KR20210040124A

KR20210040124A - 전로 토크 서포트

Info

Publication number: KR20210040124A
Application number: KR1020217006596A
Authority: KR
Inventors: 팀 클라이어; 크리스티안 이밀라; 슈테판 슐쩨; 외르크 헤르텔; 벤자민 발머로트; 라이너 슈탐베르거; 안드레아스 룬제; 다니엘 베커스; 위르겐 운터로; 말테 브람
Original assignee: 에스엠에스 그룹 게엠베하
Priority date: 2018-08-08
Filing date: 2019-08-01
Publication date: 2021-04-12
Also published as: EP3833787B1; CN112543815A; EP3833787A1; US20210381070A1; ZA202100552B; KR102486145B1; RU2765223C1; DE102018213291A1; US11814692B2; CN112543815B; WO2020030530A1

Abstract

본 발명은 전로를 작동시키기 위한 방법, 그리고 상기 전로를 위한 지지 장치에 관한 것이다. 상기 전로는 상기 지지 장치(100) 내에서 지지 핀(2)들을 매개로 기어 장치(4) 내에 회전 또는 경동 가능하게 장착되어 회전 결합된다. 기어 장치는 토크 서포트(6)를 매개로 기초부(12) 상에서 영구적으로 지지된다. 상응하는 지지 장치에 대한 비용을 감소시키기 위해, 그리고 이와 동시에 전로에서부터 기어 장치 상으로 가해지는 토크를 보다 더 적합하게 제어할 수 있도록 하기 위해, 본 발명에 따라서, 전로에서부터 기어 장치 상으로 가해지는 시간 가변적인 실제 토크[M_Ist(t)]는 기설정된 설정 토크(M_Soll)로 폐루프 모드로 제어된다.

Description

전로 토크 서포트

본 발명은 전로, 특히 AOD 전로(AOD: 아르곤-산소 탈탄)를 작동시키기 위한 방법, 그리고 상기 전로를 위한 지지 장치에 관한 것이다.

전로 내에서는 액화된 선철(pig iron) 내로 산소의 공급을 통해 과량의 탄소가 산화 제거된다. 이렇게 선철은 강(steel)이 된다.

상기 유형의 방법들은 종래 기술에서 원칙적으로 공지되어 있다.

후속하는 발명의 보다 더 충분한 이해를 위해, 맨 먼저, 종래 기술로부터 원칙적으로 공지되어 있는 것과 같은 상기 AOD 전로의 원칙적인 장착(mounting) 및 현가(suspension)가 도 4를 근거로 기재된다.

도 4에는, 자신의 바닥부 상에 배치되어 전로의 작동 동안 전로의 내부로 산소 또는 다른 가스들을 공급하기 위한 하부 욕 레벨 가스 노즐(13)(lower bath level gas nozzle)들을 포함한 전로(1)가 도시되어 있다. 상기 전로(1)는 지지 부재(14)들을 매개로 지지 링(3) 내에 매달린다. 지지 링(3)의 대향하는 측면들 상에는 각각 지지 핀(2)들이 장착되어 있으며, 이들 지지 핀은 자신들의 종축들과 관련하여 서로 일직선으로 정렬되고 전로의 경동 축(tilting axis)을 정의한다. 지지 핀(2)들은 베어링(11)들 내에 회전 가능하게 장착된다. 베어링(11)들은 자체적으로 각각 베어링 블록(10)들을 매개로 기초부(12)(base) 상에서 지지된다. 이런 배치의 고정 측(fixed side)에서 지지 핀(2)은 자신의 축 방향으로 베어링(11)을 넘어 연장되어 기어 장치(4)와 회전 결합된다. 전로(1)는, 기어 장치(4) 및 지지 핀(2)을 매개로, 바람직하게는 기어 장치 내에 통합되는 회전 구동부(rotating drive)와 연결된다. 기어 장치(4)는, 도 4에 따른 도면에서 도면 평면에 대해 수직으로 연장되는 토크 서포트(6)를 매개로 마찬가지로 기초부(12) 상에서 지지된다.

상기와 같이 기재되고 공지된 지지 장치(100)는 본 발명을 위해서도 적용된다. 전술한 토크 서포트는 종래 기술에서 보통 패시브 방식으로, 예컨대 토션 샤프트(torsion shaft)의 형태로, 또는 예압된 스프링 어셈블리의 형태로 형성된다. 이에 대해서는 DE 38 27 329 A1호, WO 03/023 072 A1호, DE 26 54 907 A1호, EP 003 108 A1호, DE 30 07 916 C2호 및 DE 600 04 714 T2호가 참조된다.

전로는 작동 동안 특히 전로 내부에 위치하는 강욕(steel bath) 내로 전술한 하부 욕 레벨 가스 노즐(13)들을 통한 도입부에 기재한 산소의 취입으로 인해 격렬하게 진동하게 된다. 이런 여기(excitation)는 광대역으로 모든 방향으로, 다시 말해 전로의 경동 방향으로도 발생한다. 전로의 제어되지 않는 요동(swing)에 대해, 비록 하위의 원인이기는 하더라도, 또 다른 원인들은 전로의 내화 라이닝의 연소 및/또는 스컬 형성(skull formation)일 수 있다. 이런 경우, 높은 힘이 주조 플랫폼(casting platform)의 기초부 및 토크 서포트 상에 작용한다. 따라서, 자주, 상기 진동들을 통해 토크 서포트 및 주조 플랫폼 및 또 다른 설비 부재들 상에서 손상들 역시도 발생한다.

종래 기술의 언급한 특허 공보들에 기재되어 있는 것과 같은 기술적 교시들은 진동들의 기재한 문제를 해결하기에는 적합하지 않다. 요컨대 발생하는 힘들 및 진동들은 상기 해결책들의 경우 기껏해야 완화되기는 한다. 그러나 부분적으로 토크 서포트들이 전술한 높은 힘 자체를 흡수해야만 하며, 그런 까닭에 상기 토크 서포트들은 자주 그 자체가 손상된다.

상기 문제의 해결을 위한 또 다른 개념은 유럽 특허 공보 EP 2 082 068 B1호에 기재되어 있다. 상기 유럽 특허 공보에서 제안되는 방법의 경우, 토크 서포트는, 전로의 경동 과정 동안에만, 기초부와 기어 장치를 고정되게 연결하며, 그리고 전로의 취입 모드(injection mode) 동안에는 그 대신 토크 서포트가 기초부로부터, 또는 기어 장치로부터, 또는 이들 두 부품 모두로부터 분리되며, 그럼으로써 전로는 그 다음 취입 모드 동안 자유 진동할 수 있게 된다. 토크 서포트에 대한 대안으로, 취입 모드 동안, 쇼크 업소버(shock absorber)가 사용될 수 있다.

그러나 제안되는 상기 해결책의 경우, 상응하는 스위칭 가능한 토크 서포트의 구현을 위해 매우 많은 장비 및 -개장의 경우에는- 포괄적인 개조가 필요하다는 단점이 있다.

본 발명의 과제는, 전로를 위한 지지 장치에 대한 비용이 감소되고 이와 동시에 전로에서부터 기어 장치 상으로 가해지는 토크가 보다 더 적합하게 제어될 수 있게 하는, 전로를 작동시키기 위한 대안의 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제는 특허 청구항 제1항에서 청구되는 방법을 통해 해결된다.

"취입 모드"란 용어는 일반적으로 전로 내 용융물, 예컨대 용강 또는 액상 선철 내로 산소 및 일반적으로는 또 다른 공정 가스들의 공급을 의미한다. 본 발명에 따른 방법 및 청구되는 지지 장치는 전로 작동에 관한 것이며, 일반적으로는 특수강의 생산으로만 제한되지 않는다.

바람직하게는, 전로에서부터 기어 장치 상으로 가해지는 토크의 청구되는 폐루프 제어는, 전로가 취입 모드 동안 원칙적으로 자유 이동될 수 있게 하며, 특히 이런 경우 전로가 자유롭게, 다시 말하면 위치 제한 없이 진동할 수 있게 한다. 이는, 청구되는 토크 폐루프 제어가 -위치 폐루프 제어와 달리- 전로의 진동 진폭과 관련하여 전로를 정해진 각도 위치들로만 제한하지 않기 때문에 적절하다. 청구되는 폐루프 제어 방법에 의해, 바람직하게는 전로가 -과거에 부분적으로 종래 기술에서처럼- 공진 주파수로 진동하고 이와 동시에 지지 장치의 부재들, 특히 기어 장치 및 토크 서포트 상에서 큰 손상을 야기할 수 있는 점이 방지된다.

청구되는 토크 폐루프 제어는 원칙적으로 전로의 임의의 진동 진폭들을 허용하지만, 그에 반해 상기 토크 폐루프 제어는 그와 동시에 전로에서부터 기어 장치 상으로 가해지는 토크를 제한하며, 구체적으로는 기설정된 설정 토크(preset set torque)로 폐루프 모드로 제어한다. 이런 설정 토크는, 기어 장치, 구동부 및 토크 서포트의 허용 작동 범위가 되도록, 다시 말해 특히 상기 컴포넌트들을 손상시키지 않도록 기설정된다.

청구되는 폐루프 제어의 제공은, 전로를 안정화하기 위해, 토크 서포트의 환경에서, 종래 기술로부터 공지된 지지 장치의 값비싼 장비를 절약한다.

일 실시예에 따라서, 본 발명에 따라, 설정 토크는, 바람직하게는 기어 장치 상으로 가해지는 전로의 검출되는 시간 가변적인 실제 토크의 다수의 샘플링 값의 이동 평균값으로서 기설정된다. 이를 위해, 취입 과정의 개시 시점에 정해진 시간 동안 초기 평균값이 결정되고 그에 뒤이어 각자의 측정 주기에서 이동 방식으로 갱신된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 바람직하게는 청구되는 상위의 토크 폐루프 제어가 기저를 이루고(underlying) 기어 장치를 위한 위치 폐루프 제어에 의해 보충된다. 상기 위치 폐루프 제어의 기능은, 기설정된 설정 각도 위치에서, 바람직하게는 수평 기어 장치 위치에서, 보다 더 정확하게는 전로의 경동 위치와 무관하게 유지하는 것에 있다.

"위치 개루프 제어" 및 "각도 위치 폐루프 제어"란 용어들은 동일한 의미로 이용된다. "각 위치" 및 "각도 위치"란 용어들 역시도 동일한 의미로 이용된다.

청구되는 두 폐루프 제어, 다시 말해 토크 폐루프 제어뿐만 아니라 각도 위치 폐루프 제어 역시도 전로의 취입 모드 중에 동일한 작동 부재, 요컨대 소위 토크 서포트에 작용한다. 상기 작동 부재는 예컨대 연결된 서보 밸브(servo valve)를 포함한 유압 실린더이거나, 또는 전기 기계식 구동 장치이다.

기어 장치를 위한 하위의 위치 폐루프 제어가 상위의 토크 폐루프 제어에 추가로 작동 중이라면, 두 폐루프 제어는 토크 서포트의 형태인 작동 부재를 위한 각각 정해진 비율의 작동 신호를 공급한다. 이 경우, 본 발명에 따라서, 작동 신호에 대한 위치 폐루프 제어의 비율은 토크 폐루프 제어의 비율보다 훨씬 더 적어야 한다. 요컨대 상기 두 비율 간에는 10 내지 100의 인자(factor)가 있다. 이처럼 비율들에서의 크기 차이는 "상위의 폐루프 제어"와 "하위 내지 기저의 폐루프 제어"와 같은 개념성들을 통해 표현된다.

모든 종래 실시예는 전술한 취입 모드에서의 전로에 관한 것이었다. 이에 추가로 본 발명에 따른 방법에 의해서는 취입 모드 이외에서 기어 장치를 위한 순수 각도 위치 폐루프 제어가 수행된다. 요컨대 청구되는 토크 폐루프 제어는 상기 시간 동안 비활성화된다. 취입 모드 이외에서의 상기 각도 위치 폐루프 제어를 위해, 취입 모드 동안의 하위의 각도 위치 폐루프 제어를 위한 것과 토크 서포트의 형태인 동일한 작동 부재 및 동일한 컨트롤러를 포함하는 동일한 폐루프 제어 회로(closed-loop control circuit)가 이용될 수 있다. 이런 경우, 구체적으로, 기설정된 설정 각도 위치로 기어 장치의 실제 각도 위치의 폐루프 제어가 수행되며, 상기 설정 각도 위치는 예컨대 0°이며, 다시 말하면 이런 경우 기어 장치는 수평으로 정렬된다. 취입 모드 이외에서, 토크 서포트를 위한 작동 신호에 대한 토크 폐루프 제어 회로의 비율은 영(0)인 반면, 작동 신호에 대한 각도 위치 폐루프 제어 회로의 비율은 100%이다.

전로의 취입 모드 이외에서 기어 장치를 위한 상기 위치 폐루프 제어는, 상기 시간 동안 전로가 기어 장치, 및 이 기어 장치에 할당된 구동부에 의해 지지 핀들을 중심으로 경동되고 이런 점에서 전로는 이런 경우 그 자체가 고정된 각도 내지 경동 위치를 보유하지 않는 점에 한해서 합리적이다.

또한, 본 발명의 전술한 과제는, 전로를 위한 지지 장치를 통해서도 해결된다. 상기 해결책의 장점들은 앞에서 청구되는 방법과 관련하여 언급한 장점들에 상응한다.

본원 명세서에는 4개의 도면이 첨부되어 있다.
도 1은 매달려 있는 전로를 포함하는 본 발명에 따른 지지 장치를 도시한 측면도이다.
도 2는 전로의 취입 모드 동안 기어 장치 상으로 가해지는 토크 및 기어 장치의 각도 위치의 폐루프 제어를 도시한 도면이다.
도 3은 취입 모드 이외에서 기어 장치의 각도 위치의 폐루프 제어를 도시한 도면이다.
도 4는 종래 기술에 따른 전로를 위한 지지 장치를 도시한 정면도이다.

본 발명은 하기에서 전술한 도면들을 참조하여 실시예들의 형태로 기재된다. 모든 도면에서 동일한 기술적 요소들은 동일한 도면부호들로 표시되어 있다.

도 1에는, 이미 도 4에서 공지된, 전로(1)를 위한 지지 장치(100)가 재차 측면도로 도시되어 있다. 상기 측면도에서는, 토크 서포트(6)가 특히 여기서는 예시로서 할당된 서보 밸브(7)를 포함한 유압 실린더로서 형성되어 있는 점이 확인된다. 토크 서포트(6)는 서보 밸브(7)와 함께 본 발명에 따른 폐루프 제어의 범주에서의 작동 부재를 형성된다. 서보 밸브(7)는, 작동 신호(S)에 따라서, 유압 실린더의 피스톤 영역 안쪽의 압력을 개루프 모드로 제어한다. 유압 실린더의 링 영역 내 압력은 제1 압력 센서(5a)에 의해, 그리고 유압 실린더의 피스톤 영역 내 압력은 제2 압력 센서(5b)에 의해 본 발명에 따른 폐루프 제어를 위해 지속적으로 검출된다.

그 밖의 점에서, 본 발명의 기초가 되는 것과 같은 지지 장치(100)는, 도 4에서 기재되고 종래 기술로부터 공지된 지지 장치에 상응한다.

도 2에서는, 전로(1)를 작동시키기 위한 본 발명에 따른 방법이 기재된다. 본 발명의 핵심 사상은, 전로(1)에서부터 기어 장치(4) 상으로 가해지는 시간 가변적인 실제 토크[M_Ist(t)]가 토크 폐루프 제어 회로(20)에 의해 기설정된 설정 토크로 폐루프 모드로 제어되는 것에 있다. 폐루프 제어 회로(20)는 맨 먼저 전로(1)에서부터 기어 장치(4) 상으로 가해지는 시간 가변적인 실제 토크[M_Ist(t)]를 검출하기 위한 토크 검출 장치(22)를 포함한다. 전술한 것처럼 토크 서포트(6)가 유압 실린더로서 형성되는 경우, 유압 실린더의 피스톤 상에 작용하는 시간에 따른 힘의 실제 토크는 (지지 핀(20)들의 종축에 상응하는) 전로의 경동 축과 유압 실린더(6)의 종축 간의 상응하는 레버 아암(lever arm)과 곱셈되어 산출될 수도 있다. 피스톤 상에 작용하는 힘은, 피스톤의 각각 유효한 추력면(thrust face)들을 고려하면서, 제1 및 제2 압력 센서(5a, 5b)를 이용하여 유압 실린더의 링 영역 및 피스톤 영역 내 압력들의 검출을 통해 계산될 수 있다. 또한, 토크 폐루프 제어 회로(20)는 기설정된 설정 토크(M_Soll)와 실제 토크(M_Ist) 간의 차로서 토크 폐루프 제어 편차(e_M)를 산출하기 위한 제1 비교 장치(24)를 포함한다. 또한, 폐루프 제어 회로는, 토크 폐루프 제어 편차가 영(0)이 되도록, 토크 폐루프 제어 편차(e_M)에 따라서 작동 부재로서의 토크 서포트 내지 서보 밸브(7)를 위한 작동 신호(S)의 제1 비율(s_M)을 생성하기 위해, 예컨대 비례-적분-미분 PID 컨트롤러의 형태인 제1 폐루프 제어 장치(8)를 포함한다. 설정 토크(M_Soll)는 원칙적으로 임의로 기설정될 수 있다. 그러나 바람직하게는 설정 토크 생성 장치(26)에 의해 다수의 측정되는 실제 토크[M_Ist(t)]의 시간에 따른 평균값, 바람직하게는 이동 평균값의 계산을 통해 생성된다.

토크 폐루프 제어 회로(20)는, 이에 대해 언급한 것처럼, 전로(1)에서부터 기어 장치 상으로 가해지는 실제 토크[M_Ist(t)]를 폐루프 모드로 제어하기 위해, 또는 설정 토크의 레벨에서 그에 상응하게 일정하게 유지하기 위해 이용된다. 이 경우, 바람직하게는, 전로(1)는 기어 장치에 상대적인 자신의 각도 위치와 관련하여 어떠한 방식으로도 결정되지 않으며, 오히려 상기 전로는 자신의 각 위치와 관련하여 자유롭게 포지셔닝될 수 있거나, 또는 자유 진동할 수 있다. 오직 기어 장치 상에 가해지는 토크만이 토크 폐루프 제어를 통해 제어되고 제한된다.

그러나 기어 장치(4)의 각 위치(α)에도 역시 영향을 미치기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따라서, 바람직하게는, 전로의 취입 모드 동안 토크의 전술한 폐루프 제어 외에도 각도 위치 폐루프 제어 회로(30)에 의한 기어 장치(4)의 각도 위치(α)의 폐루프 제어 역시도 수행된다. 이런 각도 위치 폐루프 제어 회로(30)는 시간에 따라서 기어 장치(4)의 실제 각 위치(α_Ist)를 측정하기 위한 각 위치 검출 장치(32)를 포함한다. 이런 각 위치 검출 장치(32)는 예컨대 유압 실린더의 형태인 토크 서포트(6)의 편향을 측정 기술적으로 검출하는 변위 센서(5c)의 형태로 형성될 수 있다. 이렇게 측정되는 토크 서포트(6)의 편향은, 지지 핀(2)들의 종축의 형태인 전로의 경동 축까지 유압 실린더의 이격 간격을 고려하면서, 수평선에 상대적인 기어 장치의 실제 각도 위치(α)의 계산을 가능하게 한다. 그 외에도, 각도 위치 폐루프 제어 회로(30)는 설정 각 위치, 바람직하게는 α=0°와 측정된 실제 각 위치[α_Ist(t)] 간의 차로서 각 위치 폐루프 제어 편차(e_α)를 산출하기 위한 제2 비교 장치(34)를 포함한다. 또한, 폐루프 제어 회로(30)는, 앞서 산출된 각 위치 폐루프 제어 편차(e_α)에 따라서 작동 부재로서의 토크 서포트(6)를 위한 작동 신호(S)의 제2 비율(s_α)을 생성하기 위한, 예컨대 마찬가지로 PID 컨트롤러의 형태인 제2 폐루프 제어 장치(9)를 포함한다. 마지막으로, 제1 비율(s_M) 및 제2 비율(s_α)을 작동 신호(S)로 가산하기 위한 가산 장치(15)가 제공된다. 이 경우, 작동 신호(S)는, 토크 폐루프 제어 편차와 각 위치 폐루프 제어 편차가 전로의 취입 모드 동안 최대한 각각 영(0)이 되도록 형성된다.

작동 신호(S)에 대한 토크 폐루프 제어의 비율을 나타내는 제1 비율(s_M)의 크기와, 작동 신호(S)에 대한 각도 위치 폐루프 제어의 비율을 나타내는 제2 비율(s_α)의 크기는 비율 조정 장치에 의해 각각 가변적으로 설정될 수 있다. 전로의 취입 모드 동안, 제1 비율(s_M)은 본 발명에 따라서 제2 비율(s_α)보다 훨씬 더 크다. 이런 점에 한해, 토크 폐루프 제어는 기어 장치를 위한 각도 위치 폐루프 제어보다 상위의 제어이다.

도 3에는, 주조 취입 모드 이외에서 전로(1)를 작동시키기 위한 방법이 도시되어 있다. 이런 경우, 전형적으로, 전로를 적어도 부분적으로 비우기 위해, 지지 핀(2)들의 종축들을 중심으로 회전 구동부에 의해 전로의 경동이 실행된다. 이런 작동 단계 동안, 본 발명에 따라서, 이런 경우 오직 기어 장치(4)의 실제 각 위치(α_Ist)만이 기어 장치의 기설정된 설정 각 위치(α_Soll)로 폐루프 모드로 제어되거나 설정된다. 이는 이미 도 2를 참조하여 기재된 각도 위치 폐루프 제어 회로(30)에 의해 수행된다. 이런 폐루프 제어 회로(30)는 취입 모드 이외에서의 작동 단계를 위해서도 취입 모드에 비해 변함없이 유지된다. 이 경우, 유일한 차이점은, 취입 모드 이외에서 작동 신호(S)가 100%까지 제2 폐루프 제어 장치(9)에 의해 생성되는 컨트롤러 출력 신호(s_α)와 일치한다는 점에 있다. 토크 폐루프 제어 회로(20)의 비율(s_M)은 상기 작동 단계 동안 영(0)으로 설정되거나, 또는 비활성화된다. 전형적으로, 취입 모드 이외에서, 기어 장치는 α_Soll = 0°(= 수평 기어 장치 위치)의 각도 위치로 폐루프 모드로 제어된다.

제2 폐루프 제어 장치(9) 역시도 바람직하게는 PID 컨트롤러로서 형성된다.

제1 폐루프 제어 장치(8)뿐만 아니라 제2 폐루프 제어 장치(9)의 경우에서도, 자신들에 의해 각각 공급되는 작동 신호(S)의 비율들(s_M, s_α)의 크기는 결정적으로 자신들의 각각의 비례 비율(P)을 통해 결정된다. 이런 경우, P 비율의 설정은 전술한 비율 조정 장치의 설정에 상응한다.

1: 전로
2: 지지 핀
3: 지지 링
4: 바람직하게는 회전 구동부가 통합되어 있는 기어 장치
5a: 압력 센서
5b: 압력 센서
5c: 변위 센서
6: 토크 서포트(작동 부재)
7: 서보 밸브
8: 제1 폐루프 제어 장치
9: 제2 폐루프 제어 장치
10: 베어링 블록
11: 베어링
12: 기초부
13: 하부 욕 레벨 가스 노즐
14: 지지 부재
15: 가산 장치
20: 토크 폐루프 제어 회로
22: 토크 검출 장치
24: 제1 비교 장치
26: 설정 토크 생성 장치
30: 각도 위치 폐루프 제어 회로
32: 각 위치 검출 장치
34: 제2 비교 장치
100: 지지 장치
e_α: 각 위치 폐루프 제어 편차
e_M: 토크 폐루프 제어 편차
α_Soll _- _Getriebe: 기어 장치에 대한 설정 각 위치
α_Ist _- _Getriebe: 기어 장치에 대한 실제 각 위치
M_Ist(t): 전로의 실제 토크
M_Soll: 기설정된 설정 토크
s_M: 토크 서포트를 위한 작동 신호의 제1 비율
s_α: 토크 서포트를 위한 작동 신호의 제2 비율
S: 작동 신호
α: 기어 장치의 각도 위치

Claims

전로(1)를 작동시키기 위한 방법으로서,
상기 전로는 지지 핀(2)들을 매개로 기어 장치(4) 내에서 -지지 핀들의 종축들을 중심으로- 경동 가능하게 장착되어 기어 장치와 회전 결합되어 있고, 전로(1) 및 기어 장치(4)는 토크 서포트(6)를 매개로 기초부 상에서 영구적으로 지지되는, 상기 전로의 작동 방법에 있어서,
상기 방법은 상기 전로(1)의 취입 모드 중에
상기 전로(1)에서부터 상기 기어 장치(4)로 가해지는 시간 가변적인 실제 토크[M_Ist(t)]를 기설정된 설정 토크(M_Soll)로 폐루프 모드로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전로의 작동 방법.
제1항에 있어서,
토크를 폐루프 모드로 제어하는 단계는
상기 전로(1)에서부터 상기 기어 장치(4) 상으로 가해지는 시간 가변적인 실제 토크[M_Ist(t)]를 검출하는 부분 단계;
설정 토크(M_Soll)를 기설정하는 부분 단계;
상기 설정 토크(M_Soll)와 상기 실제 토크(M_Ist) 간의 차로서 토크 폐루프 제어 편차(e_M)를 산출하는 부분 단계; 및
상기 토크 폐루프 제어 편차(e_M)가 영(0)이 되도록, 상기 토크 폐루프 제어 편차(e_M)에 따라서 작동 부재로서의 상기 토크 서포트(6)를 위한 작동 신호(S)의 제1 비율(s_M)을 -제1 폐루프 제어 장치를 이용하여- 생성하는 부분 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전로의 작동 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 설정 토크(M_Soll)는, 검출되는 시간 가변적인 실제 토크(M_Ist)의 다수의 샘플링 값의 평균값으로서 기설정되는 것을 특징으로 하는 전로의 작동 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전로(1)의 취입 모드 동안 기설정된 설정 각도 위치(α_Soll)로, 바람직하게는 α_Soll = 0°로 상기 기어 장치의 실제 각도 위치(α_Ist)를 추가로 폐루프 모드로 제어하는 단계를 특징으로 하는 전로의 작동 방법.
제4항에 있어서,
상기 각도 위치(α)를 폐루프 모드로 제어하는 단계는
상기 기어 장치(4)의 실제 각 위치(α_Ist)를 검출하는 부분 단계;
상기 기어 장치(4)의 설정 각 위치(α_Soll)를 기설정하는 부분 단계;
상기 설정 각 위치와 상기 실제 각 위치 간의 차로서 각 위치 폐루프 제어 편차(e_α)를 산출하는 부분 단계;
상기 각 위치 폐루프 제어 편차(e_α)에 따라서 작동 부재로서의 상기 토크 서포트(6)를 위한 작동 신호(S)의 제2 비율(s_α)을 -제2 폐루프 제어 장치(9)를 이용하여- 생성하는 부분 단계;
상기 제1 및 상기 제2 비율을 상기 작동 신호(S)로 가산하는 부분 단계; 및
상기 토크 폐루프 제어 편차(e_M) 및 상기 각 위치 폐루프 제어 차(e_α)가 최대한 각각 영(0)이 되도록, 상기 작동 신호(S)로 작동 부재로서의 상기 토크 서포트(6)를 제어하는 부분 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전로의 작동 방법.
제5항에 있어서, 상기 작동 신호(S)의 제1 비율(s_M) 및 제2 비율(s_α)은 각각 개별적으로, 예컨대 상기 제1 및 제2 폐루프 제어 장치(8, 9)에서 각각의 P-비율들을 통해 가중화되며; 그리고
상기 취입 모드 동안 상기 제2 비율은 예컨대 100 ~ 10의 인자 범위만큼 상기 제1 비율보다 더 적은 것을 특징으로 하는 전로의 작동 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 토크 서포트(6)는 연결된 서보 밸브(7)를 포함한 유압 실린더의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전로의 작동 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은, 상기 전로(1)의 취입 모드 이외에서,
기설정된 설정 각도 위치(α_Soll)로, 바람직하게는 α_Soll = 0°로 상기 기어 장치의 실제 각도 위치(α_Ist)를 폐루프 모드로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전로의 작동 방법.
제7항에 있어서,
상기 취입 모드 이외에서 상기 각도 위치를 폐루프 모드로 제어하는 단계는
상기 기어 장치(4)의 실제 각 위치(α_Ist)를 검출하는 부분 단계;
상기 기어 장치(4)의 설정 각 위치(α_Soll)를 기설정하는 부분 단계;
상기 기어 장치의 상기 설정 각 위치와 상기 실제 각 위치 간의 차로서 각 위치 폐루프 제어 편차(e_α)를 산출하는 부분 단계; 및
상기 각 위치 폐루프 제어 편차가 영(0)이 되도록, 상기 각 위치 폐루프 제어 편차(e_α)에 따라서 작동 부재로서의 상기 토크 서포트(6)를 위한 작동 신호(S)를 -상기 제2 폐루프 제어 장치(9)를 이용하여- 생성하는 부분 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전로의 작동 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전로(1)는 -특히 상기 취입 모드 이외에서- 상기 기어 장치(4)에 할당된 구동부에 의해 상기 지지 핀(2)들의 종축을 중심으로 경동되는 것을 특징으로 하는 전로의 작동 방법.
전로(1)를 위한 지지 장치(100)로서,
전로(1)의 수용을 위해 반경 방향에서 바깥쪽으로 연장되는 지지 핀(2)들을 포함한 지지 링(3);
지지 핀(2)들 및 그에 따른 지지 링(3)이 전형적으로 전로(1)와 함께 그들 내에 회전 가능하게 장착되어 있는 베어링(11)들이 그 상에 배치되어 기초부(12) 상에서 지지되는 베어링 블록(10)들;
지지 핀(2)들 중 하나가 전형적으로 전로와 함께 지지 링(3)을 경동시키기 위해 그 내에 회전 결합 방식으로 장착되어 있는 기어 장치(4)를 구비한 구동부; 및
기초부(12)에 대해 구동부와 함께 기어 장치(4)를 지지하기 위한 토크 서포트(6);를 포함하는 상기 전로용 지지 장치에 있어서,
토크 폐루프 제어 회로는, 취입 모드 중에 상기 전로(1)에서부터 상기 기어 장치(4) 상으로 가해지는 시간 가변적인 실제 토크[M_Ist(t)]를 기설정된 설정 토크(M_Soll)로 폐루프 모드로 제어하기 위해 제공되고 형성되는 것을 특징으로 하는 전로용 지지 장치(100).
제11항에 있어서,
상기 토크 폐루프 제어 회로(20)는
상기 전로에서부터 상기 기어 장치 상으로 가해지는 시간 가변적인 실제 토크[M_Ist(t)]를 검출하기 위한 토크 검출 장치(22), 특히 측정 장치;
상기 기설정된 설정 토크(M_Soll)와 상기 실제 토크(M_Ist) 간의 차로서 토크 폐루프 제어 편차(e_M)를 산출하기 위한 제1 비교 장치(24); 및
상기 토크 폐루프 제어 편차가 영(0)이 되도록, 상기 토크 폐루프 제어 편차(e_M)에 따라서 작동 부재로서의 상기 토크 서포트(6)를 위한 작동 신호(S)의 제1 비율(s_M)을 생성하기 위한 제1 폐루프 제어 장치(8);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전로용 지지 장치(100).
제11항 또는 제12항에 있어서, 다수의 측정되는 실제 토크의 시간에 따른 평균값, 바람직하게는 이동 평균값의 계산을 통해 설정 토크를 계산하기 위한 설정 토크 생성 장치(26)가 제공되는 것을 특징으로 하는 전로용 지지 장치(100).
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 토크 서포트(6)는 연결된 서보 밸브를 포함한 유압 실린더의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전로용 지지 장치(100).
제14항에 있어서,
상기 유압 실린더는, 상기 유압 실린더의 링 영역 내 압력을 검출하기 위한 제1 압력 센서(5a)와 상기 유압 실린더의 피스톤 영역 내 압력을 검출하기 위한 제2 압력 센서(5b)를 포함하며; 그리고
상기 토크 검출 장치(22)는, 상기 검출되는 압력들 중 적어도 하나를 토대로 상기 유압 실린더의 피스톤에 작용하는 힘의 검출을 통해, 상기 전로가 상기 기어 장치에 가하는 실제 토크를 검출하도록, 그리고 상기 지지 핀들의 종축과 상기 유압 실린더의 종축 간의 레버 아암과 상기 검출된 힘의 곱셈을 통해 상기 실제 토크를 계산하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전로용 지지 장치(100).
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전로(1)의 취입 모드 동안 기설정된 설정 각도 위치(α_Soll)로, 바람직하게는 0°로 상기 기어 장치의 실제 각도 위치(α_Ist)를 추가로 폐루프 모드로 제어하기 위한 각도 위치 폐루프 제어 회로(30)가 제공되는 것을 특징으로 하는 전로용 지지 장치(100).
제16항에 있어서,
상기 각도 위치 폐루프 제어 회로(30)는
상기 기어 장치의 실제 각 위치(α_Ist)를 측정하기 위한 각 위치 검출 장치(32);
설정 각 위치와 실제 각 위치 간의 차로서 각 위치 폐루프 제어 편차(e_α)를 산출하기 위한 제2 비교 장치(34);
상기 각 위치 폐루프 제어 편차에 따라서 작동 부재로서의 상기 토크 서포트(6)를 위한 작동 신호(S)의 제2 비율(s_α)을 생성하기 위한 제2 폐루프 제어 장치(9); 및
상기 제1 비율 및 제2 비율을 상기 작동 신호로 가산하기 위한 가산 장치(15);를 포함하고,
상기 작동 신호(S)는, 상기 토크 폐루프 제어 편차와 상기 각 위치 폐루프 제어 편차가 최대한 각각 영(0)이 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전로용 지지 장치(100).
제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 예컨대 폐루프 제어 장치(8, 9)들의 P 비율들의 형태로 상기 작동 신호(S)의 제1 및 제2 비율(s_M, s_α)의 크기를 설정하기 위한 적어도 하나의 비율 조정 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는 전로용 지지 장치(100).
제18항에 있어서,
상기 비율 조정 장치는
상기 전로의 취입 모드를 위해 각도 위치 비율과 관련한 상기 제2 비율(s_α)보다 더 크게 토크 비율과 관련한 상기 제1 비율(s_M)을 설정하도록; 그리고
상기 전로의 비-취입 모드를 위해서는 상기 제1 비율(s_M)을 영(0)으로 설정하고 상기 제2 비율(s_α)은 100%로 설정하도록 형성되는
것을 특징으로 하는 전로용 지지 장치(100).