discrete or continuously switchable valves.

Die Druck-Volumenstromkennlinien werden in bestimmten zeitlichen Abständen kalibriert. Die Kalibrierung erfolgt vorzugsweise jedoch außerhalb des Gießbetriebs in der Stranggießanlage.The pressure-volumetric flowcharts are calibrated at specific time intervals. However, the calibration preferably takes place outside of the casting operation in the continuous casting plant.

Durch die Verlagerung der Regelorgane direkt auf das Segment in die Nähe der Verbraucher wird die Möglichkeit geschaffen, ohne Anpassungen an der Regelgröße (Sollwert) direkt den erforderlichen Druck einzustellen. Die direkte Druckregelung in Verbindung mit der Nähe zum Verbraucher ermöglicht zudem noch eine erheblich schnellere Reaktion auf etwaige Störgrößen, was dazu führt, dass Druckstöße des Kühlmediums am Verbraucher reduziert werden. Insbesondere wird ein beispielsweise durch eine Verstopfung hervorgerufener Düsenausfall schnell erkannt, da die Kühlmittelmenge unmittelbar über den Druck geregelt wird. Die dadurch entstehende beruhigte Drucksituation am Verbraucher begünstigt zudem die gleichförmige Beaufschlagung mit dem Kühlmedium und führt wiederum zu einer Verbesserung der Oberflächengüte und der strukturellen Güte des Gießprodukts.By shifting the control elements directly to the segment in the vicinity of the consumer, the possibility is created to adjust the required pressure directly without adjustments to the controlled variable (setpoint). The direct pressure control in conjunction with the proximity to the consumer also allows a much faster response to any disturbances, resulting in that pressure surges of the cooling medium are reduced at the consumer. In particular, a nozzle failure caused for example by a blockage is quickly recognized, since the coolant quantity is regulated directly via the pressure. The resulting calmed pressure situation at the consumer also favors the uniform application of the cooling medium and in turn leads to an improvement in the surface quality and the structural quality of the cast product.

Durch die Realisierung feiner gegliederter Regelungskreise können im Gegensatz zu konventionellen Lösungen die geforderten Temperaturen besser und schneller auf der gesamten Strangbreite des Metallstrangs eingestellt werden; dies führt insgesamt zu einer Verbesserung der Oberflächen und der strukturellen Güte des Metallstrangs.By implementing finely structured control circuits, in contrast to conventional solutions, the required temperatures can be set better and faster over the entire strand width of the metal strand; this leads to an overall improvement of the surfaces and the structural quality of the metal strand.

Durch den Einsatz dieser Technologie kann die Verrohrung außerhalb Gießmaschine und der Strangführung erheblich reduziert werden. In einer sehr einfachen Ausgestaltung der Erfindung ist es daher möglich, lediglich eine einzige Rohrleitung je Segment vorzusehen. Auch der nach dem Stand der Technik erforderliche Wasserverteilerraum kann entfallen. Durch diese Maßnahmen werden in erheblichem Umfang Kosten eingespart. Auch kann die üblicherweise vorhandene Volumenstrommessung entfallen, wenn man aus dem sich einstellenden Druck des Kühlmediums an der Düse (Regelungsresultat) und der Düsenkennlinien und -auslegungen auf den Verbrauch des Kühlmediums schließt und darauf verzichtet, dieses Ergebnis durch eine Volumenstrommessung zu verifizieren. Gegenüber dem Stand der Technik lassen sich mehr Kühlzonen realisieren, bei bestehenden Anlagen lässt sich die Ausrüstung auf dem Segment einfach umbauen.By using this technology, the piping outside the casting machine and the strand guide can be significantly reduced. In a very simple embodiment of the invention, it is therefore possible to provide only a single pipe per segment. Also required by the prior art water distribution space can be omitted. These measures will save a considerable amount of costs. Also, the usually existing volumetric flow measurement can be omitted if one concludes from the self-adjusting pressure of the cooling medium at the nozzle (control result) and the nozzle characteristics and interpretations on the consumption of the cooling medium and refrained to verify this result by a volume flow measurement. Compared to the state of the art, more cooling zones can be realized, with existing systems, the equipment can easily be converted to the segment.

Dadurch, dass nicht mehr für jeden Regelkreis auf dem Segment eine separate Kühlmittelleitung mit einem Regelventil und mit einer Volumenstrommessung aufgebaut werden muss, ist es ohne Aufwendungen möglich, die Anzahl der Regelkreise zu erhöhen, ohne dadurch außerhalb des Segments Mehrkosten zu verursachen.Because it is no longer necessary to set up a separate coolant line with a control valve and a volumetric flow measurement for each control loop on the segment, it is possible to increase the number of control loops without incurring additional costs outside of the segment.

Die Erweiterung der Regelkreise kann sich auch verbessernd auf die Oberflächengüte des Gießprodukts auswirken, wenn durch spezielle Kühlstrategien Nachteile der eine geringere Anzahl von Regelkreisen einsetzenden konventionellen Kühlung ausgeglichen werden, was sich wiederum positiv auf die Produktionskosten auswirkt.The expansion of the control loops can also have an improving effect on the surface quality of the casting product if disadvantages of the conventional cooling using a smaller number of control loops are compensated by special cooling strategies, which in turn has a positive effect on the production costs effect.

Ebenso ergibt sich durch den Einsatz der Technologie der Vorteil, gerade bei Nachrüstungen oder Erweiterungen vorhandener Systeme eine kostengünstige oder eine durch den Einsatz der Erfindung überhaupt erst wirtschaftliche Realisierung. Die Kostenersparnis ergibt sich dadurch, dass eine sonst zusätzliche Streckenverrohrung nicht mehr benötigt wird. Auch die Messtechnik vereinfacht sich.Likewise, the use of the technology provides the advantage, especially in the case of retrofits or extensions of existing systems, of a cost-effective or even an economical realization by the use of the invention. The cost savings result from the fact that an otherwise additional route piping is no longer needed. The measuring technology is also simplified.

Bei Ausfall einer Düse - von einem Ausfall spricht man, wenn die Düse keine oder nur noch eine geringe Kühlmittelmenge ausbringt, beispielsweise bei einer Verstopfung - und unter der Voraussetzung, dass eine Volumenstromregelung eingesetzt wird, werden die verbleibenden Düsen mit einer entsprechend erhöhten Menge des Kühlmediums versorgt, wobei der Systemdruck steigt.When a nozzle fails - one speaks of a failure when the nozzle no or only a small amount of coolant, for example, in a blockage - and provided that a flow control is used, the remaining nozzles with a correspondingly increased amount of the cooling medium supplied, whereby the system pressure increases.

Beim Einsatz einer Druckregelung kommt es zu einer Reaktionsverbesserung des Gesamtsystems, da der sich einstellende Systemdruck an jeder Düse konstant gehalten wird. Zwar wird die Gesamtkühlmittelmenge reduziert, aber die Einzelkühlmittelmengen je Düse verändern sich nicht.When using a pressure control, there is an improvement in the reaction of the entire system, since the system pressure setting is kept constant at each nozzle. Although the total amount of coolant is reduced, but the individual coolant quantities per nozzle do not change.

Die Reduktion der Gesamtkühlmittelmenge kann durch gezielte Erhöhung des Vorgabedrucks bewusst ausgeglichen werden.The reduction in the total quantity of coolant can be deliberately compensated by deliberately increasing the preselected pressure.

Zur Volumenstromregelung des Gesamtvolumens eines Segments können die Druckvorgaben eines jeden selbsttätigen Druckregelorgans gleichgeschaltet werden. Die Volumenstrommessung dient dann im Regelkreis als Istwert, der gewünschte Volumenstrom als Führungsgröße (Sollwert) und die Druckvorgaben eines jeden selbsttätigen Druckregelorgans als Stellgröße. Schaltet man die Stellgrößen zusammen, so kann durch deren Veränderung der Istwert entsprechend beeinflusst werden, um die Führungsgröße zu erreichen.For volume flow control of the total volume of a segment, the pressure specifications of each automatic pressure control element can be switched equal. The volume flow measurement is then used in the control loop as the actual value, the desired volume flow as a reference variable (setpoint) and the pressure specifications of each automatic pressure control element as a manipulated variable. If the manipulated variables are combined, the actual value can be correspondingly influenced by their change in order to achieve the reference variable.

Durch Veränderung der Verhältnisse der Druckvorgaben zueinander kann die Kühlmittelaufteilung bei gleichzeitiger Beibehaltung des Gesamtkühlmittelstroms realisiert werden. Selbstverständlich können so auch die Verhältnisse bei geänderten Kühlmittelvolumenströmen realisiert werden.By changing the ratios of the pressure specifications to each other, the coolant distribution can be realized while maintaining the total coolant flow. Of course, so can the conditions with changed coolant flow rates can be realized.

Eine Verbesserung des Regelergebnisses tritt im Fall der Anordnung der selbsttätigen Druckregelorgane auf den Segmenten ein, da dann die Distanz zwischen dem Druckregelorgan und dem Verbraucher, d. h. der Düse, deutlich geringer ist. Die Regelungsstrecke hat eine geringere regelungstechnische Ordnung, damit befindet sich das Regelergebnis in einem höheren Genauigkeitsbereich als beim Standardfall, bei dem das Regelorgan in einem Medienraum aufgestellt ist und somit erhebliche Entfernungen und Höhenunterschiede zu überbrücken und zu berücksichtigen sind.An improvement of the control result occurs in the case of the arrangement of the automatic pressure control elements on the segments, since then the distance between the pressure regulating member and the consumer, d. H. the nozzle is significantly lower. The control path has a lower regulatory order, so that the control result is in a higher accuracy range than the standard case, in which the control element is placed in a media room and thus to bridge significant distances and height differences and must be taken into account.

Dies beruht darauf, dass die bleibenden Druckverluste der Rohrleitungen zwischen dem Druckregelorgan, den Durchflussmessgeräten und Drucksensoren sowie der Sekundärdruckmitteldüse weitaus geringer werden und die sich einstellende Volumenstrommenge erheblich weniger beeinflusst wird als bei der Lösung gemäß dem Stand der Technik, gemäß der sich die Regelorgane im Medienraum befinden. Der gemäß dem Stand der Technik vorgegebene Höhenunterschied zwischen dem Kühlmittelverteilraum (Medienraum) ist entsprechend der erfinderischen Lösung nicht mehr gegeben und kann daher zusätzlich unberücksichtigt bleiben.This is due to the fact that the permanent pressure losses of the pipelines between the pressure regulating member, the flowmeters and pressure sensors and the secondary Druckmitteldüse are much lower and adjusting Volumetric flow rate is significantly less affected than in the solution according to the prior art, according to which the control organs in the media room are located. The predetermined according to the prior art height difference between the coolant distribution space (media space) is no longer given according to the inventive solution and therefore can be additionally disregarded.

Bei der Lösung nach dem Stand der Technik muss die Höhendifferenz oder Niveaudifferenz zwischen den Regelungseinheiten und der Düsenposition berücksichtigt werden; die dadurch entstehende Druckdifferenz liegt unter Berücksichtigung des Niveauunterschieds und der bleibenden Druckverluste anlagenspezifisch im Bereich von 0,5 bis 3 bar.In the solution according to the prior art, the height difference or level difference between the control units and the nozzle position must be taken into account; the resulting pressure difference is in the range of 0.5 to 3 bar, taking into account the difference in level and the remaining pressure losses plant-specific.

Die Druckregelung kann dazu herangezogen werden, bei Ausfall der Volumenstrommessung die Regelung zu übernehmen und trotz dieses Ausfalls die Anlage weiter betreiben zu können.The pressure control can be used to take over the control in case of failure of the flow measurement and continue to operate the system despite this failure.

Durch diese Möglichkeit, die Regelstrategie redundant auszuführen, erhöht sich die Verfügbarkeit jeder einzelnen Kühlmittelkühlung und somit auch die Gesamtverfügbarkeit der Anlage.This possibility of carrying out the control strategy redundantly increases the availability of each individual coolant cooling and thus also the overall availability of the installation.

Durch den Einsatz der anstelle elektrischer Vorgaben extern pneumatisch oder hydraulisch vorgegebenen Stellgröße, welche über Rohrleitungen auf das Segment geführt wird, erhöht sich die Betriebssicherheit bei der Variante "Regelung auf dem Segment".By using the externally pneumatically or hydraulically preset manipulated variable instead of electrical specifications, which is routed via pipelines to the segment, the operational reliability of the "control on the segment" variant increases.

Elektrische Verbindungen, Anschlüsse und Regelungstechnik auf dem Segment werden durch die extremen Umgebungsbedingungen, insbesondere durch hohe und wechselnde Temperaturen, wechselnde Feuchten, aggressive Gießpulver, in der Standzeit begrenzt. Durch die Verwendung selbsttätiger Druckregelorgane, insbesondere durch Fremddruckvorgabe einstellbarer Regelventile, schafft die Erfindung hier Abhilfe.Electrical connections, connections and control technology on the segment are limited by the extreme environmental conditions, in particular by high and changing temperatures, changing humidity, aggressive casting powder in the life. By the use of automatic pressure control members, in particular by external pressure presettable adjustable control valves, the invention provides a remedy.

Gemäß der Erfindung lässt sich durch die Regelung des Drucks des Kühlmediums auf den Volumenstrom schließen, insbesondere unter Verwendung der jeweiligen Düsenkennlinien und Auslegungen der Segmente.According to the invention can be closed by controlling the pressure of the cooling medium on the flow, in particular using the respective nozzle characteristics and interpretations of the segments.

Bei Ausfall der Volumenstromregelung, beispielsweise bei einer Fehlfunktion der Volumenstromregelung, kann die Druckregelung aktiviert werden. So ist es möglich, mit defekter Volumenstrommessung die Anlage weiter zu betreiben, ohne diese zu beeinträchtigen. Durch diese Redundanz kann die Verfügbarkeit jeder einzelnen Volumenstromregelung und damit auch die Gesamtverfügbarkeit der Anlage erhöht werden.In case of failure of the flow control, for example in case of a malfunction of the flow control, the pressure control can be activated. It is thus possible to continue operating the system with defective volumetric flow measurement without affecting it. Due to this redundancy, the availability of each individual volume flow control and thus also the overall availability of the system can be increased.

Erfindungsgemäß regeln mit Vorteil selbstregelnde Regel- oder Schaltventile mit pneumatischer oder hydraulischer Führungsgrößenbeaufschlagung den Druck des Kühlmediums. Zur Regelung der Menge des Kühlmediums wird die gemeinsame Volumenstrommessung als Istwert herangezogen und mit einer Führungsgröße verglichen. Das Ergebnis der Regelung wird in einen Druck umgesetzt und als pneumatische oder hydraulische Führungsgrößenbeaufschlagung den selbstregelnden Regel- oder Schaltventilen zugeführt. Durch Veränderungen der jeweiligen Druckvorgabe kann so der dem Strang zugeführte Volumenstrom geregelt werden. Für den Fall, dass die selbstregelnden Regel- oder Schaltventile auf dem Segment plaziert sind, wird nur eine gemeinsame Streckenverrohrung benötigt. Durch die Nähe der selbstregelnden Regel- oder Schaltventile zum Verbraucher und die damit einhergehende geringere regeltechnische Ordnung kann das Regelorgan eventuell auftretende Druckschwankungen leicht selbsttätig ausregeln. Durch diesen Umstand werden systembedingte Druckstöße und Druckschwankungen reduziert. Durch die Erfindung wird eine Gesamtvolumenstromregelung mit einer Teilmengenbeeinflussung geschaffen; auch durch diesen Aspekt der Erfindung wird das Regelergebnis verbessert. Durch die Erfindung wird auch eine Ausfallstrategie für die Volumenstrommessung geschaffen, beispielsweise bei Ausfall der Volumenstrommessung.According to the invention, self-regulating control valves or switching valves with pneumatic or hydraulic pilot quantity application advantageously regulate the pressure of the cooling medium. To control the amount of cooling medium, the common volume flow measurement is used as the actual value and compared with a reference variable. The result of the control is converted into a pressure and supplied as a pneumatic or hydraulic Führungsgrößenbeaufschlagung the self-regulating control or switching valves. By Changes in the respective pressure specification can be regulated so the volume flow supplied to the strand. In the event that the self-regulating control or switching valves are placed on the segment, only a common route piping is needed. Due to the proximity of the self-regulating control or switching valves to the consumer and the associated lower regulatory technical order, the control element can easily compensate for any pressure fluctuations occurring automatically. This circumstance reduces system-related pressure surges and pressure fluctuations. The invention provides a total volume flow control with a partial flow control; Also by this aspect of the invention, the control result is improved. The invention also provides a failure strategy for volumetric flow measurement, for example if the volumetric flow measurement fails.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein Pumpenregelkreis oder ein Konstantdrucknetz die Menge des Kühlmediums, insbesondere die Wassermenge, vorhält und die mengenmäßige Aufteilung auf den Segmenten der Strangführung in bzw. quer zur Gießrichtung durch Volumenstromregler vorgenommen wird, die sich auf den Segmenten befinden.Preferably, it is provided that a pump control loop or a constant pressure network, the amount of cooling medium, in particular the amount of water holds, and the quantitative distribution on the segments of the strand guide in or across the casting direction is made by volume flow regulator, which are located on the segments.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur geregelten Sekundärkühlung mit einem von einem Kühlmedium durchflossenen Netz einer Stranggießanlage. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Kühlmediums geregelt wird.The invention also relates to a method for controlled secondary cooling with a network of a continuous casting plant through which a cooling medium flows. The method according to the invention is characterized in that the pressure of the cooling medium is regulated.

Vorzugsweise werden die Ventile entweder als Auf-/Zu-Ventile, als diskret oder als stetig schaltbare Ventile betrieben. Ebenso wird mit Vorteil durch die Regelung des Drucks des Kühlmediums auf den Volumenstrom geschlossen.Preferably, the valves are operated either as on / off valves, as discrete or continuously switchable valves. Likewise, it is advantageously closed by the regulation of the pressure of the cooling medium to the flow rate.

Von Vorteil ist es, wenn zur Volumenstromregelung des Gesamtvolumenstroms eines Segments die Druckvorgaben eines jeden selbsttätigen Druckregelorgans gleichgeschaltet werden.It is advantageous if, for the volume flow control of the total volume flow of a segment, the pressure specifications of each automatic pressure control element are switched to the same.

Vorzugsweise dienen der jeweils gemessene Volumenstrom im Druckregelkreis als Istwert, der gewünschte Volumenstrom als Führungsgröße und die Druckvorgaben eines jeden selbsttätigen Druckregelorgans als Stellgröße.Preferably, the respectively measured volume flow in the pressure control circuit serve as an actual value, the desired volume flow as a reference variable and the pressure specifications of each automatic pressure control element as a manipulated variable.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens regeln selbstregelnde Regel- oder Schaltventile mit pneumatischer oder hydraulischer Führungsgrößenbeaufschlagung den Druck des Kühlmediums.According to an advantageous embodiment of the method, self-regulating control or switching valves with pneumatic or hydraulic Führungsgrößenbeaufschlagung regulate the pressure of the cooling medium.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, dass, insbesondere je Segment, ein gemessener Volumenstrom des Kühlmediums als Istwert verwendet und mit einer Führungsgröße verglichen wird, dass zur Regelung des Drucks des Kühlmediums aus dem Ergebnis zur Regelung der Menge eine hydraulische oder pneumatische Führungsgröße gewonnen wird, die den selbstregelnden Regel- oder Schaltventilen zugeführt wird.It is also advantageous that, in particular per segment, a measured volume flow of the cooling medium is used as the actual value and compared with a reference variable, that for controlling the pressure of the cooling medium from the result for controlling the amount of a hydraulic or pneumatic command value is obtained, the self-regulating control or switching valves is supplied.

Nachstehend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine Schnittansicht durch ein Segment einer Strangführung in einer Stranggießanlage und
Fig. 2: eine Ausführungsform zur Versorgung eines in der Draufsicht dargestellten Segments mit einem Kühlmedium, wobei neben einer Wasserspannplatte eine Steuerluftspannplatte als kuppelbares Element an dem Segment für die Zuführung von Druckluft als Führungsgröße zu den Einstellorganen auf der Wasserspannplatte angebracht ist.

The invention will be explained in more detail in exemplary embodiments with reference to the figures. Show it:

Fig. 1: a sectional view through a segment of a strand guide in a continuous casting and
Fig. 2: an embodiment for supplying a segment shown in plan view with a cooling medium, wherein in addition to a water tension plate a control air plate is mounted as a detachable element on the segment for the supply of compressed air as a reference variable to the setting on the water plate.

Gemäß der Erfindung (Fig. 1) ist vorgesehen, dass eine Strangführung in einer Anlage zum Gießen eines Metallstrangs in einer Gießrichtung A eine Mehrzahl von in der Gießrichtung hintereinander angeordneten und jeweils mit Rollen 1a zur Führung des Strangs ausgestatteten Segmenten 1 auf. Jedes Segment 1 weist zwei oder mehr Spritzzonen auf, die in der Regel je nach der Breite des zu gießenden Strangs betrieben werden. Auf jedem Segment wird das Kühlmedium mittels Spritzdüsen 4 von der Oberseite und Düsen 4a von der Unterseite aufgebracht. Die Düsen 4, 4a sind jeweils in den Bereichen zwischen den Rollen 1 a angebracht. Entsprechend der Dicke des zu transportierenden Metallstrangs sind die Düsen 4 in ihrer Höhe verstellbar.According to the invention ( Fig. 1 ) it is provided that a strand guide in a system for casting a metal strand in a casting direction A a plurality of in the casting direction one behind the other and each equipped with rollers 1a for guiding the strand segments 1 on. Each segment 1 has two or more spray zones, which are usually operated depending on the width of the strand to be cast. On each segment, the cooling medium is applied by means of spray nozzles 4 from the top and nozzles 4a from the bottom. The nozzles 4, 4a are each mounted in the areas between the rollers 1 a. According to the thickness of the metal strand to be transported, the nozzles 4 are adjustable in height.

In einem Ausführungsbeispiel (Fig. 2) ist ein Segment 31 dargestellt, das über drei Regelkreise 32, 33, 34 mit einem Kühlmedium versorgt wird, also beispielsweise mit Wasser oder einem Wasser-Druckluft-Gemisch. Der Regelkreis 32 bringt das Kühlmedium über einen zentralen Zuführungsstrang 35 auf den mittleren Bereich des Segments 31 auf. Von dem Zuführungsstrang wird das Kühlmedium zu den einzelnen Spritzdüsen 4 verteilt. Die Regelkreise 33 und 34 weisen jeweils zwei parallel zueinander verlaufende Zuführungsstränge 39, 40 bzw. 41 und 44, von denen das Kühlmedium zu den zugeordneten Spritzdüsen 4 gelangt.In one embodiment ( Fig. 2 ), a segment 31 is shown, which is supplied via three control circuits 32, 33, 34 with a cooling medium, that is, for example, with water or a water-compressed air mixture. The control circuit 32 applies the cooling medium via a central feed line 35 to the central region of the segment 31. From the supply line, the cooling medium is distributed to the individual spray nozzles 4. The control circuits 33 and 34 each have two parallel feed lines 39, 40 and 41 and 44, from which the cooling medium reaches the associated spray nozzles 4.

In an sich bekannter Weise wird das Kühlmedium, im vorliegenden Fall Wasser, über eine Wasserspannplatte 45 den Regelkreisen 32 bis 34 über Schalt- oder Regelventile 46, 47 und 48 jeweils zugeführt. Die Schalt- oder Regelventile 46 bis 48 sind jeweils mit Einstellorganen 49 bis 51 ausgestattet, über die pneumatisch die Schalt- bzw. Regelstellung der Schalt- oder Regelventile 46 bis 48 eingestellt wird, indem die Einstellung oder Position der Einstellorgane 49 bis 51 durch den Druck der als Führungsgröße eingesetzten Druckluft eingestellt wird.In a manner known per se, the cooling medium, in the present case water, is supplied via a water tension plate 45 to the control circuits 32 to 34 via switching or control valves 46, 47 and 48, respectively. The switching or control valves 46 to 48 are each equipped with adjusting members 49 to 51, via the pneumatically the switching or control position of the switching or control valves 46 to 48 is set by the adjustment or position of the adjusting members 49 to 51 by the pressure the compressed air used as a reference variable is adjusted.

Die Druckluft wird über eine als Steuerluftspannplatte 52 ausgebildete Kupplung den Einstellorganen 49 bis 51 zugeführt. Menge und Druck der Druckluft werden von einer Steuereinrichtung, beispielsweise einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) 53, bereitgestellt. Über regelbare pneumatische Ventile 54, 55 und 56 wird der Druck als Führungsgröße für die Einstellorgane 49 bis 51 eingestellt und diesen jeweils über eigene Leitungen 57, 58, 59 über die Steuerluftspannplatte 52 zugeführt.The compressed air is supplied to the adjusting members 49 to 51 via a clutch formed as a control air plate 52. The quantity and pressure of the compressed air are provided by a control device, for example a programmable logic controller (PLC) 53. Via controllable pneumatic valves 54, 55 and 56, the pressure is set as a reference variable for the adjusting members 49 to 51 and these are supplied via their own lines 57, 58, 59 via the control air plate 52.

Die Wasserversorgung wird über einen Medienraum 60 gewährleistet, in dem Messstellen 61, 62 für die Durchflussmenge des Wassers bzw. für dessen Druck vorgesehen sind. Von dort wird das Wasser auf die als Kupplung an dem Segment 31 dienende Wasserspannplatte 45 und zu den Schalt- oder Regelventilen 46 bis 48 weitergeleitet.The water supply is ensured by a media room 60, are provided in the measuring points 61, 62 for the flow rate of the water or for its pressure. From there, the water is forwarded to serving as a coupling to the segment 31 water chuck plate 45 and the switching or control valves 46 to 48.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Segmentsegment
1a1a: Segmentrollensegmented rollers

44: Düsenjet
4a4a: Düsenjet

3030: Brammeslab
3131: Segmentsegment
3232: Regelkreisloop
3333: Regelkreisloop
3434: Regelkreisloop
3535: Zuführungsstrangsupply track
3939: Zuführungsstrangsupply track
4040: Zuführungsstrangsupply track
4141: Zuführungsstrangsupply track
4444: Zuführungsstrangsupply track

4545: WasserspannplatteWater chipboard
4646: Regelventilcontrol valve
4747: Regelventilcontrol valve
4848: Regelventilcontrol valve
4949: Einstellorgansetting mechanism
5050: Einstellorgansetting mechanism
5151: Einstellorgansetting mechanism
5252: SteuerluftspannplatteControl air chipboard
5353: Speicherprogrammierbare SteuerungProgrammable logic controller
5454: VentilValve

5555: VentilValve
5656: VentilValve
5757: Leitungmanagement
5858: Leitungmanagement
5959: Leitungmanagement
6060: Medienraummedia room
6161: Messstellemeasuring point
6262: Messstellemeasuring point
AA: Gießrichtungcasting

Claims

Secondary cooling device for cooling a metal strip guided in a strip guide device of a continuous casting plant, wherein the secondary cooling device comprises:
- a plurality of cooling zones arranged along the strip guide device;

- at least one pressure duct mains flowed through by at least one cooling medium;

- spray nozzles for applying the at least one cooling medium from the pressure duct mains at least within a cooling zone onto the metal strip;

- at least one pressure measuring device for measuring the actual pressure of the at least one cooling medium in the pressure duct mains; and

- at least one regulating circuit with at least one regulating valve as regulator and setting element for adapting the predetermined cooling output delivered to the metal strip within the cooling zone with the help of the pressure duct mains and with spray nozzles connected therewith;
wherein the regulating circuit is constructed as a pressure regulating circuit in which a target pressure as external pressure and the actual pressure, which is measured by the pressure measuring device, of the at least one cooling medium in the pressure duct mains are supplied to the pressure regulating element for the purpose of pressure regulation;
wherein the regulating valve is constructed as a self-regulating pressure regulating element; and
wherein the external pressure can be supplied as a reference variable or setting variable to the pressure regulating element (46, 47, 48);
characterised in that
regulation of the quantity of the cooling medium is provided, wherein a common volume flow measurement is utilised as actual value and compared with a reference variable and wherein the result of the regulation is converted into the external pressure;
the external pressure can be supplied as a setting variable to the at least one pressure regulating element by way of a separate pneumatic or hydraulic line (57, 58, 59);.
the strip guide device comprises in a casting direction (A) a plurality of segments (1) which are arranged in succession in the casting direction and each equipped with rollers (1 a) for guidance of the strip; and
the at least one pressure regulating element (46, 47, 48) is arranged at or directly in front
of or on a segment (1, 31).
Device according to claim 1, characterised in that the at least one pressure mains comprises coupling separating points, particularly at the transition between the pressure lines and the segments.
Device according to claim 2, characterised in that the coupling separating points are constructed as water clamp plates (45) and/or control air clamp plates (52).
Device according to claim 2 or 3, characterised in that the at least one pressure regulating element (46, 47, 48) is arranged in front of or behind the coupling separating points (45, 52).
Device according to any one of claims 1 to 4, characterised in that elements for pressure and volume flow measurement are provided for each segment (1) or each segment group.
Device according to any one of claims 1 to 5, characterised in that each spray group comprises an individual valve, wherein the nozzles associated therewith can be individually calibrated.
Device according to any one of claims 1 to 6, characterised in that the mains has in the region of the distributor space a single line by way of which coolant conveyed by a pump can be supplied to clamp plates of segments (1) and that branches of the line are arranged in the region of the clamp plates and/or on the segments (1).
Method with use of a device according to any one of claims 1 to 7 for regulated secondary cooling by a mains, which is flowed through by a cooling medium, of a continuous casting plant, wherein the pressure of the cooling medium is regulated by a self-regulating pressure regulating element;
characterised in that a measured volume flow of the cooling medium for each segment (1, 31) is used as actual value and compared with a reference variable and that for regulating of the pressure of the cooling medium a hydraulic or pneumatic reference variable, which is supplied to the self-regulating regulating or switching valves, is obtained from the result for regulation of the quantity.
Method according to claim 8, characterised in that the valves (46, 47, 48; 54, 55, 56) are operated as on/off valves, as discrete valves or as constantly switchable valves.
Method according to claim 8 or 9, characterised in that a conclusion about the volume flow is made through regulation of the pressure of the cooling medium.
Method according to any one of claims 8 to 10, characterised in that for volume flow regulation of the total volume flow of a segment (1, 31) the pressure presets of each automatic pressure regulating element (46, 47, 48; 54, 55, 56) are co-ordinated.
Method according to claim 11, characterised in that the respective measured volume flow in the pressure regulating circuit serves as actual value, the desired volume flow serves as reference variable and the pressure presets of each automatic pressure regulating element serve as setting variable.