EP3623068B1 - Application devices for cooling lines with second connection - Google Patents

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EP3623068B1
EP3623068B1 EP18193920.8A EP18193920A EP3623068B1 EP 3623068 B1 EP3623068 B1 EP 3623068B1 EP 18193920 A EP18193920 A EP 18193920A EP 3623068 B1 EP3623068 B1 EP 3623068B1
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EP
European Patent Office
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flow
control device
cooling section
control valve
control
Prior art date
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Active
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EP18193920.8A
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German (de)
French (fr)
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EP3623068A1 (en
Inventor
Klaus Weinzierl
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Primetals Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Germany GmbH
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Publication date
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Priority to CN201980059890.4A priority patent/CN112654441B/en
Priority to PCT/EP2019/070427 priority patent/WO2020052854A1/en
Publication of EP3623068A1 publication Critical patent/EP3623068A1/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • B21B37/76Cooling control on the run-out table
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B45/00Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203Cooling
    • B21B45/0209Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0218Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product

Definitions

  • the present invention is also based on a control device for a cooling section, which is arranged within a rolling train or upstream or downstream of the rolling train and by means of which a hot rolled metal is cooled, the control device for a number of application devices of the cooling section being dynamic determines the respective target control state for a respective control valve arranged in a respective supply line and controls the respective control valve accordingly, so that a respective buffer area of the respective application device corresponds to the activation of the respective control valve a respective base flow of a liquid, water-based coolant is supplied by the control device via the respective supply line.
  • the present invention is further based on a computer program that includes machine code that can be processed by a software-programmable control device for a cooling section, the processing of the machine code by the control device causing the control device to set the respective target control state for the according to the procedure just explained determines the respective control valve and controls the respective control valve accordingly.
  • a metallic rolling stock is cooled after rolling.
  • the rolling stock can consist of steel or aluminum, for example. Depending on requirements, it can be a flat rolled product (strip or heavy plate), a rod-shaped rolled product or a profile.
  • Exact temperature control in the cooling section is customary in order to set the desired material properties and keep them constant with a lower degree of variation.
  • several spray bars are installed along the cooling section, by means of which a liquid coolant, usually water, is applied to the rolling stock from above and / or from below to cool the hot rolling stock.
  • the amount of water flowing through the respective spray bar should be adjustable as quickly and as precisely as possible.
  • switching valves or control valves can only be controlled in a purely binary manner. So are either fully open or fully closed.
  • Control valves can be adjusted continuously so that the amount of water supplied to the respective spray bar can also be continuously adjusted.
  • valves In the case of control valves, the valves can be designed as control flaps or ball valves.
  • Control dampers are relatively simple and inexpensive. However, they can only be operated with relatively small pressure differences of usually a maximum of 1 bar. Otherwise cavitations will occur, which will damage the control valve very quickly. Control flaps are therefore not particularly suitable for intensive cooling.
  • Ball valves do not have a flap, but a pierced ball that is rotated in a pipe. Depending on the rotational position of the ball, a larger or smaller cross-section is made available to the coolant for the flow. Ball valves can be operated with higher pressure differences of up to approx. 3 bar. Hysteresis does not occur with them or is negligibly small. However, ball valves are expensive.
  • the coolant is continuously fed to the spray boom.
  • there is a controllable deflection plate Depending on the position of the baffle plate, the coolant is either fed to the rolling stock or flows off to the side without contributing to the cooling of the rolling stock.
  • quick switching operations are possible without pressure surges.
  • the full coolant flow has to be pumped permanently.
  • valves and also the baffle plates require appropriate actuators. Pneumatically driven servomotors are common. Position control is also required for control valves. This continuously compares the actual position of the respective control valve with its target position and readjusts the actual position until there is sufficient agreement with the target position.
  • the coolant can, for example, be taken from an elevated tank or transported via a larger pipeline from a pump station further away. Combinations of these approaches are also possible.
  • intensive cooling the water is often first taken from a high tank. The pressure is then increased via booster pumps in increased to a variable extent and thus made available with a correspondingly variable pressure of the intensive cooling.
  • the intensive cooling is provided with several spray bars to which the coolant is fed individually via a respective supply line, starting from the booster pumps. Ball valves are arranged in the supply lines, which are controlled to adjust the amount of coolant supplied to the respective spray bar.
  • the object of the present invention is to create possibilities by means of which a cooling section with superior operating properties can be implemented in a simple and reliable manner.
  • the respective active device can be operated with a significantly higher dynamic than a control valve with a corresponding design. It is therefore possible to use control valves in the supply lines to the application devices - as in the prior art - and to control them accordingly. Despite the relatively long delay times when adjusting the setting of the control valves However, due to the higher dynamics of the active devices, the cooling flows can still be set with a relatively short delay time and thus with high dynamics.
  • the pressure in the buffer area of the respective application device can be briefly increased or decreased depending on the activation state of the respective active device.
  • more coolant briefly flows out of the respective buffer area as the respective cooling flow than is supplied to the respective buffer area as the respective base flow. It is the other way around when the pressure is reduced. On average over time, however, the cooling flow and the base flow correspond to one another.
  • the respective active device is designed as a pair of air valves, one of which is connected to a pressure reservoir and the environment.
  • this configuration which is possible in principle, is not preferred. Rather, it is preferred that the respective active device is a device that actively promotes the further medium.
  • the further medium can in particular be air or water.
  • the device actively conveying the further medium is a fan, an air pump or a turbine.
  • the device actively conveying the further medium is a pump.
  • the further medium can be taken from a respective storage device.
  • the additional medium can be air or water.
  • the further medium in the respective storage device is not under a respective pressure. This is possible in particular when the further medium is water and there is an air cushion in the upper area of the respective storage device, which is via an opening is in connection with the environment, so that, as required, air can flow into the respective storage device or can flow out of the respective storage device. Alternatively, it is possible for the further medium in the respective storage device to be under a respective pressure. As a result, in particular the adjustment range that has to be handled by the active device can be kept small.
  • the respective pressure is preferably set in the respective storage device via a respective control line connected to the respective storage device.
  • This makes it possible, in every static operating state of the respective application device, to set the pressure in the respective storage device in such a way that the respective active device has to consume as little energy as possible for the highly dynamic setting of the respective cooling flow.
  • the respective pressure in the respective storage device it is possible for the respective pressure in the respective storage device to be tracked as a function of the setpoint current or a respective pressure prevailing in the respective buffer area. In this case it is even possible to set every static operating state of the respective application device without the respective active device having to consume energy to maintain this state.
  • control device having the features of claim 8.
  • Advantageous refinements of the control device are the subject matter of the dependent claims 9 to 11.
  • the control device preferably sets the respective pressure in the respective storage device via a respective control line connected to the respective storage device. This makes it possible to reduce the energy consumption of the respective active device in every static operating state of the respective application device. This is particularly true when the control device tracks the pressure in the respective storage device as a function of the setpoint current or a pressure prevailing in the respective buffer area. In this case, the energy consumption can ideally even be reduced to zero.
  • the control device is preferably designed as a software-programmable device that is programmed with a computer program that includes machine code that can be processed by the control device.
  • the processing of the machine code by the control device causes the corresponding determination of the respective target control state for the respective control valve and the respective further Target control state for the respective active device and the corresponding control of the respective control valve and the respective active device.
  • the object is also achieved by a computer program with the features of claim 12.
  • the processing of the computer program by a software-programmable control device of the type mentioned causes the control device to determine the respective target control state for the respective control valve and the respective further target control state for the respective active device and the respective control valve and the respective active device controls accordingly.
  • a hot rolling stock 1 made of metal is to be cooled in a cooling section 2.
  • the cooling section 2 is according to FIG 1 downstream of a rolling mill. Is shown in FIG 1 only one roll stand 3 of the rolling train, namely the last roll stand 3 of the rolling train. As a rule, however, the rolling train has a plurality of rolling stands 3 through which the hot rolling stock 1 traverses sequentially one after the other. In the case of the arrangement according to FIG 1 the hot rolling stock 1 enters the cooling section 2 immediately after rolling in the last roll stand 3 of the rolling train. A time interval between the rolling in the last roll stand 3 of the rolling train and the entry into the cooling section 2 is generally in the range of a few seconds.
  • the cooling section 2 could be as shown in FIG FIG 2 be upstream of the rolling mill. Is shown in FIG 2 likewise only a single roll stand 4 of the rolling train, namely the first roll stand 4 of the rolling train.
  • the hot rolling stock 1 is rolled immediately after leaving the cooling section 2 in the first roll stand 4 of the rolling train.
  • a time interval between the cooling in the cooling section 2 and the rolling in the first roll stand 4 of the rolling train is often in the range of a few minutes. But it can also be just a few seconds.
  • the cooling section 2 could be as shown in FIG FIG 3 be arranged within the rolling train. Are shown in FIG 3 two roll stands 5 of the rolling train. In this case, the cooling takes place in the cooling section 2 between the rolling in the two roll stands 5 of the rolling train. A time interval between the cooling in the cooling section 2 and the rolling in the two successive rolling stands 5 of the rolling train is in the range of a few seconds. As shown in FIG 3 the cooling section 2 is arranged between two successive roll stands 5 of the rolling train. It could, however, also extend over a larger area, so that the cooling section 2 passes through at least one in FIG 3 not shown further roll stand is divided into a corresponding number of sections.
  • the rolling stock 1 consists of metal.
  • the rolling stock 1 can consist of steel or aluminum. Other metals are also possible.
  • a temperature of the rolling stock 1 in front of the cooling section 2 is generally between 750 ° C. and 1,200 ° C.
  • cooling to a lower temperature takes place.
  • the lower temperature is only slightly below the temperature in front of the cooling section 2.
  • the rolling stock 1 is generally cooled to a significantly lower temperature, for example to a temperature between 200 ° C. and 700 ° C.
  • the hot rolling stock 1 is fed to the cooling section 2 in a horizontal transport direction x.
  • the hot rolling stock 1 does not change its transport direction x. It is therefore also transported horizontally within the cooling section 2.
  • the rolling stock 1 can either maintain or change its transport direction. If the hot rolling stock 1 is a strip, it can, for example, be deflected obliquely downwards in order to feed it to a reel. Furthermore, it is possible for the hot rolling stock 1 to reverse its transport direction x (reverse), to run through the cooling section 2 again and then to be rolled again. This is possible with both heavy plate and a pre-slab.
  • the cooling section 2 has a number of application devices 6.
  • a coolant 7 is applied to the rolling stock 1 by means of the application devices 6. As shown in the FIGS. 1 to 3 the coolant 7 is applied to the rolling stock 1 from above. However, it could also be applied from below and / or from the side, both alternatively and additionally.
  • the coolant 7 is water. If necessary, small amounts of additives (maximum 1 percent to 2%) can be added to the water. In any case, however, the coolant 7 is a liquid, water-based coolant.
  • the application devices 6 can be designed, for example, as conventional spray bars.
  • At least one single application device 6 is present. In many cases, however, several application devices 6 are present.
  • the application devices 6 can according to the representation in FIG FIG 1 be arranged one behind the other. In this case, the application devices 6 apply their respective portion of the coolant 7 sequentially one after the other to the rolling stock 1.
  • the term “sequentially one after the other” relates in this context to a specific section of the rolling stock 1, since this runs sequentially one after the other through regions in which the individual application devices 6 each have their respective share of the coolant 7 apply the corresponding section of the rolling stock 1.
  • the number of application devices 6 is often in the two-digit, sometimes even in the upper two-digit range, in rare cases also in the three-digit range.
  • a sequential arrangement one behind the other is generally implemented in particular when the cooling section 2 is arranged downstream of the rolling train. But it can also be given in other cases.
  • the application devices 6 are connected via a respective supply line 8 to a reservoir 9 of the coolant 7 (or another source for the coolant 7).
  • the reservoir 9 is the same for all application devices 6.
  • several reservoirs 9 independent of one another could also be present.
  • a respective control valve 10 is arranged in each supply line 8.
  • the control valves 10 can in principle be arranged at any desired points within the supply lines 8. In practice, however, it is advantageous if the control valves 10 are arranged as close as possible to the application devices 6. If necessary, one or more pumps 11 can be arranged upstream of the control valves 10. The mode of operation of the pump 11 or the pumps 11 is not the subject of the present invention.
  • the application device 6 is supplied with a base flow F1 of the coolant 7 from the reservoir 9 via the supply line 8 and the control valve 10.
  • the base current F1 has the unit m 3 / s on.
  • the supply line 8 is connected to a buffer area 12 of the application device 6.
  • the base current F1 is first fed to the buffer area 12 of the application device 6.
  • the application device 6 can be shown in FIG FIG 4 be designed as a spray bar which has a certain storage volume, the storage volume being filled to a variable extent with the coolant 7 and otherwise with air.
  • a cooling flow F is applied to the hot rolling stock 1 by means of the application device 6.
  • a distance between the application device 6 - for example spray nozzles - from the rolling stock 1 is generally between 20 cm and 200 cm.
  • the cooling section 2 is controlled by a control device 13.
  • the control device 13 is designed as a software-programmable control device.
  • the control device 13 is programmed with a computer program 14.
  • the computer program 14 comprises machine code 15 which can be processed directly by the control device 13.
  • the processing of the machine code 15 by the control device 13 causes the control device 13 to carry out an operating method for the cooling section 2, as will be explained in more detail below.
  • the control device 13 dynamically determines a setpoint control state S1 * for the control valve 10. It controls the control valve 10 accordingly. By activating the control valve 10 in accordance with the determined target control state S1 *, the control device 13 sets the base current F1, which is fed to the application device 6 via the supply line 8 and the control valve 10.
  • the control device 13 of the cooling section 2 is aware of a setpoint current F * which is to be applied to the hot rolling stock 1 by means of the application device 6.
  • the target current F * is usually not constant over time, but rather variable, that is to say a function of time. It is possible for the control device 13 to set the target control state S1 * for the control valve 10 as a function determined from the setpoint current F * of the coolant 7. In this case, the control device 13 can determine the control state S1 *, for example, in such a way that in every operating state the base current F1 flowing through the control valve 10 is always as close as possible to the setpoint current F *. Then the operation of the control valve 10 corresponds to the operation of the prior art. However, other approaches are also possible. This will be discussed later.
  • an active device 16 is assigned to the buffer area 12.
  • the active device 16 is connected to the buffer area 12 via a further supply line 17.
  • the term “active device” means that the control device 13 controls the active device 16 in accordance with a setpoint control state S2 * and that the active device 16 reacts accordingly.
  • the control device 13 also dynamically determines the further target control state S2 * and controls the active device 16 accordingly.
  • the setpoint control state S2 * for the active device 16 is referred to below to distinguish it from the setpoint control state S1 * for the control valve 10 as a further setpoint control state S2 *.
  • the active device 16 feeds an additional flow F2 of a further medium 18 to the buffer area 12 via the further supply line 17.
  • the additional flow F2 has the unit m 3 / s - analogously to the base flow base flow F1. It can be positive or negative. It is therefore alternatively possible to supply the further medium 18 to the buffer area 12 or to withdraw it from the buffer area 12. Whether the additional current F2 is positive or negative depends on the further target control state S2 *. Regardless of the specific value of the additional flow F2 and also regardless of the type of further medium 18, the cooling flow F depends not only on the base flow F1 flowing through the control valve 10, but also on the additional flow F2 flowing through the active device 16.
  • the present invention is based on the principle that the control device 13 adjusts the additional flow F2 by the corresponding activation of the active device 16 in such a way that the cooling flow F is always as close as possible to the setpoint flow F *.
  • the control device 13 In order to be able to determine the further target control state S2 *, the control device 13 must know various values. On the one hand, this is the target current F *.
  • the target current F * can be preset to the control device 13, for example, or it can be determined by the control device 13 on the basis of other data - for example the temperature or the enthalpy of a certain section of the rolling stock 1 in conjunction with a desired temperature or enthalpy curve. If, as in the case of the design according to FIG 4 if the additional medium 18 is air, the control device 13 must know a nominal current F0 and an associated nominal pressure p0.
  • the nominal current F0 is the amount of coolant 7 which is applied per unit of time from the buffer area 12 to the hot rolling stock 1 when the nominal pressure p0 prevails in the buffer area 12.
  • the values F0, p0 can be determined in advance, for example, by a one-off measurement.
  • the nominal current F0 is the amount of coolant 7 which is applied per unit of time from the buffer area 12 to the hot rolling stock 1 when the nominal pressure p0 prevails in the buffer area 12.
  • the control device 13 thus controls the active device 16 in such a way that it causes the pressure p in the buffer area 12.
  • the active device 16 is preferably a device actively conveying the further medium 18, for example a turbine.
  • the turbine is driven by an electric drive.
  • the drive can be converter-controlled. Such controls are generally known to those skilled in the art and therefore do not need to be explained in more detail.
  • An electric drive can typically be accelerated from 0 to maximum speed with a time constant of 0.1 s and, conversely, also decelerated from maximum speed to 0 with a time constant of 0.1 seconds.
  • the active device 16 can thus be controlled with high dynamics. Driving through the full setting range (for example from 0 to maximum speed) can typically take place in a time window of less than 0.2 s. Often only 0.1 s or less are required.
  • the cooling flow F can thus be adapted with this short time constant, although the control valve 10 has only relatively low dynamics, for example a time constant of 1.5 s. During this period, the base current F1 deviates from the desired target current F * . In the case of the cooling flow F, however, this time delay is not noticeable because the pressure p in the buffer area 12 can be set in a highly dynamic manner by means of the turbine as required.
  • the additional current F2 can be positive or negative. If it is positive, the turbine pumps air into the buffer area 12, so that the pressure p in the buffer area 12 is increased. If it is negative, the turbine sucks air out of the buffer area 12, so that the pressure p in the buffer area 12 is reduced.
  • the cooling flow F does not depend directly on the base flow F1, but rather on the pressure p in the buffer area 12. It only has to be ensured that there is any coolant 7 in the buffer area 12 that can be applied to the hot rolling stock 1.
  • the base current F1 does not have to follow the target current F * directly. It only has to be set in such a way that the buffer area 12 neither becomes empty nor overflows. For this it is like before mentioned, possible to determine the target control state S1 * as in the prior art also as a function of the target current F *. Alternatively, it is possible, for example, to determine a fill level of the storage area 12 and to regulate it to a specific setpoint value.
  • the setpoint can be constant or vary as required. In this case, the level can be measured directly or indirectly, for example. An indirect measurement is possible, for example, using pressure measurement cells, by means of which the weight of the application device 6 is recorded.
  • the fill level can also be determined with the aid of a model based on the base flow F1 and the cooling flow F.
  • the difference between the base current F1 and the cooling current F corresponds to the change in the level at any point in time. By integrating this difference over time, starting from a known initial fill level, the current fill level can be determined at any time.
  • the base flow F1 can be measured, for example, and the cooling flow F can be determined on the basis of the easily measurable pressure p.
  • the control device 13 can proceed as follows, for example:
  • the buffer area 12 has a total volume V.
  • the buffer area 12 is partially filled with the coolant 7, the rest with air.
  • the pressure p prevails in the air volume V2.
  • the same pressure p also prevails in the coolant 7.
  • the base current F1 flows into the buffer area 12 via the control valve 10 and the supply line 8.
  • FR is a reference flow of the coolant 7 which flows when the control valve 10 is fully open when the pressure difference between the inlet side of the control valve 10 and the buffer area 12 is equal to the nominal pressure p0.
  • the value FR can be determined in advance, for example, by a one-off measurement.
  • p1 is the pressure on the inlet side of the control valve 10.
  • the characteristic curve f as such can be known in advance. As a rule, it is recorded once in advance by the manufacturer of the control valve 10 and can then be taken from the data sheet of the control valve 10.
  • Equation (1) p ⁇ p ⁇ M. + p ⁇ p p 0 ⁇ F. 0 - p 1 - p p 0 ⁇ FR ⁇ ⁇ x
  • the control device 13 also knows the characteristic curve K of the turbine.
  • the characteristic curve K relates the speed n of the turbine, the pressure difference ⁇ p on the inlet side and the outlet side of the turbine and the amount of air conveyed per unit of time, i.e. the time derivative of the amount of air M, with one another. If two of the three variables speed n of the turbine are specified - pressure difference ⁇ p - time derivative of the air quantity M, the third variable in each case is determined on the basis of the characteristic curve K.
  • the characteristic curve K can be determined, for example, by measurement or on the basis of a data sheet from the manufacturer of the turbine.
  • a function can therefore be specified by means of which the associated speed n of the turbine can be determined for a given pressure difference ⁇ p and a given time derivative of the air quantity M.
  • the required pressure difference ⁇ p results directly from the desired target current F *.
  • the additional flow F2 is also determined.
  • n K p , p ⁇ p ⁇ M. + p ⁇ p p 0 ⁇ F. 0 - p 1 - p p 0 ⁇ FR ⁇ ⁇ x
  • This equation is exclusively dependent on the pressure p in the buffer area 12, the position x of the control valve 10, the instantaneous amount of air M and the time derivative of the pressure p in the buffer area 12.
  • the other quantities are just constant parameters.
  • the amount of air M is a state variable that can easily be determined by means of an observer. All that is required is to solve equation (7) with a suitable initial value.
  • the setting of the speed of the turbine is possible with an accuracy of 1% and better with a time constant of 0.2 s and better.
  • the controller can - for example - be designed as a P controller, as a PI controller or as a state controller, all with or without precontrol. Implementation as a two-point controller is also possible.
  • the active device 16 When designing according to FIG 4 the active device 16 simply removes the air from the environment or releases it to the environment. Alternatively, it is as shown in FIG 5 possible that the active device 16 takes the air from a storage device 19 and releases it into the storage device 19. Otherwise, the design of FIG 5 with the design of FIG 4 match.
  • the design of FIG 5 points to the design of FIG 4 has the advantage that the air in the storage device 19 can be under a pressure p '.
  • the pressure p ' is preferably selected such that it is between 0 and a maximum pressure, the maximum pressure being the pressure at which the application device 6 operates at a maximum.
  • the pressure p ' it is possible for the pressure p 'to be approximately constant. In this case, the pressure p 'should be approximately half the maximum pressure. If the storage device 19 is dimensioned smaller, the pressure p 'in the storage device 19 decreases in accordance with the amount of air removed and increases again in accordance with the amount of air supplied. This can definitely be advantageous, since an increase in pressure in the storage device 19 counteracts an excessive reduction in the air volume V2 in the buffer area 12 and vice versa.
  • control device 13 it is as shown in FIG 5 It is possible for the control device 13 to set the pressure p ′ via a control line 20 which is connected to the storage device 19.
  • the control device 13 can in particular track the pressure p ′ as a function of the setpoint current F * or the pressure p.
  • the control device 13 can control valves 21, 22 with corresponding control signals S3 *, S4 *, so that - depending on the control of the valves 21, 22 - compressed air is supplied to the storage device 19 as required or air is released from the storage device 19 into the environment .
  • n K p - p ′ , p ⁇ p ⁇ M. + p ⁇ p p 0 ⁇ F. 0 - p 1 - p p 0 ⁇ FR ⁇ ⁇ x
  • FIG 5 offers compared to the design of FIG 4 various advantages.
  • the turbine is always operated in a clean air environment.
  • the Energy consumption of the turbine can be reduced by adjusting the pressure p 'as required. This can be useful in particular when the cooling flow F and thus the required pressure p in the buffer area 12 remains constant for a long time or at least remains essentially constant.
  • FIG 4 and 5 The design of the FIG 4 and 5 is particularly useful with a laminar cooling section. In principle, however, it can also be implemented with intensive cooling.
  • the design of FIG 6 corresponds over long distances with that of FIG 5 .
  • the active device 16 is preferably a device actively promoting the further medium 18.
  • the further medium 18 is not air but water (or generally the coolant 7).
  • the active device 16 is therefore a pump.
  • the pump is - analogous to the turbine of the FIG 4 and 5 - driven by an electric drive.
  • the drive can be converter-controlled.
  • An electric drive can typically be accelerated from 0 to maximum speed with a time constant of 0.1 s and, conversely, also decelerated from maximum speed to 0 with a time constant of 0.1 seconds.
  • the pump can be used to supply additional water to the buffer area 12 in a highly dynamic manner in addition to the base current F1 supplied via the supply line 8, or a part of the base current F1 supplied via the supply line 8 to the buffer area 12 can be removed.
  • the cooling flow F results directly from the sum of the base flow F1 and the additional flow F2, where the latter can be positive or negative depending on the control of the pump.
  • the control device 13 inputs the pressure p 'via a control line 20 connected to the storage device 19. Compressed air is preferably supplied to the storage device 19 via the control line 20, or air is discharged from the storage device 19.
  • the control device 13 can control the pressure p 'as in the embodiment according to FIG FIG 5 track as a function of the pressure p.
  • the control device 13 can determine the target control state S2 * for the pump, for example, as follows: As before, according to equation (1), the pressure p can be determined which is required so that the cooling flow F is equal to the setpoint flow F *.
  • FIG 6 is particularly useful for intensive cooling. In principle, however, it can also be implemented with a laminar cooling section.
  • the target current F * of the control device 13 is specified directly and immediately.
  • the control device 11 knows the thermodynamic energy state H of the rolling stock 1 immediately before it reaches the application device 6.
  • the thermodynamic Energy state H can in particular be the enthalpy or the temperature of a respective section of the rolling stock 1.
  • the control device 13 first determines the target current F * as a function of the thermodynamic energy state H and then based on the target current F * at least the associated target control state S2 *, possibly also the associated target control state S1 *.
  • the control device 13 can be given a local or temporal setpoint profile of the thermodynamic energy state H, which should be maintained if possible.
  • the control device 13 can therefore determine which thermodynamic energy state H should be present immediately after the application device 6.
  • the control device 13 can therefore determine which amount of coolant 7 has to be applied to the corresponding section of the rolling stock 1 so that the actual thermodynamic energy state H immediately behind the application device 6 reaches the desired target state corresponds as well as possible.
  • the required amount of coolant 7 then defines the target current F * in connection with the time which the corresponding section of the rolling stock 1 needs to pass through the application device 6.
  • thermodynamic energy state H of the corresponding section of the rolling stock 1 varies from application device 6 to application device 6. In particular, it is changed by each of application devices 6.
  • the thermodynamic energy state H of the control device 13 can be specified as such.
  • a temperature measuring station 23 can be arranged on the input side of the cooling section 2, by means of which the temperature or, in general, the energy state H is recorded for the individual sections of the rolling stock 1. The recorded energy state H is then assigned to the respective section.
  • Path tracking is implemented for each section during its passage through the cooling section 2.
  • the control device 13 takes into account in particular the thermodynamic energy state H immediately before the immediately preceding application device 6 and the amount of coolant 7 which the immediately preceding application device 6 applies to the rolling stock 1.
  • the control device 13 can alternatively take into account the setpoint flow F * or the cooling flow F of the immediately preceding application device 6. It thus sequentially determines the thermodynamic energy state H of the rolling stock 1 for the application devices 6 one after the other. If necessary, the control device 13 can apply and iteratively solve a heat conduction equation and a phase conversion equation in this context.
  • the rolling stock 1 is a flat rolling stock, for example a strip or a heavy plate.
  • the liquid coolant 7 can be applied to the rolling stock 1 from both sides by means of each individual application device 6.
  • This procedure is often taken in the case of a cooling section 2 which is arranged upstream of the rolling train or is arranged in the rolling train. But it can also be taken when the cooling section 2 is arranged downstream of the rolling train.
  • the cooling section 2 is arranged downstream of the rolling train, the liquid coolant 7 is usually applied to the rolling stock 1 from only one side, in particular from above or below, by means of each individual application device 6.
  • the application devices 6 each have only a single spray nozzle.
  • the application devices 6 each have a plurality of spray nozzles.
  • the spray nozzles can be arranged one behind the other as seen in the transport direction x of the rolling stock 1.
  • the spray nozzles can for example be arranged one behind the other within a single spray bar.
  • a plurality of spray bars arranged one behind the other in the transport direction x can also be combined to form one (1) application device 6. This applies regardless of whether the respective spray bar as such has several spray nozzles arranged one behind the other or not.
  • the application devices 6 can furthermore have a plurality of spray nozzles which are arranged next to one another as seen transversely to the transport direction x of the rolling stock 1.
  • a configuration can be useful in particular in the case of a flat rolled stock 1, that is to say in the case of a strip or a heavy plate.
  • the application devices 6 can extend over the full width of the rolling stock 1.
  • several application devices 6 are arranged next to one another, each of which is supplied with coolant 7 via its own supply line 8 and its own control valve 10.
  • the present invention has many advantages.
  • a highly dynamic setting of the cooling flows F is possible.
  • Switching off the cooling flow F is possible in the range of a few tenths of a second (often less than 0.2 s, sometimes even less than 0.1 s). The same applies when the cooling flow F is started up.
  • the drives for the active devices 16 can be controlled very precisely.
  • a usual accuracy of the speed n is in the range of 0.1%.
  • the cooling flow F for the respective application device 6 can also be set with the same or a similar accuracy.
  • the "air version” ( FIG 4 and 5 ) typically requires a turbine with an output of around 2 kW each.
  • the "water version” ( FIG 6 ) used. The power required for the pump is typically around 25 kW.

Description

Gebiet der TechnikField of technology

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Betriebsverfahren für eine Kühlstrecke, die innerhalb einer Walzstraße angeordnet ist oder der Walzstraße vor- oder nachgeordnet ist und mittels derer ein heißes Walzgut aus Metall gekühlt wird,

  • wobei eine Steuereinrichtung der Kühlstrecke dynamisch einen jeweiligen Soll-Ansteuerzustand für ein in einer jeweiligen Versorgungsleitung angeordnetes jeweiliges Regelventil ermittelt und das jeweilige Regelventil entsprechend ansteuert,
  • wobei einer Anzahl von Aufbringeinrichtungen der Kühlstrecke über die jeweilige Versorgungsleitung entsprechend der Ansteuerung des jeweiligen Regelventils durch die Steuereinrichtung ein jeweiliger Basisstrom eines flüssigen, auf Wasser basierenden Kühlmittels zugeführt wird,
  • wobei die jeweilige Versorgungsleitung den jeweiligen Basisstrom einem jeweiligen Pufferbereich der jeweiligen Aufbringeinrichtung zuführt, von dem ausgehend mittels der jeweiligen Aufbringeinrichtung ein jeweiliger Kühlstrom des Kühlmittels auf das heiße Walzgut aufgebracht wird.
The present invention is based on an operating method for a cooling section which is arranged within a rolling train or is arranged upstream or downstream of the rolling train and by means of which a hot rolling stock made of metal is cooled,
  • wherein a control device of the cooling section dynamically determines a respective target control state for a respective control valve arranged in a respective supply line and controls the respective control valve accordingly,
  • wherein a respective base flow of a liquid, water-based coolant is fed to a number of application devices of the cooling section via the respective supply line in accordance with the activation of the respective control valve by the control device,
  • wherein the respective supply line feeds the respective base flow to a respective buffer area of the respective application device, from which a respective cooling flow of the coolant is applied to the hot rolling stock by means of the respective application device.

Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Steuereinrichtung für eine Kühlstrecke, die innerhalb einer Walzstraße angeordnet ist oder der Walzstraße vor- oder nachgeordnet ist und mittels derer ein heißes Walzgut aus Metall gekühlt wird, wobei die Steuereinrichtung für eine Anzahl von Aufbringeinrichtungen der Kühlstrecke dynamisch einen jeweiligen Soll-Ansteuerzustand für ein in einer jeweiligen Versorgungsleitung angeordnetes jeweiliges Regelventil ermittelt und das jeweilige Regelventil entsprechend ansteuert, so dass einem jeweiligen Pufferbereich der jeweiligen Aufbringeinrichtung entsprechend der Ansteuerung des jeweiligen Regelventils durch die Steuereinrichtung über die jeweilige Versorgungsleitung ein jeweiliger Basisstrom eines flüssigen, auf Wasser basierenden Kühlmittels zugeführt wird.The present invention is also based on a control device for a cooling section, which is arranged within a rolling train or upstream or downstream of the rolling train and by means of which a hot rolled metal is cooled, the control device for a number of application devices of the cooling section being dynamic determines the respective target control state for a respective control valve arranged in a respective supply line and controls the respective control valve accordingly, so that a respective buffer area of the respective application device corresponds to the activation of the respective control valve a respective base flow of a liquid, water-based coolant is supplied by the control device via the respective supply line.

Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Computerprogramm, das Maschinencode umfasst, der von einer softwareprogrammierbaren Steuereinrichtung für eine Kühlstrecke abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung entsprechend der soeben erläuterten Vorgehensweise den jeweiligen Soll-Ansteuerzustand für das jeweilige Regelventil ermittelt und das jeweilige Regelventil entsprechend ansteuert.The present invention is further based on a computer program that includes machine code that can be processed by a software-programmable control device for a cooling section, the processing of the machine code by the control device causing the control device to set the respective target control state for the according to the procedure just explained determines the respective control valve and controls the respective control valve accordingly.

Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Kühlstrecke,

  • wobei die Kühlstrecke innerhalb einer Walzstraße angeordnet ist oder der Walzstraße vor- oder nachgeordnet ist,
  • wobei mittels der Kühlstrecke ein heißes Walzgut aus Metall gekühlt wird,
  • wobei die Kühlstrecke eine Anzahl von Aufbringeinrichtungen aufweist, die über eine jeweilige Versorgungsleitung mit einer Quelle für ein flüssiges, auf Wasser basierendes Kühlmittel verbunden sind,
  • wobei in der jeweiligen Versorgungsleitung ein jeweiliges Regelventil angeordnet ist,
  • wobei die Aufbringeinrichtungen einen jeweiligen Pufferbereich aufweisen, der mit der jeweiligen Versorgungsleitung verbunden ist, so dass die jeweilige Versorgungsleitung dem jeweiligen Pufferbereich der jeweiligen Aufbringeinrichtung einen jeweiligen Basisstrom des Kühlmittels zuführt und ausgehend von dem jeweiligen Pufferbereich mittels der jeweiligen Aufbringeinrichtung ein jeweiliger Kühlstrom des Kühlmittels auf das heiße Walzgut aufgebracht wird,
  • wobei die Kühlstrecke eine Steuereinrichtung aufweist, welche das jeweilige Regelventil steuert. Ein gattungsgemässes Verfahren sowie eine gattungsgemässe Vorrichtung sind aus EP 2 767 352 A1 bekannt.
The present invention is also based on a cooling section,
  • wherein the cooling section is arranged within a rolling train or is upstream or downstream of the rolling train,
  • whereby a hot rolled metal is cooled by means of the cooling section,
  • wherein the cooling section has a number of application devices which are connected via a respective supply line to a source for a liquid, water-based coolant,
  • a respective control valve being arranged in the respective supply line,
  • wherein the application devices have a respective buffer area which is connected to the respective supply line, so that the respective supply line supplies a respective base flow of coolant to the respective buffer area of the respective application device and, starting from the respective buffer area, a respective cooling flow of the coolant to the hot rolling stock is applied,
  • wherein the cooling section has a control device which controls the respective regulating valve. A generic method and a generic device are from EP 2 767 352 A1 known.

Stand der TechnikState of the art

Die oben genannten Gegenstände sind Fachleuten allgemein bekannt.The above items are well known to those skilled in the art.

In der Kühlstrecke eines Walzwerks wird ein metallisches Walzgut nach dem Walzen abgekühlt. Das Walzgut kann beispielsweise aus Stahl oder Aluminium bestehen. Es kann sich nach Bedarf um ein flaches Walzgut (Band oder Grobblech), um ein stabförmiges Walzgut oder um ein Profil handeln. Üblich ist eine exakte Temperaturführung in der Kühlstrecke, um gewünschte Materialeigenschaften einzustellen und mit niedrigerer Streuung konstant zu halten. Insbesondere bei einer der Walzstraße nachgeordneten Kühlstrecke sind zu diesem Zweck entlang der Kühlstrecke mehrere Spritzbalken verbaut, mittels derer zur Kühlung des heißen Walzguts von oben und/oder von unten ein flüssiges Kühlmittel, meist Wasser, auf das Walzgut aufgebracht wird. Die durch den jeweiligen Spritzbalken fließende Wassermenge soll möglichst schnell und möglichst präzise einstellbar sein.In the cooling section of a rolling mill, a metallic rolling stock is cooled after rolling. The rolling stock can consist of steel or aluminum, for example. Depending on requirements, it can be a flat rolled product (strip or heavy plate), a rod-shaped rolled product or a profile. Exact temperature control in the cooling section is customary in order to set the desired material properties and keep them constant with a lower degree of variation. In particular, in a cooling section downstream of the rolling train, several spray bars are installed along the cooling section, by means of which a liquid coolant, usually water, is applied to the rolling stock from above and / or from below to cool the hot rolling stock. The amount of water flowing through the respective spray bar should be adjustable as quickly and as precisely as possible.

Zur Einstellung der den Spritzbalken zugeführten Wassermengen ist es beispielsweise bekannt, in den Versorgungsleitungen Schaltventile oder Regelventile anzuordnen. Schaltventile können nur rein binär angesteuert werden. Sind also entweder vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen. Regelventile können hingegen kontinuierlich verstellt werden, so dass auch die im jeweiligen Spritzbalken zugeführte Wassermenge kontinuierlich eingestellt werden kann.To adjust the amounts of water supplied to the spray boom, it is known, for example, to arrange switching valves or control valves in the supply lines. Switching valves can only be controlled in a purely binary manner. So are either fully open or fully closed. Control valves, on the other hand, can be adjusted continuously so that the amount of water supplied to the respective spray bar can also be continuously adjusted.

Im Falle von Regelventilen können die Ventile als Regelklappen oder als Kugelventile ausgebildet sein. Regelklappen sind relativ einfach und kostengünstig. Sie können aber nur mit relativ geringen Druckdifferenzen von meist maximal 1 bar betrieben werden. Anderenfalls treten Kavitationen auf, welche die Regelklappe sehr schnell schädigen. Regelklappen sind daher insbesondere für eine Intensivkühlung nicht geeignet.In the case of control valves, the valves can be designed as control flaps or ball valves. Control dampers are relatively simple and inexpensive. However, they can only be operated with relatively small pressure differences of usually a maximum of 1 bar. Otherwise cavitations will occur, which will damage the control valve very quickly. Control flaps are therefore not particularly suitable for intensive cooling.

Aber auch in einer laminaren Kühlstrecke sind sie oftmals von Nachteil. Insbesondere zeigen sie häufig eine Schalthysterese. Die Schalthysterese bewirkt, dass bei gleicher Ansteuerung der eingestellte Klappenwinkel unterschiedlich groß ist, je nachdem, ob die Regelklappe ausgehend von einer weiter geöffneten oder von einer weiter geschlossenen Stellung auf die neu anzunehmende Stellung zu verstellt wird. Kugelventile weisen keine Klappe auf, sondern eine durchbohrte Kugel, die in einem Rohr gedreht wird. Je nach Drehstellung der Kugel wird dem Kühlmittel ein größerer oder ein kleinerer Querschnitt für den Durchfluss zur Verfügung gestellt. Kugelventile können mit höheren Druckdifferenzen bis ca. 3 bar betrieben werden. Eine Hysterese tritt bei ihnen nicht auf oder ist vernachlässigbar klein. Kugelventile sind jedoch teuer.But they are also often a disadvantage in a laminar cooling section. In particular, they often show a switching hysteresis. The switching hysteresis causes the set flap angle is different, depending on whether the control flap is to be adjusted starting from a more open or from a more closed position to the new position to be assumed. Ball valves do not have a flap, but a pierced ball that is rotated in a pipe. Depending on the rotational position of the ball, a larger or smaller cross-section is made available to the coolant for the flow. Ball valves can be operated with higher pressure differences of up to approx. 3 bar. Hysteresis does not occur with them or is negligibly small. However, ball valves are expensive.

Bei einer anderen Lösung wird den Spritzbalken permanent das Kühlmittel zugeführt. Es ist jedoch eine ansteuerbare Umlenkplatte vorhanden. Je nach Stellung der Umlenkplatte wird das Kühlmittel entweder dem Walzgut zugeführt oder fließt seitlich ab, ohne zur Kühlung des Walzguts beizutragen. Bei dieser Anordnung sind schnelle Schaltvorgänge ohne Druckstöße möglich. Eine kontinuierliche Einstellung der Wassermenge ist jedoch nicht möglich. Weiterhin muss permanent der volle Kühlmittelstrom gefördert werden.In another solution, the coolant is continuously fed to the spray boom. However, there is a controllable deflection plate. Depending on the position of the baffle plate, the coolant is either fed to the rolling stock or flows off to the side without contributing to the cooling of the rolling stock. With this arrangement, quick switching operations are possible without pressure surges. However, it is not possible to continuously adjust the amount of water. Furthermore, the full coolant flow has to be pumped permanently.

Alle Arten von Ventilen und auch die Umlenkplatten benötigen entsprechende Aktoren. Üblich sind pneumatisch angetriebene Stellmotoren. Für Regelventile wird zusätzlich eine Positionsregelung benötigt. Diese vergleicht kontinuierlich die Iststellung des jeweiligen Regelventils mit dessen Sollstellung und regelt die Iststellung nach, bis sich eine hinreichende Übereinstimmung mit der Sollstellung ergibt.All types of valves and also the baffle plates require appropriate actuators. Pneumatically driven servomotors are common. Position control is also required for control valves. This continuously compares the actual position of the respective control valve with its target position and readjusts the actual position until there is sufficient agreement with the target position.

Allen Anordnungen ist weiterhin gemeinsam, dass eine externe Versorgung mit Kühlmittel vorhanden sein muss. Das Kühlmittel kann beispielsweise einem Hochtank entnommen werden oder über eine größere Rohrleitung von einer weiter entfernten Pumpenstation antransportiert werden. Auch Kombinationen dieser Vorgehensweisen sind möglich. Beispielsweise wird bei einer sogenannten Intensivkühlung das Wasser oftmals zunächst einem Hochtank entnommen. Sodann wird der Druck über Boosterpumpen in variablem Umfang erhöht und dadurch mit entsprechend variablem Druck der Intensivkühlung zur Verfügung gestellt. Die Intensivkühlung ist mit mehreren Spritzbalken versehen, denen - ausgehend von den Boosterpumpen - das Kühlmittel individuell über eine jeweilige Versorgungsleitung zugeführt wird. In den Versorgungsleitungen sind Kugelventile angeordnet, die zur Einstellung der dem jeweiligen Spritzbalken zugeführten Menge an Kühlmittel angesteuert werden.What all arrangements have in common is that there must be an external supply of coolant. The coolant can, for example, be taken from an elevated tank or transported via a larger pipeline from a pump station further away. Combinations of these approaches are also possible. For example, with so-called intensive cooling, the water is often first taken from a high tank. The pressure is then increased via booster pumps in increased to a variable extent and thus made available with a correspondingly variable pressure of the intensive cooling. The intensive cooling is provided with several spray bars to which the coolant is fed individually via a respective supply line, starting from the booster pumps. Ball valves are arranged in the supply lines, which are controlled to adjust the amount of coolant supplied to the respective spray bar.

Im Stand der Technik treten verschiedene Nachteile auf.

  • Bei Schaltventilen gibt es Druckschläge beim Abschalten. Daher können Schaltventile nicht beliebig schnell abgeschaltet werden. Übliche Schaltzeiten liegen oberhalb von 1 Sekunde, manchmal bei bis zu 2 Sekunden.
  • Mit Regelklappen und Kugelventilen werden ähnliche Regelzeiten erreicht. Weiterhin ist für jedes Regelventil eine Positionsregelung erforderlich. Die erreichbare Genauigkeit liegt bei ca. 1 % bis 2 %.
  • Auch bei Regelventilen gibt es Druckschläge beim Abschalten. Daher können auch Regelventile nicht beliebig schnell geschlossen werden. Übliche Schaltzeiten liegen im Bereich von ca. 1 Sekunde.
Various disadvantages exist in the prior art.
  • With switching valves there are pressure surges when switching off. Therefore, switching valves cannot be switched off as quickly as desired. Usual switching times are above 1 second, sometimes up to 2 seconds.
  • Similar control times are achieved with control flaps and ball valves. Position control is also required for each control valve. The achievable accuracy is approx. 1% to 2%.
  • There are also pressure surges when switching off control valves. Therefore, control valves cannot be closed as quickly as desired. Usual switching times are in the range of approx. 1 second.

Aus der US 2012/0 298 224 A1 ist im Rahmen eines Walzwerks mit nachgeordneter Kühlstrecke der vorausschauende Betrieb einer Pumpe bekannt. Diese Pumpe speist jedoch nicht direkt Aufbringeinrichtungen, mittels derer das Kühlmedium auf das heiße Walzgut aufgebracht wird, sondern fördert das Kühlmedium nur in ein Reservoir, damit dieses stets in hinreichendem Umfang gefüllt ist. Die Aufbringung des Kühlmittels auf das Walzgut selbst ist nicht näher erläutert.From the US 2012/0 298 224 A1 the predictive operation of a pump is known in the context of a rolling mill with a downstream cooling section. However, this pump does not directly feed application devices by means of which the cooling medium is applied to the hot rolling stock, but only conveys the cooling medium into a reservoir so that it is always filled to a sufficient extent. The application of the coolant to the rolling stock itself is not explained in more detail.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer auf einfache und zuverlässige Weise eine Kühlstrecke mit überlegenen Betriebseigenschaften realisiert wird.The object of the present invention is to create possibilities by means of which a cooling section with superior operating properties can be implemented in a simple and reliable manner.

Die Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Betriebsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 7.The object is achieved by an operating method with the features of claim 1. Advantageous refinements of the operating method are the subject matter of the dependent claims 2 to 7.

Erfindungsgemäß wird ein Betriebsverfahren der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,

  • dass die Steuereinrichtung zusätzlich dynamisch einen jeweiligen weiteren Soll-Ansteuerzustand für eine jeweilige aktive Einrichtung ermittelt und die jeweilige aktive Einrichtung entsprechend ansteuert,
  • dass die jeweilige aktive Einrichtung dem jeweiligen Pufferbereich entsprechend der Ansteuerung der jeweiligen aktiven Einrichtung durch die Steuereinrichtung über eine jeweilige weitere Versorgungsleitung einen jeweiligen Zusatzstrom eines weiteren Mediums zuführt,
  • dass der jeweilige Kühlstrom sowohl von dem das jeweilige Regelventil durchströmenden jeweiligen Basisstrom als auch von dem über die jeweilige aktive Einrichtung strömenden jeweiligen Zusatzstrom abhängt,
  • dass der jeweilige Zusatzstrom je nach dem jeweiligen weiteren Ansteuerzustand der jeweiligen aktiven Einrichtung positiv oder negativ ist und
  • dass die Steuereinrichtung den jeweiligen Zusatzstrom durch die entsprechende Ansteuerung der jeweiligen aktiven Einrichtung derart einstellt, dass der jeweilige Kühlstrom einem mittels der jeweiligen Aufbringeinrichtung auf das heiße Walzgut aufzubringenden jeweiligen Soll-Strom jederzeit so weit wie möglich angenähert wird.
According to the invention, an operating method of the type mentioned at the outset is designed by
  • that the control device additionally dynamically determines a respective further target control state for a respective active device and controls the respective active device accordingly,
  • that the respective active device supplies a respective additional flow of a further medium to the respective buffer area in accordance with the activation of the respective active device by the control device via a respective further supply line,
  • that the respective cooling flow depends both on the respective base flow flowing through the respective control valve and on the respective additional flow flowing through the respective active device,
  • that the respective additional current is positive or negative depending on the respective further control state of the respective active device and
  • that the control device adjusts the respective additional flow by activating the respective active device in such a way that the respective cooling flow is at any time as close as possible to a respective target flow to be applied to the hot rolling stock by means of the respective application device.

Die jeweilige aktive Einrichtung kann bei entsprechender Ausgestaltung mit einer erheblich höheren Dynamik betrieben werden als ein Regelventil. Es ist daher möglich, in den Versorgungsleitungen zu den Aufbringeinrichtungen - wie im Stand der Technik auch - Regelventile zu verwenden und diese entsprechend anzusteuern. Trotz der relativ großen Verzögerungszeiten beim Nachführen der Einstellung der Regelventile können aufgrund der höheren Dynamik der aktiven Einrichtungen aber dennoch die Kühlströme mit einer relativ kleinen Verzögerungszeit und damit mit hoher Dynamik eingestellt werden.The respective active device can be operated with a significantly higher dynamic than a control valve with a corresponding design. It is therefore possible to use control valves in the supply lines to the application devices - as in the prior art - and to control them accordingly. Despite the relatively long delay times when adjusting the setting of the control valves However, due to the higher dynamics of the active devices, the cooling flows can still be set with a relatively short delay time and thus with high dynamics.

Damit kann - je nach Ansteuerzustand der jeweiligen aktiven Einrichtung - beispielsweise der Druck im Pufferbereich der jeweiligen Aufbringeinrichtung kurzzeitig erhöht oder abgesenkt werden. Bei einem erhöhten Druck strömt aus dem jeweiligen Pufferbereich kurzzeitig mehr Kühlmittel als jeweiliger Kühlstrom aus, als dem jeweiligen Pufferbereich als jeweiliger Basisstrom zugeführt wird. Bei einem abgesenkten Druck ist es umgekehrt. Im zeitlichen Mittel korrespondieren der Kühlstrom und der Basisstrom jedoch miteinander.In this way, depending on the activation state of the respective active device, for example the pressure in the buffer area of the respective application device can be briefly increased or decreased. In the event of an increased pressure, more coolant briefly flows out of the respective buffer area as the respective cooling flow than is supplied to the respective buffer area as the respective base flow. It is the other way around when the pressure is reduced. On average over time, however, the cooling flow and the base flow correspond to one another.

Im einfachsten Fall ist die jeweilige aktive Einrichtung als Paar von Luftventilen ausgebildet, von denen je eines mit einem Druckreservoir und der Umgebung verbunden ist. Diese prinzipiell mögliche Ausgestaltung ist jedoch nicht bevorzugt. Bevorzugt ist vielmehr, dass die jeweilige aktive Einrichtung eine das weitere Medium aktiv fördernde Einrichtung ist.In the simplest case, the respective active device is designed as a pair of air valves, one of which is connected to a pressure reservoir and the environment. However, this configuration, which is possible in principle, is not preferred. Rather, it is preferred that the respective active device is a device that actively promotes the further medium.

Das weitere Medium kann insbesondere Luft oder Wasser sein. Im Falle von Luft ist die das weitere Medium aktiv fördernde Einrichtung ein Gebläse, eine Luftpumpe oder eine Turbine. Im Falle von Wasser ist die das weitere Medium aktiv fördernde Einrichtung eine Pumpe.The further medium can in particular be air or water. In the case of air, the device actively conveying the further medium is a fan, an air pump or a turbine. In the case of water, the device actively conveying the further medium is a pump.

Im Falle von Luft ist es möglich, diese direkt aus der Umgebung zu beziehen und - im Falle eines negativen Zusatzstroms - direkt an die Umgebung abzugeben. Alternativ kann das weitere Medium einer jeweiligen Speichereinrichtung entnommen werden. In diesem Fall kann das weitere Medium Luft oder Wasser sein.In the case of air, it is possible to obtain it directly from the environment and - in the case of a negative additional flow - to release it directly to the environment. Alternatively, the further medium can be taken from a respective storage device. In this case, the additional medium can be air or water.

Es ist möglich, dass das weitere Medium in der jeweiligen Speichereinrichtung nicht unter einem jeweiligen Druck steht. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn das weitere Medium Wasser ist und sich im oberen Bereich der jeweiligen Speichereinrichtung ein Luftpolster befindet, das über eine Öffnung mit der Umgebung in Verbindung steht, so dass nach Bedarf Luft in die jeweilige Speichereinrichtung einströmen oder aus der jeweiligen Speichereinrichtung ausströmen kann. Alternativ ist es möglich, dass das weitere Medium in der jeweiligen Speichereinrichtung unter einem jeweiligen Druck steht. Dadurch kann insbesondere der Stellbereich, der von der aktiven Einrichtung bewältigt werden muss, klein gehalten werden.It is possible that the further medium in the respective storage device is not under a respective pressure. This is possible in particular when the further medium is water and there is an air cushion in the upper area of the respective storage device, which is via an opening is in connection with the environment, so that, as required, air can flow into the respective storage device or can flow out of the respective storage device. Alternatively, it is possible for the further medium in the respective storage device to be under a respective pressure. As a result, in particular the adjustment range that has to be handled by the active device can be kept small.

Vorzugsweise wird der jeweilige Druck in der jeweiligen Speichereinrichtung über eine mit der jeweiligen Speichereinrichtung verbundene jeweilige Steuerleitung eingestellt. Dadurch ist es möglich, in jedem statischen Betriebszustand der jeweiligen Aufbringeinrichtung den Druck in der jeweiligen Speichereinrichtung derart einzustellen, dass die jeweilige aktive Einrichtung zur hochdynamischen Einstellung des jeweiligen Kühlstroms möglichst wenig Energie verbrauchen muss. Insbesondere ist es möglich, dass der jeweilige Druck in der jeweiligen Speichereinrichtung in Abhängigkeit von dem Soll-Strom oder einem in dem jeweiligen Pufferbereich herrschenden jeweiligen Druck nachgeführt wird. In diesem Fall ist es sogar möglich, jeden statischen Betriebszustand der jeweiligen Aufbringeinrichtung einzustellen, ohne dass die jeweilige aktive Einrichtung zur Einhaltung dieses Zustands Energie verbrauchen muss.The respective pressure is preferably set in the respective storage device via a respective control line connected to the respective storage device. This makes it possible, in every static operating state of the respective application device, to set the pressure in the respective storage device in such a way that the respective active device has to consume as little energy as possible for the highly dynamic setting of the respective cooling flow. In particular, it is possible for the respective pressure in the respective storage device to be tracked as a function of the setpoint current or a respective pressure prevailing in the respective buffer area. In this case it is even possible to set every static operating state of the respective application device without the respective active device having to consume energy to maintain this state.

Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Steuereinrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 9 bis 11.The object is also achieved by a control device having the features of claim 8. Advantageous refinements of the control device are the subject matter of the dependent claims 9 to 11.

Erfindungsgemäß wird eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,

  • dass die Steuereinrichtung zusätzlich dynamisch einen jeweiligen weiteren Soll-Ansteuerzustand für eine jeweilige aktive Einrichtung ermittelt und die jeweilige aktive Einrichtung entsprechend ansteuert, so dass die jeweilige aktive Einrichtung entsprechend der Ansteuerung der jeweiligen aktiven Einrichtung durch die Steuereinrichtung dem jeweiligen Pufferbereich über eine jeweilige weitere Versorgungsleitung einen jeweiligen Zusatzstrom eines weiteren Mediums zuführt, so
  • dass ein von dem jeweiligen Pufferbereich ausgehender und mittels der jeweiligen Aufbringeinrichtung auf das heiße Walzgut aufgebrachter jeweiliger Kühlstrom des Kühlmittels sowohl von dem das jeweilige Regelventil durchströmenden jeweiligen Basisstrom als auch von dem über die jeweilige aktive Einrichtung strömenden jeweiligen Zusatzstrom abhängt und
  • dass die Steuereinrichtung den jeweiligen Zusatzstrom derart auf positive und negative Werte einstellt, dass der jeweilige Kühlstrom einem mittels der jeweiligen Aufbringeinrichtung auf das heiße Walzgut aufzubringenden jeweiligen Soll-Strom jederzeit so weit wie möglich angenähert wird.
According to the invention, a control device of the type mentioned is designed in that
  • that the control device additionally dynamically determines a respective further target control state for a respective active device and controls the respective active device accordingly, so that the respective active device according to the control of the respective active device by the control device supplies a respective additional flow of a further medium to the respective buffer area via a respective further supply line, see above
  • that a respective cooling flow of the coolant emanating from the respective buffer area and applied to the hot rolling stock by means of the respective application device depends both on the respective base flow flowing through the respective control valve and on the respective additional flow flowing via the respective active device and
  • that the control device sets the respective additional flow to positive and negative values in such a way that the respective cooling flow is always as close as possible to a respective setpoint flow to be applied to the hot rolling stock by means of the respective application device.

Falls das weitere Medium einer jeweiligen Speichereinrichtung entnommen wird und in der jeweiligen Speichereinrichtung unter einem jeweiligen Druck steht, stellt die Steuereinrichtung vorzugsweise den jeweiligen Druck in der jeweiligen Speichereinrichtung über eine mit der jeweiligen Speichereinrichtung verbundene jeweilige Steuerleitung ein. Dadurch ist es möglich, in jedem statischen Betriebszustand der jeweiligen Aufbringeinrichtung den Energieverbrauch der jeweiligen aktiven Einrichtung zu reduzieren. Ganz besonders gilt dies, wenn die Steuereinrichtung den Druck in der jeweiligen Speichereinrichtung in Abhängigkeit von dem Soll-Strom oder einem in dem jeweiligen Pufferbereich herrschenden Druck nachführt. In diesem Fall kann der Energieverbrauch im Idealfall sogar auf 0 reduziert werden.If the further medium is taken from a respective storage device and is under a respective pressure in the respective storage device, the control device preferably sets the respective pressure in the respective storage device via a respective control line connected to the respective storage device. This makes it possible to reduce the energy consumption of the respective active device in every static operating state of the respective application device. This is particularly true when the control device tracks the pressure in the respective storage device as a function of the setpoint current or a pressure prevailing in the respective buffer area. In this case, the energy consumption can ideally even be reduced to zero.

Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung als softwareprogrammierbare Einrichtung ausgebildet, die mit einem Computerprogramm programmiert ist, das Maschinencode umfasst, der von der Steuereinrichtung abarbeitbar ist. In diesem Fall bewirkt die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung die entsprechende Ermittlung des jeweiligen Soll-Ansteuerzustands für das jeweilige Regelventil und des jeweiligen weiteren Soll-Ansteuerzustands für die jeweilige aktive Einrichtung sowie die entsprechende Ansteuerung des jeweiligen Regelventils und der jeweiligen aktiven Einrichtung.The control device is preferably designed as a software-programmable device that is programmed with a computer program that includes machine code that can be processed by the control device. In this case, the processing of the machine code by the control device causes the corresponding determination of the respective target control state for the respective control valve and the respective further Target control state for the respective active device and the corresponding control of the respective control valve and the respective active device.

Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Erfindungsgemäß bewirkt die Abarbeitung des Computerprogramms durch eine softwareprogrammierbare Steuereinrichtung der eingangs genannten Art, dass die Steuereinrichtung entsprechend der erfindungsgemäßen Vorgehensweise den jeweiligen Soll-Ansteuerzustand für das jeweilige Regelventil und den jeweiligen weiteren Soll-Ansteuerzustand für die jeweilige aktive Einrichtung ermittelt und das jeweilige Regelventil und die jeweilige aktive Einrichtung entsprechend ansteuert.The object is also achieved by a computer program with the features of claim 12. According to the invention, the processing of the computer program by a software-programmable control device of the type mentioned causes the control device to determine the respective target control state for the respective control valve and the respective further target control state for the respective active device and the respective control valve and the respective active device controls accordingly.

Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Kühlstrecke mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Kühlstrecke sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 14 bis 17.The object is also achieved by a cooling section with the features of claim 13. Advantageous configurations of the cooling section are the subject matter of the dependent claims 14 to 17.

Erfindungsgemäß wird eine Kühlstrecke der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,

  • dass dem jeweiligen Pufferbereich eine jeweilige aktive Einrichtung zugeordnet ist, mittels derer dem Pufferbereich über eine weitere Versorgungsleitung ein Zusatzstrom eines weiteren Mediums zuführbar ist, so dass der jeweilige Kühlstrom sowohl von dem das jeweilige Regelventil durchströmenden Basisstrom als auch von dem über die jeweilige aktive Einrichtung strömenden jeweiligen Zusatzstrom abhängt, und
  • dass die Kühlstrecke eine Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 aufweist, welche nicht nur das jeweilige Regelventil, sondern zusätzlich auch die jeweilige aktive Einrichtung steuert.
According to the invention, a cooling section of the type mentioned is designed in that
  • that a respective active device is assigned to the respective buffer area, by means of which an additional flow of a further medium can be fed to the buffer area via a further supply line, so that the respective cooling flow both from the base flow flowing through the respective control valve and from that flowing via the respective active device respective additional current depends, and
  • that the cooling section has a control device according to one of claims 8 to 11, which controls not only the respective regulating valve, but also the respective active device.

Dadurch können die gleichen Vorteile wie für das Betriebsverfahren erreicht werden.As a result, the same advantages can be achieved as for the operating method.

Die vorteilhaften Ausgestaltungen der Kühlstrecke und auch die dadurch bewirkten Vorteile sind bereits Gegenstand der korrespondierenden Ansprüche auf das Betriebsverfahren. Es wird daher auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen.The advantageous configurations of the cooling section and also the advantages brought about by them are already the subject of the corresponding claims on the operating method. Reference is therefore made to the relevant explanations.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

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

FIG 1
eine einer Walzstraße nachgeordnete Kühlstrecke,
FIG 2
eine einer Walzstraße vorgeordnete Kühlstrecke
FIG 3
eine innerhalb einer Walzstraße angeordnete Kühlstrecke,
FIG 4
eine einzelne Aufbringeinrichtung,
FIG 5
eine Modifikation der Aufbringeinrichtung von FIG 4 und
FIG 6
eine weitere Aufbringeinrichtung.
The properties, features and advantages of this invention described above and the manner in which they are achieved will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in conjunction with the drawings. Here show in a schematic representation:
FIG 1
a cooling section downstream of a rolling mill,
FIG 2
a cooling section upstream of a rolling mill
FIG 3
a cooling section arranged within a rolling train,
FIG 4
a single application device,
FIG 5
a modification of the applicator of FIG FIG 4 and
FIG 6
another application device.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

Gemäß FIG 1 soll ein heißes Walzgut 1 aus Metall in einer Kühlstrecke 2 gekühlt werden. Die Kühlstrecke 2 ist gemäß FIG 1 einer Walzstraße nachgeordnet. Dargestellt ist in FIG 1 nur ein Walzgerüst 3 der Walzstraße, nämlich das letzte Walzgerüst 3 der Walzstraße. In der Regel weist die Walzstraße jedoch mehrere Walzgerüste 3 auf, die von dem heißen Walzgut 1 sequenziell nacheinander durchlaufen werden. Im Falle der Ausgestaltung gemäß FIG 1 tritt das heiße Walzgut 1 unmittelbar nach dem Walzen im letzten Walzgerüst 3 der Walzstraße in die Kühlstrecke 2 ein. Ein zeitlicher Abstand zwischen dem Walzen im letzten Walzgerüst 3 der Walzstraße und dem Eintreten in die Kühlstrecke 2 liegt in der Regel im Bereich weniger Sekunden.According to FIG 1 a hot rolling stock 1 made of metal is to be cooled in a cooling section 2. The cooling section 2 is according to FIG 1 downstream of a rolling mill. Is shown in FIG 1 only one roll stand 3 of the rolling train, namely the last roll stand 3 of the rolling train. As a rule, however, the rolling train has a plurality of rolling stands 3 through which the hot rolling stock 1 traverses sequentially one after the other. In the case of the arrangement according to FIG 1 the hot rolling stock 1 enters the cooling section 2 immediately after rolling in the last roll stand 3 of the rolling train. A time interval between the rolling in the last roll stand 3 of the rolling train and the entry into the cooling section 2 is generally in the range of a few seconds.

Alternativ könnte die Kühlstrecke 2 entsprechend der Darstellung in FIG 2 der Walzstraße vorgeordnet sein. Dargestellt ist in FIG 2 ebenfalls nur ein einziges Walzgerüst 4 der Walzstraße, nämlich das erste Walzgerüst 4 der Walzstraße. Im Falle der Ausgestaltung gemäß FIG 2 wird das heiße Walzgut 1 unmittelbar nach dem Auslaufen aus der Kühlstrecke 2 im ersten Walzgerüst 4 der Walzstraße gewalzt. Ein zeitlicher Abstand zwischen dem Kühlen in der Kühlstrecke 2 und dem Walzen im ersten Walzgerüst 4 der Walzstraße liegt oftmals im Bereich weniger Minuten. Er kann aber auch nur wenige Sekunden betragen.Alternatively, the cooling section 2 could be as shown in FIG FIG 2 be upstream of the rolling mill. Is shown in FIG 2 likewise only a single roll stand 4 of the rolling train, namely the first roll stand 4 of the rolling train. In the case of the arrangement according to FIG 2 the hot rolling stock 1 is rolled immediately after leaving the cooling section 2 in the first roll stand 4 of the rolling train. A time interval between the cooling in the cooling section 2 and the rolling in the first roll stand 4 of the rolling train is often in the range of a few minutes. But it can also be just a few seconds.

Alternativ könnte die Kühlstrecke 2 entsprechend der Darstellung in FIG 3 innerhalb der Walzstraße angeordnet sein. Dargestellt sind in FIG 3 zwei Walzgerüste 5 der Walzstraße. In diesem Fall erfolgt das Kühlen in der Kühlstrecke 2 zwischen dem Walzen in den beiden Walzgerüsten 5 der Walzstraße. Ein zeitlicher Abstand zwischen dem Kühlen in der Kühlstrecke 2 und dem Walzen in den beiden aufeinanderfolgenden Walzgerüsten 5 der Walzstraße liegt im Bereich weniger Sekunden. Gemäß der Darstellung in FIG 3 ist die Kühlstrecke 2 zwischen zwei aufeinander folgenden Walzgerüsten 5 der Walzstraße angeordnet. Sie könnte sich aber auch über einen größeren Bereich erstrecken, so dass die Kühlstrecke 2 durch mindestens ein in FIG 3 nicht dargestelltes weiteres Walzgerüst in eine entsprechende Anzahl von Abschnitten unterteilt wird.Alternatively, the cooling section 2 could be as shown in FIG FIG 3 be arranged within the rolling train. Are shown in FIG 3 two roll stands 5 of the rolling train. In this case, the cooling takes place in the cooling section 2 between the rolling in the two roll stands 5 of the rolling train. A time interval between the cooling in the cooling section 2 and the rolling in the two successive rolling stands 5 of the rolling train is in the range of a few seconds. As shown in FIG 3 the cooling section 2 is arranged between two successive roll stands 5 of the rolling train. It could, however, also extend over a larger area, so that the cooling section 2 passes through at least one in FIG 3 not shown further roll stand is divided into a corresponding number of sections.

Das Walzgut 1 besteht aus Metall. Beispielsweise kann das Walzgut 1 aus Stahl oder Aluminium bestehen. Auch andere Metalle sind möglich. Im Falle von Stahl liegt eine Temperatur des Walzguts 1 vor der Kühlstrecke 2 in der Regel zwischen 750 °C und 1.200 °C. In der Kühlstrecke 2 erfolgt eine Kühlung auf eine niedrigere Temperatur. Es ist im Einzelfall möglich, dass die niedrigere Temperatur nur geringfügig unterhalb der Temperatur vor der Kühlstrecke 2 liegt. Insbesondere in dem Fall, dass die Kühlstrecke 2 der Walzstraße nachgeordnet ist, wird das Walzgut 1 jedoch in der Regel auf eine deutlich niedrigere Temperatur gekühlt, beispielsweise auf eine Temperatur zwischen 200 °C und 700 °C.The rolling stock 1 consists of metal. For example, the rolling stock 1 can consist of steel or aluminum. Other metals are also possible. In the case of steel, a temperature of the rolling stock 1 in front of the cooling section 2 is generally between 750 ° C. and 1,200 ° C. In the cooling section 2, cooling to a lower temperature takes place. In individual cases it is possible that the lower temperature is only slightly below the temperature in front of the cooling section 2. In particular in the event that the cooling section 2 is arranged downstream of the rolling train, the rolling stock 1 is generally cooled to a significantly lower temperature, for example to a temperature between 200 ° C. and 700 ° C.

Das heiße Walzgut 1 wird der Kühlstrecke 2 in einer horizontalen Transportrichtung x zugeführt. Beim Durchlaufen der Kühlstrecke 2 ändert das heiße Walzgut 1 seine Transportrichtung x nicht. Es wird also auch innerhalb der Kühlstrecke 2 horizontal transportiert. Nach dem Verlassen der Kühlstrecke 2 kann das Walzgut 1 seine Transportrichtung entweder beibehalten oder ändern. Falls das heiße Walzgut 1 ein Band ist, kann es beispielsweise schräg nach unten umgelenkt werden, um es einem Haspel zuzuführen. Weiterhin ist es möglich, dass das heiße Walzgut 1 seine Transportrichtung x umkehrt (reversiert), nochmals die Kühlstrecke 2 durchläuft und sodann nochmals gewalzt wird. Dies ist sowohl bei Grobblech als auch bei einer Vorbramme möglich.The hot rolling stock 1 is fed to the cooling section 2 in a horizontal transport direction x. When passing through the cooling section 2, the hot rolling stock 1 does not change its transport direction x. It is therefore also transported horizontally within the cooling section 2. After leaving the cooling section 2, the rolling stock 1 can either maintain or change its transport direction. If the hot rolling stock 1 is a strip, it can, for example, be deflected obliquely downwards in order to feed it to a reel. Furthermore, it is possible for the hot rolling stock 1 to reverse its transport direction x (reverse), to run through the cooling section 2 again and then to be rolled again. This is possible with both heavy plate and a pre-slab.

Die Kühlstrecke 2 weist eine Anzahl von Aufbringeinrichtungen 6 auf. Mittels der Aufbringeinrichtungen 6 wird ein Kühlmittel 7 auf das Walzgut 1 aufgebracht. Entsprechend der Darstellung in den FIG 1 bis 3 wird das Kühlmittel 7 von oben auf das Walzgut 1 aufgebracht. Es könnte jedoch - und zwar sowohl alternativ als auch zusätzlich - ebenso auch eine Aufbringung von unten und/oder von der Seite erfolgen. Bei dem Kühlmittel 7 handelt es sich um Wasser. Gegebenenfalls können dem Wasser in geringem Umfang (maximal 1 Prozent bis 2 %) Zusätze beigefügt sein. In jedem Fall handelt es sich bei dem Kühlmittel 7 jedoch um ein flüssiges, auf Wasser basierendes Kühlmittel. Die Aufbringeinrichtungen 6 können beispielsweise als übliche Spritzbalken ausgebildet sein.The cooling section 2 has a number of application devices 6. A coolant 7 is applied to the rolling stock 1 by means of the application devices 6. As shown in the FIGS. 1 to 3 the coolant 7 is applied to the rolling stock 1 from above. However, it could also be applied from below and / or from the side, both alternatively and additionally. The coolant 7 is water. If necessary, small amounts of additives (maximum 1 percent to 2%) can be added to the water. In any case, however, the coolant 7 is a liquid, water-based coolant. The application devices 6 can be designed, for example, as conventional spray bars.

Minimal ist eine einzige Aufbringeinrichtung 6 vorhanden. In vielen Fällen sind jedoch mehrere Aufbringeinrichtungen 6 vorhanden. Beispielsweise können die Aufbringeinrichtungen 6 entsprechend der Darstellung in FIG 1 hintereinander angeordnet sein. In diesem Fall bringen die Aufbringeinrichtungen 6 ihren jeweiligen Anteil an dem Kühlmittel 7 sequenziell nacheinander auf das Walzgut 1 auf. Der Begriff "sequenziell nacheinander" bezieht sich in diesem Zusammenhang auf einen bestimmten Abschnitt des Walzguts 1, da dieser sequenziell nacheinander Bereiche durchläuft, in denen die einzelnen Aufbringeinrichtungen 6 ihren jeweiligen Anteil an dem Kühlmittel 7 jeweils auf den entsprechenden Abschnitt des Walzguts 1 aufbringen. Die Anzahl an Aufbringeinrichtungen 6 liegt oftmals im zweistelligen, manchmal sogar im oberen zweistelligen Bereich, in seltenen Fällen auch im dreistelligen Bereich. Eine sequenzielle Anordnung hintereinander ist in der Regel insbesondere dann realisiert, wenn die Kühlstrecke 2 der Walzstraße nachgeordnet ist. Sie kann aber auch bei anderen Fallgestaltungen gegeben sein.At least one single application device 6 is present. In many cases, however, several application devices 6 are present. For example, the application devices 6 can according to the representation in FIG FIG 1 be arranged one behind the other. In this case, the application devices 6 apply their respective portion of the coolant 7 sequentially one after the other to the rolling stock 1. The term “sequentially one after the other” relates in this context to a specific section of the rolling stock 1, since this runs sequentially one after the other through regions in which the individual application devices 6 each have their respective share of the coolant 7 apply the corresponding section of the rolling stock 1. The number of application devices 6 is often in the two-digit, sometimes even in the upper two-digit range, in rare cases also in the three-digit range. A sequential arrangement one behind the other is generally implemented in particular when the cooling section 2 is arranged downstream of the rolling train. But it can also be given in other cases.

Die Aufbringeinrichtungen 6 sind über eine jeweilige Versorgungsleitung 8 mit einem Reservoir 9 des Kühlmittels 7 (oder einer anderen Quelle für das Kühlmittel 7) verbunden. Das Reservoir 9 ist im vorliegenden Fall einheitlich für alle Aufbringeinrichtungen 6. Es könnten aber auch mehrere voneinander unabhängige Reservoire 9 vorhanden sein. In jeder Versorgungsleitung 8 ist ein jeweiliges Regelventil 10 angeordnet. Die Regelventile 10 können prinzipiell an beliebigen Stellen innerhalb der Versorgungsleitungen 8 angeordnet sein. In der Praxis ist es jedoch von Vorteil, wenn die Regelventile 10 möglichst nahe an den Aufbringeinrichtungen 6 angeordnet sind. Soweit erforderlich, können den Regelventilen 10 eine oder mehrere Pumpen 11 vorgeordnet sein. Die Betriebsweise der Pumpe 11 bzw. der Pumpen 11 ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.The application devices 6 are connected via a respective supply line 8 to a reservoir 9 of the coolant 7 (or another source for the coolant 7). In the present case, the reservoir 9 is the same for all application devices 6. However, several reservoirs 9 independent of one another could also be present. A respective control valve 10 is arranged in each supply line 8. The control valves 10 can in principle be arranged at any desired points within the supply lines 8. In practice, however, it is advantageous if the control valves 10 are arranged as close as possible to the application devices 6. If necessary, one or more pumps 11 can be arranged upstream of the control valves 10. The mode of operation of the pump 11 or the pumps 11 is not the subject of the present invention.

Nachfolgend wird - stellvertretend für alle Aufbringeinrichtungen 6 - in Verbindung mit FIG 4 der Betrieb einer der Aufbringeinrichtungen 6 näher erläutert. Die anderen Aufbringeinrichtungen 6 werden auf prinzipiell gleiche Art und Weise betrieben. Für jede Aufbringeinrichtung 6 kann die jeweilige Betriebsweise jedoch individuell bestimmt werden. Es ist also zwar möglich, aber nicht erforderlich, die Aufbringeinrichtungen 6 gleichartig zu betreiben. Auch ist es möglich, dass einige der Aufbringeinrichtungen 6 auf eine andere als die erfindungsgemäße Art und Weise betrieben werden.In the following - as a representative of all application devices 6 - in connection with FIG 4 the operation of one of the application devices 6 is explained in more detail. The other application devices 6 are operated in basically the same way. For each application device 6, however, the respective mode of operation can be determined individually. It is therefore possible, but not necessary, to operate the application devices 6 in the same way. It is also possible for some of the application devices 6 to be operated in a manner other than that according to the invention.

Der Aufbringeinrichtung 6 wird über die Versorgungsleitung 8 und das Regelventil 10 aus dem Reservoir 9 ein Basisstrom F1 des Kühlmittels 7 zugeführt. Der Basisstrom F1 weist die Einheit m3/s auf. Die Versorgungsleitung 8 ist mit einem Pufferbereich 12 der Aufbringeinrichtung 6 verbunden. Dadurch wird Basisstrom F1 zunächst dem Pufferbereich 12 der Aufbringeinrichtung 6 zugeführt. Beispielsweise kann die Aufbringeinrichtung 6 entsprechend der Darstellung in FIG 4 als Spritzbalken ausgebildet sein, der ein gewisses Speichervolumen aufweist, wobei das Speichervolumen in variablem Umfang mit dem Kühlmittel 7 und im übrigen mit Luft gefüllt ist. Ausgehend von dem Pufferbereich 12 wird mittels der Aufbringeinrichtung 6 ein Kühlstrom F auf das heiße Walzgut 1 aufgebracht. Ein Abstand der Aufbringeinrichtung 6 - beispielsweise von Spritzdüsen - vom Walzgut 1 liegt in der Regel zwischen 20 cm und 200 cm.The application device 6 is supplied with a base flow F1 of the coolant 7 from the reservoir 9 via the supply line 8 and the control valve 10. The base current F1 has the unit m 3 / s on. The supply line 8 is connected to a buffer area 12 of the application device 6. As a result, the base current F1 is first fed to the buffer area 12 of the application device 6. For example, the application device 6 can be shown in FIG FIG 4 be designed as a spray bar which has a certain storage volume, the storage volume being filled to a variable extent with the coolant 7 and otherwise with air. Starting from the buffer area 12, a cooling flow F is applied to the hot rolling stock 1 by means of the application device 6. A distance between the application device 6 - for example spray nozzles - from the rolling stock 1 is generally between 20 cm and 200 cm.

Die Kühlstrecke 2 wird von einer Steuereinrichtung 13 gesteuert. In der Regel ist die Steuereinrichtung 13 als softwareprogrammierbare Steuereinrichtung ausgebildet. In diesem Fall ist die Steuereinrichtung 13 mit einem Computerprogramm 14 programmiert. Das Computerprogramm 14 umfasst Maschinencode 15, der von der Steuereinrichtung 13 unmittelbar abarbeitbar ist. Die Abarbeitung des Maschinencodes 15 durch die Steuereinrichtung 13 bewirkt in diesem Fall, dass die Steuereinrichtung 13 ein Betriebsverfahren für die Kühlstrecke 2 ausführt, wie es nachstehend näher erläutert wird.The cooling section 2 is controlled by a control device 13. As a rule, the control device 13 is designed as a software-programmable control device. In this case, the control device 13 is programmed with a computer program 14. The computer program 14 comprises machine code 15 which can be processed directly by the control device 13. In this case, the processing of the machine code 15 by the control device 13 causes the control device 13 to carry out an operating method for the cooling section 2, as will be explained in more detail below.

Die Steuereinrichtung 13 ermittelt dynamisch einen Soll-Ansteuerzustand S1* für das Regelventil 10. Sie steuert das Regelventil 10 entsprechend an. Durch das Ansteuern des Regelventils 10 entsprechend dem ermittelten Soll-Ansteuerzustand S1* stellt die Regeleinrichtung 13 den Basisstrom F1 ein, der über die Versorgungsleitung 8 und das Regelventil 10 der Aufbringeinrichtung 6 zugeführt wird.The control device 13 dynamically determines a setpoint control state S1 * for the control valve 10. It controls the control valve 10 accordingly. By activating the control valve 10 in accordance with the determined target control state S1 *, the control device 13 sets the base current F1, which is fed to the application device 6 via the supply line 8 and the control valve 10.

Der Steuereinrichtung 13 der Kühlstrecke 2 ist ein Soll-Strom F* bekannt, der mittels der Aufbringeinrichtung 6 auf das heiße Walzgut 1 aufgebracht werden soll. Der Soll-Strom F* ist in der Regel zeitlich nicht konstant, sondern variabel, also eine Funktion der Zeit. Es ist möglich, dass die Steuereinrichtung 13 den Soll-Ansteuerzustand S1* für das Regelventil 10 in Abhängigkeit von dem Soll-Strom F* des Kühlmittels 7 ermittelt. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung 13 den Ansteuerzustand S1* beispielsweise derart ermitteln, dass in jedem Betriebszustand der das Regelventil 10 durchströmende Basisstrom F1 dem Soll-Strom F* jederzeit so weit wie möglich angenähert wird. Dann entspricht der Betrieb des Regelventils 10 der Betriebsweise des Standes der Technik. Es sind aber auch andere Vorgehensweisen möglich. Hierauf wird später noch eingegangen werden.The control device 13 of the cooling section 2 is aware of a setpoint current F * which is to be applied to the hot rolling stock 1 by means of the application device 6. The target current F * is usually not constant over time, but rather variable, that is to say a function of time. It is possible for the control device 13 to set the target control state S1 * for the control valve 10 as a function determined from the setpoint current F * of the coolant 7. In this case, the control device 13 can determine the control state S1 *, for example, in such a way that in every operating state the base current F1 flowing through the control valve 10 is always as close as possible to the setpoint current F *. Then the operation of the control valve 10 corresponds to the operation of the prior art. However, other approaches are also possible. This will be discussed later.

Zusätzlich ist dem Pufferbereich 12 eine aktive Einrichtung 16 zugeordnet. Die aktive Einrichtung 16 ist über eine weitere Versorgungsleitung 17 mit dem Pufferbereich 12 verbunden. Der Begriff "aktive Einrichtung" bedeutet, dass die Steuereinrichtung 13 die aktive Einrichtung 16 entsprechend einem Soll-Ansteuerzustand S2* ansteuert und dass die aktive Einrichtung 16 entsprechend reagiert. Die Steuereinrichtung 13 ermittelt dynamisch auch den weiteren Soll-Ansteuerzustand S2* und steuert die aktive Einrichtung 16 entsprechend an. Der Soll-Ansteuerzustand S2* für die aktive Einrichtung 16 wird nachfolgend zur Unterscheidung von dem Soll-Ansteuerzustand S1* für das Regelventil 10 als weiterer Soll-Ansteuerzustand S2* bezeichnet. Entsprechend der Ansteuerung der aktiven Einrichtung 16 durch die Steuereinrichtung 13 führt die aktive Einrichtung 16 dem Pufferbereich 12 über die weitere Versorgungsleitung 17 dadurch einen Zusatzstrom F2 eines weiteren Mediums 18 zu. Der Zusatzstrom F2 weist - analog zum Basisstrom Basisstrom F1 - die Einheit m3/s auf. Er kann positiv oder negativ sein. Es ist also alternativ möglich, das weitere Medium 18 dem Pufferbereich 12 zuzuführen oder es aus dem Pufferbereich 12 abzuziehen. Ob der Zusatzstrom F2 positiv oder negativ ist, ist vom weiteren Soll-Ansteuerzustand S2* abhängig. Unabhängig vom jeweils konkreten Wert des Zusatzstromes F2 und auch unabhängig von der Art des weiteren Mediums 18 hängt dadurch jedoch der Kühlstrom F nicht nur von dem das Regelventil 10 durchströmenden Basisstrom F1 ab, sondern zusätzlich auch von dem über die aktive Einrichtung 16 strömenden Zusatzstrom F2.In addition, an active device 16 is assigned to the buffer area 12. The active device 16 is connected to the buffer area 12 via a further supply line 17. The term “active device” means that the control device 13 controls the active device 16 in accordance with a setpoint control state S2 * and that the active device 16 reacts accordingly. The control device 13 also dynamically determines the further target control state S2 * and controls the active device 16 accordingly. The setpoint control state S2 * for the active device 16 is referred to below to distinguish it from the setpoint control state S1 * for the control valve 10 as a further setpoint control state S2 *. Corresponding to the activation of the active device 16 by the control device 13, the active device 16 feeds an additional flow F2 of a further medium 18 to the buffer area 12 via the further supply line 17. The additional flow F2 has the unit m 3 / s - analogously to the base flow base flow F1. It can be positive or negative. It is therefore alternatively possible to supply the further medium 18 to the buffer area 12 or to withdraw it from the buffer area 12. Whether the additional current F2 is positive or negative depends on the further target control state S2 *. Regardless of the specific value of the additional flow F2 and also regardless of the type of further medium 18, the cooling flow F depends not only on the base flow F1 flowing through the control valve 10, but also on the additional flow F2 flowing through the active device 16.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem Prinzip, dass die Steuereinrichtung 13 durch die entsprechende Ansteuerung der aktiven Einrichtung 16 den Zusatzstrom F2 derart einstellt, dass der Kühlstrom F dem Soll-Strom F* jederzeit so weit wie möglich angenähert wird.The present invention is based on the principle that the control device 13 adjusts the additional flow F2 by the corresponding activation of the active device 16 in such a way that the cooling flow F is always as close as possible to the setpoint flow F *.

Um den weiteren Soll-Ansteuerzustand S2* ermitteln zu können, müssen der Steuereinrichtung 13 verschiedene Werte bekannt sein. Zum einen ist dies der Soll-Strom F*. Der Soll-Strom F* kann der Steuereinrichtung 13 beispielsweise vorgegeben werden oder von der Steuereinrichtung 13 anhand anderer Daten - beispielsweise der Temperatur oder der Enthalpie eines bestimmten Abschnitts des Walzguts 1 in Verbindung mit einem gewünschten zeitlichen Verlauf der Temperatur oder der Enthalpie - ermittelt werden. Wenn, wie im Falle der Ausgestaltung gemäß FIG 4 der Fall, das weitere Medium 18 Luft ist, müssen der Steuereinrichtung 13 ein Nennstrom F0 und ein zugehöriger Nenndruck p0 bekannt sein. Der Nennstrom F0 ist die Menge an Kühlmittel 7, die pro Zeiteinheit aus dem Pufferbereich 12 auf das heiße Walzgut 1 aufgebracht wird, wenn im Pufferbereich 12 der Nenndruck p0 herrscht. Die Werte F0, p0 können beispielsweise durch eine einmalige Messung vorab ermittelt werden.In order to be able to determine the further target control state S2 *, the control device 13 must know various values. On the one hand, this is the target current F *. The target current F * can be preset to the control device 13, for example, or it can be determined by the control device 13 on the basis of other data - for example the temperature or the enthalpy of a certain section of the rolling stock 1 in conjunction with a desired temperature or enthalpy curve. If, as in the case of the design according to FIG 4 if the additional medium 18 is air, the control device 13 must know a nominal current F0 and an associated nominal pressure p0. The nominal current F0 is the amount of coolant 7 which is applied per unit of time from the buffer area 12 to the hot rolling stock 1 when the nominal pressure p0 prevails in the buffer area 12. The values F0, p0 can be determined in advance, for example, by a one-off measurement.

Wenn in einem derartigen Fall beispielsweise eine schnelle Erhöhung des Soll-Stroms F* erfolgt, so kann anhand der Beziehung p = F 2 F 0 2 p 0

Figure imgb0001
der zugehörige erforderliche Druck p ermittelt werden, der im Pufferbereich 12 herrschen muss. Der Nennstrom F0 ist die Menge an Kühlmittel 7, die pro Zeiteinheit aus dem Pufferbereich 12 auf das heiße Walzgut 1 aufgebracht wird, wenn im Pufferbereich 12 der Nenndruck p0 herrscht. Die Steuereinrichtung 13 steuert die aktive Einrichtung 16 somit derart an, dass sie im Pufferbereich 12 den Druck p hervorruft.If, for example, the target current F * is increased rapidly in such a case, the relationship p = F. 2 F. 0 2 p 0
Figure imgb0001
the associated required pressure p can be determined, which must prevail in the buffer area 12. The nominal current F0 is the amount of coolant 7 which is applied per unit of time from the buffer area 12 to the hot rolling stock 1 when the nominal pressure p0 prevails in the buffer area 12. The control device 13 thus controls the active device 16 in such a way that it causes the pressure p in the buffer area 12.

Die aktive Einrichtung 16 ist vorzugsweise eine das weitere Medium 18 aktiv fördernde Einrichtung, beispielsweise eine Turbine. Die Turbine wird in diesem Fall von einem elektrischen Antrieb angetrieben. Beispielsweise kann der Antrieb umrichtergesteuert sein. Derartige Steuerungen sind Fachleuten allgemein bekannt und müssen daher nicht näher erläutert werden. Ein elektrischer Antrieb kann typischerweise mit einer Zeitkonstante von 0,1 s von 0 auf Maximaldrehzahl beschleunigt und umgekehrt auch mit einer Zeitkonstante von 0,1 Sekunden von der Maximaldrehzahl auf 0 verzögert werden.The active device 16 is preferably a device actively conveying the further medium 18, for example a turbine. In this case, the turbine is driven by an electric drive. For example, the drive can be converter-controlled. Such controls are generally known to those skilled in the art and therefore do not need to be explained in more detail. An electric drive can typically be accelerated from 0 to maximum speed with a time constant of 0.1 s and, conversely, also decelerated from maximum speed to 0 with a time constant of 0.1 seconds.

Die aktive Einrichtung 16 kann somit mit hoher Dynamik angesteuert werden. Ein Durchfahren des vollen Stellbereichs (beispielsweise von 0 bis Maximaldrehzahl) kann typischerweise in einem Zeitfenster von weniger als 0,2 s erfolgen. Oftmals werden sogar nur 0,1 s oder weniger benötigt. Damit kann mit dieser kurzen Zeitkonstante der Kühlstrom F angepasst werden, obwohl das Regelventil 10 nur eine relativ geringe Dynamik aufweist, beispielsweise eine Zeitkonstante von 1,5 s. Während dieses Zeitraums weicht somit zwar der Basisstrom F1 von dem gewünschten Soll-Strom F* ab. Beim Kühlstrom F macht sich diese Zeitverzögerung jedoch nicht bemerkbar, weil mittels der Turbine nach Bedarf in hochdynamischer Art und Weise der Druck p im Pufferbereich 12 eingestellt werden kann.The active device 16 can thus be controlled with high dynamics. Driving through the full setting range (for example from 0 to maximum speed) can typically take place in a time window of less than 0.2 s. Often only 0.1 s or less are required. The cooling flow F can thus be adapted with this short time constant, although the control valve 10 has only relatively low dynamics, for example a time constant of 1.5 s. During this period, the base current F1 deviates from the desired target current F * . In the case of the cooling flow F, however, this time delay is not noticeable because the pressure p in the buffer area 12 can be set in a highly dynamic manner by means of the turbine as required.

Der Zusatzstrom F2 kann positiv oder negativ sein. Ist er positiv, pumpt die Turbine Luft in den Pufferbereich 12 hinein, so dass der Druck p im Pufferbereich 12 erhöht wird. Ist er negativ, saugt die Turbine Luft aus dem Pufferbereich 12 ab, so dass der Druck p im Pufferbereich 12 verringert wird. Der Kühlstrom F hängt jedoch nicht direkt vom Basisstrom F1 ab, sondern vom Druck p im Pufferbereich 12. Es muss lediglich gewährleistet sein, dass sich im Pufferbereich 12 überhaupt Kühlmittel 7 befindet, das auf das heiße Walzgut 1 aufgebracht werden kann.The additional current F2 can be positive or negative. If it is positive, the turbine pumps air into the buffer area 12, so that the pressure p in the buffer area 12 is increased. If it is negative, the turbine sucks air out of the buffer area 12, so that the pressure p in the buffer area 12 is reduced. However, the cooling flow F does not depend directly on the base flow F1, but rather on the pressure p in the buffer area 12. It only has to be ensured that there is any coolant 7 in the buffer area 12 that can be applied to the hot rolling stock 1.

Der Basisstrom F1 muss nicht direkt dem Soll-Strom F* folgen. Er muss lediglich derart eingestellt werden, dass der Pufferbereich 12 weder leer wird noch überläuft. Hierfür ist es, wie bereits erwähnt, möglich, den Soll-Ansteuerzustand S1* so wie im Stand der Technik auch in Abhängigkeit von dem Soll-Strom F* zu ermitteln. Alternativ ist es möglich, beispielsweise einen Füllstand des Speicherbereichs 12 zu ermitteln und auf einen bestimmten Sollwert zu regeln. Der Sollwert kann nach Bedarf konstant sein oder variieren. Der Füllstand kann in diesem Fall beispielsweise direkt oder indirekt gemessen werden. Eine indirekte Messung ist beispielsweise über Druckmessdosen möglich, mittels derer das Gewicht der Aufbringeinrichtung 6 erfasst wird. Der Füllstand kann auch modellgestützt anhand des Basisstroms F1 und des Kühlstroms F ermittelt werden. Die Differenz von Basisstrom F1 und Kühlstrom F entspricht zu jedem Zeitpunkt der Änderung des Füllstands. Durch zeitliche Integration dieser Differenz kann somit, ausgehend von einem bekannten anfänglichen Füllstand, jederzeit der momentane Füllstand ermittelt werden. Der Basisstrom F1 kann beispielsweise gemessen werden, der Kühlstrom F anhand des ohne weiteres messbaren Druckes p ermittelt werden.The base current F1 does not have to follow the target current F * directly. It only has to be set in such a way that the buffer area 12 neither becomes empty nor overflows. For this it is like before mentioned, possible to determine the target control state S1 * as in the prior art also as a function of the target current F *. Alternatively, it is possible, for example, to determine a fill level of the storage area 12 and to regulate it to a specific setpoint value. The setpoint can be constant or vary as required. In this case, the level can be measured directly or indirectly, for example. An indirect measurement is possible, for example, using pressure measurement cells, by means of which the weight of the application device 6 is recorded. The fill level can also be determined with the aid of a model based on the base flow F1 and the cooling flow F. The difference between the base current F1 and the cooling current F corresponds to the change in the level at any point in time. By integrating this difference over time, starting from a known initial fill level, the current fill level can be determined at any time. The base flow F1 can be measured, for example, and the cooling flow F can be determined on the basis of the easily measurable pressure p.

Zur Ermittlung des Soll-Ansteuerzustands S2* für die aktive Einrichtung 16 kann die Steuereinrichtung 13 beispielsweise wie folgt vorgehen:
Der Pufferbereich 12 habe ein Gesamtvolumen V. Der Pufferbereich 12 sei teilweise mit dem Kühlmittel 7 gefüllt, im übrigen mit Luft. Mit V1 wird nachfolgend das vom Kühlmittel 7 eingenommene Volumen bezeichnet, mit V2 das Luftvolumen. Es gilt selbstverständlich die Beziehung V = V 1 + V 2

Figure imgb0002
To determine the target control state S2 * for the active device 16, the control device 13 can proceed as follows, for example:
The buffer area 12 has a total volume V. The buffer area 12 is partially filled with the coolant 7, the rest with air. The volume occupied by the coolant 7 is denoted below with V1 and the air volume with V2. It goes without saying that the relationship applies V. = V. 1 + V. 2
Figure imgb0002

Im Luftvolumen V2 herrsche der Druck p. Derselbe Druck p herrscht auch im Kühlmittel 7. Über das Regelventil 10 und die Versorgungsleitung 8 fließt der Basisstrom F1 in den Pufferbereich 12. Der Basisstrom F1 kann anhand der Beziehung F 1 = FR p 1 p p ƒ x

Figure imgb0003
ermittelt werden. FR ist ein Referenzstrom des Kühlmittels 7, der bei vollständig geöffnetem Regelventil 10 fließt, wenn die Druckdifferenz zwischen der Eingangsseite des Regelventils 10 und dem Pufferbereich 12 gleich dem Nenndruck p0 ist. Der Wert FR kann beispielsweise durch eine einmalige Messung vorab ermittelt werden. p1 ist der Druck eingangsseitig des Regelventils 10. f(x) ist die relative Durchflussmenge des Regelventils 10 in Abhängigkeit von der Ventilstellung x des Regelventils 10. Sie liegt für x = 0 (Regelventil 10 vollständig geschlossen) bei 0 und für x = 1 (Regelventil 10 vollständig geöffnet) bei 1. Zwischen x = 0 und x = 1 ist sie monoton - oftmals streng monoton - steigend. Die Kennlinie f als solche kann vorab bekannt sein. In der Regel wird sie vom Hersteller des Regelventils 10 einmalig vorab erfasst und kann danach dem Datenblatt des Regelventils 10 entnommen werden.The pressure p prevails in the air volume V2. The same pressure p also prevails in the coolant 7. The base current F1 flows into the buffer area 12 via the control valve 10 and the supply line 8. The base current F1 can be determined using the relationship F. 1 = FR p 1 - p p ƒ x
Figure imgb0003
be determined. FR is a reference flow of the coolant 7 which flows when the control valve 10 is fully open when the pressure difference between the inlet side of the control valve 10 and the buffer area 12 is equal to the nominal pressure p0. The value FR can be determined in advance, for example, by a one-off measurement. p1 is the pressure on the inlet side of the control valve 10.f (x) is the relative flow rate of the control valve 10 depending on the valve position x of the control valve 10. It is 0 for x = 0 (control valve 10 completely closed) and at 0 for x = 1 ( Control valve 10 fully open) at 1. Between x = 0 and x = 1, it is monotonic - often strictly monotonic - increasing. The characteristic curve f as such can be known in advance. As a rule, it is recorded once in advance by the manufacturer of the control valve 10 and can then be taken from the data sheet of the control valve 10.

Für die Änderung des von dem Kühlmittel 7 eingenommenen Volumens V1 gilt V ˙ 1 = F 1 F

Figure imgb0004
The following applies to the change in the volume V1 occupied by the coolant 7 V. ˙ 1 = F. 1 - F.
Figure imgb0004

Für die im Luftvolumen V2 enthaltene Luftmenge M gilt M = p V 2

Figure imgb0005
The following applies to the amount of air M contained in the air volume V2 M. = p V. 2
Figure imgb0005

Hierbei wird angenommen, dass die Temperatur der Luft konstant ist. Falls die Temperatur variabel ist, gestaltet sich die Rechnung zwar etwas komplexer, bleibt aber prinzipiell ähnlich.It is assumed that the temperature of the air is constant. If the temperature is variable, the calculation is a bit more complex, but in principle remains similar.

Durch den Zusatzstrom F2 wird im Pufferbereich 12 eine Änderung der Luftmenge M und damit des Luftvolumens V2 und/oder des Druckes p bewirkt. Es gilt somit M ˙ = p ˙ V 2 + p V ˙ 2 = p ˙ p M p F 1 F

Figure imgb0006
The additional flow F2 causes a change in the amount of air M and thus in the air volume V2 and / or in the pressure p in the buffer area 12. It is therefore true M. ˙ = p ˙ V. 2 + p V. ˙ 2 = p ˙ p M. - p F. 1 - F.
Figure imgb0006

Durch Einsetzen von Gleichung (1) und Gleichung (3) kann somit als resultierende Gleichung für die zeitliche Änderung der Luftmenge M folgende Beziehung ermittelt werden: M ˙ = p ˙ p M + p p p 0 F 0 p 1 p p 0 FR ƒ x

Figure imgb0007
By inserting equation (1) and equation (3), the following relationship can be determined as the resulting equation for the change in the amount of air M over time: M. ˙ = p ˙ p M. + p p p 0 F. 0 - p 1 - p p 0 FR ƒ x
Figure imgb0007

Der Steuereinrichtung 13 ist weiterhin die Kennlinie K der Turbine bekannt. Die Kennlinie K setzt die Drehzahl n der Turbine, die Druckdifferenz δp eingangsseitig und ausgangsseitig der Turbine und die pro Zeiteinheit geförderte Luftmenge, also die zeitliche Ableitung der Luftmenge M, miteinander in Bezug. Bei Vorgabe von zwei der drei Größen Drehzahl n der Turbine - Druckdifferenz δp - zeitliche Ableitung der Luftmenge M ist die jeweils dritte Größe anhand der Kennlinie K bestimmt. Die Kennlinie K kann beispielsweise durch Messung oder anhand eines Datenblatts des Herstellers der Turbine ermittelt werden. Es kann also eine Funktion angegeben werden, mittels derer bei gegebener Druckdifferenz δp und gegebener zeitlicher Ableitung der Luftmenge M die zugehörige Drehzahl n der Turbine ermittelt werden kann. Die erforderliche Druckdifferenz δp ergibt sich direkt durch den gewünschten Soll-Strom F*. Mit der zeitlichen Ableitung der Luftmenge M ist auch der Zusatzstrom F2 bestimmt.The control device 13 also knows the characteristic curve K of the turbine. The characteristic curve K relates the speed n of the turbine, the pressure difference δp on the inlet side and the outlet side of the turbine and the amount of air conveyed per unit of time, i.e. the time derivative of the amount of air M, with one another. If two of the three variables speed n of the turbine are specified - pressure difference δp - time derivative of the air quantity M, the third variable in each case is determined on the basis of the characteristic curve K. The characteristic curve K can be determined, for example, by measurement or on the basis of a data sheet from the manufacturer of the turbine. A function can therefore be specified by means of which the associated speed n of the turbine can be determined for a given pressure difference δp and a given time derivative of the air quantity M. The required pressure difference δp results directly from the desired target current F *. With the time derivative of the amount of air M, the additional flow F2 is also determined.

Somit ist im Ergebnis die Drehzahl n der Turbine durch folgende Beziehung bestimmt: n = K p , p ˙ p M + p p p 0 F 0 p 1 p p 0 FR ƒ x

Figure imgb0008
As a result, the speed n of the turbine is determined by the following relationship: n = K p , p ˙ p M. + p p p 0 F. 0 - p 1 - p p 0 FR ƒ x
Figure imgb0008

Diese Gleichung ist ausschließlich vom Druck p im Pufferbereich 12, der Stellung x des Regelventils 10, der momentanen Luftmenge M und der zeitlichen Ableitung des Druckes p im Pufferbereich 12 abhängig. Die übrigen Größen sind lediglich konstante Parameter. Die Luftmenge M ist eine Zustandsgröße, die leicht mittels eines Beobachters ermittelt werden kann. Dazu muss lediglich die Gleichung (7) mit einem geeigneten Anfangswert gelöst werden.This equation is exclusively dependent on the pressure p in the buffer area 12, the position x of the control valve 10, the instantaneous amount of air M and the time derivative of the pressure p in the buffer area 12. The other quantities are just constant parameters. The amount of air M is a state variable that can easily be determined by means of an observer. All that is required is to solve equation (7) with a suitable initial value.

Beobachter sind im Stand der Technik hinreichend bekannt. Rein beispielhaft wird auf das Fachbuch " Systemtheorie - eine Einführung" von R. Unbehauen, Band 1, Springer Verlag Berlin, Heidelberg verwiesen. Die anderen variablen Größen sind leicht messbar bzw. - im Falle der zeitlichen Ableitung des Druckes p - anhand des gemessenen Druckes p ohne weiteres ableitbar.Observers are well known in the art. Purely by way of example, reference is made to the textbook " Systems theory - an introduction "by R. Unbehauen, Volume 1, Springer Verlag Berlin, Heidelberg referenced. The other variable quantities are easily measurable or - in the case of the time derivative of the pressure p - can be derived without further ado on the basis of the measured pressure p.

Der Druck p im Pufferbereich 12 und damit im Ergebnis der Kühlstrom F können daher so schnell eingestellt werden, wie die Drehzahl n der Turbine eingestellt werden kann. Die Einstellung der Drehzahl der Turbine ist jedoch mit einer Genauigkeit von 1 % und besser mit einer Zeit konstante von 0,2 s und besser möglich.The pressure p in the buffer area 12 and thus, as a result, the cooling flow F can therefore be set as quickly as the speed n of the turbine can be set. However, the setting of the speed of the turbine is possible with an accuracy of 1% and better with a time constant of 0.2 s and better.

Es muss lediglich noch beachtet werden, dass das Volumen V1 des Kühlmittels 7 im Pufferbereich 12 innerhalb der zulässigen Grenzen bleibt. Dies ist jedoch ohne weiteres realisierbar. Es muss lediglich die Stellung x des Regelventils 10 ständig entsprechend nachgeführt werden, so dass das Volumen V1 gegen einen vorgegebenen Sollwert strebt. Entsprechende Regler sind allgemein bekannt. Der Regler kann - beispielsweise - als P-Regler, als PI-Regler oder als Zustandsregler ausgebildet sein, alle jeweils mit oder ohne Vorsteuerung. Auch eine Implementierung als Zweipunktregler ist möglich.It only has to be ensured that the volume V1 of the coolant 7 in the buffer area 12 remains within the permissible limits. However, this can easily be achieved. Only the position x of the control valve 10 has to be constantly adjusted accordingly, so that the volume V1 tends towards a predetermined setpoint. Corresponding regulators are generally known. The controller can - for example - be designed as a P controller, as a PI controller or as a state controller, all with or without precontrol. Implementation as a two-point controller is also possible.

Bei der Ausgestaltung gemäß FIG 4 entnimmt die aktive Einrichtung 16 die Luft schlichtweg aus der Umgebung bzw. gibt sie an die Umgebung ab. Alternativ ist es entsprechend der Darstellung in FIG 5 möglich, dass die aktive Einrichtung 16 die Luft aus einer Speichereinrichtung 19 entnimmt und in die Speichereinrichtung 19 abgibt. Im übrigen stimmt die Ausgestaltung von FIG 5 mit der Ausgestaltung von FIG 4 überein. Die Ausgestaltung von FIG 5 weist gegenüber der Ausgestaltung von FIG 4 den Vorteil auf, dass die Luft in der Speichereinrichtung 19 unter einem Druck p' stehen kann. Der Druck p' wird vorzugsweise derart gewählt, dass er zwischen 0 und einem Maximaldruck liegt, wobei der Maximaldruck derjenige Druck ist, bei welchem die Aufbringeinrichtung 6 maximal betrieben.When designing according to FIG 4 the active device 16 simply removes the air from the environment or releases it to the environment. Alternatively, it is as shown in FIG 5 possible that the active device 16 takes the air from a storage device 19 and releases it into the storage device 19. Otherwise, the design of FIG 5 with the design of FIG 4 match. The design of FIG 5 points to the design of FIG 4 has the advantage that the air in the storage device 19 can be under a pressure p '. The pressure p 'is preferably selected such that it is between 0 and a maximum pressure, the maximum pressure being the pressure at which the application device 6 operates at a maximum.

Sofern die Speichereinrichtung 19 groß genug dimensioniert ist, ist es möglich, dass der Druck p' näherungsweise konstant ist. In diesem Fall sollte der Druck p' in etwa bei der Hälfte des Maximaldrucks liegen. Ist die Speichereinrichtung 19 kleiner dimensioniert, verringert sich der Druck p' in der Speichereinrichtung 19 entsprechend der entnommenen Luftmenge und erhöht sich wieder entsprechend der zugeführten Luftmenge. Dies kann durchaus von Vorteil sein, da ein Druckanstieg in der Speichereinrichtung 19 einer zu starken Verringerung des Luftvolumens V2 im Pufferbereich 12 entgegenwirkt und umgekehrt.If the storage device 19 is dimensioned large enough, it is possible for the pressure p 'to be approximately constant. In this case, the pressure p 'should be approximately half the maximum pressure. If the storage device 19 is dimensioned smaller, the pressure p 'in the storage device 19 decreases in accordance with the amount of air removed and increases again in accordance with the amount of air supplied. This can definitely be advantageous, since an increase in pressure in the storage device 19 counteracts an excessive reduction in the air volume V2 in the buffer area 12 and vice versa.

Alternativ ist es entsprechend der Darstellung in FIG 5 möglich, dass die Steuereinrichtung 13 den Druck p' über eine Steuerleitung 20, die mit der Speichereinrichtung 19 verbunden ist, einstellt. Die Steuereinrichtung 13 kann in diesem Fall insbesondere den Druck p' in Abhängigkeit von dem Soll-Strom F* oder dem Druck p nachführen. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 13 Ventile 21, 22 mit entsprechenden Steuersignalen S3*, S4* ansteuern, so dass - je nach Ansteuerung der Ventile 21, 22 - der Speichereinrichtung 19 nach Bedarf Druckluft zugeführt wird oder Luft aus der Speichereinrichtung 19 in die Umgebung abgelassen wird.Alternatively, it is as shown in FIG 5 It is possible for the control device 13 to set the pressure p ′ via a control line 20 which is connected to the storage device 19. In this case, the control device 13 can in particular track the pressure p ′ as a function of the setpoint current F * or the pressure p. For example, the control device 13 can control valves 21, 22 with corresponding control signals S3 *, S4 *, so that - depending on the control of the valves 21, 22 - compressed air is supplied to the storage device 19 as required or air is released from the storage device 19 into the environment .

Aufgrund des Druckes p' ändert sich die Ansteuerung der Turbine, da es beim vorderen Argument der Kennlinie K auf die Druckdifferenz δp ankommt. Im übrigen bleibt die Herleitung der erforderlichen Drehzahl n der Turbine unverändert. Es ist also lediglich erforderlich, die Drehzahl n der Turbine anhand folgender Beziehung zu ermitteln: n = K p p , p ˙ p M + p p p 0 F 0 p 1 p p 0 FR ƒ x

Figure imgb0009
The control of the turbine changes due to the pressure p ', since the first argument of the characteristic curve K depends on the pressure difference δp. Otherwise, the derivation of the required speed n of the turbine remains unchanged. It is therefore only necessary to determine the speed n of the turbine using the following relationship: n = K p - p , p ˙ p M. + p p p 0 F. 0 - p 1 - p p 0 FR ƒ x
Figure imgb0009

Die Ausgestaltung von FIG 5 bietet gegenüber der Ausgestaltung von FIG 4 verschiedene Vorteile. Zum einen wird die Turbine immer in einer sauberen Luftumgebung betrieben. Zum anderen kann der Energieverbrauch der Turbine reduziert werden, indem man den Druck p' nach Bedarf einstellt. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn der Kühlstrom F und damit der erforderliche Druck p im Pufferbereich 12 für längere Zeit konstant bleibt oder zumindest im Wesentlichen konstant bleibt.The design of FIG 5 offers compared to the design of FIG 4 various advantages. On the one hand, the turbine is always operated in a clean air environment. On the other hand, the Energy consumption of the turbine can be reduced by adjusting the pressure p 'as required. This can be useful in particular when the cooling flow F and thus the required pressure p in the buffer area 12 remains constant for a long time or at least remains essentially constant.

Sowohl bei der Ausgestaltung gemäß FIG 4 als auch bei der Ausgestaltung gemäß FIG 5 muss das Kühlmittel 7 der Aufbringeinrichtung 6 relativ weit unten entnommen werden, da sich - selbstverständlich - das Luftvolumen V2 im oberen Bereich und das Volumen V1 an Kühlmittel 7 im unteren Bereich des Pufferbereichs 12 befindet. Dies ist jedoch ohne weiteres möglich.Both in the design according to FIG 4 as well as in the design according to FIG 5 the coolant 7 of the application device 6 must be taken relatively far below, since - of course - the air volume V2 is in the upper area and the volume V1 of coolant 7 is in the lower area of the buffer area 12. However, this is easily possible.

Die Ausgestaltung der FIG 4 und 5 ist insbesondere bei einer Laminarkühlstrecke sinnvoll. Prinzipiell ist sie aber auch bei einer Intensivkühlung realisierbar.The design of the FIG 4 and 5 is particularly useful with a laminar cooling section. In principle, however, it can also be implemented with intensive cooling.

Die Ausgestaltung von FIG 6 korrespondiert über weite Strecken mit der von FIG 5. Auch bei der Ausgestaltung von FIG 6 ist die aktive Einrichtung 16 vorzugsweise eine das weitere Medium 18 aktiv fördernde Einrichtung. Bei der Ausgestaltung von FIG 6 ist das weitere Medium 18 jedoch nicht Luft, sondern Wasser (bzw. allgemein das Kühlmittel 7) . Die aktive Einrichtung 16 ist daher eine Pumpe. Die Pumpe wird - analog zur Turbine der FIG 4 und 5 - von einem elektrischen Antrieb angetrieben. Beispielsweise kann der Antrieb umrichtergesteuert sein. Ein elektrischer Antrieb kann typischerweise mit einer Zeitkonstante von 0,1 s von 0 auf Maximaldrehzahl beschleunigt und umgekehrt auch mit einer Zeitkonstante von 0,1 Sekunden von der Maximaldrehzahl auf 0 verzögert werden. Dadurch kann mittels der Pumpe - je nach Drehzahl und Drehrichtung - nach Bedarf in hochdynamischer Art und Weise zusätzlich zu dem über die Versorgungsleitung 8 zugeführten Basisstrom F1 dem Pufferbereich 12 zusätzliches Wasser zugeführt werden oder ein Teil des über die Versorgungsleitung 8 zugeführten Basisstromes F1 dem Pufferbereich 12 entnommen werden. Der Kühlstrom F ergibt sich in diesem Fall direkt als Summe von Basisstrom F1 und Zusatzstrom F2, wobei letzterer je nach Ansteuerung der Pumpe positiv oder negativ sein kann.The design of FIG 6 corresponds over long distances with that of FIG 5 . Even with the design of FIG 6 the active device 16 is preferably a device actively promoting the further medium 18. When designing FIG 6 however, the further medium 18 is not air but water (or generally the coolant 7). The active device 16 is therefore a pump. The pump is - analogous to the turbine of the FIG 4 and 5 - driven by an electric drive. For example, the drive can be converter-controlled. An electric drive can typically be accelerated from 0 to maximum speed with a time constant of 0.1 s and, conversely, also decelerated from maximum speed to 0 with a time constant of 0.1 seconds. As a result, depending on the speed and direction of rotation, the pump can be used to supply additional water to the buffer area 12 in a highly dynamic manner in addition to the base current F1 supplied via the supply line 8, or a part of the base current F1 supplied via the supply line 8 to the buffer area 12 can be removed. In this case, the cooling flow F results directly from the sum of the base flow F1 and the additional flow F2, where the latter can be positive or negative depending on the control of the pump.

Vorzugsweise steht auch bei der Ausgestaltung gemäß FIG 6 das weitere Medium in der Speichereinrichtung 19 unter Druck p'. Weiterhin stellt vorzugsweise auch bei der Ausgestaltung gemäß FIG 6 die Steuereinrichtung 13 den Druck p' über eine mit der Speichereinrichtung 19 verbundene Steuerleitung 20 ein. Über die Steuerleitung 20 wird der Speichereinrichtung 19 vorzugsweise Druckluft zugeführt oder Luft aus der Speichereinrichtung 19 abgelassen. Die Steuereinrichtung 13 kann den Druck p' ebenso wie bei der Ausgestaltung gemäß FIG 5 in Abhängigkeit von dem Druck p nachführen.Preferably also in the embodiment according to FIG 6 the further medium in the storage device 19 under pressure p '. Furthermore, preferably also in the embodiment according to FIG 6 the control device 13 inputs the pressure p 'via a control line 20 connected to the storage device 19. Compressed air is preferably supplied to the storage device 19 via the control line 20, or air is discharged from the storage device 19. The control device 13 can control the pressure p 'as in the embodiment according to FIG FIG 5 track as a function of the pressure p.

Den Soll-Ansteuerzustand S2* für die Pumpe kann die Steuereinrichtung 13 beispielsweise wie folgt ermitteln:
Wie zuvor kann gemäß Gleichung (1) der Druck p ermittelt werden, der erforderlich ist, damit der Kühlstrom F gleich dem Soll-Strom F* ist. Der Basisstrom F1 gehorcht ebenfalls weiterhin Gleichung (3) . Da im Falle der Ausgestaltung gemäß FIG 6 der Pufferbereich 12 jedoch stets vollständig mit Kühlmittel 7 bzw. Wasser (= weiteres Medium 18) gefüllt ist, gilt jederzeit, dass die Summe von Basisstrom F1 und Zusatzstrom F2 gleich dem Kühlstrom F ist. Um den Kühlstrom F auf den Soll-Strom F* einzustellen, muss daher jederzeit die Beziehung F 2 = F F 1

Figure imgb0010
eingehalten werden.The control device 13 can determine the target control state S2 * for the pump, for example, as follows:
As before, according to equation (1), the pressure p can be determined which is required so that the cooling flow F is equal to the setpoint flow F *. The base current F1 also obeys equation (3). Since in the case of the design according to FIG 6 However, the buffer area 12 is always completely filled with coolant 7 or water (= additional medium 18), it is always the case that the sum of the base flow F1 and the additional flow F2 is equal to the cooling flow F. In order to set the cooling flow F to the target flow F *, the relationship must therefore always be F. 2 = F. - F. 1
Figure imgb0010
be respected.

Analog zu den obigen Ausführungen zur Kennlinie K der Turbine existiert eine ähnliche Kennlinie K für die Pumpe. Es wird lediglich die zeitliche Änderung der Luftmenge durch den geförderten Volumenstrom ersetzt, also den Zusatzstrom F2. Mit dem bekannten Druck p im Pufferbereich 12, dem Druck p' im Speicherbereich 19 und dem erforderlichen Zusatzstrom F2 kann daher sofort gemäß der Beziehung n = K p p , p p 0 F 0 p 1 p p 0 FR ƒ x

Figure imgb0011
die erforderliche Drehzahl n der Pumpe ermittelt werden.Analogous to the above statements on the characteristic curve K of the turbine, there is a similar characteristic curve K for the pump. Only the change in the amount of air over time is replaced by the conveyed volume flow, i.e. the additional flow F2. With the known pressure p in the buffer area 12, the pressure p 'in the storage area 19 and the required additional flow F2, it is therefore possible immediately according to the relationship n = K p - p , p p 0 F. 0 - p 1 - p p 0 FR ƒ x
Figure imgb0011
the required speed n of the pump can be determined.

Analog zu den Ausgestaltungen der FIG 4 und 5 muss darauf geachtet werden, dass der Basisstrom F1 im zeitlichen Mittel mit dem Kühlstrom F korrespondiert. Die Vorgehensweise kann analog zu den Ausgestaltungen der FIG 4 und 5 realisiert sein.Analogous to the designs of the FIG 4 and 5 It must be ensured that the base current F1 corresponds to the cooling current F on average over time. The procedure can be analogous to the embodiments of FIG 4 and 5 be realized.

Die Ausgestaltung von FIG 6 ist insbesondere bei einer Intensivkühlung sinnvoll. Prinzipiell ist sie aber auch bei einer Laminarkühlstrecke realisierbar.The design of FIG 6 is particularly useful for intensive cooling. In principle, however, it can also be implemented with a laminar cooling section.

Sowohl bei den Ausgestaltungen der FIG 4 und 5 als auch bei der Ausgestaltung von FIG 6 ist es sinnvoll, die Stellung x des Regelventils 10 tatsächlich zu messen. Dies ist ohne weiteres möglich. Auch ist es sinnvoll und einfach realisierbar, den Druck p im Pufferbereich 12 zu messen. Für den Druck p' in der Speichereinrichtung 19 ist eine Messung möglich, aber nicht erforderlich. Bei den Ausgestaltungen der FIG 4 und 5 ist es weiterhin sinnvoll, auch die Menge an Kühlmittel 7 im Pufferbereich 12 zu messen. Außer den bereits erwähnten Möglichkeiten kann man auch direkt den Füllstand messen, beispielsweise mit einem Schwimmer, einem Ultraschallgeber oder einem kapazitiven Sensor. Auf analoge Weise kann im Falle der Ausgestaltung von FIG 6 die Wassermenge im Speicherbereich 19 gemessen werden. Die geförderten Ströme - also der Basisstrom F1, der Zusatzstrom F2 und der Kühlstrom F - werden in der Regel nicht gemessen, auch wenn dies natürlich prinzipiell möglich ist.Both in the configurations of FIG 4 and 5 as well as in the design of FIG 6 it makes sense to actually measure the position x of the control valve 10. This is easily possible. It is also sensible and easy to implement to measure the pressure p in the buffer area 12. A measurement is possible, but not necessary, for the pressure p ′ in the storage device 19. In the designs of the FIG 4 and 5 it also makes sense to also measure the amount of coolant 7 in the buffer area 12. In addition to the options already mentioned, the level can also be measured directly, for example with a float, an ultrasonic transmitter or a capacitive sensor. In an analogous manner, in the case of the embodiment of FIG 6 the amount of water in the storage area 19 can be measured. The conveyed flows - that is to say the base flow F1, the additional flow F2 and the cooling flow F - are generally not measured, even if this is of course possible in principle.

Sowohl bei den Ausgestaltungen der FIG 4 und 5 als auch bei der Ausgestaltung von FIG 6 ist es möglich, dass der Soll-Strom F* der Steuereinrichtung 13 direkt und unmittelbar vorgegeben wird. Vorzugsweise ist der Steuereinrichtung 11 jedoch der thermodynamische Energiezustand H des Walzguts 1 unmittelbar vor Erreichen der Aufbringeinrichtung 6 bekannt. Bei dem thermodynamischen Energiezustand H kann es sich insbesondere um die Enthalpie oder die Temperatur eines jeweiligen Abschnitts des Walzguts 1 handeln. In diesem Fall ermittelt die Steuereinrichtung 13 zunächst in Abhängigkeit von dem thermodynamischen Energiezustand H den Soll-Strom F* und sodann anhand des Soll-Stroms F* zumindest den zugehörigen Soll-Ansteuerzustand S2*, gegebenenfalls auch den zugehörigen Soll-Ansteuerzustand S1*. Insbesondere ist es möglich, dass der Steuereinrichtung 13 ein örtlicher oder zeitlicher Soll-Verlauf des thermodynamischen Energiezustands H vorgegeben wird, der nach Möglichkeit eingehalten werden soll. Die Steuereinrichtung 13 kann daher ermitteln, welcher thermodynamische Energiezustand H unmittelbar hinter der Aufbringeinrichtung 6 vorliegen soll. Durch Vergleich mit dem tatsächlichen thermodynamischen Energiezustand H unmittelbar vor der Aufbringeinrichtung 6 kann die Steuereinrichtung 13 daher ermitteln, welche Menge an Kühlmittel 7 auf den entsprechenden Abschnitt des Walzguts 1 aufgebracht werden muss, damit der tatsächliche thermodynamische Energiezustand H unmittelbar hinter der Aufbringeinrichtung 6 dem gewünschten Sollzustand möglichst gut entspricht. Die erforderliche Menge an Kühlmittel 7 definiert dann in Verbindung mit der Zeit, welche der entsprechende Abschnitt des Walzguts 1 zum Durchlaufen der Aufbringeinrichtung 6 benötigt, den Soll-Strom F*.Both in the configurations of FIG 4 and 5 as well as in the design of FIG 6 it is possible that the target current F * of the control device 13 is specified directly and immediately. Preferably, however, the control device 11 knows the thermodynamic energy state H of the rolling stock 1 immediately before it reaches the application device 6. With the thermodynamic Energy state H can in particular be the enthalpy or the temperature of a respective section of the rolling stock 1. In this case, the control device 13 first determines the target current F * as a function of the thermodynamic energy state H and then based on the target current F * at least the associated target control state S2 *, possibly also the associated target control state S1 *. In particular, it is possible for the control device 13 to be given a local or temporal setpoint profile of the thermodynamic energy state H, which should be maintained if possible. The control device 13 can therefore determine which thermodynamic energy state H should be present immediately after the application device 6. By comparing with the actual thermodynamic energy state H immediately before the application device 6, the control device 13 can therefore determine which amount of coolant 7 has to be applied to the corresponding section of the rolling stock 1 so that the actual thermodynamic energy state H immediately behind the application device 6 reaches the desired target state corresponds as well as possible. The required amount of coolant 7 then defines the target current F * in connection with the time which the corresponding section of the rolling stock 1 needs to pass through the application device 6.

Der thermodynamische Energiezustand H des entsprechenden Abschnitts des Walzguts 1 variiert von Aufbringeinrichtung 6 zu Aufbringeinrichtung 6. Insbesondere wird er durch jede der Aufbringeinrichtungen 6 geändert. Für die Aufbringeinrichtung 6, welche ihren Anteil an Kühlmittel 7 zuerst auf das Walzgut 1 aufbringt, kann der thermodynamische Energiezustand H der Steuereinrichtung 13 als solcher vorgegeben sein. Beispielsweise kann entsprechend der Darstellung in FIG 1 eingangsseitig der Kühlstrecke 2 ein Temperaturmessplatz 23 angeordnet sein, mittels dessen für die einzelnen Abschnitte des Walzguts 1 jeweils die Temperatur bzw. allgemein der Energiezustand H erfasst wird. Der erfasste Energiezustand H wird dann dem jeweiligen Abschnitt zugeordnet.The thermodynamic energy state H of the corresponding section of the rolling stock 1 varies from application device 6 to application device 6. In particular, it is changed by each of application devices 6. For the application device 6, which first applies its portion of coolant 7 to the rolling stock 1, the thermodynamic energy state H of the control device 13 can be specified as such. For example, according to the representation in FIG 1 A temperature measuring station 23 can be arranged on the input side of the cooling section 2, by means of which the temperature or, in general, the energy state H is recorded for the individual sections of the rolling stock 1. The recorded energy state H is then assigned to the respective section.

Für jeden Abschnitt wird während seines Durchlaufs durch die Kühlstrecke 2 eine Wegverfolgung implementiert. Für jede weitere Aufbringeinrichtung 6, die ihren Anteil an Kühlmittel 7 später aufbringt, muss jedoch der entsprechende thermodynamische Energiezustand H des Walzguts 1 (bzw. des entsprechenden Abschnitts des Walzguts 1) fortgeschrieben werden. Hierbei berücksichtigt die Steuereinrichtung 13 insbesondere den thermodynamischen Energiezustand H unmittelbar vor der unmittelbar vorhergehenden Aufbringeinrichtung 6 und die Menge an Kühlmittel 7, welche die unmittelbar vorhergehende Aufbringeinrichtung 6 auf das Walzgut 1 aufbringt. Bezüglich der Menge an Kühlmittel 7 kann die Steuereinrichtung 13 alternativ den Soll-Strom F* oder den Kühlstrom F der unmittelbar vorhergehenden Aufbringeinrichtung 6 berücksichtigen. Sie ermittelt also sequenziell nacheinander für die Aufbringeinrichtungen 6 jeweils den thermodynamischen Energiezustand H des Walzguts 1. Soweit erforderlich, kann die Steuereinrichtung 13 in diesem Zusammenhang eine Wärmeleitungsgleichung und eine Phasenumwandlungsgleichung ansetzen und iterativ lösen.Path tracking is implemented for each section during its passage through the cooling section 2. For each additional application device 6 that applies its share of coolant 7 later, however, the corresponding thermodynamic energy state H of the rolling stock 1 (or of the corresponding section of the rolling stock 1) must be updated. Here, the control device 13 takes into account in particular the thermodynamic energy state H immediately before the immediately preceding application device 6 and the amount of coolant 7 which the immediately preceding application device 6 applies to the rolling stock 1. With regard to the amount of coolant 7, the control device 13 can alternatively take into account the setpoint flow F * or the cooling flow F of the immediately preceding application device 6. It thus sequentially determines the thermodynamic energy state H of the rolling stock 1 for the application devices 6 one after the other. If necessary, the control device 13 can apply and iteratively solve a heat conduction equation and a phase conversion equation in this context.

In vielen Fällen ist das Walzgut 1 ein flaches Walzgut, beispielsweise ein Band oder ein Grobblech. In diesem Fall ist es möglich, dass das flüssige Kühlmittel 7 mittels jeder einzelnen Aufbringeinrichtung 6 von beiden Seiten auf das Walzgut 1 aufgebracht wird. Diese Vorgehensweise wird oftmals bei einer Kühlstrecke 2 ergriffen, die der Walzstraße vorgeordnet oder in der Walzstraße angeordnet ist. Sie kann aber auch ergriffen werden, wenn die Kühlstrecke 2 der Walzstraße nachgeordnet ist. Insbesondere wenn die Kühlstrecke 2 der Walzstraße nachgeordnet ist, wird das flüssige Kühlmittel 7 jedoch in der Regel mittels jeder einzelnen Aufbringeinrichtung 6 nur von einer Seite auf das Walzgut 1 aufgebracht, insbesondere von oben oder von unten. Selbstverständlich ist es auch in diesem Fall möglich, auf beide Seiten des flachen Walzguts 1 Kühlmittel 7 aufzubringen. In diesem Fall erfolgt dies jedoch durch voneinander verschiedene Aufbringeinrichtungen 6.In many cases, the rolling stock 1 is a flat rolling stock, for example a strip or a heavy plate. In this case it is possible for the liquid coolant 7 to be applied to the rolling stock 1 from both sides by means of each individual application device 6. This procedure is often taken in the case of a cooling section 2 which is arranged upstream of the rolling train or is arranged in the rolling train. But it can also be taken when the cooling section 2 is arranged downstream of the rolling train. In particular, when the cooling section 2 is arranged downstream of the rolling train, the liquid coolant 7 is usually applied to the rolling stock 1 from only one side, in particular from above or below, by means of each individual application device 6. Of course, it is also possible in this case to apply coolant 7 to both sides of the flat rolling stock 1. In this case, however, this takes place by means of application devices 6 that are different from one another.

Im Extremfall ist es möglich, dass die Aufbringeinrichtungen 6 jeweils nur eine einzige Spritzdüse aufweisen. In der Regel weisen die Aufbringeinrichtungen 6 jedoch jeweils mehrere Spritzdüsen auf. Die Spritzdüsen können in Transportrichtung x des Walzguts 1 gesehen hintereinander angeordnet sein. Die Spritzdüsen können beispielsweise innerhalb eines einzelnen Spritzbalkens hintereinander angeordnet sein. Es können auch mehrere in Transportrichtung x hintereinander angeordnete Spritzbalken zu einer (1) Aufbringeinrichtung 6 zusammengefasst sein. Dies gilt unabhängig davon, ob der jeweilige Spritzbalken als solcher mehrere hintereinander angeordnete Spritzdüsen aufweist oder nicht.In the extreme case, it is possible that the application devices 6 each have only a single spray nozzle. As a rule, however, the application devices 6 each have a plurality of spray nozzles. The spray nozzles can be arranged one behind the other as seen in the transport direction x of the rolling stock 1. The spray nozzles can for example be arranged one behind the other within a single spray bar. A plurality of spray bars arranged one behind the other in the transport direction x can also be combined to form one (1) application device 6. This applies regardless of whether the respective spray bar as such has several spray nozzles arranged one behind the other or not.

Die Aufbringeinrichtungen 6 können weiterhin alternativ oder zusätzlich zu einer Anordnung von Spritzdüsen hintereinander mehrere Spritzdüsen aufweisen, die quer zur Transportrichtung x des Walzguts 1 gesehen nebeneinander angeordnet sind. Eine derartige Ausgestaltung kann insbesondere bei einem flachen Walzgut 1 sinnvoll sein, also bei einem Band oder einem Grobblech. Die Aufbringeinrichtungen 6 können sich in diesem Fall über die volle Breite des Walzguts 1 erstrecken. Alternativ ist es möglich, dass die Aufbringeinrichtungen 6 sich nur über einen Teil der Breite erstrecken. In diesem Fall sind also nebeneinander mehrere Aufbringeinrichtungen 6 angeordnet, die über jeweils eine eigene Versorgungsleitung 8 und eine eigenes Regelventil 10 mit Kühlmittel 7 versorgt werden.As an alternative or in addition to an arrangement of spray nozzles one behind the other, the application devices 6 can furthermore have a plurality of spray nozzles which are arranged next to one another as seen transversely to the transport direction x of the rolling stock 1. Such a configuration can be useful in particular in the case of a flat rolled stock 1, that is to say in the case of a strip or a heavy plate. In this case, the application devices 6 can extend over the full width of the rolling stock 1. Alternatively, it is possible for the application devices 6 to extend only over part of the width. In this case, several application devices 6 are arranged next to one another, each of which is supplied with coolant 7 via its own supply line 8 and its own control valve 10.

Die gesamten, obenstehend in Verbindung mit einer der Aufbringeinrichtungen 6 und deren zugehörigen Komponenten erläuterten Vorgehensweisen können in völlig analoger Art und Weise auch für die anderen Aufbringeinrichtungen 6 ausgeführt werden. Die genannte Vorgehensweise wird weiterhin, wie bereits erwähnt, jeweils für einen Abschnitt des Walzguts 1 durchgeführt.All of the procedures explained above in connection with one of the application devices 6 and their associated components can also be carried out in a completely analogous manner for the other application devices 6. The above-mentioned procedure is also carried out, as already mentioned, for one section of the rolling stock 1.

Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ist eine hochdynamische Einstellung der Kühlströme F möglich. Als Totzeit der Aufbringeinrichtungen 6 treten lediglich noch die in der Regel sehr kleinen Zeiten auf, die das Kühlmittel 7 benötigt, um - gerechnet ab dem Austreten aus der jeweiligen Aufbringeinrichtung 6 - auf das Walzgut 1 aufzutreffen. Ein Abschalten des Kühlstroms F ist im Bereich von wenigen Zehntelsekunden (oftmals unter 0,2 s, manchmal sogar unter 0,1 s) möglich. Gleiches gilt bei einem Hochfahren des Kühlstroms F. Die Antriebe für die aktiven Einrichtungen 16 können sehr genau gesteuert werden. Eine übliche Genauigkeit der Drehzahl n liegt im Bereich von 0,1 %. Mit der gleichen oder einer ähnlichen Genauigkeit lässt sich auch der Kühlstrom F für die jeweilige Aufbringeinrichtung 6 einstellen. Unter Berücksichtigung des Ansprechverhaltens der Antriebe 12 dürfte aller Wahrscheinlichkeit nach ein Nachführen des Kühlstroms F mit 1 % Genauigkeit in weniger als 0,5 s erreicht werden können, möglicherweise sogar in 0,2 s bis 0,3 s. Der Verschleiß an Turbinen, Pumpen und Antrieben ist gering. Typische Standzeiten für Pumpenlager liegen beispielsweise bei 100.000 Stunden und mehr. Ähnliche Werte gelten für die Lager von Turbinen. Weiterhin werden Druckschläge vermieden, da zwar der jeweilige Kühlstrom F sehr schnell reduziert wird, nicht aber der jeweilige Basisstrom F1. Deshalb können bei einer Laminarkühlstrecke kostengünstige Regelklappen eingesetzt werden. Insbesondere bei einer Vorbandkühlung ist es weiterhin sogar möglich, die sogenannten Schienenstellen im Vorband gezielt anders zu kühlen als das übrige Vorband. Dies ist im Stand der Technik mangels entsprechender Dynamik nicht möglich. Aber auch bei normalen Kühlstrecken ergeben sich geringere Verzögerungszeiten und damit eine genauere Temperaturführung des Walzguts 1.The present invention has many advantages. In particular, a highly dynamic setting of the cooling flows F is possible. As a dead time of the application devices 6, only the usually very short times that the coolant 7 needs occur, in order to strike the rolling stock 1, calculated from the point at which it emerges from the respective application device 6. Switching off the cooling flow F is possible in the range of a few tenths of a second (often less than 0.2 s, sometimes even less than 0.1 s). The same applies when the cooling flow F is started up. The drives for the active devices 16 can be controlled very precisely. A usual accuracy of the speed n is in the range of 0.1%. The cooling flow F for the respective application device 6 can also be set with the same or a similar accuracy. Taking into account the response behavior of the drives 12, it should in all probability be possible to track the cooling flow F with 1% accuracy in less than 0.5 s, possibly even in 0.2 s to 0.3 s and drives is low. Typical downtimes for pump bearings are, for example, 100,000 hours and more. Similar values apply to turbine bearings. Furthermore, pressure surges are avoided, since the respective cooling flow F is reduced very quickly, but not the respective base flow F1. Therefore, inexpensive control dampers can be used in a laminar cooling section. In particular in the case of pre-strip cooling, it is still possible to cool the so-called rail points in the pre-strip in a targeted manner differently than the rest of the pre-strip. This is not possible in the prior art due to a lack of corresponding dynamics. But even with normal cooling sections, there are shorter delay times and thus more precise temperature control of the rolling stock 1.

Wird eine Laminarkühlstrecke mit erfindungsgemäßen Aufbringeinrichtungen 6 versehen, so ist bei der "Luftversion" (FIG 4 und 5) typischerweise eine Turbine mit einer Leistung von jeweils etwa 2 kW erforderlich. Bei einer Intensivkühlung oder einer Vorbandkühlung wird vorzugsweise die "Wasserversion" (FIG 6) eingesetzt. Die benötigte Leistung für die Pumpe liegt typischerweise bei etwa 25 kW.If a laminar cooling section is provided with application devices 6 according to the invention, the "air version" ( FIG 4 and 5 ) typically requires a turbine with an output of around 2 kW each. In the case of intensive cooling or pre-strip cooling, the "water version" ( FIG 6 ) used. The power required for the pump is typically around 25 kW.

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

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
WalzgutRolling stock
22
KühlstreckeCooling section
3 bis 53 to 5
WalzgerüsteRoll stands
66th
AufbringeinrichtungenApplication devices
77th
KühlmittelCoolant
8, 178, 17
VersorgungsleitungenSupply lines
99
Reservoirreservoir
1010
RegelventileControl valves
1111
Pumpepump
1212th
PufferbereichBuffer area
1313th
SteuereinrichtungControl device
1414th
ComputerprogrammComputer program
1515th
MaschinencodeMachine code
1616
aktive Einrichtungactive establishment
1818th
weiteres Mediumanother medium
1919th
SpeichereinrichtungStorage facility
2020th
SteuerleitungControl line
21, 2221, 22
VentileValves
2323
TemperaturmessplatzTemperature measuring station
FF.
KühlstromCooling flow
F1F1
BasisstromBase current
F2F2
ZusatzstromAdditional electricity
F*F *
Soll-StromTarget current
p, p'p, p '
DrückePress
S1*, S2*S1 *, S2 *
Soll-AnsteuerzuständeTarget control states
S3*, S4*S3 *, S4 *
SteuersignaleControl signals
xx
TransportrichtungTransport direction

Claims (17)

  1. Operating method for a cooling section (2) which is arranged within a rolling train or upstream or downstream of the rolling train and by means of which a hot rolled product (1) made of metal is cooled,
    - wherein a control device (13) of the cooling section (2) dynamically determines a respective setpoint actuation state (S1*) for a respective control valve (10) arranged in a respective supply line (8) and actuates the respective control valve (10) accordingly,
    - wherein a respective basic flow (F1) of a liquid, water-based coolant (7) is fed to a number of application devices (6) of the cooling section (2) via the respective supply line (8) in accordance with the actuation of the respective control valve (10) by the control device (13),
    - wherein the respective supply line (8) feeds the respective basic flow (F1) to a respective buffer region (12) of the respective application device (6), from which region a respective cooling flow (F) of the coolant (7) is applied to the hot rolled product (1) by means of the respective application device (6),
    characterized
    - in that the control device (13) additionally dynamically determines a respective further setpoint actuation state (S2*) for a respective active device (16) and actuates the respective active device (16) accordingly,
    - in that the respective active device (16) feeds a respective additional flow (F2) of a further medium (18) to the respective buffer region (12) via a respective further supply line (17) in accordance with the actuation of the respective active device (16) by the control device (13),
    - in that the respective cooling flow (F) depends both on the respective basic flow (F1) flowing through the respective control valve (10) and on the respective additional flow (F2) flowing via the respective active device (16),
    - in that the respective additional flow (F2) is positive or negative depending on the respective further actuation state (S2*) of the respective active device (16), and
    - in that the control device (13) sets the respective additional flow (F2) in such a way, by correspondingly actuating the respective active device (16), that the respective cooling flow (F) is approximated as closely as possible at all times to a respective setpoint flow (F*) of the coolant (7) to be applied to the hot rolled product (1) by means of the respective application device (6).
  2. Operating method according to Claim 1,
    characterized
    in that the respective active device (16) is a device which actively delivers the further medium (18).
  3. Operating method according to Claim 2,
    characterized
    in that the further medium (18) is air or water.
  4. Operating method according to Claim 1, 2 or 3,
    characterized
    in that the further medium (18) is taken from a respective storage device (19).
  5. Operating method according to Claim 4,
    characterized
    in that the further medium (18) in the respective storage device (19) is under a respective pressure (p').
  6. Operating method according to Claim 5,
    characterized
    in that the respective pressure (p') in the respective storage device (19) is set via a respective control line (20) connected to the respective storage device (19).
  7. Operating method according to Claim 5 or 6,
    characterized
    in that the respective pressure (p') in the respective storage device (19) is corrected in accordance with the setpoint flow (F*) or with a respective pressure (p) prevailing in the respective buffer region (12).
  8. Control device for a cooling section (2) which is arranged within a rolling train or upstream or downstream of the rolling train and by means of which a hot rolled product (1) made of metal is cooled, wherein the control device dynamically determines, for a number of application devices (6) of the cooling section (2), a respective setpoint actuation state (S1*) for a respective control valve (10) arranged in a respective supply line (8) and actuates the respective control valve (10) accordingly, with the result that a respective basic flow (F1) of a liquid, water-based coolant (7) is fed to a respective buffer region (12) of the respective application device (6) via the respective supply line (8) in accordance with the actuation of the respective control valve (10) by the control device (13),
    characterized
    - in that the control device additionally dynamically determines a respective further setpoint actuation state (S2*) for a respective active device (16) and actuates the respective active device (16) accordingly, with the result that the respective active device (16) feeds a respective additional flow (F2) of a further medium (18) to the respective buffer region (12) via a respective further supply line (17) in accordance with the actuation of the respective active device (16) by the control device (13), with the result that a respective cooling flow (F) of the coolant (7) emanating from the respective buffer region (12) and applied to the hot rolled product (1) by means of the respective application device (6) depends both on the respective basic flow (F1) flowing through the respective control valve (10) and on the respective additional flow (F2) flowing via the respective active device (16), and
    - in that the control device sets the respective additional flow (F2) to positive and negative values in such a way that the respective cooling flow (F) is approximated as closely as possible at all times to a respective setpoint flow (F*) to be applied to the hot rolled product (1) by means of the respective application device (6).
  9. Control device according to Claim 8,
    characterized
    in that the further medium (18) is taken from a respective storage device (19), in that the further medium (18) in the respective storage device (19) is under a respective pressure (p'), and in that the control device sets the respective pressure (p') in the respective storage device (19) via a respective control line (20) connected to the respective storage device (19).
  10. Control device according to Claim 9,
    characterized
    in that the control device corrects the pressure (p') in the respective storage device (19) in accordance with the setpoint flow (F*) or with a pressure (p) prevailing in the respective buffer region (12).
  11. Control device according to Claim 8, 9 or 10,
    characterized
    in that the control device is designed as a software-programmable device which is programmed with a computer program (14) comprising machine code (15) that can be executed by the control device, and in that the execution of the machine code (15) by the control device effects the corresponding determination of the respective setpoint actuation state (S1*) for the respective control valve (10) and of the respective further setpoint actuation state (S2*) for the respective active device (16) and the corresponding actuation of the respective control valve (10) and of the respective active device (16).
  12. Computer program comprising machine code (15) that can be executed by a software-programmable control device (13) for a cooling section, wherein the execution of the machine code (15) by the control device (13) has the effect that, in accordance with Claim 8, the control device (13) determines the respective setpoint actuation state (S1*) for the respective control valve (10) and the respective further setpoint actuation state (S2*) for the respective active device (16) and actuates the respective control valve (10) and the respective active device (16) accordingly.
  13. Cooling section,
    - wherein the cooling section is arranged within a rolling train or is arranged upstream or downstream of the rolling train,
    - wherein a hot rolled product (1) made of metal is cooled by means of the cooling section,
    - wherein the cooling section has a number of application devices (6), which are connected to a source (9) of a liquid, water-based coolant (7) via a respective supply line (8),
    - wherein a respective control valve (10) is arranged in the respective supply line (8),
    - wherein the application devices (6) have a respective buffer region (12) which is connected to the respective supply line (8), with the result that the respective supply line (8) feeds a respective basic flow (F1) of the coolant (7) to the respective buffer region (12) of the respective application device (6) and, starting from the respective buffer region (12), a respective cooling flow (F) of the coolant (7) is applied to the hot rolled product (1) by means of the respective application device (6),
    - wherein the cooling section has a control device (13) which controls the respective control valve (10),
    characterized
    - in that the respective buffer region (12) is assigned a respective active device (16), by means of which an additional flow (F2) of a further medium (18) can be fed to the buffer region (12) via a further supply line (17), with the result that the respective cooling flow (F) depends both on the basic flow (F1) flowing through the respective control valve (10) and on the respective additional flow (F2) flowing via the respective active device (16), and
    - in that the cooling section has a control device (13) according to any one of Claims 8 to 11 which controls not only the respective control valve but additionally also the respective active device (16).
  14. Cooling section according to Claim 13,
    characterized
    in that the respective active device (16) is a device which actively delivers the further medium.
  15. Cooling section according to Claim 14,
    characterized
    in that the further medium (18) is air or water.
  16. Cooling section according to Claim 13, 14 or 15,
    characterized
    in that the further medium (18) is taken from a respective storage device (19).
  17. Cooling section according to Claim 16,
    characterized
    in that the further medium (18) in the respective storage device (19) is under a respective pressure (p').
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