用于連鑄設(shè)備的受控的次級冷卻的裝置和方法
【專利摘要】一種用于受控的次級冷卻的裝置，其帶有連鑄設(shè)備的被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的網(wǎng)絡(luò)，連鑄設(shè)備具有用于引導(dǎo)金屬坯、尤其鋼坯的部段(31)，該裝置尤其鑒于鋼種類和特別的在鑄造過程期間產(chǎn)生的任務(wù)可匹配于相應(yīng)的鑄造任務(wù)，其特征在于，該至少一個壓力網(wǎng)絡(luò)包括至少一個自調(diào)節(jié)的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
【專利說明】用于連鑄設(shè)備的受控的次級冷卻的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及ー種用于受控的次級冷卻(Sekundaerkuehlung)的裝置,其帶有連鑄設(shè)備(Stranggiessanlage)的被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的網(wǎng)絡(luò),其尤其鑒于鋼種類和特別的在鑄造過程期間產(chǎn)生的任務(wù)可匹配于相應(yīng)的鋳造任務(wù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋼的連鑄中，凝結(jié)通過鋼在鑄模中的初級冷卻和在鑄坯引導(dǎo)部的區(qū)域中的次級冷卻來實現(xiàn)。在鑄坯引導(dǎo)部內(nèi)，水或水-空氣混合物在壓カ下在鑄坯導(dǎo)輥之間空出的區(qū)域中被直接噴射到鑄坯表皮(Strangschale)上；由此從鑄坯取走熱量。
[0003]連鑄設(shè)備(即例如板坯、薄板坯或規(guī)格連鑄設(shè)備)，為了引導(dǎo)鑄坯具有成排的部段(Segment),其數(shù)量由相應(yīng)的產(chǎn)品范圍(Produktspektrum)來確定。其可由帶有相應(yīng)的棍道的直至二十個部段構(gòu)成。在一部段中，各部段框架相應(yīng)布置有在兩個與十個之間的輥或部分輥(Teilrolle)、也就是說帶有相應(yīng)的劃分的輥。對于鋼鋳造設(shè)備和部段，多個冷卻區(qū)重疊。冷卻區(qū)可與一部段相疊，其然而也可延伸經(jīng)過多個部段。還存在該可能性，即部段的僅僅部分是冷卻區(qū)的組成部分。部段本身(在生產(chǎn)方向上觀察)也可具有多重劃分的冷卻區(qū)。
[0004]由于生產(chǎn)技術(shù)原因存在的冷卻區(qū)要求，鋼鑄造設(shè)備優(yōu)選地裝備有直至八十個或更多的調(diào)節(jié)回路(Regelkreis)，其中，各冷卻區(qū)相應(yīng)設(shè)置有調(diào)節(jié)回路。各調(diào)節(jié)回路，經(jīng)由至少ー個噴嘴將冷卻介質(zhì)施加到產(chǎn)品上，以便相應(yīng)于要求冷卻產(chǎn)品。
[0005]按照產(chǎn)品的要求，各個調(diào)節(jié)回路利用單物質(zhì)、兩物質(zhì)或多物質(zhì)冷卻系統(tǒng)來實施。在單物質(zhì)冷卻系統(tǒng)中，使用水作為冷卻剤。水量被用作對輸送給產(chǎn)品的冷卻物質(zhì)的度量。在兩物質(zhì)或多物質(zhì)系統(tǒng)中，經(jīng)由專門的噴嘴同樣將冷卻劑(水)輸送給產(chǎn)品。然而，此處在噴嘴處將相應(yīng)的添加物(如壓縮的空氣)輸送給水。兩物質(zhì)冷卻系統(tǒng)使更有效的冷卻成為可能且提供了用于影響冷卻效果的更多可能性。由此，在維持必需的噴射圖的同時通過將冷卻劑均勻地施加到產(chǎn)品上也可實現(xiàn)更少的水量。
[0006]同樣可能不僅經(jīng)由水量而且在兩物質(zhì)冷卻的情況中還經(jīng)由所輸送的空氣壓カ來調(diào)整冷卻效果。
[0007]由于在新的連鑄設(shè)備中較大的產(chǎn)品范圍，在次級冷卻中需要較大的調(diào)節(jié)范圍，以便一方面能夠快速鋳造LC鋼，其中，需要非常大的水量，且以便另一方面對于包晶鋼和管鋼的情況在矯正區(qū)域(Richtbereich)中還能夠以足夠的溫度矯正板坯，其中，僅非常小的水量被設(shè)置用于冷卻。
[0008]傳統(tǒng)地通過帶有水-空氣噴嘴的兩物質(zhì)冷卻系統(tǒng)來實現(xiàn)這些要求，其具有較大的例如1:14的調(diào)節(jié)范圍。與此相反，以水工作的単物質(zhì)噴嘴具有僅1:4的調(diào)節(jié)范圍且因此由于上面所說明的要求僅受限地適用于許多連鑄設(shè)備。
[0009]此外必需建立在鑄坯的寬度上盡可能均勻的溫度，因此例如在矯正范圍中沒有裂縫由于太冷的板坯棱邊而產(chǎn)生。該問題通過單獨調(diào)節(jié)的噴射區(qū)(其覆蓋不同的鑄造寬度)來解決。在此，對于每個寬度區(qū)需要特別的調(diào)節(jié)回路。[0010]目前，已知應(yīng)用在連鑄中的次級冷卻裝置，在其中用于次級冷卻的調(diào)整機(jī)構(gòu)位于在水分配腔中的部段之外?？赏ㄟ^電氣操控的閥來調(diào)整用于調(diào)節(jié)回路的水量。在此，借助于在調(diào)節(jié)路段內(nèi)的流量測量來確定用于調(diào)節(jié)回路的實際水量。借助于部段的水夾板(Wasserspannplatte)將由調(diào)節(jié)回路所調(diào)整的水量傳遞到部段處且在那里經(jīng)由管路和噴嘴噴射到板坯表面上。在夾板上的密封元件負(fù)責(zé)使在部段安裝時介質(zhì)的聯(lián)結(jié)是密封的。
[0011]在此應(yīng)注意的是，各調(diào)節(jié)回路需要至少一個在水夾板中的傳遞部位(Uebergabestelle)。在水量較大時,也可能還需要兩個傳遞部位。在調(diào)節(jié)回路的數(shù)量較大時，各部段往往需要非常復(fù)雜的水夾板。
[0012]由文件EP O 650 790 BI已知一種用于在連鑄機(jī)中由細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)成的鑄坯的表面熱處理的方法，連鑄機(jī)關(guān)聯(lián)有用于加熱熱負(fù)載的鑄坯的加熱爐，以便防止鋁、釩、鈮等從化合物中分離出且消除或至少很大程度上減少由于應(yīng)力的表面缺陷。使用于此的連鑄機(jī)具有鑄模、次級冷卻室、取出和矯正單元以及切割單元。在此所使用的方法包括在次級冷卻室內(nèi)對鑄坯的第一冷卻步驟和在切割單元之前對鑄坯的第二冷卻步驟。該方法特征在于鑄坯的外層借助于第二冷卻步驟的表面淬火，其通過鑄坯的表面的強(qiáng)化的和集中的冷卻來實現(xiàn)，以便在自然的又鑄坯的熱芯所引起的調(diào)溫之后將鑄坯的表面溫度降低到大約400°C與大約900°C之間，其中，該強(qiáng)化的和集中的冷卻由此來實現(xiàn)，即通過多個冷卻噴嘴將基于水的冷卻流體在壓力下噴向鑄坯的表面。強(qiáng)化的和集中的冷卻依賴于鑄坯的尺寸且直接地或立即在鑄坯通過取出和矯正單元取出和矯正的步驟之后被運用。
[0013]由文件EP I 550 523 Al已知一種用于連鑄設(shè)備的次級冷卻的多樣化調(diào)節(jié)的方法，在其中次級冷卻關(guān)于鋼種類、在鑄造過程期間的困難等被匹配于實際的鑄造任務(wù)。為了使能夠靈活地調(diào)節(jié)(其直接涉及到連鑄的冷卻要求)且為了實現(xiàn)次級冷卻的很大程度的改善，次級冷卻的部段相應(yīng)具有特別的冷卻循環(huán)，其以單獨的任務(wù)相關(guān)的規(guī)定額定值(Sollwertvorgabe)來調(diào)節(jié)。
[0014]根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)，所需的冷卻效果經(jīng)由輸送給產(chǎn)品的水體積流量來調(diào)節(jié)。在此當(dāng)然也考慮其它物質(zhì)量，因為其同樣影響冷卻效果。
[0015]用于單物質(zhì)、兩物質(zhì)或多物質(zhì)冷卻系統(tǒng)的調(diào)節(jié)回路的目前的實施方案主要在額定水體積流量的計算上相區(qū)別。由此僅調(diào)節(jié)輸送給噴嘴的水體積流量。其它的物質(zhì)流相應(yīng)于要求來調(diào)整。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的所有調(diào)節(jié)回路目前包括作為輸入壓力確定的共同的壓力測量、通過用于水量的傳感器的體積流量測量和用于量調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)閥(促動器)。
[0016]所有系統(tǒng)聯(lián)結(jié)到中央的數(shù)據(jù)采集部處，其基于材料規(guī)定和其它信息以及關(guān)于使用物質(zhì)、生產(chǎn)及測量技術(shù)信息的評估對各冷卻區(qū)計算額定水量且將這些信息作為控制量(Fuehrungsgroesse)傳遞到所屬的調(diào)節(jié)裝置處。
[0017]對于所有噴嘴共同的是該基本功能，即相應(yīng)于流量在噴嘴處來調(diào)整水壓，不依賴于是單物質(zhì)、兩物質(zhì)還是多物質(zhì)噴嘴；然而輸送給噴嘴的物質(zhì)相互影響。
[0018]如果例如在兩物質(zhì)噴嘴處在氣壓恒定時設(shè)立恒定的水量，則出現(xiàn)同樣恒定的水壓和恒定的空氣量。如果現(xiàn)在改變水量，則在水壓與空氣量之間建立新的平衡。
[0019]在專利申請文件DE 10 2009 034 847.6中提出一種用于受控的次級冷卻的裝置，在其中該網(wǎng)絡(luò)包括至少一個第一壓力網(wǎng)絡(luò)，在其中冷卻介質(zhì)的壓力被用作目標(biāo)量(Aufgabengroesse)。因此不提供冷卻介質(zhì)的量，而是根據(jù)所有在冷卻系統(tǒng)內(nèi)的消耗器那么所取用的必需的冷卻介質(zhì)量來提供壓カ。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]本發(fā)明的目的是提供ー種可靈活使用的用于次級冷卻的裝置。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，該目的由此來實現(xiàn)，即該至少ー個壓カ網(wǎng)絡(luò)包括至少ー個自調(diào)節(jié)的壓カ調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。這意味著，壓カ調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是自動的。
[0022]為了該目的，調(diào)節(jié)回路被全新地設(shè)計，其中，實現(xiàn)以下構(gòu)造:共同的壓カ測量部(輸入壓カ確定部)、體積流量測量部(用于水量的傳感器)和通過外部壓カ規(guī)定值(Fremddruckvorgabe)可調(diào)整的調(diào)節(jié)閥被用作壓カ調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0023]通過使用自動的壓カ調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(其在不使用外部能量的情況下工作)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)不僅可被放置在部段之前、例如在介質(zhì)腔、也就是說當(dāng)前的符合標(biāo)準(zhǔn)的位置中。通過自動的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的技術(shù)使該位置位于部段上容易或才使之成為可能，因為避免使用電的或其它輔助能量且還在沒有電氣技術(shù)幫助的情況下將調(diào)節(jié)量(Stellgroesse)輸送給壓カ調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。調(diào)節(jié)量經(jīng)由單獨的氣動或液壓的管路被輸送給壓カ調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)作為輔助能量使用待調(diào)節(jié)的介質(zhì)本身、即優(yōu)選地水；但是同樣為此也可使用壓縮空氣。
[0024]各調(diào)節(jié)回路即需要至少ー個自調(diào)節(jié)的壓カ調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。在壓カ調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)放置在部段上的情況中，除了相應(yīng)的冷卻劑供應(yīng)管路和外部待規(guī)定的調(diào)節(jié)量(液壓裝置或氣動裝置)之外不需要用于介質(zhì)或能量的另外的連接。
[0025]在使用本發(fā)明的情況中，也可成本有利地實現(xiàn)附加的冷卻循環(huán)，尤其通過“智能的”、也就是說通過傳感器和評估器件支持的在部段上的冷卻劑分布?？汕袛嗖恍枰睦鋮s劑循環(huán)或水循環(huán)；通過本發(fā)明來設(shè)置水分布的細(xì)網(wǎng)式劃分。通過分散的且自給自足的調(diào)節(jié)，相對現(xiàn)有技術(shù)獲得更好的調(diào)節(jié)結(jié)果。通過使用在無附加的從外部輸送的輔助能量的情況下就能應(yīng)付的調(diào)節(jié)閥來提高運行安全性。
[0026]應(yīng)用壓カ調(diào)節(jié)可影響水量調(diào)節(jié)的不同的問題情況。由此例如可提高調(diào)節(jié)回路的數(shù)量，而不必在部段之外執(zhí)行成本高的變化、例如路段套管(Streckenverrohrung)。
[0027]冷卻介質(zhì)是唯一的流體、尤其水，或者是由兩個或多個流體、例如由水和壓縮空氣構(gòu)成的混合物。
[0028]優(yōu)選地，該至少一個壓カ網(wǎng)絡(luò)包括至少ー個自調(diào)節(jié)的壓カ調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。在此有利地，壓カ調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)閥或控制閥(Schaltventil)，外部壓力作為調(diào)節(jié)量被輸送給其。
[0029]以有利的方式，外部壓力作為調(diào)節(jié)量經(jīng)由單獨的氣動或液壓的管路被輸送給壓カ調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。壓カ調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可特別實用地布置在部段上或在其處。
[0030]本發(fā)明優(yōu)選地設(shè)置成，該至少一個壓カ網(wǎng)絡(luò)尤其在壓カ管路與部段之間的過渡處具有聯(lián)結(jié)分離部位(Kupplungstrennstelle)。在此,聯(lián)結(jié)分離部位例如構(gòu)造為水夾板。壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可關(guān)于流動方向布置在聯(lián)結(jié)分離部位之前或之后。這意味著，根據(jù)本發(fā)明，自調(diào)節(jié)的控制或調(diào)節(jié)閥以液壓或氣動的控制量加載被用于控制或調(diào)節(jié)帶有在用于單物質(zhì)冷卻或兩物質(zhì)冷卻的水分配腔中的布置的次級水量。閥在聯(lián)結(jié)分離部位之前、也就是說在水夾板之前即例如被使用在介質(zhì)腔中。備選地，閥在聯(lián)結(jié)分離部位之后、即在相應(yīng)的部段上或在其處被使用。
[0031]在使用自調(diào)節(jié)的壓カ調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)次級水量的情況下可實現(xiàn)任意多的冷卻區(qū)，而不須進(jìn)行在路段套管處的擴(kuò)展措施。在該情況中，水供應(yīng)的劃分總是在流動方向上在聯(lián)結(jié)分離部位(水夾板)之后發(fā)生。通過提高冷卻區(qū)的數(shù)量，可在相應(yīng)的邊界條件下正面地影響金屬還的表面品質(zhì)和結(jié)構(gòu)品質(zhì)。
[0032]在各部段或各部段組冷卻介質(zhì)受控分布的情況中，不需要恒壓網(wǎng)絡(luò)，因為可隨時檢測特征曲線。對此的前提是，各部段或各部段組即各支路設(shè)置有用于壓カ測量或用于流量測量的機(jī)構(gòu)。在此前提是，對于完全的體積流量在管路中直至閥不允許存在較大的壓降。
[0033]在恒壓網(wǎng)絡(luò)中此外為此要考慮的是，裝備有驅(qū)動器的閥僅需要較小的結(jié)構(gòu)空間且適合于耐用的運行。
[0034]當(dāng)與單個閥相關(guān)聯(lián)的多個噴嘴作為調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可單獨地來調(diào)校時，也是有利的。為了作為“調(diào)節(jié)元件”能夠單獨地調(diào)?！皣娮炷K”、也就是說與閥相關(guān)聯(lián)的多個噴嘴，根據(jù)本發(fā)明提出設(shè)立測量路段，經(jīng)由其根據(jù)其接通(Freischaltung)可進(jìn)行噴嘴模塊的特征曲線的調(diào)校。這可在維護(hù)工作期間或甚至在鑄造間歇中發(fā)生。此處有利的是，可単獨測量噴嘴模塊。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的一有利的構(gòu)造，網(wǎng)絡(luò)在分配腔的區(qū)域中僅具有唯一的冷卻劑供給管路，由泵所輸送的冷卻劑經(jīng)由其可輸送給部段的夾板，其中，管路的分支布置在夾板和/或部段的區(qū)域中。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)可不僅可以以單成分冷卻部(僅水作為冷卻剤)而且可以以雙成分冷卻部(水和空氣作為冷卻剤)來實現(xiàn)。
[0037]以普遍的方式，本發(fā)明涉及ー種用于受控的次級冷卻的裝置，其帶有連鑄設(shè)備的被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的網(wǎng)絡(luò)，其特征在干，泵調(diào)節(jié)回路或通過恒定壓カ網(wǎng)絡(luò)提供冷卻介質(zhì)的需要的量并且在鑄坯引導(dǎo)部內(nèi)的部段上的量上的分配通過帶有限定的打開位置(敞開、半敞開等)的閥或通過比例閥實現(xiàn)。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的用于受控的次級冷卻的裝，根據(jù)本發(fā)明以有利的方式特征在于，泵調(diào)節(jié)回路受控地提供冷卻介質(zhì)的需要的量并且在鑄坯引導(dǎo)部內(nèi)的部段上的量上的分配通過帶有限定的打開位置(敞開、半敞開等)的閥或通過比例閥實現(xiàn)。
[0039]優(yōu)選地，在一種帶有連鑄設(shè)備的被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的網(wǎng)絡(luò)的用于受控的次級冷卻的裝置中在部段上存在用于在連鑄設(shè)備中和/或在部段上冷卻介質(zhì)的分配的主動的調(diào)節(jié)元件、尤其閥和/或調(diào)節(jié)器。
[0040]優(yōu)選地，各部段或各部段組設(shè)置有用于壓カ測量和體積流量測量的機(jī)構(gòu)。在部段中的每個上可存在多組噴嘴，其每個有利地關(guān)聯(lián)有単獨的閥，其中，與它相關(guān)聯(lián)的噴嘴可單獨地來調(diào)校。
[0041]本發(fā)明還涉及ー種帶有連鑄設(shè)備的被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的網(wǎng)絡(luò)的用于受控的次級冷卻的裝置和方法。根據(jù)本發(fā)明，該方法特征在于，來調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的壓力。
[0042]在該方法的一改進(jìn)方案中設(shè)置成,脈動地(pulsierend)通過開關(guān)閥來改變冷卻介質(zhì)的壓力。此外可使用以不同的設(shè)計方案的閥。閥例如作為開關(guān)閥、作為離散地或作為持續(xù)地可開關(guān)的閥來運行。
[0043]壓力-體積流量特征曲線以一定的時間間隔來調(diào)校。然而，該調(diào)校優(yōu)選地在連鑄設(shè)備中的鑄造運行之外實現(xiàn)。
[0044]通過將調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)直接移動到在消耗器附近的部段上提供在沒有與調(diào)節(jié)量(額定值)匹配的情況下直接建立必需的壓力的可能性。此外，與消耗器附近相聯(lián)系的直接的壓力調(diào)節(jié)還使對可能的干擾量的顯著更快的反應(yīng)成為可能，這導(dǎo)致，冷卻介質(zhì)在消耗器處的壓力沖擊被減小。尤其地，快速地識別出例如由堵塞所引起的噴嘴失效，因為直接經(jīng)由壓力來調(diào)節(jié)冷卻劑量。此外，由此產(chǎn)生的在消耗器處的平穩(wěn)的壓力情況有利于以冷卻介質(zhì)統(tǒng)一的加載且又導(dǎo)致鑄造產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)品質(zhì)和表面品質(zhì)的改善。
[0045]通過精細(xì)劃分的調(diào)節(jié)回路的實現(xiàn)，相對于傳統(tǒng)的解決方案可更好且更快地在金屬坯的整個鑄坯寬度上來建立所要求的溫度；這總地導(dǎo)致金屬坯的表面和結(jié)構(gòu)品質(zhì)的改善。
[0046]通過使用該技術(shù)，可顯著減少在鑄造機(jī)器和鑄坯引導(dǎo)部之外的套管。因此在本發(fā)明的一非常簡單的設(shè)計方案中可能各部段僅設(shè)置唯一的管路。也可取消根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)必需的水分配腔。通過這些措施顯著節(jié)省成本。如果由在噴嘴處的冷卻介質(zhì)的建立的壓力(調(diào)節(jié)結(jié)果)和噴嘴特征曲線和設(shè)計方案推出冷卻介質(zhì)的消耗且放棄通過體積流量測量來驗證該結(jié)果，也可取消通常存在的體積流量測量。相對現(xiàn)有技術(shù)可實現(xiàn)更多的冷卻區(qū)，在現(xiàn)有設(shè)備中在部段上的裝備可簡單地改裝。
[0047]因為不再須對于每個調(diào)節(jié)回路在部段上構(gòu)造單獨的帶有調(diào)節(jié)閥且?guī)в畜w積流量測量部的冷卻劑管路，可能在無耗費的情況下提高調(diào)節(jié)回路的數(shù)量，而不由此在部段之外引起附加成本。
[0048]當(dāng)通過特別的冷卻策略來平衡使用較少數(shù)量的調(diào)節(jié)回路的傳統(tǒng)的冷卻的缺點時，調(diào)節(jié)回路的擴(kuò)展也可改善地影響鑄造產(chǎn)品的表面品質(zhì)，這又正面地影響生產(chǎn)成本。
[0049]同樣地，通過使用該技術(shù)得出該優(yōu)點，就在現(xiàn)有系統(tǒng)的改裝或擴(kuò)展中得出一種成本有利的或一種通過本發(fā)明的應(yīng)用基本才經(jīng)濟(jì)的實現(xiàn)方案。成本節(jié)省由此得到，即不再需要另外附加的路段套管。測量技術(shù)也簡化。
[0050]在噴嘴失效的情況中(如果噴嘴不帶出或僅還帶出很少的冷卻劑量，例如在阻塞時，稱為失效)且在該前提條件下，即使用體積流量調(diào)節(jié)，以相應(yīng)提供的冷卻介質(zhì)量供應(yīng)剩下的噴嘴，其中，系統(tǒng)壓力升高。
[0051]在使用壓力調(diào)節(jié)的情況下引起整個系統(tǒng)的反應(yīng)改進(jìn)，因為在每個噴嘴處建立的系統(tǒng)壓力被保持恒定。雖然冷卻劑總量被減少，但是每個噴嘴的單獨冷卻劑量不變。
[0052]冷卻劑總量的減少可通過針對性地提高規(guī)定壓力來有意地平衡。
[0053]為了部段的總體積的體積流量調(diào)節(jié)，每個自動的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的壓力規(guī)定值可被統(tǒng)一。體積流量測量那么在調(diào)節(jié)回路中用作實際值，期望的體積流量作為控制量(額定值)而每個自動的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的壓力規(guī)定值作為調(diào)節(jié)量。如果調(diào)節(jié)量互聯(lián)(zusammenschalten),則通過其改變可相應(yīng)地影響實際值，以便達(dá)到控制量。
[0054]通過改變壓力規(guī)定值彼此的比例，可在維持總冷卻劑流的同時實現(xiàn)冷卻劑分配。當(dāng)然，由此也可在冷卻劑體積流量改變的情況下實現(xiàn)該比例。
[0055]調(diào)節(jié)結(jié)果的改善在自動的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)布置在部段上的情況中出現(xiàn)，因為在壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與消耗器(也就是說噴嘴)之間的間距那么明顯更小。調(diào)節(jié)路段具有較小的調(diào)節(jié)技術(shù)等級，因此調(diào)節(jié)結(jié)果處于比標(biāo)準(zhǔn)情況(在其中調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在介質(zhì)腔中且因此須克服且須考慮顯著的距離和高度差)更高的精度范圍中。
[0056]這基于此，即相比在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的解決方案(根據(jù)其調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位于介質(zhì)腔中)，在壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、流量測量儀和壓力傳感器以及次級壓力介質(zhì)噴嘴之間的管路的殘留的壓力損失變得小得多且明顯更少地影響建立的體積流量。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所規(guī)定的在冷卻劑分配腔(介質(zhì)腔)之間的高度差根據(jù)本發(fā)明的解決方案不再存在且因此附加地可不考慮。
[0057]在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的解決方案中，須考慮在調(diào)節(jié)單元與噴嘴位置之間的高度差或水平差；由此產(chǎn)生的壓力差在考慮水平差和殘留的壓力損失的情況下特定設(shè)備地處于0.5至3bar的范圍中。
[0058]壓力調(diào)節(jié)可引起在體積流量測量失效的情況下承擔(dān)該調(diào)節(jié)且盡管該失效能夠繼續(xù)運行設(shè)備。
[0059]通過冗余地實施調(diào)節(jié)策略的該可能性，每個單獨的冷卻劑冷卻部的可用性和因此設(shè)備的整體可用性提高。
[0060]通過使用(代替電氣規(guī)定值)外部氣動地或液壓地規(guī)定的調(diào)節(jié)量(其經(jīng)由管路被引導(dǎo)到部段上)，運行安全性“在部段上的調(diào)節(jié)”的變體中提高。
[0061]通過極端的環(huán)境條件、尤其通過高的且交變的溫度、交變的濕度、侵入的鑄造粉末在使用時間上來限制在部段上的電氣連接、端口和調(diào)節(jié)技術(shù)。通過應(yīng)用自動的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、尤其可通過外部壓力規(guī)定值調(diào)整的調(diào)節(jié)閥，本發(fā)明這里提供補(bǔ)救。
[0062]根據(jù)本發(fā)明，通過冷卻介質(zhì)的壓力的調(diào)節(jié)可推出體積流量，尤其在應(yīng)用部段的設(shè)計和相應(yīng)的噴嘴特征曲線的情況下。
[0063]在體積流量調(diào)節(jié)失效時、例如在體積流量調(diào)節(jié)部發(fā)生故障時，可激活壓力調(diào)節(jié)。由此可能以有缺陷的體積流量測量來繼續(xù)運行該設(shè)備，而不損壞它。通過該冗余性，每個單獨的體積流量調(diào)節(jié)部的可用性以及因此設(shè)備的整體可用性可被提高。
[0064]根據(jù)本發(fā)明，自調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)或控制閥有利地以氣動的或液壓的控制量加載來調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的壓力。為了調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的量，共同的體積流量測量被用作實際值且與控制量來比較。調(diào)節(jié)的結(jié)果被轉(zhuǎn)化成壓力且作為氣動或液壓的控制量加載被輸送給自調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)或控制閥。通過改變相應(yīng)的壓力規(guī)定值，由此可來調(diào)節(jié)輸送給鑄坯的體積流。對于該情況，即自調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)或控制閥放置在該部段上，僅需要一個共同的路段套管。通過自調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)或控制閥靠近消耗器且伴隨于此的較小的調(diào)節(jié)技術(shù)等級，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可容易地自動調(diào)節(jié)可能出現(xiàn)的壓力波動。通過該狀況，減少系統(tǒng)引起的壓力沖擊和壓力波動。通過本發(fā)明提供了一種帶有部分量影響的總體積流量調(diào)節(jié)；通過本發(fā)明的該方面還改善調(diào)節(jié)結(jié)果。通過本發(fā)明還提供一種用于體積流量測量的失效策略，例如在體積流量測量失效時。
[0065]優(yōu)選地設(shè)置成，泵調(diào)節(jié)回路或恒壓網(wǎng)絡(luò)維持冷卻介質(zhì)的量、尤其水量并且在鑄坯引導(dǎo)部的部段上的量上的分配在鑄造方向上或橫向于鑄造方向通過位于部段上的體積流量調(diào)節(jié)器來進(jìn)行。
[0066]本發(fā)明還涉及一種用于利用連鑄設(shè)備的被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行受控的次級冷卻的方法。根據(jù)本發(fā)明的方法特征在于，來調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的壓力。
[0067]優(yōu)選地，閥作為開關(guān)閥、作為離散地或作為持續(xù)地可開關(guān)的閥來運行。同樣，有利地通過冷卻介質(zhì)的壓力的調(diào)節(jié)來推出體積流量。
[0068]如果為了部段的總體積流量的體積流量調(diào)節(jié)來統(tǒng)一每個自動的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的壓力規(guī)定值，是有利的。
[0069]優(yōu)選地，在壓力調(diào)節(jié)回路中相應(yīng)所測量的體積流量用作實際值，期望的體積流量用作控制量而每個自動的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的壓力規(guī)定值作為調(diào)節(jié)量。[0070]根據(jù)該方法的一有利的設(shè)計方案，自調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)或控制閥以氣動的或液壓的控制量加載來調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的壓力。
[0071]同樣有利的是，尤其各部段使用冷卻介質(zhì)的所測量的體積流量作為實際值且與控制量來比較，為了調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的壓力由對量的調(diào)節(jié)的結(jié)果來獲得液壓的或氣動的控制量，其被輸送給自調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)或控制閥。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0072]下面根據(jù)附圖以實施例來詳細(xì)闡述本發(fā)明。其中:
圖1顯示了通過連鑄設(shè)備中的鑄坯引導(dǎo)部的部段的剖視圖以及圖2顯示了用于以冷卻介質(zhì)供應(yīng)在俯視圖中示出的部段的一實施形式，其中，除了水夾板之外控制空氣夾板(Steuerluftspannplatte)作為可聯(lián)結(jié)的元件安裝在用于將壓縮空氣作為控制量輸送至在水夾板上的調(diào)整機(jī)構(gòu)的部段處。
【具體實施方式】
[0073]根據(jù)本發(fā)明(圖1)設(shè)置成，在用于鑄造金屬坯的設(shè)備中的鑄坯引導(dǎo)部在鑄造方向A上具有多個在鑄造方向上依次布置的且相應(yīng)裝備有用于引導(dǎo)鑄坯的輥Ia的部段I。每個部段I具有兩個或多個噴射區(qū)，其通常按照待鑄造的鑄坯的寬度來運行。在每個部段上，借助于上側(cè)的噴嘴4和下側(cè)的噴嘴4a來施加冷卻介質(zhì)。噴嘴4、4a相應(yīng)安裝在輥Ia之間的區(qū)域中。根據(jù)待運輸?shù)慕饘倥鞯暮穸?，噴?在其高度上可調(diào)節(jié)。
[0074]在一實施例(圖2)中示出了部段31，其經(jīng)由三個調(diào)節(jié)回路32、33、34被供應(yīng)以冷卻介質(zhì)、即例如被供應(yīng)以水或水-壓縮空氣混合物。調(diào)節(jié)回路32經(jīng)由中央的輸送線路(Zufuehrungsstrang) 35將冷卻介質(zhì)施加到部段31的中間區(qū)域上。從輸送線路將冷卻介質(zhì)分配至各個噴嘴4。調(diào)節(jié)回路33和34相應(yīng)具有彼此平行地延伸的兩個輸送線路39、40或41和44，冷卻介質(zhì)從其到達(dá)所關(guān)聯(lián)的噴嘴4。
[0075]以本身已知的方式，冷卻介質(zhì)(在當(dāng)前的情況中水)經(jīng)由水夾板45經(jīng)由控制或調(diào)節(jié)閥46、47和48相應(yīng)被輸送給調(diào)節(jié)回路32至34?？刂苹蛘{(diào)節(jié)閥46至48相應(yīng)裝備有調(diào)整機(jī)構(gòu)49至51，經(jīng)由其氣動地來調(diào)整控制或調(diào)節(jié)閥46至48的控制或調(diào)節(jié)位置(通過使調(diào)整機(jī)構(gòu)49至51的設(shè)置或位置通過用作控制量的壓縮空氣的壓力來調(diào)整)。
[0076]壓縮空氣經(jīng)由構(gòu)造為控制空氣夾板52的聯(lián)結(jié)部被輸送給調(diào)整機(jī)構(gòu)49至51。壓縮空氣的量和壓力由控制裝置、例如可編程的控制部(SPS)53來提供。經(jīng)由可調(diào)節(jié)的氣動的閥54、55和56，將壓力調(diào)整為用于調(diào)整機(jī)構(gòu)49至51的控制量且相應(yīng)地經(jīng)由自己的管路57、58、59經(jīng)由控制空氣夾板52輸送給調(diào)整機(jī)構(gòu)49至51。
[0077]水供應(yīng)經(jīng)由介質(zhì)腔60來確保，在其中設(shè)置有用于水的流量或用于其壓力的測量點61、62。從那里將水傳輸?shù)接米髟诓慷?1處的聯(lián)結(jié)部的水夾板45上且至控制或調(diào)節(jié)閥46 至 48。
[0078]附圖標(biāo)記列表
I部段 Ia部段輥 4噴嘴4a噴嘴30板還31部段32調(diào)節(jié)回路33調(diào)節(jié)回路34調(diào)節(jié)回路35輸送線路39輸送線路40輸送線路41輸送線路44輸送線路45水夾板46調(diào)節(jié)閥47調(diào)節(jié)閥48調(diào)節(jié)閥49調(diào)整機(jī)構(gòu)50調(diào)整機(jī)構(gòu)51調(diào)整機(jī)構(gòu)52控制空氣夾板53可編程的控制部54閥55閥56閥57管路58管路59管路60介質(zhì)腔61測量點62測量點A鑄造方向。
【權(quán)利要求】
1.一種用于冷卻在連鑄設(shè)備的鑄坯引導(dǎo)裝置中所引導(dǎo)的金屬坯的次級冷卻裝置，其中，所述次級冷卻裝置具有: -沿著所述鑄坯引導(dǎo)裝置布置的多個冷卻區(qū)； -被至少一個冷卻介質(zhì)流經(jīng)的至少一個壓力管路網(wǎng)絡(luò)； -用于將至少一個所述冷卻介質(zhì)從所述壓力管路網(wǎng)絡(luò)中至少在一冷卻區(qū)內(nèi)施加到所述金屬坯上的噴嘴； -用于測量至少一個所述冷卻介質(zhì)在所述壓力管路網(wǎng)絡(luò)中的實際壓力的至少一個壓力測量裝置；和 -至少一個調(diào)節(jié)回路，其帶有至少一個調(diào)節(jié)閥作為用于匹配在所述冷卻區(qū)內(nèi)借助于所述壓力管路網(wǎng)絡(luò)和與其相連接的噴嘴發(fā)出到金屬坯處的、所規(guī)定的冷卻功率的調(diào)節(jié)器和控制元件； 其特征在于， 所述調(diào)節(jié)閥構(gòu)造為自調(diào)節(jié)的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)并且 所述調(diào)節(jié)回路構(gòu)造為壓力調(diào)節(jié)回路，在其中至少一個所述冷卻介質(zhì)在所述壓力管路網(wǎng)絡(luò)中的額定壓力和由所述壓力測量裝置所測量的實際壓力為了壓力調(diào)節(jié)的目的被輸送給所述壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，外部壓力能夠作為控制量或調(diào)節(jié)量輸送給所述壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(46，47，48)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置`，其特征在于，所述外部壓力能夠作為調(diào)節(jié)量經(jīng)由單獨的氣動的或液壓的管路(57，58，59)輸送給至少一個所述壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的裝置，其特征在于，至少一個所述壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(46，47，48)布置在部段(1，31)處或直接布置其之前。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的裝置，其特征在于，至少一個壓力網(wǎng)絡(luò)尤其在所述壓力管路與所述部段之間的過渡處具有聯(lián)結(jié)分離部位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述聯(lián)結(jié)分離部位構(gòu)造為水夾板(45)和/或控制空氣夾板(52)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的裝置，其特征在于，至少一個所述壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(46，47，48)布置在所述聯(lián)結(jié)分離部位(45，52)之前或之后。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的裝置，其特征在于，用于所述冷卻介質(zhì)的體積流量測量的至少一個裝置設(shè)置在所述部段中或在其上或在部段(1，31)的組中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的裝置，其特征在于，各部段(I)或各部段組設(shè)置有用于壓力測量和體積流量測量的機(jī)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的裝置，其特征在于，每個噴射組包括單獨的閥，其中，與所述閥相關(guān)聯(lián)的噴嘴能夠單獨調(diào)校。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的裝置，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)在分配腔的區(qū)域中具有唯一的管路，由泵所輸送的冷卻劑經(jīng)由其能夠輸送至部段(I)的夾板且所述管路的分支布置在所述夾板的區(qū)域中和/或在所述部段(I)上。
12.一種用于受控的次級冷卻的裝置，其帶有連鑄設(shè)備的被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，為了所述冷卻介質(zhì)在所述連鑄設(shè)備中和/或在部段(1，31)上的分配在所述部段上存在主動的調(diào)整機(jī)構(gòu)、尤其閥和/或調(diào)節(jié)器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，泵調(diào)節(jié)回路或恒壓網(wǎng)絡(luò)維持所述冷卻介質(zhì)的量、尤其水量，并且在鑄坯引導(dǎo)部的部段上的量上的分配在鑄造方向上或橫向于鑄造方向通過位于所述部段上的體積流量調(diào)節(jié)器來進(jìn)行。
14.一種在利用帶有連鑄設(shè)備的被冷卻介質(zhì)流經(jīng)的網(wǎng)絡(luò)的用于受控的次級冷卻的根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的裝置的情況下的方法，其特征在于，來調(diào)節(jié)所述冷卻介質(zhì)的壓力。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述閥(46，47，48;54，55，56)作為開關(guān)閥、作為離散地或作為持續(xù)地可開關(guān)的閥來運行。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其特征在于，通過所述冷卻介質(zhì)的壓力的調(diào)節(jié)來推出體積流量。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一項所述的方法，其特征在于，為了部段(1，31)的總體積流量的體積流量調(diào)節(jié)，每個自動的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(46，47，48; 54，55，56)的壓力規(guī)定值被統(tǒng)一。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，在所述壓力調(diào)節(jié)回路中相應(yīng)所測量的體積流量用作實際值、期望的體積流量用作控制量而每個自動的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的壓力規(guī)定值用作調(diào)節(jié)量。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，自調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)或控制閥(46，47，48; 54, 55，56)以氣動的或液壓的控制量加載調(diào)節(jié)所述冷卻介質(zhì)的壓力。
20.根據(jù)權(quán)利要求14至19中任一項所述的方法，其特征在于，尤其各部段(1，31)，所述冷卻介質(zhì)的所測量的體積流 量被用作實際值并且與控制量相比較，為了調(diào)節(jié)所述冷卻介質(zhì)的壓力由用于量的調(diào)節(jié)的結(jié)果來獲得液壓或氣動的控制量，其被輸送給自調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)或控制閥。
【文檔編號】B22D11/22GK103459065SQ201180065773
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2010年11月23日
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