本發(fā)明涉及一種用于由金屬、特別是鋼鑄造和軋制無頭連鑄坯材的方法以及鑄造軋制設(shè)備。

背景技術(shù)：

例如，在圖1中示出了已知的用于鑄造和軋制無頭連鑄坯材的鑄造軋制設(shè)備。在此示出的鑄造軋制設(shè)備100包括連續(xù)鑄造機(jī)110、連接在連續(xù)鑄造機(jī)之后的軋制機(jī)組120、連接在軋制機(jī)組之后的冷卻區(qū)間170、連接在冷卻區(qū)間之后的分割裝置180以及用于卷起連鑄坯材200的卷取裝置190。具體地，連續(xù)鑄造機(jī)110包括結(jié)晶器111、設(shè)置在結(jié)晶器111之后的連鑄坯引導(dǎo)部112以及典型地分割裝置180。分割裝置180用于分割所謂的冷卻連鑄坯材。在結(jié)晶器111的最初被冷卻的壁處，熔液在結(jié)晶器中凝固并且以這種方式形成連鑄坯材的坯殼。由此形成的內(nèi)部還是液態(tài)的連鑄坯材在從結(jié)晶器111中離開之后在連鑄坯引導(dǎo)部112中借助于連鑄坯導(dǎo)輥113支撐并且從垂直方向轉(zhuǎn)向到水平方向上。為了該目的，連鑄坯導(dǎo)輥113_i至少部分地借助于驅(qū)動(dòng)部114_i主動(dòng)地被驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)部114_i被連鑄坯導(dǎo)輥驅(qū)動(dòng)控制部117操控。典型地，軋制機(jī)組120包括n＝1至n個(gè)軋制機(jī)架122_n，典型地，分別為軋制機(jī)架122_n分配用于驅(qū)動(dòng)其軋輥的驅(qū)動(dòng)部124_n。n＝1至l(l＝3)個(gè)第一軋制機(jī)架122_1至3形成一組粗軋機(jī)架，分別為其分配驅(qū)動(dòng)部124_1至3。在粗軋機(jī)架之后連接加熱部、優(yōu)選地感應(yīng)加熱部129，以便在粗軋的連鑄坯材隨后進(jìn)入(精)軋機(jī)架122_4至n的組中并且在那里被精軋至期望的終軋厚度之前，將粗軋的連鑄坯材200加熱至期望的精軋溫度。典型地，為各單個(gè)軋制機(jī)架122_n分配獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)部124_n，其可單獨(dú)地被上級的驅(qū)動(dòng)控制部128操控。在圖1中以附圖標(biāo)記x表示路徑坐標(biāo)，其同樣表示鑄造方向或材料流動(dòng)方向。

圖2示出了已經(jīng)參考圖1描述的且在現(xiàn)有技術(shù)中已知的鑄造軋制設(shè)備100的細(xì)節(jié)視圖。只要在圖2中示出相同的技術(shù)元件，則其通過與在圖1中相同的附圖標(biāo)記表示。就此而言，用于圖1的相同的描述適用于圖2。此外，僅僅應(yīng)提及的是，與連鑄坯導(dǎo)輥113_i不同地，利用附圖標(biāo)記113a表示的連鑄坯導(dǎo)輥未被驅(qū)動(dòng)。此外，在連鑄坯引導(dǎo)部112中以附圖標(biāo)記x_s_ist示出了液池尖端160以及其沿著路徑坐標(biāo)x的實(shí)際位置。最終可看出，利用附圖標(biāo)記h0表示連鑄坯材200在連續(xù)鑄造機(jī)110的輸出部處的厚度，利用附圖標(biāo)記h1表示在第一軋制機(jī)架的輸出部處的厚度，并且利用附圖標(biāo)記h2表示在第二軋制機(jī)架的輸出部處的厚度。

在制造無頭連鑄坯材200時(shí)或在無頭軋制時(shí)的重要特征在于，連鑄坯材200從其在結(jié)晶器111中產(chǎn)生開始經(jīng)由其在連鑄坯引導(dǎo)部112中的完全凝固直至在軋制機(jī)組120中軋制或厚度減小是未被切斷的。以上所述的冷卻連鑄坯在連鑄坯引導(dǎo)部112的輸出部處的分割與其不矛盾，因?yàn)槔鋮s連鑄坯還不是實(shí)際的無頭連鑄坯材。借助于圖1中的分割裝置180直接在卷取裝置190之前才進(jìn)行無頭連鑄坯材的分割，以便之后將之前無頭地軋制的連鑄坯材200適當(dāng)?shù)厍懈畛善谕木黹L度。

由質(zhì)量流守恒定律，在例如在無頭軋制中存在的聯(lián)接的鑄造軋制過程中，質(zhì)量流原則上在鑄造軋制設(shè)備100的每個(gè)部位處都是恒定的。然而，例如當(dāng)連鑄坯材200積聚(那么其形成回環(huán))或者當(dāng)其被拉長(在極限情況中連鑄坯材也可被拉斷)時(shí)，可出現(xiàn)該恒定性的擾動(dòng)。在質(zhì)量流中的這種不連續(xù)性的原因例如在于，鑄造機(jī)未連續(xù)地輸送材料或質(zhì)量流，或者卷取裝置未用于充分地導(dǎo)出質(zhì)量流或連鑄坯材。

對于連續(xù)鑄造機(jī)(對其自身考慮)存在的想法是，如何可恒定地保持或調(diào)節(jié)質(zhì)量流；例如見歐洲專利文獻(xiàn)ep1720669b1。在德國專利申請de2833756a1中描述了在(精)軋制機(jī)組之內(nèi)的質(zhì)量流調(diào)節(jié)。

另一用于特別是在(精)軋制機(jī)組之內(nèi)調(diào)節(jié)質(zhì)量流的可能性在于，將用于軋材的儲(chǔ)存單元安裝到質(zhì)量流中并且通過合適地改變所儲(chǔ)存的連鑄坯材的體積控制或調(diào)節(jié)質(zhì)量流。這種儲(chǔ)存器可例如以回環(huán)儲(chǔ)存器的形式實(shí)現(xiàn)。然而，根據(jù)材料，在大于20mm的連鑄坯材的材料厚度中，由于高的剛度不能形成回環(huán)。因此，在所述的大的材料厚度時(shí)，剛好在鑄造機(jī)之后的區(qū)域中不能使用這種方案。

例如，從日本專利申請jp2007185703a中已知一種回環(huán)控制部。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中的兩個(gè)文獻(xiàn)的技術(shù)教導(dǎo)如所述的那樣僅僅涉及單個(gè)的設(shè)備部件，然而不涉及用于兩個(gè)設(shè)備部件，連續(xù)鑄造機(jī)和軋制機(jī)組的整體解決方案。在歐洲專利文獻(xiàn)ep2346625b1中公開了用于整體解決方案、確切地說在連續(xù)鑄造機(jī)和軋制機(jī)組之間同步的建議。具體地，該專利文獻(xiàn)提出，在連鑄坯材在軋制機(jī)組中厚度變化期間使用軋材從布置在前方的設(shè)備、例如鑄造機(jī)中的離開速度。然而，所述專利文獻(xiàn)未提出該技術(shù)教導(dǎo)的詳盡實(shí)施方案。然而，在更詳盡地考慮該解決方案時(shí)表明的缺點(diǎn)是，配備有數(shù)兆瓦的功率強(qiáng)的軋制機(jī)組的主驅(qū)動(dòng)部必須跟隨連續(xù)鑄造機(jī)的實(shí)施成具有僅僅幾千瓦的驅(qū)動(dòng)部，其預(yù)先規(guī)定了連鑄坯材從連續(xù)鑄造機(jī)中的離開速度。這在調(diào)節(jié)技術(shù)上是不利的，因?yàn)檎{(diào)節(jié)技術(shù)方面的性能、也就是說驅(qū)動(dòng)部的動(dòng)力隨著馬達(dá)的大小而下降。因此，與大的馬達(dá)跟隨小的馬達(dá)相比，總是更加有利的是小的馬達(dá)跟隨大的馬達(dá)。

日本專利文獻(xiàn)jp56114522公開了一種鑄造軋制設(shè)備，在其中，剛剛鑄造的金屬帶首先經(jīng)過傳動(dòng)輥對并且緊接著經(jīng)過至少一個(gè)軋制機(jī)架。不僅傳動(dòng)輥而且第一軋制機(jī)架的工作軋輥分別被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。借助于調(diào)節(jié)部將傳動(dòng)輥的轉(zhuǎn)矩保持恒定。具體地，這通過以下方式實(shí)現(xiàn)，即，軋制機(jī)架的工作軋輥的轉(zhuǎn)速用作調(diào)整參數(shù)并且被適當(dāng)改變，以使傳動(dòng)輥的轉(zhuǎn)矩保持恒定。

此外，僅僅作為技術(shù)背景，參考日本專利申請jp55014133a、jp55014134a和jp60221103a。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目標(biāo)是，改進(jìn)用于鑄造和軋制連鑄坯材的已知的方法和已知的鑄造軋制設(shè)備，使得在兩個(gè)所述設(shè)備部件中值相同的且恒定的質(zhì)量流方面，上級地使連續(xù)鑄造機(jī)以及軋制機(jī)組的驅(qū)動(dòng)部同步。

在方法方面，該目標(biāo)通過在權(quán)利要求1中要求保護(hù)的方法實(shí)現(xiàn)。其特征在于，軋制道次表模型預(yù)先規(guī)定用于軋制機(jī)組的第一軋制機(jī)架的驅(qū)動(dòng)部的理論轉(zhuǎn)速作為理論值預(yù)設(shè)，并且連續(xù)鑄造機(jī)驅(qū)動(dòng)模型預(yù)先規(guī)定用于至少一個(gè)被驅(qū)動(dòng)的連鑄坯導(dǎo)輥的驅(qū)動(dòng)部的理論轉(zhuǎn)矩作為理論值預(yù)設(shè)。

根據(jù)該要求保護(hù)的解決方案，第一軋制機(jī)架的典型地功率非常大的驅(qū)動(dòng)部以預(yù)先規(guī)定的方式獲得理論轉(zhuǎn)速，而特別是支承于前方的被驅(qū)動(dòng)的連鑄坯導(dǎo)輥的所有驅(qū)動(dòng)部同時(shí)未以預(yù)先規(guī)定的方式獲得轉(zhuǎn)速而是代替地獲得理論轉(zhuǎn)矩，該要求保護(hù)的解決方案有利地引起，第一軋制機(jī)架不僅預(yù)先規(guī)定了在軋制機(jī)組之內(nèi)的而且也預(yù)先規(guī)定了在支承于前方的連續(xù)鑄造機(jī)之內(nèi)的速度進(jìn)而質(zhì)量流。就此而言，第一軋制機(jī)架用作“速度主導(dǎo)”或“質(zhì)量流主導(dǎo)”。在此，由在第一軋制機(jī)架的進(jìn)入部和離開部處的連鑄坯材的厚度以及第一軋制機(jī)架的工作軋輥的轉(zhuǎn)速得到該質(zhì)量流。借助于軋制道次表模型確定并預(yù)先規(guī)定稍后還將描述的轉(zhuǎn)速。在此計(jì)算并且相應(yīng)地考慮在第一軋制機(jī)架的軋輥的圓周速度之前的提前量。在連續(xù)鑄造機(jī)之內(nèi)的連鑄坯導(dǎo)輥的驅(qū)動(dòng)部僅僅以預(yù)先規(guī)定的方式獲得理論轉(zhuǎn)矩然而未獲得理論轉(zhuǎn)速，這給出的優(yōu)點(diǎn)是，連鑄坯導(dǎo)輥的轉(zhuǎn)速以及特別是被驅(qū)動(dòng)的連鑄坯導(dǎo)輥的轉(zhuǎn)速也自動(dòng)地鑒于由第一軋制機(jī)架預(yù)先規(guī)定的質(zhì)量流而調(diào)整。換句話說，在連鑄坯引導(dǎo)部中的連鑄坯導(dǎo)輥的驅(qū)動(dòng)部、確切地說轉(zhuǎn)速跟隨通過第一軋制機(jī)架預(yù)先規(guī)定的質(zhì)量流、確切地說通過第一軋制機(jī)架預(yù)先規(guī)定的速度。由此，補(bǔ)償了在由軋制道次表模型進(jìn)行的質(zhì)量流計(jì)算中的小的誤差。要求保護(hù)的解決方案的另一優(yōu)點(diǎn)在于，不僅在連鑄坯導(dǎo)輥中而且在軋制機(jī)架的軋輥中可精簡轉(zhuǎn)速檢測。要求保護(hù)的在用于連鑄坯導(dǎo)輥的力矩預(yù)設(shè)同時(shí)僅僅在第一軋制機(jī)架中的轉(zhuǎn)速預(yù)設(shè)有利地自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)了在兩個(gè)設(shè)備部件中、也就是說不僅在連續(xù)鑄造機(jī)中而且在軋制機(jī)組中的期望的質(zhì)量流恒定性。

如果根據(jù)第一實(shí)施例軋制機(jī)組具有多于一個(gè)軋制機(jī)架，典型地n＝2至n個(gè)軋制機(jī)架，則本發(fā)明設(shè)置成，軋制道次表模型分別也為在第一軋制機(jī)架之后的軋制機(jī)架n＝2至n的軋輥的驅(qū)動(dòng)部預(yù)先規(guī)定單獨(dú)的理論轉(zhuǎn)矩。由此保證，第一軋制機(jī)架一如既往地保持唯一的“速度主導(dǎo)”或“質(zhì)量流主導(dǎo)”，因?yàn)?，由于理論轉(zhuǎn)矩預(yù)設(shè)，隨后的軋制機(jī)架n＝2至n的軋輥的轉(zhuǎn)速或旋轉(zhuǎn)速度是自由的。由于要求保護(hù)的、在連續(xù)鑄造設(shè)備和軋制機(jī)組之內(nèi)僅僅唯一的驅(qū)動(dòng)部中的理論轉(zhuǎn)速預(yù)設(shè)，確保不出現(xiàn)例如由于驅(qū)動(dòng)部未與轉(zhuǎn)速預(yù)設(shè)準(zhǔn)確同步而引起的在質(zhì)量流恒定性方面的擾動(dòng)。根據(jù)該要求保護(hù)的解決方案，僅僅唯一的驅(qū)動(dòng)部以預(yù)先規(guī)定的方式獲得理論轉(zhuǎn)速，而不僅在連續(xù)鑄造機(jī)中的而且在軋制機(jī)組中的所有其他驅(qū)動(dòng)部跟隨，由于該要求保護(hù)的解決方案根據(jù)本發(fā)明有利地，所有其他驅(qū)動(dòng)部的轉(zhuǎn)速自動(dòng)地調(diào)整，如根據(jù)質(zhì)量流守恒定律由第一軋制機(jī)架預(yù)先規(guī)定的質(zhì)量流所需要的那樣，而為此不需要受控的同步。

可對于連鑄坯材的任意厚度實(shí)現(xiàn)以上描述的用于在軋制機(jī)組中隨后的軋制機(jī)架n＝2至n的單獨(dú)的理論轉(zhuǎn)矩預(yù)設(shè)。作為其替代，存在的可能性是，當(dāng)在第k個(gè)軋制機(jī)架(2≤k＜n)的離開部處的連鑄坯材的厚度低于預(yù)先規(guī)定的厚度閾值時(shí)，僅僅為軋制機(jī)架n＝2至k的驅(qū)動(dòng)部分別預(yù)先規(guī)定單獨(dú)的理論轉(zhuǎn)矩。那么，在該替代方案中，不為剩余的軋制機(jī)架n＝k+1至n預(yù)先規(guī)定用于軋制機(jī)架的驅(qū)動(dòng)部的理論轉(zhuǎn)矩，而是代替地借助于受控的連鑄坯材的回環(huán)形成使(在質(zhì)量流方向上觀察)在第k個(gè)軋制機(jī)架之后的質(zhì)量流保持恒定。然而，僅僅在所述條件下可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的該替代的設(shè)計(jì)方案，即，連鑄坯材的材料具有用于回環(huán)形成的足夠的彈性或足夠的柔性；該彈性或柔性主要由連鑄坯材的所述厚度閾值代表。

為了控制回環(huán)形成，有利地在回環(huán)儲(chǔ)存器中預(yù)先規(guī)定的理論位置、也就是說預(yù)先規(guī)定的理論體積方面分別監(jiān)控連鑄坯材的回環(huán)的當(dāng)前位置。

在出現(xiàn)偏差時(shí)，相應(yīng)地修正相鄰機(jī)架的轉(zhuǎn)速，其中，可選擇性地將修正值結(jié)合到布置在之前的或之后的機(jī)架上。厚度閾值例如為40-20mm。其與連鑄坯材的材料性能，例如與連鑄坯材的彈性模量相關(guān)。

此外有利的是，監(jiān)控連鑄坯導(dǎo)輥中的至少一個(gè)連鑄坯導(dǎo)輥的滑差，并且當(dāng)識別到被監(jiān)控滑差的連鑄坯導(dǎo)輥的滑轉(zhuǎn)危險(xiǎn)時(shí)，在需要的情況下進(jìn)行反向控制。

有利地，通過合適地改變調(diào)整參數(shù)，將連鑄坯材的液池尖端在連鑄坯引導(dǎo)部中的位置調(diào)節(jié)到預(yù)先規(guī)定的理論位置上。為了該目的，在相應(yīng)的調(diào)節(jié)回路中借助于凝固模型模擬調(diào)節(jié)段，也就是說在連續(xù)鑄造機(jī)中的凝固過程。調(diào)整參數(shù)由調(diào)節(jié)器計(jì)算量并且輸出到凝固模型處。可影響液芯尖端的位置的調(diào)整參數(shù)特別地為連鑄坯材在鑄造機(jī)中的冷卻強(qiáng)度，連鑄坯材在連鑄坯引導(dǎo)部之內(nèi)的確定部位處和在連鑄坯引導(dǎo)部的輸出部處的橫截面規(guī)格、特別是厚度，鑄造速度以及鑄造機(jī)的幾何形狀。

鑄造機(jī)的幾何形狀反映其機(jī)械結(jié)構(gòu)，即，例如長度、滾輪的位置、結(jié)晶器的造型、冷卻部的布置方案等。

在鑄造軋制設(shè)備已安頓的狀態(tài)中，所述調(diào)整參數(shù)如果有也只是非常小地波動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，所述調(diào)整參數(shù)中的兩個(gè)，具體地在連續(xù)鑄造機(jī)的輸出部處的連鑄坯材厚度和鑄造速度分別在已安頓的狀態(tài)中用作用于軋制道次表模型的輸入?yún)?shù)。由這些輸入?yún)?shù)以及優(yōu)選地附加地根據(jù)在軋制機(jī)組的第一和第二軋制機(jī)架的輸出部處所測量的連鑄坯材厚度的標(biāo)準(zhǔn)，軋制道次表模型計(jì)算用于第一軋制機(jī)架n＝1的驅(qū)動(dòng)部的理論轉(zhuǎn)速和用于隨后的軋制機(jī)架n＝2至n的驅(qū)動(dòng)部的理論轉(zhuǎn)矩，之后軋制道次表模型將其輸出到用于軋制機(jī)架的驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)操控部處。

此外，根據(jù)本發(fā)明設(shè)置成，連續(xù)鑄造機(jī)驅(qū)動(dòng)模型根據(jù)用于在連鑄坯引導(dǎo)部的輸出部處的連鑄坯材厚度的值和用于鑄造速度的值的標(biāo)準(zhǔn)，分別在鑄造軋制設(shè)備已安頓的狀態(tài)中，并且根據(jù)用于連鑄坯拉伸總力矩的值的標(biāo)準(zhǔn)和在連鑄坯引導(dǎo)部之內(nèi)以及在連鑄坯引導(dǎo)部的輸出部處的坯殼厚度和連鑄坯材的溫度(變化曲線)，計(jì)算并且預(yù)先規(guī)定用于至少一個(gè)被驅(qū)動(dòng)的連鑄坯導(dǎo)輥的驅(qū)動(dòng)部的理論轉(zhuǎn)矩。

有利地，連續(xù)鑄造機(jī)驅(qū)動(dòng)模型以適當(dāng)分步的方式在連鑄坯引導(dǎo)部的長度上預(yù)先規(guī)定用于連鑄坯導(dǎo)輥的驅(qū)動(dòng)部的理論轉(zhuǎn)矩，確切地說，在考慮連續(xù)鑄造機(jī)幾何形狀、連鑄坯拉伸總力矩以及在考慮在連鑄坯引導(dǎo)部的長度上的坯殼的厚度以及連鑄坯材溫度(變化曲線)的情況下。

在鑄造連鑄坯時(shí)，可由各個(gè)連鑄坯輥力矩的總和確定或者通過凝固模型確定連鑄坯拉伸總力矩。

有利地，由連續(xù)鑄造機(jī)驅(qū)動(dòng)模型預(yù)先規(guī)定理論轉(zhuǎn)矩，使得，理論轉(zhuǎn)矩在從結(jié)晶器輸出部直至連鑄坯材的液芯尖端在連鑄坯引導(dǎo)部之內(nèi)的實(shí)際位置的第一區(qū)域中在量上增加，并且在從液芯尖端的位置直至連續(xù)鑄造機(jī)的冶金長度的第二區(qū)域中在量上保持恒定。

最終有利的是，用于理論轉(zhuǎn)速的值的變化和/或用于轉(zhuǎn)矩的理論值的變化不是突變式地、而是在時(shí)間上緩慢增加或下降地、例如斜坡式地進(jìn)行。以這種方式保證，驅(qū)動(dòng)部的動(dòng)態(tài)負(fù)載不過大。

此外，通過動(dòng)態(tài)地通過連鑄坯導(dǎo)輥的柔性調(diào)整進(jìn)行鑄造厚度調(diào)整并且同時(shí)使理論轉(zhuǎn)矩相匹配，該方法也能實(shí)現(xiàn)在正在進(jìn)行的運(yùn)轉(zhuǎn)中匹配軋制厚度h0至hn。這通過凝固模型和連續(xù)鑄造機(jī)驅(qū)動(dòng)模型的結(jié)合確定。例如用于匹配軋制厚度的控制命令符合時(shí)間和地點(diǎn)地繼續(xù)被傳輸?shù)较鄳?yīng)的支撐輥調(diào)整部和其驅(qū)動(dòng)部處。軋制機(jī)組通過此時(shí)利用相應(yīng)改變的邊界條件重新確定控制參數(shù)的軋制道次表模型同樣符合時(shí)間和地點(diǎn)地獲得用于轉(zhuǎn)速、力矩的新的理論值和軋制厚度h1至hn。由此，在不必重新起動(dòng)設(shè)備的情況下實(shí)現(xiàn)精軋帶的厚度變化。

此外，在裝置技術(shù)方面，本發(fā)明的以上所述的目標(biāo)通過根據(jù)權(quán)利要求14要求保護(hù)的鑄造軋制設(shè)備實(shí)現(xiàn)。該解決方案的優(yōu)點(diǎn)原則上對應(yīng)于以上參考要求保護(hù)的方法所述的優(yōu)點(diǎn)。重要的是，整個(gè)鑄造軋制設(shè)備、也就是說特別是軋制道次表模型單元和連續(xù)鑄造機(jī)驅(qū)動(dòng)模型單元構(gòu)造成用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。

根據(jù)本發(fā)明的鑄造軋制設(shè)備優(yōu)選地包括用于調(diào)節(jié)連鑄坯材的液芯尖端在連鑄坯引導(dǎo)部之內(nèi)的位置的液芯尖端調(diào)節(jié)回路、滑差檢測單元和/或質(zhì)量流調(diào)節(jié)回路，質(zhì)量流調(diào)節(jié)回路用于調(diào)節(jié)在軋制機(jī)組的兩個(gè)、優(yōu)選是相鄰的軋制機(jī)架之間的連鑄坯材的質(zhì)量流，當(dāng)連鑄坯材在此處是彈性的或柔性的、適合用于形成回環(huán)時(shí)，例如當(dāng)其在軋制機(jī)架之間的厚度低于預(yù)先規(guī)定的厚度閾值時(shí)。

軋制機(jī)組可具有n＝1至l個(gè)粗軋機(jī)架和n＝l+1至n個(gè)精軋機(jī)架。在這種情況中，根據(jù)本發(fā)明為其預(yù)先規(guī)定理論轉(zhuǎn)速的軋制機(jī)組的第一軋制機(jī)架為粗軋機(jī)架。

根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的鑄造軋制設(shè)備的有利設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求的對象。

附圖說明

本發(fā)明總共附有六個(gè)附圖，其中：

圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的鑄造軋制設(shè)備；

圖2示出了根據(jù)圖1的現(xiàn)有技術(shù)的鑄造軋制設(shè)備的細(xì)節(jié)圖；

圖3示出了連續(xù)鑄造機(jī)和軋制機(jī)組的驅(qū)動(dòng)部的根據(jù)本發(fā)明的上級同步的示意圖；

圖4示出了凝固模型，其用于利用其輸入和輸出參數(shù)計(jì)算液芯尖端的位置；

圖5示出了連續(xù)鑄造機(jī)驅(qū)動(dòng)模型，其用于利用其輸入和輸出參數(shù)計(jì)算在連鑄坯引導(dǎo)部之內(nèi)各個(gè)被驅(qū)動(dòng)的連鑄坯導(dǎo)輥的驅(qū)動(dòng)部的力矩分布；以及

圖6示出了借助于連鑄坯材的受控的回環(huán)形成進(jìn)行質(zhì)量流調(diào)節(jié)的示例。

具體實(shí)施方式

下面以實(shí)施例的形式參考圖3至6詳細(xì)描述本發(fā)明。

圖3示出了基于本發(fā)明的用于操控在連續(xù)鑄造機(jī)110中以及在軋制機(jī)組120中的驅(qū)動(dòng)部的圖解。根據(jù)本發(fā)明的方案的起始點(diǎn)是用于將液芯尖端的位置調(diào)節(jié)到在連鑄坯引導(dǎo)部112之內(nèi)的預(yù)先規(guī)定的理論位置x_s_soll上的調(diào)節(jié)回路130。理論位置x_s_soll相應(yīng)于路徑分量x的預(yù)定位置。液芯尖端調(diào)節(jié)回路130設(shè)置成，借助于凝固模型134模擬或理論計(jì)算液芯尖端130的分別當(dāng)前的實(shí)際位置，凝固模型形成液芯尖端調(diào)節(jié)回路130的調(diào)節(jié)段。將由此確定的實(shí)際位置x_s_ist與預(yù)先規(guī)定的理論位置x_s_soll相比較并且將在比較時(shí)可能確定的偏差作為調(diào)節(jié)參數(shù)輸送給調(diào)節(jié)器132作為輸入?yún)?shù)。之后，調(diào)節(jié)器根據(jù)調(diào)節(jié)偏差的標(biāo)準(zhǔn)并且基于預(yù)先規(guī)定的調(diào)節(jié)策略確定用于確定的調(diào)整參數(shù)133的合適的值，其適合用于影響液芯尖端的位置。該調(diào)整參數(shù)特別地為：連鑄坯材在結(jié)晶器之內(nèi)和/或在連鑄坯引導(dǎo)部之內(nèi)、也就是說總地在鑄造機(jī)之內(nèi)的冷卻強(qiáng)度，連鑄坯材在連鑄坯引導(dǎo)部之內(nèi)和之外的確定部位處的橫截面規(guī)格、特別是厚度h(x)，鑄造速度v_g和鑄造機(jī)的幾何形狀。由調(diào)節(jié)器獲得的合適的值或值的變化作為輸入?yún)?shù)133被輸送給凝固模型。在鑄造軋制設(shè)備100且特別是連續(xù)鑄造機(jī)110已安頓的狀態(tài)中，所述調(diào)整參數(shù)133如果有也只是少量地變化。可預(yù)期到，由凝固模型基于被輸送的改變的輸入?yún)?shù)重新計(jì)算的液芯尖端160的實(shí)際位置更好地與期望的理論位置相適應(yīng)；見圖4。

這些參數(shù)中的兩個(gè)，即連鑄坯材200在連鑄坯引導(dǎo)部112的輸出部處的厚度h0以及用于鑄造速度v_g的值分別在連續(xù)鑄造機(jī)110已安頓的狀態(tài)中作為輸入?yún)?shù)被結(jié)合到用于軋制機(jī)組120的軋制道次表模型126上。此外，優(yōu)選地也將在第一和第二軋制機(jī)架的輸出部處的厚度h1、h2作為輸入?yún)?shù)輸送給軋制道次表模型。也可由軋制道次表模型獨(dú)立地確定該厚度h1和h2。例如，可能在目標(biāo)厚度hn的準(zhǔn)則和軋制機(jī)架的負(fù)載極限的情況下這是有利的。那么，軋制道次表模型126根據(jù)所述輸入?yún)?shù)的標(biāo)準(zhǔn)首先計(jì)算用于第一軋制機(jī)架n1的驅(qū)動(dòng)部124_1的理論轉(zhuǎn)速n1_soll，并且，如果在軋制機(jī)組120中存在的話，計(jì)算用于剩余的軋制機(jī)架122n2至122_n的驅(qū)動(dòng)部124_n的理論轉(zhuǎn)矩mn_soll。由此計(jì)算的用于第一軋制機(jī)架122_1的驅(qū)動(dòng)部124_1的理論轉(zhuǎn)速n1_soll之后被輸出到軋制機(jī)組的驅(qū)動(dòng)控制部128處，以便其再次相應(yīng)地操控驅(qū)動(dòng)部124_1。如有可能，在考慮修正值d_n的情況下，將用于第一軋制機(jī)架的理論轉(zhuǎn)速預(yù)先規(guī)定給驅(qū)動(dòng)控制部128。

原則上通過驅(qū)動(dòng)控制部128將由軋制道次表模型126計(jì)算的理論轉(zhuǎn)矩mn_soll結(jié)合到驅(qū)動(dòng)部124_n(2＜n≤n)上。原則上可對于任意薄的連鑄坯材、特別是具有＞0.6mm的厚度的連鑄坯材實(shí)現(xiàn)這種用于驅(qū)動(dòng)部的力矩結(jié)合。在圖3中未示出該第一替代方案。

相反地，圖3示出了用于這樣的情況的第二替代方案，即，在第k個(gè)軋制機(jī)架122_k(k≥1)之后的連鑄坯材的厚度低于預(yù)先規(guī)定的厚度閾值h_lim。在這種情況中，作為第一替代方案的替代，根據(jù)第二替代方案可設(shè)置成，用于軋制機(jī)架122_n(k+1＜n≤n)的驅(qū)動(dòng)部124_n(k+1＜n≤n且k≥1)不被由軋制道次表模型預(yù)先規(guī)定的理論轉(zhuǎn)矩加載，以便在該軋制機(jī)架的區(qū)域中也相應(yīng)于由第一軋制機(jī)架122_1預(yù)先規(guī)定的質(zhì)量流保持質(zhì)量流恒定。代替地，通過以下方式保持在隨后的機(jī)架的區(qū)域中的質(zhì)量流恒定，即，至少在這些機(jī)架中的各單個(gè)機(jī)架之間設(shè)置回環(huán)調(diào)節(jié)部。

在圖6中示出了用于本身已知的質(zhì)量流調(diào)節(jié)回路140的示例，其中，借助于質(zhì)量流觀察器142觀察并檢測在兩個(gè)機(jī)架之間的質(zhì)量流，以便隨后質(zhì)量流調(diào)節(jié)器144可將合適的控制信號輸出到驅(qū)動(dòng)控制部128或支承于回環(huán)儲(chǔ)存器之前和/或之后的軋制機(jī)架122_n的驅(qū)動(dòng)部處。

如此外可在圖3中看出的那樣，所述調(diào)整參量，也就是說連鑄坯材200在連續(xù)鑄造機(jī)110的輸出部處的厚度h0以及在已安頓的狀態(tài)中的鑄造速度v_g不僅被輸送給用于軋制機(jī)組的軋制道次表模型126，而且被輸送給連續(xù)鑄造機(jī)驅(qū)動(dòng)模型115，作為輸入?yún)?shù)。此外，只要連鑄坯材尚未完全凝固，其接收由凝固模型計(jì)算的殼厚度沿著路徑分量x的分布f(x)，同樣由凝固模型計(jì)算的連鑄坯材200沿著路徑分量x的厚度分布h(x)，以及預(yù)先規(guī)定的總拉伸力矩m_g，其相當(dāng)于在連鑄坯引導(dǎo)部之內(nèi)的各單個(gè)驅(qū)動(dòng)部的所有理論轉(zhuǎn)矩的總和。根據(jù)這些輸入?yún)?shù)，連續(xù)鑄造機(jī)驅(qū)動(dòng)模型115計(jì)算用于在連鑄坯引導(dǎo)部112之內(nèi)的各單個(gè)驅(qū)動(dòng)部114_i的合適的理論轉(zhuǎn)矩mi_soll。該理論值通過連鑄坯導(dǎo)輥驅(qū)動(dòng)控制部117輸出到驅(qū)動(dòng)部114_i處；也見圖5。

圖5示出了帶有其輸入?yún)?shù)的所述連續(xù)鑄造機(jī)驅(qū)動(dòng)模型115，其對輸入?yún)?shù)進(jìn)行評估，以從中計(jì)算用于在連鑄坯引導(dǎo)部112之內(nèi)的各單個(gè)驅(qū)動(dòng)部114_i的需預(yù)先規(guī)定的理論轉(zhuǎn)矩mi_soll沿著路徑分量x的合適分布。如可在圖5中看出的那樣，理論轉(zhuǎn)矩的量在x方向上首先從結(jié)晶器的輸出部開始增加，直至液芯尖端的實(shí)際位置x_s_ist的高度達(dá)到預(yù)先規(guī)定的最大值。之后，在連鑄坯引導(dǎo)部之內(nèi)保持該用于驅(qū)動(dòng)部的轉(zhuǎn)矩的最大值，直至達(dá)到其冶金的長度l_g。

附圖標(biāo)記列表

100鑄造軋制設(shè)備

110連續(xù)鑄造機(jī)

111結(jié)晶器

112連鑄坯引導(dǎo)部

113_i第i個(gè)被驅(qū)動(dòng)的連鑄坯導(dǎo)輥

113a未被驅(qū)動(dòng)的連鑄坯導(dǎo)輥

114_i用于第i個(gè)連鑄坯導(dǎo)輥的驅(qū)動(dòng)部

115連續(xù)鑄造機(jī)驅(qū)動(dòng)模型

117連鑄坯導(dǎo)輥驅(qū)動(dòng)控制部

118滑差檢測單元

120軋制機(jī)組

122_n第n個(gè)軋制機(jī)架

124_n用于第n個(gè)軋制機(jī)架的軋輥的驅(qū)動(dòng)部

126軋制道次表模型

128驅(qū)動(dòng)控制部

129感應(yīng)加熱部

130液芯尖端調(diào)節(jié)回路

132調(diào)節(jié)器

133調(diào)整參數(shù)(＝凝固模型的輸入?yún)?shù))

134調(diào)節(jié)段＝凝固模型

140質(zhì)量流調(diào)節(jié)回路

142質(zhì)量流觀察器

144質(zhì)量流調(diào)節(jié)器

160液芯尖端

170冷卻區(qū)間

180分割裝置

190卷取裝置

200連鑄坯材

d_n用于第一軋制機(jī)架的理論轉(zhuǎn)速的修正值

f(x)在位置x處的連鑄坯材的殼的厚度

g(x)在位置x處的連鑄坯材的溫度

h(x)在位置x處的連鑄坯材的厚度

h0在連續(xù)鑄造機(jī)的輸出部處的連鑄坯材的厚度

h1在n＝1的軋制機(jī)架的輸出部處的連鑄坯材的厚度

h2在n＝2的軋制機(jī)架的輸出部處的連鑄坯材的厚度

hk在第k個(gè)軋制機(jī)架的輸出部處的連鑄坯材的厚度

hn在離開軋制機(jī)組時(shí)熱軋帶的厚度

h_lim用于連鑄坯材的預(yù)先規(guī)定的厚度閾值

i連鑄坯導(dǎo)輥的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)或軋制機(jī)架的編號

k參數(shù)

l在軋制機(jī)組中的粗軋機(jī)架的數(shù)量

l_g連續(xù)鑄造機(jī)的冶金長度

m_g總拉伸力矩

mi_soll用于第i個(gè)連鑄坯導(dǎo)輥的理論轉(zhuǎn)矩

mn_soll用于第n個(gè)軋制機(jī)架的理論轉(zhuǎn)矩

n軋制機(jī)架的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)或軋制機(jī)架的編號

n軋制機(jī)架的最大編號或在軋制機(jī)組中的最后一個(gè)軋制機(jī)架

nn_soll用于第n個(gè)軋制機(jī)架的理論轉(zhuǎn)速

n1_soll用于第1個(gè)軋制機(jī)架的理論轉(zhuǎn)速

v_g鑄造速度

x在鑄造方向上的路徑坐標(biāo)＝在材料流動(dòng)方向上的路徑坐標(biāo)

x_s_ist液芯尖端的實(shí)際位置

x_s_soll用于液芯尖端的位置的理論位置