WO2012113629A1 - Vorrichtung und verfahren zur kontrolle einer hüttenmännischen anlage - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur kontrolle einer hüttenmännischen anlage Download PDF

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WO2012113629A1
WO2012113629A1 PCT/EP2012/051742 EP2012051742W WO2012113629A1 WO 2012113629 A1 WO2012113629 A1 WO 2012113629A1 EP 2012051742 W EP2012051742 W EP 2012051742W WO 2012113629 A1 WO2012113629 A1 WO 2012113629A1
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cooling
nozzle
sensor member
nozzles
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Andreas Naujock
Axel Weyer
Oliver Hofmann
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Sms Siemag Ag
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/02—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G01K1/024—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers for remote indication
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture

Definitions

  • the invention relates to a device for controlling a metallurgical plant according to the preamble of claim 1.
  • EP 0 554 279 B1 describes a measuring probe with a sensor and a wireless transponder, wherein the measuring probe has a power supply unit which generates a supply voltage for the measuring probe from a high-frequency field of a remote transmitting and reading device.
  • the measuring probe has hitherto been customary to transmit measurement signals from sensors arranged on operating components, for example in the region of the setting on rollers, to a wired computer-controlled control unit. It is the object of the invention to provide a device for controlling a metallurgical plant, in which a simple monitoring of operating parameters is made possible.
  • a sensor transponder in the context of the present invention is any structurally integrated unit understood that both a sensory detection of Measurement as well as at least optionally wireless transmission of the measured data allows.
  • a sensor transponder can be designed to be active or passive with regard to its energy supply.
  • An active power supply takes place via a supply line connected to the sensor transponder.
  • a supply line does not necessarily have to be the only supply, but can be provided, for example, as a backup system for safety.
  • a passive power supply is provided, in which the sensor transponder is not wired and takes its supply energy from an energy storage or the immediate environment and / or generated. This can be done particularly preferably via radio waves, for example the radio waves of the evaluation system. Alternatively or additionally, the energy can also be generated from other sources such as heat (use of a thermoelectric element), vibration, etc.
  • the sensor transponder can have an accumulator or a battery for permanent supply. In particular, an accumulator may be in communication with a generator so that the accumulator is charged by the energy of the radio waves, heat or vibrations as needed.
  • the sensor element has a memory module for temporarily storing the measured data.
  • a memory may for example be designed as a persistent memory, such as EEPROM or flash EEPROM.
  • the operating component is designed as a cooling system of a continuous casting plant with a plurality of cooling nozzles arranged in particular in groups. Typical cooling systems of this type have a large variety of cooling nozzles, for example several thousand. So far, the monitoring of such a number of cooling nozzles was not possible with reasonable effort.
  • each individual one of the cooling nozzles has at least one sensor trap, so that a precise localization of a disturbance in the overall cooling system is present. Overall, the decision on an interruption of production can thereby be made effectively before disturbances occur on the product, in particular, the failure of individual nozzles can still be tolerated.
  • at least each group of cooling nozzles preferably at least a plurality of individual cooling nozzles, each have a sensor element.
  • the sensor element is designed to measure a pressure of the cooling nozzle.
  • a cooling nozzle is particularly easy to monitor.
  • a static or dynamic pressure can be measured.
  • a temperature at the cooling nozzle can be measured, which can also be derived statements about operating conditions or disorders.
  • the sensor member is in defined thermal contact with the cooling nozzle. In this way, a cooling can be provided by the cooling nozzle, so that the sensor member is better protected against radiating from the continuous casting heat.
  • the cooling nozzles are multi-substance nozzles with at least two material feeds, a mixing chamber and a mouthpiece which provides particularly effective and flexible cooling options. At least two of the sensor members are preferably arranged at different regions of the multi-fluid nozzle, so that effective monitoring and differential diagnosis are made possible.
  • the cooling system is hierarchically divided into several levels, with at least one ready signal depending on the measured data of the sensor elements being provided for each of the levels. This allows a particularly good overview for operators.
  • the evaluation system may be stationary or mobile.
  • the object of the invention is also achieved by a method having the features of claim 14 for an operating method.
  • Fig. 1 shows a schematic view of a device according to the invention with cooling nozzles of a continuous casting plant.
  • Fig. 2 shows a plan view of an upper side and a lower side of a
  • Fig. 3 shows a schematic representation of an inflow cooling nozzle with a
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a multi-flow cooling nozzle with a plurality of sensor transponders.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a total cooling system of the continuous casting plant of FIG. 1.
  • the apparatus shown in Fig. 1 is a section of a continuous casting, in the example of a segment 1 of upper and lower rollers 2, 3 is shown, through which a casting strand 4 runs.
  • Cooling nozzles 5 are located as operating components both on the upper side and the lower side between successive rollers 2, 3 in order to spray coolant onto the cast strand 4 in a controlled manner.
  • a plurality of cooling nozzles are arranged side by side.
  • nozzles per space up to 14 nozzles per space are used side by side.
  • these may be single-substance nozzles (see FIG. 3) and / or multi-substance nozzles (see FIG. 4).
  • Two-substance nozzles are provided between a mixing body 5c and a mouthpiece 5a with a pipe 5b, which can be of different lengths depending on the requirement. It can also be mixing body 5c and mouthpiece 5a connected directly to one another and form a unit.
  • single-substance nozzles are characterized in that they are essentially represented by a mouthpiece 5a, which is applied at the end of a secondary water-carrying pipeline 5b.
  • the length of the pipe 5b may be different depending on the requirement. All nozzle variations have in common that a substance or a mixture of substances is passed through a mouthpiece 5a, which processes the substance or the substance mixture such that a defined spray jet is produced, which is then fed to the medium to be cooled (the cast strand).
  • the acquired measured data are provided with battery-free or battery-powered active RFID transponder technology, wherein a sensor transponder 8 is present as an integrated structural unit, or via other radio technologies, via a radio system centrally and / or decentrally via an antenna unit Radio system 6 transmitted and then one or more data acquisition units 7 supplied.
  • the number of required data acquisition devices 7 is defined by the number of active transponder systems connected and can vary accordingly.
  • a workstation 7a and a server 7b are shown schematically.
  • the sensor transponder 8 not only includes the function of transmitting provided measurement data, but also includes the metrological detection.
  • the sensor transponders 8 are shown schematically as dots. They are each arranged at relevant locations for detecting in particular coolant pressures.
  • the metrological evaluation of the acquired data via measuring computer or Messausncesysteme 7, which may be centrally or decentralized and in turn communicate with the data acquisition devices 6, 8.
  • a display mask (see FIG. 5) is made available to the operator, which ultimately shows whether a plant, an area, a segment or a control loop contains a faulty or failed nozzle 5.
  • the system status should be displayed via a traffic light or traffic light function, whereby the following system statuses can be displayed: o Red; There is at least one nozzle in the segment at which a failure is detected
  • the traffic light green is represented by the symbol "O"
  • the color yellow by “ ⁇ ” and the color red is indicated by the symbol " ⁇ ”.
  • ⁇ in the system is at least one nozzle available, in which a failure is detected
  • ⁇ in the segment is at least one nozzle, in which a
  • a detected failure of the nozzle 2 is shown below with reference to the described machine hierarchy:
  • the method must also be applied in all areas of steelmaking and steel processing, wherever the recording of metrological details can help to obtain an overview of the condition of the plant, the plant area and the subarea.
  • These include plants of the steelworks, scrap collection point, crude steel production, steel refining, continuous casting plants, rolling mills, aftertreatment plants, exhaust gas purification, etc.
  • the production phase can be extended while maintaining the same quality, which ultimately leads to higher productivity.
  • Maintenance can be realized by avoiding unplanned downtime resulting in unscheduled downtimes.
  • Nozzle data can be created by defining recurring values, on

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur Kontrolle einer hüttenmännischen Anlage, umfassend eine Mehrzahl von Betriebskomponenten (5), wobei zumindest eine der Betriebskomponenten (5) ein Sensorglied (8) zur Erfassung von Messdaten einer Messgröβe, insbesondere Druck und/oder Temperatur, umfasst, und wobei die Messdaten von dem Sensorglied (8) an ein rumlich getrenntes, rechnergesteuertes Auswertesystem (6, 7) übermittelbar sind, wobei das Sensorglied als integrierter Sensor-Transponder (8) ausgebildet ist, wobei die Übermittlung der Messdaten von dem Sensor-Transponder (8) zu dem Auswertesystem (6, 7) drahtlos durch Funkwellen erfolgt.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Kontrolle einer hüttenmännischen Anlage
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle einer hüttenmännischen Anlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
EP 0 554 279 B1 beschreibt eine Meßsonde mit einem Sensor und einem drahtlosen Transponder, wobei die Meßsonde über eine Energieversorgungseinheit verfügt, die aus einem Hochfrequenzfeld einer beabstandeten Sende- und Ausleseeinrichtung eine Versorgungsspannung für die Meßsonde generiert. Im Bereich von hüttenmännischen Anlagen ist es bisher üblich, Meßsignale von an Betriebskomponenten angeordneten Sensoren, zum Beispiel im Bereich der Anstellung an Walzen, kabelgebunden zu einer rechnergestützten Kontrolleinheit zu übertragen. Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Kontrolle einer hüttenmännischen Anlage anzugeben, bei der eine einfache Überwachung von Betriebsparametern ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird für eine eingangs genannte Vorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Verwendung eines Sensor-Transponders an Betriebskomponenten einer hüttenmännischen Anlage wird eine einfache drahtlose Datenübermittlung ermöglicht, wodurch der Aufwand für die Installation der Sensoren und deren Auslesen verringert wird. Unter einem Sensor-Transponder im Sinne der vorliegenden Erfindung wird jede baulich integrierte Einheit verstanden, die sowohl eine sensorisch Erfassung der Messgröße als auch eine zumindest optional drahtlose Übertragung der Messdaten ermöglicht. Eine solcher Sensor-Transponder kann bezüglich seiner Energieversorgung aktiv oder passiv ausgelegt sein. Eine aktive Energieversorgung erfolgt über eine mit dem Sensor-Transponder verbundene Versorgungsleitung. Eine solche Versorgungsleitung muss nicht notwendig die einzige Versorgung sein, sondern kann z.B. als Backup-System zur Sicherheit vorgesehen sein. Aus Gründen der einfachen und kostengünstigen Bauweise wird bevorzugt auf eine Kabelverbindung zur aktiven Energieversorgung verzichtet. Besonders bevorzugt ist eine passive Energieversorgung vorgesehen, bei der der Sensor-Transponder nicht kabelgebunden ist und seine Versorgungsenergie aus einem Energiespeicher oder der unmittelbaren Umgebung entnimmt und/oder generiert. Dies kann über besonders bevorzugt über Funkwellen, z.B. die Funkwellen des Auswertesystems, erfolgen. Alternativ oder ergänzend kann die Energie auch aus anderen Quellen wie Wärme (Verwendung eines thermoelektrischen Elements), Vibration etc. generiert werden. Als Energiespeicher kann der Sensor-Transponder einen Akkumulator oder eine Batterie zur dauerhaften Versorgung aufweisen. Insbesondere kann ein Akkumulator in Verbindung mit einem Generator vorliegen, so dass der Akkumulator bei Bedarf durch die Energie der Funkwellen, Wärme oder Vibrationen geladen wird.
In allgemein bevorzugter Weiterbildung hat das Sensorglied einen Speicherbaustein zur Zwischenspeicherung der Messdaten. Dies ermöglicht unter anderem eine zeitlich lückenlose Überwachung der Messgröße auch dann, wenn das Auswertesystem nur in Abständen und/oder unregelmäßig auf den Sensor- Transponder zugreift. Ein solcher Speicher kann z.B. als persistenter Speicher, etwa EEPROM oder Flash-EEPROM, ausgebildet sein. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Betriebskomponente als Kühlsystem einer Stranggießanlage mit einer Mehrzahl von insbesondere in Gruppen angeordneten Kühldüsen ausgebildet ist. Typische Kühlsysteme dieser Art haben eine große Vielzahl von Kühldüsen, zum Beispiel mehrere tausend. Bisher war die Überwachung einer solchen Zahl von Kühldüsen nicht mit vertretbarem Aufwand möglich. Durch die erfindungsgemäße Verwendung von drahtlosen Sensor- Transpondern kann zumindest eine Überwachung bis zu einer Einheit von nur wenigen Kühldüsen kostengünstig erfolgen. Besonders bevorzugt hat jede einzelne der Kühldüsen zumindest einen Sensor-Trnasponder, so dass eine genaue Lokalisierung einer Störung im Gesamtkühlsystem vorliegt. Insgesamt kann die Entscheidung über eine Unterbrechung der Produktion hierdurch effektiv erfolgen, bevor Störungen am Produkt auftreten, wobei insbesondere der Ausfall einzelner Düsen noch tolerierbar sein kann. Allgemein vorteilhaft hat somit zumindest jede Gruppe von Kühldüsen, bevorzugt zumindest mehrere einzelne der Kühldüsen, jeweils ein Sensorglied.
Bevorzugt ist das Sensorglied zur Messung eines Drucks der Kühldüse ausgebildet. Durch diesen Betriebsparameter ist eine Kühldüse besonders einfach überwachbar. Es kann ein statischer oder dynamischer Druck gemessen werden. In alternativer oder ergänzender Gestaltung kann auch eine Temperatur an der Kühldüse gemessen werden, wodurch sich ebenfalls Aussagen über Betriebszustände bzw. Störungen ableiten lassen. Bei einer vorteilhaften Detailgestaltung ist es vorgesehen, dass das Sensorglied in definiertem thermischen Kontakt mit der Kühldüse steht. Hierdurch kann eine Kühlung durch die Kühldüse bereitgestellt werden, so dass das Sensorglied besser gegen die von der Stranggießanlage abstrahlende Wärme geschützt ist. Bei einer möglichen Ausführungsform sind die Kühldüsen als Mehrstoffdüsen mit zumindest zwei Stoffzuführungen, einer Mischkammer und einem Mundstück ausgebildet, wodurch besonders effektive und flexible Kühlungsoptionen bereitstehen. Bevorzugt sind dabei zumindest zwei der Sensorglieder an verschiedenen Bereichen der Mehrstoffdüse angeordnet, so dass eine effektive Überwachung und Differentialdiagnose ermöglicht ist.
Allgemein vorteilhaft ist das Kühlsystem hierarchisch in mehrere Ebenen gegliedert ist, wobei zu jeder der Ebenen wenigstens ein Bereitschaftssignal in Abhängigkeit von den Messdaten der Sensorglieder vorgesehen ist. Dies ermöglicht eine besonders gute Übersicht für Bedienpersonen.
Je nach Anforderungen kann das Auswertesystem ortsfest oder mobil ausgebildet sein.
Die Aufgabe der Erfindung wird für ein Betriebsverfahren zudem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen. Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Kühldüsen einer Stranggießanlage.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Oberseite und eine Unterseite eines
Segments der Vorrichtung aus Fig. 1 .
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Einstrom-Kühldüse mit einem
Sensor-Transponder.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Mehrstrom-Kühldüse mit mehreren Sensor-Transpondern. Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Gesamtkühlsystems der Stranggießanlage aus Fig. 1 .
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung ist ein Ausschnitt aus einer Stranggießanlage, bei der exemplarisch ein Segment 1 von oberen und unteren Walzen 2, 3 dargestellt ist, durch welches ein Gießstrang 4 läuft. Kühldüsen 5 befinden sich als Betriebskomponenten sowohl auf der Oberseite als auch der Unterseite zwischen aufeinander folgenden Walzen 2, 3, um auf kontrollierte Weise Kühlmittel auf den Gussstrang 4 zu versprühen. In jeder Reihe bzw. Zwischenraum zwischen aufeinander folgenden Walzen sind mehrere Kühldüsen nebeneinander angeordnet.
Je nach Breite der Anlage kommen bis zu 14 Düsen je Zwischenraum nebeneinander zum Einsatz. Je nach Anlagentyp kommen zum Beispiel 20 Segmente mit je 10 Rollen und 2 Seiten (Ober-und Unterseite) zum Einsatz, so dass insgesamt 14 X 20 X 10 X 2 = 5600 Kühldüsen verbaut sein können.
Je nach Auslegung kann es sich um Einstoffdüsen (siehe Fig. 3) und/oder Mehrstoffdüsen (siehe Fig. 4) handeln. Zweistoffdüsen sind zwischen einem Mischkörper 5c und einem Mundstück 5a mit einer Rohrleitung 5b versehen, die je nach Anforderung unterschiedlich lang sein kann. Es können auch Mischkörper 5c und Mundstück 5a direkt miteinander verbunden sein und eine Einheit bilden. Einstoffdüsen hingegen zeichnen sich dadurch aus, dass sie im Wesentlichen durch ein Mundstück 5a dargestellt werden, welches am Ende einer Sekundärwasser führenden Rohrleitung 5b aufgebracht wird. Wie bei der Zweistoffdüse kann die Länge der Rohrleitung 5b je nach Anforderung unterschiedlich sein. Allen Düsenvariationen ist gemein, dass ein Stoff bzw. ein Stoffgemisch durch ein Mundstück 5a geführt wird, welches den Stoff bzw. das Stoffgemisch derart aufbereitet, dass ein definierter Sprühstrahl entsteht, der dann dem zu kühlenden Medium (dem Gießstrang) zugeführt wird.
Darauf begründet, dass der zu transportierende Stoff bzw. das Stoffgemisch durch verschiedene Rohrleitungen gebündelt, gesammelt bzw. vereinzelt geführt wird, stellen sich an unterschiedlichen Stellen im System physikalischen Wirkungen ein, die messtechnisch aufgenommen werden können. Hierzu zählen im Wesentlichen: Temperatur, Geschwindigkeit, Unterdruck, Überdruck (statisch und dynamisch), Masse, Weg und sonstige über Messtechniken erfassbare Eigenschaften und Größen.
Alle diese physikalischen Eigenschaften und Größen können durch auswertende Gegenüberstellungen und vergleichende Maßnahmen auf etwaige Unstimmigkeiten hin untersucht werden. Diese Ergebnisse können genutzt werden um eine nicht mehr oder nicht mehr einwandfrei arbeitende Düse zu lokalisieren. Es kann also auf diesem Weg eine fehlerfrei arbeitende Düse, eine Fehlfunktion an einer Düse, bzw. der Ausfall einer bestimmten Düse ermittelt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die erfassten Messdaten mit batterieloser bzw. batteriebehafteter aktiver RFID-Transpondertechnologie, wobei ein Sensor-Transponder 8 als integrierte bauliche Einheit vorliegt, oder über sonstige Funktechnologien, über ein Funksystem zentral und/oder dezentral über eine Antenneneinheit bzw. ein Funksystem 6 übertragen und danach einer oder mehrerer Datenerfassungseinheiten 7 zugeführt. Die Anzahl der erforderlichen Datenerfassungseinrichtungen 7 wird durch die Anzahl der angeschlossenen aktiven Transpondersysteme definiert und kann entsprechend variieren. In Fig. 1 sind ein Arbeitsplatzrechner 7a und ein Server 7b schematisch dargestellt. Der Sensor-Transponder 8 beinhaltet nicht nur die Funktion der Übertragung von zur Verfügung gestellten Messdaten, sondern beinhaltet gleichermaßen die messtechnische Erfassung. In den Darstellungen der Kühldüsen 5 gemäß Fig. 3 und Fig. 4 sind die Sensor-Transponder 8 schematisch als Punkte dargestellt. Sie sind jeweils an relevanten Orten zur Erfassung insbesondere von Kühlmitteldrücken angeordnet.
Die messtechnische Auswertung der erfassten Daten erfolgt über Messcomputer oder Messauswertesysteme 7, die zentral oder dezentral aufgestellt sein können und wiederum ihrerseits mit den Datenerfassungseinrichtungen 6, 8 kommunizieren. Als Ergebnis der Auswertung wird dem Bediener eine Anzeigemaske (siehe Fig. 5) zur Verfügung gestellt, die letztlich zeigt ob eine Anlage, ein Bereich, ein Segment, bzw. ein Regelkreis eine gestörte oder ausgefallene Düse 5 beinhaltet. Der Anlagenzustand soll ggf. über eine Ampel oder Ampelfunktion angezeigt werden, wobei folgende Anlagenzustände dargestellt werden können: o Rot; im Segment ist mindestens eine Düse vorhanden, bei der ein Ausfall detektiert wird
o Gelb; im Segment ist mindestens eine Düse vorhanden, bei der eine
Fehlfunktion detektiert wird
o Grün; keine Störung vorhanden, alle Düsen arbeiten einwandfrei
Die Ampelfarbe Grün wird durch das Symbol„O" dargestellt, die Farbe Gelb durch „□" und für die Farbe Rot steht das Symbol ,,Δ".
Nachfolgend werden die Teil- und Unterbereiche definiert, unter denen die Anlagenzustände angezeigt werden. Auf diesem Weg besteht die Möglichkeit aus einer Übersicht heraus sich in den fehlerhaften Bereich der Anlage zu navigieren, ohne die Übersicht im Gutzustand der Anlage zu verlieren. Darstellung der Maschinen-Hierarchie:
Maschine
ü=> Bereich 1
Bereich 2
Segment 1
Segment 2
Figure imgf000010_0001
Regelkreis 1
Düse 1
Düse 2
Düse 3
Regelkreis 2
Regelkreis 3
Segment 3
Bereich 3
o Maschine
• Rot; Δ in der Anlage ist mindestens eine Düse vorhanden, bei der ein Ausfall detektiert wird
• Gelb; O in der Anlage ist mindestens eine Düse vorhanden, bei der eine Fehlfunktion detektiert wird
• Grün; □ keine Störung vorhanden, alle Düsen arbeiten einwandfrei o Bereich
• Rot; Δ im Bereich ist mindestens eine Düse vorhanden, bei der ein
Ausfall detektiert wird
• Gelb; O im Bereich ist mindestens eine Düse vorhanden, bei der eine
Fehlfunktion detektiert wird
• Grün; □ keine Störung vorhanden, alle Düsen arbeiten einwandfrei
o Segment
• Rot; Δ im Segment ist mindestens eine Düse vorhanden, bei der ein
Ausfall detektiert wird
• Gelb; O im Segment ist mindestens eine Düse vorhanden, bei der eine Fehlfunktion detektiert wird
• Grün; □ keine Störung vorhanden, alle Düsen arbeiten einwandfrei o Regelkreis
• Rot; Δ im Regelbereich ist mindestens eine Düse vorhanden, bei der ein Ausfall detektiert wird
O im Regelbereich ist mindestens eine Düse vorhanden, bei der eine Fehlfunktion detektiert wird
• Grün; □ keine Störung vorhanden, alle Düsen arbeiten einwandfrei o Düse
• Rot; Δ an der Düse wird ein Ausfall detektiert
• Gelb; O an der Düse wird eine Fehlfunktion detektiert
• Grün; □ keine Störung vorhanden, Düse arbeitet einwandfrei
Beispielhaft ist nachfolgend anhand der beschriebenen Maschinen-Hierarche ein detektierter Ausfall der Düse 2 dargestellt:
Maschine
Bereich 1□
Figure imgf000011_0001
Bereich 2 Δ
[L^ Segment 1□
Segment 2 Δ
[L. Regelkreis 1 Δ
U Düse 1□
Düse 2 Δ Düse 3□
Regelkreis 2□
Regelkreis 3□
Segment 3□
Bereich 3□
Zur vollständigen und abschließenden Beurteilung der jeweiligen Betriebszustände können natürlich auch die Einzelwerte der messtechnischen Erfassung angezeigt und ausgewertet werden. Hierüber lassen sich dann auch weitergehende Informationen ermitteln, die Hinweise über die jeweilige Düsenanomalie geben können.
Grundsätzlich ist das Verfahren auch in allen Teilbereichen der Stahlerzeugung und Stahlverarbeitung anzuwenden und zwar überall dort, wo die Erfassung messtechnischer Details dazu beitragen kann sich einen Überblick über den Zustand der Anlage, des Anlagenbereiches und Teilbereiches zu verschaffen. Hierzu gehören Anlagen des Stahlwerkes, Schrottsammelstelle, Rohstahlerzeugung, Stahlveredelung, Stranggießanlagen, Walzwerke, Nachbehandlungsanlagen, Abgasreinigungen, etc.
Hauptziele und Vorteile der Erfindung sind:
o Produktivitätserhöhung der Gesamtanlage,
• durch Minimierung, bzw. Reduzierung von Stillstandszeiten
kann die Produktionsphase, bei gleich bleibender Qualität verlängert werden, was letztlich zu einer höheren Produktivität führt.
• kann durch die Realisierung einer vorausschauenden
Instandhaltung realisiert werden, in dem es vermieden wird dass durch außerplanmäßige Stillstände große Stillstandszeiten entstehen.
o Ausschussmengenreduzierung
Durch rechtzeitige Detektion fehlerhaft arbeitender Düsen kann
bereits vor einem eventuellen Ausfall derselben mit Veränderung
der Produktion auf diesen Umstand reagiert werden. So kann
durch vorausschauende Produktionssteuerung ein eventueller
Ausschuss verringert werden.
o Produktverbesserung
Grundsätzlich besteht durch die ständige Erfassung relevanter
Prozessdaten direkt an der Düse, bzw. am Verbraucher die
Möglichkeit steuernd in die Regelung eingreifen zu können, was
letztlich in eine bedarfsgerechte Sekundärwasserregelung
mündet.
o Qualitätsverbesserung
Da die Produktqualität der Bramme auch maßgeblich von der
Qualität der Kühlwasserregelung beeinflusst wird, kann eine
optimierte Regelung letztlich auch qualitätsverbessernd wirken.
o Stillstandsplanung
Durch die ständige Beobachtung und Aufzeichnung der
Düsendaten kann durch Definition wiederkehrender Werte, auf
den Verschleiß einer jeden Sekundärwasserdüse geschlossen
werden. Somit kann der Anlagenbetreiber einen möglichen
Ausfall einzelner Düsen bereits vor dem Ereigniseintritt
voraussagen. Somit ist es möglich eine vorausschauende
Stillstandsplanung zu realisieren.
o Instandhaltungskostenreduktion
Durch die Möglichkeit einer Planung der Stillstände und damit
auch die Möglichkeit unterschiedliche Ereignisse zusammen zu
fassen, können in Summe natürlich auch die Instandhaltungen
optimiert und somit Instandhaltungskosten reduziert werden. Regelungsverbesserung
Verbesserung der Sekundärwasserregelung durch Adaptierung der erfassten Messdaten in das Regelungskonzept und Realisierung einer damit einhergehend Verbesserung der allgemeinen Kühlung. Auf diese Weise lassen sich auftretende hydrostatische Einflüsse berücksichtigen.
Ausfallminimierung
Minimierung von nicht planmäßigen Stillständen.
Ausfallstrategien
Realisierung von Ausfallstrategien, basierend auf den erfassten Messdaten dahingehend, dass das Kühlwasser über zur Verfügung stehende Düsen verteilt wird. Durch die gewonnenen Detailwerte einer jeden Düse, welche durch Algorithmen verdichtet werden können, ist ein gezieltes Zu- und Abschalten einzelner Bereiche, zur Reduzierung von Oberflächenfehlern der Bramme, möglich.
Monitoring
Verbesserung des Monitoring (Darstellung der Ist-Situation im Leitstand mittels Einzelbild- und Übersichtsbilddarstellungen), unter Zuhilfenahme der erfassten Messdaten anhand der Maschinen-Hierarchie. Damit einhergehend ergeben sich Möglichkeiten die Werte hierarchisch gemäß Ampel-Auswertung oder als dedizierte Vergleichsauswertung betrachten und auswerten zu können.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zur Kontrolle einer hüttenmännischen Anlage, umfassend
eine Mehrzahl von Betriebskomponenten (5), wobei zumindest eine der Betriebskomponenten (5) ein Sensorglied (8) zur Erfassung von Messdaten einer Messgröße, insbesondere Druck und/oder Temperatur, umfasst, und wobei die Messdaten von dem Sensorglied (8) an ein räumlich getrenntes, rechnergesteuertes Auswertesystem (6, 7) übermittelbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sensorglied als integrierter Sensor-Transponder (8) ausgebildet ist, wobei die Übermittlung der Messdaten von dem Sensor-Transponder (8) zu dem Auswertesystem (6, 7) drahtlos durch Funkwellen erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorglied (8) einen aufladbaren Energiespeicher umfasst.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energieversorgung des Sensorglieds (8) zumindest optional durch Funkwellen erfolgt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorglied (8) eine Kabelverbindung zur zumindest optionalen elektrischen Energieversorgung umfasst.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorglied (8) einen Speicherbaustein zur Zwischenspeicherung der Messdaten umfasst.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebskomponente als Teil eines Kühlsystem einer Stranggießanlage mit einer Mehrzahl von insbesondere in Gruppen angeordneten Kühldüsen (5) ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest jede Gruppe von Kühldüsen (5), insbesondere zumindest mehrere einzelne der Kühldüsen (5), jeweils zumindest ein Sensorglied (8) aufweist. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorglied (8) zur Messung eines Drucks der Kühldüse (5) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorglied (8) in definiertem thermischen Kontakt mit der Kühldüse (5) steht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühldüsen (5) als Mehrstoffdüsen mit zumindest zwei Stoffzuführungen, einer Mischkammer (5c) und einem Mundstück (5a) ausgebildet sind.
1 1 . Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Sensorglieder (8) an verschiedenen Bereichen (5a, 5c) der Mehrstoffdüse (5) angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem hierarchisch in mehrere Ebenen gegliedert ist, wobei zu jeder der Ebenen wenigstens ein Bereitschaftssignal in Abhängigkeit von den Messdaten der Sensorglieder (8) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswertesystem (6, 7) ortsfest oder mobil ausgebildet ist.
4. Verfahren zum Betrieb einer hüttenmännischen Anlage, gekennzeichnet durch den Schritt der Überwachung eines Anlagenteil, insbesondere eines Kühlsystems einer Stranggießanlage, mittels einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
PCT/EP2012/051742 2011-02-23 2012-02-02 Vorrichtung und verfahren zur kontrolle einer hüttenmännischen anlage WO2012113629A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011012193 2011-02-23
DE102011012193.5 2011-02-23
DE201110075855 DE102011075855A1 (de) 2011-02-23 2011-05-16 Vorrichtung und Verfahren zur Kontrolle einer hüttenmännischen Anlage
DE102011075855.0 2011-05-16

Publications (1)

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