專利名稱：用于驅(qū)動液態(tài)金屬、特別是液態(tài)鋼材料的連鑄機的支承輥的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動液態(tài)金屬、特別是液態(tài)鋼材料的連鑄機的支承輥的方法和裝置，其形成由電驅(qū)動的單獨的支承輥和/或者由液壓可調(diào)節(jié)的支承輥段構(gòu)成的連鑄坯導引裝置，其中驅(qū)動裝置的負載平衡調(diào)節(jié)器為鑄造速度的函數(shù)、馬達轉(zhuǎn)矩、馬達轉(zhuǎn)速和通常的校正值的總和。
用于連鑄坯的連鑄坯導引裝置同時用作輸出裝置，輸出裝置將連鑄坯從連鑄結(jié)晶器中通過連鑄坯導引裝置克服其阻力拉出，連鑄坯以棒形式、板坯形式、薄板坯形式、型材形式或塊形式鑄造。連鑄坯導引裝置由受牽拉的(非被驅(qū)動的)支承輥和與支承輥對置的被驅(qū)動的驅(qū)動支承輥。驅(qū)動支承輥與受牽拉的支承輥共同作用既傳導向力又傳遞連鑄坯輸送力，并以確定的壓下力壓在連鑄坯上。驅(qū)動支承輥的整體克服在其行程上由連鑄坯導引裝置施加在連鑄坯上的拉出阻力。
這種驅(qū)動裝置的功率通常以這樣的方式被確定，一方面在可以想到的生產(chǎn)環(huán)境里保障可靠的連鑄坯的輸送，另一方面制造費用和運行成本將盡可能被保留在最低，并且沒有必要使驅(qū)動裝置尺寸放大。
眾所周知，單個驅(qū)動裝置的驅(qū)動力矩可以通過兩種不同的方式傳遞到連鑄坯上。
第一種方式規(guī)定，用手調(diào)整驅(qū)動裝置并且在運行期間自行工作。
在第二種方式下(參見

圖1，現(xiàn)有技術)驅(qū)動力矩(M1-Mn)的總和取決于所有的激活驅(qū)動裝置，并且由此而構(gòu)成一個平均值。這個平均值將被作為額定驅(qū)動力矩導回到每個驅(qū)動裝置上。對于負載平衡調(diào)節(jié)裝置人們嘗試，通過各自驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)速變化(nsoll-n)將給出的該驅(qū)動裝置驅(qū)動力矩調(diào)整到額定值。
兩種調(diào)節(jié)方式的缺陷為，驅(qū)動力矩不是按照實際上可傳遞的力以及轉(zhuǎn)矩分配的。這樣的后果是，由于其小的正交力，正交力取決于輥磨損或者技術原因，驅(qū)動裝置僅可施加比額定力矩小的力矩并且因而持續(xù)地以強烈增加的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，由此給驅(qū)動輥帶來更高的磨損。
另一缺點為，在產(chǎn)生與過程有關的短時增加的拔出阻力時需要更高的總轉(zhuǎn)矩，對于那些能傳遞比平均轉(zhuǎn)矩更多的驅(qū)動裝置，僅承擔總轉(zhuǎn)矩的平均值，這就意味著這些驅(qū)動裝置被過低要求，而其他驅(qū)動裝置因為所述的原因不能傳遞要求的驅(qū)動力矩。這種做法可能導致連鑄坯的中止，這樣會導致澆鑄中斷，從而造成更大的損失。
由EP-B-0 463 203已知一種對于連鑄設備的輥的驅(qū)動裝置的控制方法，其中連鑄坯通過被驅(qū)動的輥從連鑄結(jié)晶器中被拔出，該輥的驅(qū)動裝置可以通過調(diào)節(jié)器單獨進行調(diào)節(jié)，由此輥驅(qū)動裝置的額定給定值例如轉(zhuǎn)速給定值依根據(jù)負載產(chǎn)生。這樣就會在每個單獨的輥驅(qū)動裝置之間產(chǎn)生一個負載平衡。這種方法既沒有考慮到與運行有關情況也沒有考慮到功率的總消耗，該功率允許控制按照經(jīng)驗通常情況下被施加的總驅(qū)動力的控制。
因此本發(fā)明的目的是，將在正常情況下用施加的總驅(qū)動轉(zhuǎn)矩分配到驅(qū)動裝置上，它對應它們基于各自支承輥和驅(qū)動支承輥的正交力的自然傳遞能力。
這個目的按照本發(fā)明通過以下方法得以實現(xiàn)，即所有驅(qū)動裝置的總驅(qū)動力矩由被驅(qū)動的支承輥正交力算出并且按份額地被傳遞到各支承輥上，轉(zhuǎn)矩分配的靜態(tài)基本調(diào)定以作為每個驅(qū)動支承輥具體負荷能力為依據(jù)。由此一方面防止驅(qū)動支承輥的不必要的打滑，另一方面，保證可將驅(qū)動輥將盡可能大的驅(qū)動力矩也實際上傳遞到連鑄坯上。此外，由此明顯減小輥磨損。該方法用于傳統(tǒng)的具有單獨可調(diào)整的驅(qū)動支承輥的連鑄坯支承輥段，帶有集成于上框架中的驅(qū)動支承輥的支承輥段(Cyber-Link段)、借助傳動輥的純驅(qū)動裝置及驅(qū)動裝置變型方式的混合形式。
改進方案規(guī)定，驅(qū)動支承輥的特別負荷能力由導引裝置幾何形狀，鐵靜止(ferrostatisch)高度和/或者輥子間距中算出。
調(diào)整的值的校正按照其他特征如下實現(xiàn)，連鑄坯支承輥段或驅(qū)動支承輥的活塞液缸單元的當前壓下力和澆鑄規(guī)格的函數(shù)值被引回到負載平衡調(diào)整裝置上。
跟據(jù)校正值在進一步改進之后，由單個轉(zhuǎn)矩的調(diào)整力和每個驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)矩給定值的單個轉(zhuǎn)速得出一個動態(tài)因素，該轉(zhuǎn)矩給定值由驅(qū)動支承輥的實際正交力與理論正交力的關系給定。
更進一步，在連鑄坯和支承輥以及驅(qū)動支承輥之間的輥磨損和摩擦情況的額外的校正值將被考慮。由此得到至今為止的一個偏差標準。
按照其他特征提高調(diào)節(jié)方法的準確性，從而考慮一個由特別負荷能力、動態(tài)因素和額外的校正值共同構(gòu)成的未加權總因素。
另一種改進方案規(guī)定，從未加權總因素通過與所有激活驅(qū)動裝置的數(shù)量同所有激活驅(qū)動裝置的所有未加權因素的總和的關系相乘構(gòu)成并被考慮加權總因素。
另外的特征為，為每個驅(qū)動裝置設有一個調(diào)節(jié)回路，所有激活驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力矩和額定轉(zhuǎn)速的平均值將被輸送給該調(diào)節(jié)回路。
這個平均值分別和加權總因素作為額定值被輸送到調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)裝置將額定值轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)值。
此外一個特別之處通過以下方式給出，即對于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力矩的平均值的構(gòu)成或者總和的構(gòu)成，僅考慮適合于傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力矩的驅(qū)動裝置。
在過程條件允許這樣的措施的情況下規(guī)定，連鑄坯支承輥段的活塞液缸單元或者驅(qū)動支承輥或者驅(qū)動支承輥的活塞液缸單元的當前調(diào)整力應該被提高，直到被要求的傳動旋轉(zhuǎn)力矩被傳遞為止。
一種用于驅(qū)動液態(tài)金屬、特別是液態(tài)鋼材料的連鑄機的驅(qū)動支承輥的裝置按照現(xiàn)有技術構(gòu)成由電驅(qū)動的單獨的驅(qū)動支承輥和/或者由液壓可調(diào)節(jié)的連鑄坯支承輥段構(gòu)成的連鑄坯的一個導引裝置，其中驅(qū)動裝置負載平衡調(diào)節(jié)裝置由鑄造速度、馬達轉(zhuǎn)矩、馬達轉(zhuǎn)速和通常的校正值的單項作用的總和。
這個目的按照本發(fā)明通過以下方式得以實現(xiàn)，負載平衡調(diào)節(jié)裝置具有一個用于計算轉(zhuǎn)矩分配的計算塊，該計算塊的輸入?yún)?shù)至少由激活的驅(qū)動裝置的數(shù)量“n”和單個驅(qū)動支承輥的負荷能力構(gòu)成，其中通過導引裝置的、即連鑄坯幾何數(shù)據(jù)的設備特有實施表達地輸入處理值，驅(qū)動支承輥磨損狀態(tài)和當前壓下力F的信息以及當前驅(qū)動力矩M將被作為輸入?yún)?shù)使用。
在基本構(gòu)思的改進方案中，額定值M將在計算塊中由輸入?yún)?shù)確定并且分別作為輸入?yún)?shù)被引入到轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器中。
而另外的特征規(guī)定，即在轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器上分別連接轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器上校正轉(zhuǎn)速被傳遞到電機上。
借助于附圖來描述本發(fā)明的一個實施例，其后附有詳細說明，附圖中圖1示出帶有按照當前現(xiàn)有技術的負載平衡調(diào)節(jié)器的連鑄設施總側(cè)視2顯示出帶有按照本發(fā)明負載平衡調(diào)節(jié)器的連鑄設施的總側(cè)視圖和圖3負載平衡體調(diào)節(jié)器的方框圖。
連鑄坯1(圖1和2)在連鑄過程中產(chǎn)生，在此過程中液體金屬，特別是液體鋼材料，從澆鋼桶2經(jīng)由一個中間容器3被引導，在連鑄機器結(jié)晶器4中通過冷卻形成連鑄坯外殼，并運輸，進一步冷卻并被拔出。
與現(xiàn)有技術不同(圖1)按照本發(fā)明(圖2)由一個段(沒有調(diào)整裝置和支承輥驅(qū)動裝置)及緊接著由帶有具有相應輥子間距7b的被牽拉隨動的支承輥7a和獨立調(diào)整的驅(qū)動支承輥7c的段6構(gòu)成一個連鑄坯1的導引裝置7。該驅(qū)動支承輥7c配有一個驅(qū)動裝置10，其為了旋轉(zhuǎn)支承輥由一個電機8組成，對于連鑄坯支承輥段9(由一組受牽拉的支承轉(zhuǎn)動支承輥7a組成)一個這樣的馬達可以單獨用于每個驅(qū)動支承輥上。一個調(diào)整單個支承輥7a和驅(qū)動支承輥7c的液壓活塞液缸單元11也稱為驅(qū)動裝置10。
在負載平衡調(diào)節(jié)器12中(圖1)所有激活驅(qū)的動裝置10形成驅(qū)動力矩M1-Mn的總和并由此形成一個平均值。這平均值將作為額定驅(qū)動力矩Msoll n被帶回到每個驅(qū)動裝置10。關于每個調(diào)節(jié)器(負載平衡調(diào)節(jié)器12)，試圖通過各自的驅(qū)動裝置10的轉(zhuǎn)速變化nsoll n將各驅(qū)動裝置提供的驅(qū)動力矩調(diào)整到額定值。轉(zhuǎn)速額定值以及轉(zhuǎn)矩額定值即為調(diào)節(jié)值。
與現(xiàn)有技術(圖1)不同，在圖2中用于驅(qū)動所示連鑄機的驅(qū)動支承輥7c的方法以用于液體金屬，特別是液體鋼材料的板坯連鑄設備為例，并且其形成由電驅(qū)動的單獨的驅(qū)動支承輥7c和可由液壓調(diào)整的連鑄坯支承輥段9構(gòu)成的用于連鑄坯1的導引裝置7，其中用于驅(qū)動裝置10的負載平衡調(diào)節(jié)器12以由鑄件速度、馬達轉(zhuǎn)矩、電機轉(zhuǎn)速和通常校正因數(shù)的單項作用形成的總和為條件。
所有驅(qū)動裝置10的總驅(qū)動力矩由被驅(qū)動的支承輥7c正交力得出并且按照局部按比例地被傳遞到每個驅(qū)動支承輥7c上，轉(zhuǎn)矩分配的靜態(tài)基本調(diào)定以每個驅(qū)動支承輥7c具體負荷能力為依據(jù)。驅(qū)動支承輥7c的特別負荷能力由導引裝置7(例如，弧形設備)的幾何形狀、鐵靜止高度(液體連鑄坯核心到連鑄結(jié)晶器4的澆注液面的高度差)和/或者輥子間距7b算出。連鑄坯支承輥段9或驅(qū)動支承輥7c的活塞液缸單元的當前調(diào)整力F1-Fn和澆鑄規(guī)格函數(shù)值將被引回到負載平衡調(diào)整裝置12上。由單個轉(zhuǎn)矩調(diào)整力F1-Fn和每個驅(qū)動裝置10轉(zhuǎn)矩給定值的單個轉(zhuǎn)速n1-n得出一個動態(tài)因素，該轉(zhuǎn)矩給定值由驅(qū)動支承輥7c的實際正交力與理論正交力的關系給定。
對在連鑄坯1和支承輥7a或驅(qū)動支承輥7c之間的輥磨損和摩擦情況，考慮額外的校正值。進一步應考慮一個由特別負荷能力、動態(tài)因素和額外的校正值共同構(gòu)成的未加權總因素。進而由未加權總因素通過與一個關系相乘形成加權的總因素并考慮它，該關系是所有激活的驅(qū)動裝置10與所有激活的驅(qū)動裝置10的所有未加權因素的和的比值。
為每個驅(qū)動裝置10(驅(qū)動支承輥7c和或者液壓活塞液缸單元11)構(gòu)成一個調(diào)節(jié)回路，所有激活的驅(qū)動裝置10的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力矩的平均值和額定轉(zhuǎn)速nsoll的平均值將被輸送到該調(diào)節(jié)回路。這個平均值分別以加權總因素作為額定值Msoll被輸送到調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器將額定值Msoll轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速額定值nsoll。對于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力矩平均值的構(gòu)成或者總和的構(gòu)成僅考慮適合于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力矩傳遞的驅(qū)動裝置10，即能傳遞的驅(qū)動裝置。
此外，連鑄坯支承輥段9的活塞液缸單元11或者驅(qū)動輥7c或者驅(qū)動支承輥7c的活塞液缸單元的當前調(diào)整力F1-Fn可被提高，直到被要求的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力矩被傳遞為止。
負載平衡調(diào)節(jié)裝置12(圖3)具有用于計算轉(zhuǎn)矩分配的計算塊13，其輸入端包含參數(shù)14(驅(qū)動裝置的數(shù)量“n”，導引裝置7的設備特有實施，連鑄坯1的幾何形狀數(shù)據(jù)，驅(qū)動支承輥7c磨損狀態(tài)和的調(diào)整力F的實際值)，其中考慮單獨驅(qū)動支承輥7c的負荷能力。對于導引裝置7、連鑄坯1幾何數(shù)據(jù)的設備特有的實施，規(guī)定了加工值。關于驅(qū)動支承輥7c磨損狀態(tài)和當前壓下力F的信息以及當前傳動旋轉(zhuǎn)力矩M作為輸入?yún)?shù)14。額定值M在計算塊13中由輸入?yún)?shù)得出并且和分別作為輸入?yún)?shù)16被引入到轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器15上。此外在轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器15上分別連轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器17并為電機傳遞校正轉(zhuǎn)速18。
附圖標記列表1 連鑄坯2 澆鋼桶3 中間容器4 連鑄結(jié)晶器5 沒有調(diào)整裝置和驅(qū)動裝置的段6 獨立調(diào)整的驅(qū)動支承輥段7 導引裝置7a受牽拉的支承輥7b軋輥子間距7c驅(qū)動支承輥8 電機9 連鑄坯支承輥段10驅(qū)動裝置11液壓活塞液缸單元12負載平衡調(diào)節(jié)裝置13計算塊14輸入?yún)?shù)15轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器16輸入?yún)?shù)17轉(zhuǎn)速發(fā)送器18校正轉(zhuǎn)速
權利要求
1.一種用于驅(qū)動液態(tài)金屬、特別是液態(tài)鋼材料連鑄機的支承輥(7c)的方法，支承輥形成連鑄坯(1)的導引裝置(7)，導引裝置由電驅(qū)動的單個的驅(qū)動支承輥(7c)和/或者由液壓可調(diào)節(jié)的連鑄坯支承輥段(9)構(gòu)成，其中驅(qū)動裝置(10)的負載平衡調(diào)節(jié)器(12)作為鑄造速度、馬達轉(zhuǎn)矩、馬達轉(zhuǎn)速和通常的校正值的單項作用的總和，其特征在于，所有驅(qū)動裝置(10)的總驅(qū)動力矩由被驅(qū)動的驅(qū)動支承輥(7c)正交力算出并且按份額地被傳遞到每個驅(qū)動支承輥(7c)上，從而轉(zhuǎn)矩分配的靜態(tài)基本調(diào)定以每個驅(qū)動支承輥(7c)具體負荷能力作為基礎。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，驅(qū)動支承輥(7c)的特別負荷能力由導引裝置(7)幾何形狀，鐵靜止高度和/或者輥間距(7b)中得出。
3.根據(jù)權利要求1或者2所述的方法，其特征在于，連鑄坯支承輥段(9)或驅(qū)動支承輥(7c)的活塞缸體單元(11)的當前壓下力(F1-Fn)和澆鑄規(guī)格函數(shù)值被引回負載平衡調(diào)整裝置(12)上。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，由單個轉(zhuǎn)矩(M1-n)調(diào)整力(F1-Fn)和每個驅(qū)動裝置(10)的轉(zhuǎn)矩給定值的單個轉(zhuǎn)速(n1-n)得出動態(tài)因素，該轉(zhuǎn)矩給定值由驅(qū)動支承輥(7c)的實際正交力與理論正交力的關系給定。
5.根據(jù)權利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，考慮連鑄坯(1)和支承輥(7a)或驅(qū)動支承輥(7c)之間的輥磨損和摩擦情況的額外校正值。
6.根據(jù)權利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，考慮由特別負荷能力、動態(tài)因素和額外的校正值構(gòu)成的未加權總因素。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，從未加權總因素以所有激活的驅(qū)動裝置(10)的數(shù)量與所有激活的驅(qū)動裝置(10)未加權因素的總和的比例通過相乘構(gòu)成并考慮加權總因素。
8.根據(jù)權利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，為每個驅(qū)動裝置(10)設有調(diào)節(jié)回路，所有激活驅(qū)動裝置(10)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力矩的和額定轉(zhuǎn)速的平均值將被輸送給該調(diào)節(jié)回路。
9.根據(jù)權利要求7和8所述的方法，其特征在于，這個平均值分別和加權總因素作為額定值(Msoll)被輸送到調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器將額定值轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)值(nsoll)。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的方法，其特征在于，對于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力矩的平均值的構(gòu)成或者總和的構(gòu)成僅考慮適合于傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力矩的驅(qū)動裝置(10)。
11.根據(jù)權利要求8或9所述的方法，其特征在于，連鑄坯支承輥段(9)的活塞液缸單元(11)或者驅(qū)動支承輥(7c)或者驅(qū)動支承輥(7c)的活塞液缸單元(11)的當前壓下力(F1-Fn)應該被提高，直到要求的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力矩被傳遞為止。
12.一種用于驅(qū)動液態(tài)金屬、特別是液態(tài)鋼材料的連鑄機的支承輥(7c)的裝置，支承輥構(gòu)成由電驅(qū)動的單個的驅(qū)動支承輥(7c)和/或者由液壓可調(diào)節(jié)的連鑄坯支承輥段(9)構(gòu)成的連鑄坯(1)的導引裝置(7)，其中驅(qū)動裝置(10)的負載平衡調(diào)節(jié)裝置(12)作為鑄造速度、馬達轉(zhuǎn)矩、馬達轉(zhuǎn)速和通常的校正值等單項作用的總和，其特征在于，負載平衡調(diào)節(jié)裝置(12)具有了用于計算轉(zhuǎn)矩分配的計算塊(13)，該計算塊的輸入?yún)?shù)(14)至少由激活的驅(qū)動裝置(8；11)數(shù)量“n”及單獨驅(qū)動支承輥(7c)的負荷能力構(gòu)成，其中通過導引裝置(7)即連鑄坯(1)幾何數(shù)據(jù)的設備特有實施表達地輸出處理值，驅(qū)動支承輥(7c)磨損狀態(tài)和當前壓下力F1-n的信息以及當前驅(qū)動力矩Mist，1-n將被作為輸入?yún)?shù)(14)使用。
13.根據(jù)權利要求12所述的裝置，其特征在于，額定值Msoll，1-n將在計算塊(13)中由輸入?yún)?shù)(14)確定并且分別作為輸入?yún)?shù)(16)被引入到轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器(15)中。
14.根據(jù)權利要求12和13所述的方法，其特征在于，在轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器(15)上分別連接轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器(17)，在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器上校正轉(zhuǎn)速(18)將被傳遞到馬達(8)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動液態(tài)金屬，特別是液態(tài)鋼材料的連鑄機支承輥(7c)的方法和裝置，其具有由電驅(qū)動單個驅(qū)動支承輥(7c)或液壓可調(diào)整的連鑄坯支承輥段(9)構(gòu)成的連鑄坯導引裝置(7)，所述方法和裝置如下改進負載平衡裝置(12)，所有驅(qū)動裝置(10)的總驅(qū)動力矩由被驅(qū)動的驅(qū)動支承輥(7c)的正交力得到，并份額均勻地傳遞到每個驅(qū)動支承輥(7c)，轉(zhuǎn)矩分布的靜態(tài)基本調(diào)定以每個驅(qū)動支承輥(7c)的特殊的負荷能力為基礎。
文檔編號B22D11/20GK1925932SQ200580006881
公開日2007年3月7日 申請日期2005年1月27日 優(yōu)先權日2004年3月2日
發(fā)明者H·貝耶-斯泰恩豪爾, A·維耶, K·豪恩 申請人:Sms迪馬格股份公司