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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Kühlstrecke zum Kühlen eines Walzguts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm, das Maschinencode umfasst, der von einer Steuereinrichtung für eine Kühlstrecke zum Kühlen eines Walzguts unmittelbar ausführbar ist, gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch 15. Auch betrifft die vorliegende Erfindung einen Datenträger mit einem auf dem Datenträger in maschinenlesbarer Form gespeicherten derartigen Computerprogramm gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch 16.
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Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Steuereinrichtung für eine Kühlstrecke zum Kühlen eines Walzguts gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch 17.
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Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung eine Kühlstrecke zum Kühlen eines Walzguts, wobei die Kühlstrecke eine Steuereinrichtung aufweist, von der die Kühlstrecke betrieben wird, gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch 19.
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Die obenstehend beschriebenen Gegenstände sind allgemein bekannt, siehe beispielsweise die
DE 10 2004 005 919 A1 .
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In einer Warmbandstraße oder Grobblechstraße wird Stahl gewalzt. In einer nachfolgenden Kühlstrecke werden im Wesentlichen Materialeigenschaften des Stahls eingestellt. Zu diesem Zweck wird während des Durchlaufs des Stahls durch die Kühlstrecke ein Kühlmittel auf den Stahl aufgebracht. Dadurch wird der zeitliche Abkühlverlauf des die Kühlstrecke durchlaufenden Stahls eingestellt. Auf Grund des zeitlichen Verlaufs des Abkühlvorgangs werden auch die Materialeigenschaften eingestellt.
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Der Kühlverlauf ist in der Regel durch einen zeitlichen Temperaturverlauf bestimmt. Ältere Strategien schreiben eine Verteilung der Kühlmittelmenge nach einer vorgegebenen Kühlstrategie und eine Haspeltemperatur bzw. Kühlendtemperatur (d. h., die Temperatur des Walzguts beim Auslauf des Walzguts aus der Kühlstrecke) vor. Bei normalen Stählen ist diese Vorgehensweise problemlos. Bei Stählen mit hohem Kohlenstoffgehalt ergeben sich jedoch Probleme. Denn auf Grund der bei der Phasenumwandlung von Austenit in Ferrit und Zementit auftretenden Umwandlungswärme ist die Vorgabe eines Temperaturverlaufs ungünstig. In vielen Fällen wird sogar nur eine zu erreichende Endtemperatur in Verbindung mit einer vorgegebenen Kühlstrategie vorgegeben. Diese Art der Vorgabe kann sogar mehrdeutig sein, d. h. es gibt mehr als eine Lösung für die Wassermenge, bei welcher bei gegebener Kühlstrategie die Haspeltemperatur bzw. die Kühlendtemperatur erreicht wird. Die Materialeigenschaften der derart verschieden gekühlten Stähle sind jedoch grundverschieden voneinander.
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Bei Stählen mit hohem Kohlenstoffgehalt ist daher ein vollautomatischer Betrieb im Stand der Technik nicht möglich. Es gibt immer wieder in der Praxis auftretende Schwierigkeiten bei dem Versuch, Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt vollautomatisch zu kühlen. Es kommt immer wieder vor, dass Material erzeugt wird, das nicht die gewünschten Materialeigenschaften aufweist. Diese Materialien müssen wieder eingeschmolzen werden.
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In der Praxis wird versucht, die Probleme dadurch zu umgehen, dass versucht wird, derartige Materialien und Vorgaben zu vermeiden. Dadurch reduziert sich das produzierbare Spektrum an Materialien.
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Aus der
EP 1 732 716 B1 ist ein Betriebsverfahren für eine Kühlstrecke zum Kühlen eines Walzguts bekannt, bei dem eingangsseitig der Kühlstrecke die Temperatur des Walzguts erfasst wird. Es wird ein Kühlmittelmengenverlauf ermittelt, so dass ein Walzgutabschnitt an einem vorgegebenen Punkt der Kühlstrecke eine vorbestimmte Temperatur und mindestens einen vorbestimmten Phasenanteil (beispielsweise an Austenit) aufweist.
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In der älteren
deutschen Patentanmeldung 10 2007 007 560.1 vom 15.02.2007 ist ein Betriebsverfahren für eine Kühlstrecke zum Kühlen eines Walzguts beschrieben, bei dem zusammen mit einem Temperaturverlauf und einem Kühlmittelmengenverlauf ein Phasenanteil des Walzguts ermittelt und einem Bediener der Kühlstrecke zur Anzeige gebracht wird.
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Die beiden zuletzt beschriebenen Verfahren stellen bereits eine Verbesserung gegenüber dem übrigen Stand der Technik dar. Auch sie arbeiten aber noch nicht vollständig befriedigend.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer auf einfache, zuverlässige und genaue Weise gewünschte Materialeigenschaften des Walzguts einstellbar sind.
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Die Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch ein Betriebsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Betriebsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 14.
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Erfindungsgemäß nimmt eine Steuereinrichtung für die Kühlstrecke für einen Anfangsenthalpiewert zumindest teilweise charakteristische Informationen entgegen. Die Steuereinrichtung ermittelt einen Kühlmittelmengenverlauf, so dass einem Walzgutabschnitt des Walzguts während seines Durchlaufs durch die Kühlstrecke eine mit der Differenz von Anfangsenthalpiewert und einem vorbestimmten Endenthalpiewert korrespondierende Wärmemenge entzogen wird. Die Steuereinrichtung ermittelt den Kühlmittelmengenverlauf hierbei unabhängig davon, ob am Ende der Beaufschlagung des Walzguts mit einem Kühlmittel ein vorbestimmter, dem Endenthalpiewert zugeordneter Endtemperaturwert erreicht wird. Die Steuereinrichtung beaufschlagt den Walzgutabschnitt während seines Durchlaufs durch die Kühlstrecke entsprechend dem ermittelten Kühlmittelmengenverlauf mit dem Kühlmittel.
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Durch diese Vorgehensweise wird erreicht, dass die Enthalpie wie gewünscht eingestellt wird. Dadurch sind die Materialeigenschaften des Walzguts im Wesentlichen festgelegt.
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Der Kühlmittelmengenverlauf wird vorzugsweise als Funktion der Zeit ermittelt. Durch diese Vorgehensweise sind die eingestellten Materialeigenschaften des Walzguts im Wesentlichen unabhängig von einer Geschwindigkeit, mit der das Walzgut die Kühlstrecke durchläuft.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der Kühlmittelmengenverlauf einen früheren Zeitabschnitt und einen an den früheren Zeitabschnitt anschließenden späteren Zeitabschnitt auf. Während des früheren Zeitabschnitts wird der Walzgutabschnitt durch das Beaufschlagen mit dem Kühlmittel aktiv gekühlt. Während des späteren Zeitabschnitts kühlt der Walzgutabschnitt ohne Beaufschlagen mit dem Kühlmittel nur passiv ab. Eine zeitliche Länge des früheren Zeitabschnitts ist derart bestimmt, dass mindestens ein Phasenanteil des Walzgutabschnitts am Ende des früheren Zeitabschnitts eine vorbestimmte Bedingung erfüllt. Durch diese Vorgehensweise wird erreicht, dass nicht nur der vorbestimmte Endenthalpiewert erreicht wird, sondern auch bei dem Endenthalpiewert der zugeordnete Endtemperaturwert erreicht wird.
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Es ist möglich, dass der Endenthalpiewert der Steuereinrichtung fest vorgegeben ist. Vorzugsweise jedoch nimmt die Steuereinrichtung für den Endenthalpiewert charakteristische Informationen entgegen. Die für den Endenthalpiewert charakteristischen Informationen können hierbei insbesondere den Endtemperaturwert und mindestens einen Endphasenanteilwert umfassen.
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Die für den Anfangsenthalpiewert zumindest teilweise charakteristischen Informationen umfassen vorzugsweise einen Anfangstemperaturwert. Hierbei ist es insbesondere möglich, dass eine eingangsseitig der Kühlstrecke angeordnete Temperaturmesseinrichtung den Anfangstemperaturwert erfasst und die Steuereinrichtung den Anfangstemperaturwert von der Temperaturmesseinrichtung entgegen nimmt.
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Die Anfangsenthalpie ist in der Regel erst dann vollständig bestimmt, wenn zusammen mit der Anfangstemperatur mindestens ein Anfangsphasenanteilwert des Walzguts bekannt ist. Es ist möglich, dass der Anfangsphasenanteilwert der Steuereinrichtung fest vorgegeben ist. Alternativ kann die Steuereinrichtung den Anfangsphasenanteilwert von einem Bediener der Kühlstrecke oder einer externen Einrichtung entgegen nehmen. Auch ist es möglich, dass die Steuereinrichtung den Anfangsphasenanteilwert ermittelt.
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Vorzugsweise ermittelt die Steuereinrichtung einen Temperatur- und/oder einen Enthalpieverlauf des Walzgutabschnitts. Durch diese Vorgehensweise kann der Kühlmittelmengenverlauf besonders genau bestimmt werden. Noch bessere Ergebnisse ergeben sich hierbei, wenn die Steuereinrichtung parallel zur Ermittlung des Temperatur- und/oder Enthalpieverlaufs mindestens einen Phasenanteilsverlauf ermittelt und den mindestens einen ermittelten Phasenanteilsverlauf bei der Ermittlung des Temperatur- und/oder Enthalpieverlaufs berücksichtigt.
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Auf Grund der Ermittlung des Temperatur- und/oder Enthalpieverlaufs – gegebenenfalls auch des Phasenanteilsverlaufs – ist es insbesondere möglich, dass die Steuereinrichtung anhand mindestens eines der ermittelten Verläufe mindestens einen Wert ermittelt, der ein Maß für das Erreichen eines Sollzustands des Walzguts beim oder nach dem Durchlaufen der Kühlstrecke ist, und diesen Wert an einen Bediener der Kühlstrecke ausgibt. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung die Enthalpie am Ende der Kühlstrecke oder die Temperatur, bei der ein Sollumwandlungsgrad erreicht wird, ermitteln und ausgeben. Im letztgenannten Fall können gegebenenfalls zusätzlich ein Ort und/oder ein Zeitpunkt, zu dem diese Temperatur erreicht wird, ausgegeben werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung einen Ort oder einen Zeitpunkt ermitteln, an dem der Walzgutabschnitt den Endenthalpiewert aufweist. Auch dadurch sind Rückschlüsse auf die Qualität des gekühlten Walzguts möglich.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der vorbestimmte Endenthalpiewert auf einen vorbestimmten Ort der Kühlstrecke oder auf einen vorbestimmten Zeitpunkt bezogen. In diesem Fall ist es möglich, dass die Steuereinrichtung den ermittelten Ort mit dem vorbestimmten Ort oder den ermittelten Zeitpunkt mit dem vorbestimmten Zeitpunkt vergleicht und anhand des Vergleichs den Kühlmittelmengenverlauf korrigiert. Eine analoge Vorgehensweise ist für andere, auf einen vorbestimmten Ort oder einen vorbestimmten Zeitpunkt bezogene Temperatur- oder Enthalpiewerte möglich.
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Weiterhin ist es möglich, an vorbestimmten Stellen der Kühlstrecke die dortige Temperatur des Walzguts zu erfassen und mit erwarteten Temperaturen zu vergleichen, die anhand des zuvor ermittelten Verlaufs ermittelt werden. Anhand des Vergleichs kann in diesem Fall die erwartete Temperatur, der Kühlmittelmengenverlauf oder das Ermittlungsverfahren zum Ermitteln der Temperatur aus dem Kühlmittelmengenverlauf angepasst werden.
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Alternativ ist es möglich, dass der vorbestimmte Endenthalpiewert weder auf einen vorbestimmten Ort der Kühlstrecke noch auf einen vorbestimmten Zeitpunkt bezogen ist.
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Programmtechnisch wird die Aufgabe durch ein Computerprogramm gelöst, wobei das Computerprogramm Maschinencode umfasst, der von einer Steuereinrichtung für eine Kühlstrecke zum Kühlen eines Walzguts unmittelbar ausführbar ist, wobei die Ausführung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung die Kühlstrecke gemäß einem Betriebsverfahren der obenstehend erläuterten Art betreibt. Weiterhin wird die Aufgabe programmtechnisch durch einen Datenträger gelöst, auf dem in maschinenlesbarer Form ein derartiges Computerprogramm gespeichert ist.
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Einrichtungstechnisch wird die Aufgabe durch eine Steuereinrichtung für eine Kühlstrecke zum Kühlen eines Walzguts gelöst, wobei die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie die Kühlstrecke gemäß einem Betriebsverfahren der obenstehend beschriebenen Art betreibt. Die Steuereinrichtung kann hierbei insbesondere als programmierbare Steuereinrichtung ausgebildet sein, die im Betrieb ein Computerprogramm der obenstehend beschriebenen Art ausführt.
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Anlagentechnisch wird die Aufgabe schließlich durch eine Kühlstrecke zum Kühlen eines Walzguts gelöst, wobei die Kühlstrecke eine Steuereinrichtung der obenstehend beschriebenen Art aufweist, so dass die Kühlstrecke von der Steuereinrichtung gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren betrieben wird.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
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1 schematisch den Aufbau einer Kühlstrecke,
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2 ein Ablaufdiagramm,
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3 ein Zeitdiagramm und
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4 bis 6 Ablaufdiagramme.
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Gemäß 1 ist eine Kühlstrecke 1 in der Regel einer Warmwalzstraße nachgeordnet. Dargestellt ist hierbei in 1 nur das letzte Walzgerüst 2 der Warmwalzstraße. Der Kühlstrecke 1 ist in der Regel weiterhin eine Haspelanordnung 3 nachgeordnet.
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Die Kühlstrecke 1 weist einen Rollgang 4 auf, in dem ein aus der Walzstraße auslaufendes Walzgut 5 mit einem flüssigen Kühlmittel 6 (in der Regel Wasser mit oder ohne Zusätze) beaufschlagt wird. Die Kühlstrecke 1 weist zu diesem Zweck eine Vielzahl von Kühlmittelauslässen 7 auf, die einzeln oder gruppenweise von einer Steuereinrichtung 8 für die Kühlstrecke 1 ansteuerbar sind. Die Steuereinrichtung 8 steuert hierbei die gesamte Kühlstrecke 1, also nicht nur die Kühlmittelauslässe 7, sondern beispielsweise auch die Kühlung von Rollen des Rollgangs 4.
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Die Steuereinrichtung 8 ist in der Regel als programmierbare Steuereinrichtung 8 ausgebildet, die im Betrieb ein Computerprogramm 9 ausführt. Das Computerprogramm 9 umfasst hierbei Maschinencode 10, der von der Steuereinrichtung 8 unmittelbar ausführbar ist. Die Ausführung des Maschinencodes 10 bewirkt in diesem Fall, dass die Steuereinrichtung 8 die Kühlstrecke 1 entsprechend einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren betreibt.
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Das Computerprogramm 9 kann bereits bei der Herstellung der Steuereinrichtung 8 in der Steuereinrichtung 8 hinterlegt worden sein. Alternativ ist es möglich, das Computerprogramm 9 der Steuereinrichtung 8 über eine Rechner-Rechner-Verbindung zuzuführen. Die Rechner-Rechner-Verbindung ist in 1 hierbei nicht dargestellt. Sie kann beispielsweise als Anbindung an ein LAN oder an das Internet ausgebildet sein. Wiederum alternativ ist es möglich, das Computerprogramm 9 auf einem Datenträger 11 in maschinenlesbarer Form zu speichern und das Computerprogramm 9 der Steuereinrichtung 8 über den Datenträger 11 zuzuführen. Die Ausgestaltung des Datenträgers 11 ist hierbei beliebiger Natur. Beispielsweise ist es möglich, dass der Datenträger 11 als USB-Memorystick oder als Speicherkarte ausgebildet ist. Dargestellt ist in 1 eine Ausgestaltung des Datenträgers 11 als CD-ROM.
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Das von der Steuereinrichtung 8 bewirkte Betriebsverfahren für die Kühlstrecke 1 wird nachfolgend in Verbindung mit 2 näher erläutert. Vorab sei hierbei darauf hingewiesen, dass das Betriebsverfahren gemäß 2 online, getaktet und unter Wegverfolgung des Walzguts 5 durchgeführt wird. Die Vorgehensweise von 2 wird daher für jeden einzelnen wegverfolgten Abschnitt 12 des Walzguts 5 durchgeführt.
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In einem Schritt S1 nimmt die Steuereinrichtung 8 Informationen TA entgegen, die zumindest teilweise für einen Anfangsenthalpiewert EA des Walzgutabschnitts 12 charakteristisch sind. In der Regel umfassen die für den Anfangsenthalpiewert EA zumindest teilweise charakteristischen Informationen TA hierbei einen Anfangstemperaturwert TA.
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Der Anfangstemperaturwert TA kann der Steuereinrichtung 8 prinzipiell auf beliebige Weise zugeführt werden. In der Regel ist – siehe 1 – eingangsseitig der Kühlstrecke 1 eine Temperaturmesseinrichtung 13 angeordnet, welche den Anfangstemperaturwert TA erfasst und der Steuereinrichtung 8 zuführt. Die Steuereinrichtung 8 nimmt daher in dieser Ausgestaltung den Anfangstemperaturwert TA von der Temperaturmesseinrichtung 13 entgegen.
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Durch die Anfangstemperatur TA allein ist die Anfangsenthalpie EA oftmals noch nicht eindeutig bestimmt. In der Regel ist die Anfangsenthalpie EA zusätzlich von mindestens einem Anfangsphasenanteilwert pA abhängig. Beispielsweise kann der Anfangsphasenanteilwert pA für den Anteil an Austenit im Walzgut 5 bzw. in dem betrachteten Abschnitt 12 des Walzguts 5 charakteristisch sein. Alternativ oder zusätzlich könnte beispielsweise ein Anfangsphasenanteilwert pA für den Anteil an Ferrit oder Zementit vorgegeben sein.
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In einem Schritt S2 ermittelt die Steuereinrichtung 8 anhand des Anfangstemperaturwerts TA und des Anfangsphasenanteilwerts pA die Anfangsenthalpie EA. Der Anfangsphasenanteilwert pA kann hierbei der Steuereinrichtung 8 fest vorgegeben sein. Alternativ ist es möglich – siehe 1 –, dass die Steuereinrichtung 8 den Anfangsphasenanteilwert pA von einem Bediener 14 der Kühlstrecke 1 oder einer externen Einrichtung 15 entgegen nimmt. Bei der externen Einrichtung 15 kann es sich hierbei alternativ um eine Steuereinrichtung für die vorgeordnete Warmwalzstraße oder um eine übergeordnete Steuereinrichtung handeln. Wiederum alternativ ist es möglich, dass die Steuereinrichtung 8 den Anfangsphasenanteilwert pA selbsttätig ermittelt.
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In einem Schritt S3 ermittelt die Steuereinrichtung 8 einen Kühlmittelmengenverlauf K. Die Steuereinrichtung 8 ermittelt den Kühlmittelmengenverlauf K hierbei derart, dass dem Walzgutabschnitt 12 des Walzguts 5 während seines Durchlaufs durch die Kühlstrecke 1 eine Wärmemenge entzogen wird, die mit der Differenz des Anfangenthalpiewerts EA von einem vorbestimmten Endenthalpiewert EE korrespondiert. Der Kühlmittelmengenverlauf K ist hierbei – siehe 3 – in der Regel eine Funktion der Zeit t. Es ist jedoch alternativ möglich, den Kühlmittelmengenverlauf K als Funktion des Ortes x in der Kühlstrecke 1 zu ermitteln.
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Dem Endenthalpiewert EE ist – zumindest in der Regel – ein vorbestimmter Endtemperaturwert TE zugeordnet (siehe die nachfolgenden Ausführungen in Verbindung mit 4). Die Steuereinrichtung 8 ermittelt den Kühlmittelmengenverlauf K jedoch unabhängig davon, ob am Ende der Beaufschlagung des Walzguts 5 mit dem Kühlmittel K der dem Endenthalpiewert EE zugeordnete Endtemperaturwert TE erreicht wird. Es wird lediglich berücksichtigt, ob die Endenthalpie EE als solche erreicht wird.
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In einem Schritt 54 beaufschlagt die Steuereinrichtung 8 den Walzgutabschnitt 12 während seines Durchlaufs durch die Kühlstrecke 1 entsprechend dem ermittelten Kühlmittelmengenverlauf K mit dem Kühlmittel 6. Das entsprechende Beaufschlagen ist herbei ohne weiteres möglich, da der Walzgutabschnitt 12 während seines Durchlaufs durch die Kühlstrecke 1 wegverfolgt wird.
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Wie aus 3 ersichtlich ist, weist der Kühlmittelmengenverlauf K einen früheren Zeitabschnitt 16 und einen späteren Zeitabschnitt 17 auf. Der spätere Zeitabschnitt 17 schließt hierbei unmittelbar an den früheren Zeitabschnitt 16 an. Während des früheren Zeitabschnitts 16 wird der Walzgutabschnitt 12 durch das Beaufschlagen mit dem Kühlmittel 6 aktiv gekühlt. Während des späteren Zeitabschnitts 17 kühlt der Walzgutabschnitt 12 nur passiv ab. Ein Beaufschlagen mit dem Kühlmittel 6 erfolgt während des späteren Zeitabschnitts 17 nicht.
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Der frühere Zeitabschnitt 16 weist eine zeitliche Länge t1 auf. Die zeitliche Länge t1 ist derart bestimmt, dass sie kleiner als eine charakteristische Zeitkonstante t2 ist, innerhalb derer eine Phasenumwandlung des Walzguts 5 erfolgt, beispielsweise von austenitischem Stahl in ferritischen Stahl. Dadurch wird erreicht, dass am Ende des früheren Zeitabschnitts 16 die Phasenumwandlung des Walzguts 5 nur zu einem geringen Anteil erfolgt ist. Das Ausmaß, zu dem die Phasenumwandlung erfolgt ist, ist hierbei von der zeitlichen Länge t1 abhängig. Dementsprechend ist es möglich, beispielsweise bei einem Walzgut 5 aus Stahl zu gewährleisten, dass am Ende des früheren Zeitabschnitts 16 der Anteil an Austenit im Walzgut 5 oberhalb eines Sollphasenanteils liegt oder umgekehrt der Ferritanteil unterhalb eines Sollphasenanteils liegt usw.. Allgemein kann erreicht werden, dass mindestens ein Phasenanteil des Walzgutabschnitts 12 am Ende des früheren Zeitabschnitts 16 eine vorbestimmte Bedingung erfüllt.
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Im späteren Zeitabschnitt 17 nimmt die Enthalpie E des betreffenden Walzgutabschnitts 12 ab. Die Abnahme der Enthalpie E erfolgt hingegen erheblich langsamer als im früheren Zeitabschnitt 16. Sie kann während des späteren Zeitabschnitts 17 als im Wesentlichen konstant angesehen werden.
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Im späteren Zeitabschnitt 17 erfolgt die Phasenumwandlung des Walzguts 5, beispielsweise von Austenit zu Ferrit und/oder Zementit. Wenn der spätere Zeitabschnitt 17 lange genug ist, sinkt der Austenitanteil in der Regel bis auf Null ab. In jedem Fall sollte der spätere Zeitabschnitt 17 jedoch lange genug sein, dass der Phasenanteil p des Walzguts 5 am Ende des späteren Zeitabschnitts 17 und der Phasenanteil p des Walzguts 5 zu Beginn des früheren Zeitabschnitts 17 (also am Ende des früheren Zeitabschnitts 16) den Sollphasenanteil eingabeln. Unabhängig davon, zu welchem Zeitpunkt t und an welchem Ort x der Sollphasenanteil erreicht wird, existiert daher ein Zeitpunkt t bzw. ein Ort x, zu dem
- – die Enthalpie E des Walzgutabschnitts 12 zumindest in etwa gleich dem Endenthalpiewert EE ist,
- – der Phasenanteil p der betrachteten Phase des Walzguts 5 den Sollphasenanteil annimmt und folglich
- – zu diesem Zeitpunkt t bzw. an diesem Ort x der Kühlstrecke 1 die Temperatur T des Walzguts 5 gleich der Endtemperatur TE ist.
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Falls der spätere Zeitabschnitt 17 hinreichend lang ist, so dass der Sollphasenanteil durch den Phasenanteil p zu Beginn und am Ende des späteren Zeitabschnitts 17 mit Sicherheit eingegabelt wird, kann sich an den späteren Zeitabschnitt 17 ein weiterer Zeitabschnitt anschließen, in dem der Walzgutabschnitt 12 erneut mit dem Kühlmittel 6 beaufschlagt wird. Der weitere Zeitabschnitt ist in 3 nicht mit dargestellt.
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Wie bereits erwähnt, muss der Endenthalpiewert EE gegeben sein. Es ist möglich, dass der Endenthalpiewert EE der Steuereinrichtung 8 fest vorgegeben ist. Vorzuziehen ist jedoch, dass der Endenthalpiewert EE bzw. für den Endenthalpiewert EE charakteristische Informationen TE, pE der Steuereinrichtung 8 vorgegeben werden, die Steuereinrichtung 8 die entsprechenden Werte TE, pE also entgegen nimmt. Hierbei ist möglich, der Steuereinrichtung 8 den Endenthalpiewert EE als solchen direkt vorzugeben. Vorzuziehen ist jedoch, entsprechend 4 dem Schritt S1 von 2 Schritte S6 und S7 vorzuordnen. Im Schritt S6 nimmt die Steuereinrichtung den Endtemperaturwert TE und einen Endphasenanteil pE entgegen. Der Endtemperaturwert TE und der Endphasenanteilwert pE charakterisieren den Zustand des Walzguts 5 vollständig. Es ist daher möglich, im Schritt S7 anhand der Werte TE und pE den Endenthalpiewert EE zu ermitteln. Falls vorgegeben, entspricht der Endphasenanteilwert pE dem oben erwähnten Sollphasenanteil.
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Bereits die obenstehend beschriebene Vorgehensweise ist ausführbar. Sie führt zwar noch nicht zu einem optimalen Ergebnis, führt aber bereits zu sehr guten Ergebnissen. Insbesondere führt sie zu reproduzierbaren Ergebnissen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Schritt S3 von 2 entsprechend 5 modifiziert.
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Gemäß 5 bestimmt die Steuereinrichtung 8 zunächst im Schritt S3 den Kühlmittelmengenverlauf K.
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In einem Schritt S11 ermittelt die Steuereinrichtung
8 – beispielsweise unter Verwendung eines an sich bekannten Kühlstreckenmodells (vergleiche beispielsweise die
DE 101 29 565 A1 ) – einen Temperaturverlauf T, der sich bei dem im Schritt S3 ermittelten Kühlmittelmengenverlauf K ergibt. Alternativ zur Ermittlung des Temperaturverlaufs T könnte im Schritt S11 ein korrespondierender Enthalpieverlauf E ermittelt werden. Der ermittelte Verlauf T, E kann hierbei alternativ eine Funktion des Ortes x oder eine Funktion der Zeit t sein. Bevorzugt ist der ermittelte Verlauf T, E eine Funktion der Zeit t.
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Es ist möglich, ausgehend vom Schritt S11, direkt zum Schritt S4 überzugehen und den Walzgutabschnitt 12 entsprechend dem ermittelten Kühlmittelmengenverlauf K mit dem Kühlmittel 6 zu beaufschlagen. In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist jedoch zumindest ein Schritt S12 vorhanden. Im Schritt S12 ermittelt die Steuereinrichtung 8 anhand des ermittelten Temperatur- oder Enthalpieverlaufs T, E einen Ort x' oder einen Zeitpunkt t', an dem der betrachtete Walzgutabschnitt 12 den Endenthalpiewert EE aufweist. Der Ort x' wird hierbei ermittelt, wenn der ermittelte Verlauf T, E eine Funktion des Ortes x ist, der Zeitpunkt t', wenn der ermittelte Verlauf T, E eine Funktion der Zeit t ist.
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Es ist möglich, in einem auf den Schritt S12 nachfolgenden, in 5 nicht dargestellten Schritt lediglich den ermittelten Ort x' bzw. den ermittelten Zeitpunkt t' an den Bediener 14 auszugeben und dessen Reaktion abzuwarten. Diese Vorgehensweise ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der vorbestimmte Endenthalpiewert EE weder auf einen vorbestimmten Ort der Kühlstrecke 1 noch auf einen vorbestimmten Zeitpunkt bezogen ist. In der Regel ist der vorbestimmte Endenthalpiewert EE jedoch auf einen vorbestimmten Ort x'' der Kühlstrecke 1 oder auf einen vorbestimmten Zeitpunkt t'' bezogen. Der vorbestimmte Ort x'' kann beispielsweise der Ort der Haspelanordnung 3 sein. Der vorbestimmte Zeitpunkt t'' kann beispielsweise eine vorbestimmte Anzahl von Sekunden nach dem Einlaufen des betrachteten Walzgutabschnitts 12 in die Kühlstrecke 1 liegen.
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Wenn der Endenthalpiewert EE auf den vorbestimmten Ort x'' bzw. auf den vorbestimmten Zeitpunkt t'' bezogen ist, sind vorzugsweise Schritte S13 bis S15 vorhanden. Im Schritt S13 vergleicht die Steuereinrichtung 8 den ermittelten Ort x' mit dem vorbestimmten Ort x'' bzw. den ermittelten Zeitpunkt t' mit dem vorbestimmten Zeitpunkt t''. Anhand des Vergleichs ermittelt die Steuereinrichtung 8 im Schritt S13 den Wert einer logischen Variablen OK. Beispielsweise kann die logische Variable OK den Wert „WAHR” dann und nur dann annehmen, wenn eine (gegebenenfalls vorzeichenbehaftete) Abweichung des vorbestimmten Ortes x'' vom ermittelten Ort x' innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt. Analog kann selbstverständlich beim Vergleich des ermittelten Zeitpunkts t' und des vorbestimmten Zeitpunkts t'' vorgegangen werden. Im Schritt S14 überprüft die Steuereinrichtung 8 den Wert der logischen Variablen OK. Wenn die logische Variable OK den Wert „WAHR” aufweist, geht die Steuereinrichtung 8 zum Schritt S4 über. Anderenfalls führt die Steuereinrichtung 8 den Schritt S15 aus, in dem sie den Kühlmittelmengenverlauf K modifiziert.
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Im Rahmen von 5 wird lediglich der Temperatur- bzw. der Enthalpieverlauf T, E ermittelt. Die Vorgehensweise von 5 kann gemäß 6 dadurch noch weiter verbessert werden, dass der Schritt S11 durch einen Schritt S16 ersetzt wird. Im Schritt S16 ermittelt die Steuereinrichtung 8 – analog zum Schritt S11 – den Temperatur- oder den Enthalpieverlauf T, E des jeweiligen Walzgutabschnitts 12. Parallel hierzu ermittelt die Steuereinrichtung 8 im Schritt S16 jedoch mindestens einen Phasenanteilsverlauf p. Die Steuereinrichtung 8 berücksichtigt bei der Ermittlung des Temperatur- oder Enthalpieverlaufs T, E den ermittelten Phasenanteilsverlauf p und umgekehrt.
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Die Vorgehensweise des Schrittes S16 ist als solche Fachleuten allgemein bekannt. Rein beispielhaft wird auf die bereits erwähnte
DE 101 29 565 A1 verwiesen.
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Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Beispielsweise ist sie sehr einfach zu implementieren, da das Modell der Kühlstrecke 1 sehr rudimentär gehalten werden kann. Ein Lösen einer komplizierten Wärmeleitungsgleichung (gegebenenfalls einschließlich einer Phasenumwandlungsgleichung) ist nicht zwingend erforderlich. Dennoch ergeben sich gute und vor allem reproduzierbare Regelverfahren. Das Betriebsverfahren führt stets zu einem eindeutigen Kühlmittelmengenverlauf K und löst damit insbesondere alle Probleme, die bei kohlenstoffreichen Stählen im Stand der Technik auftreten.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der genaue Ort, an dem der Endenthalpiewert EE erreicht wird, nicht zwingend berechnet werden muss (auch wenn dies vorteilhaft ist). Weiterhin muss auch der Ort nicht berechnet werden oder erfüllt sein, an dem das Walzgut 5 den der Endenthalpie EE zugeordneten Endtemperaturwert TE annimmt. Denn nach Beendigung der aktiven Kühlung (im früheren Zeitabschnitt 16) bleibt die Enthalpie E des betrachteten Walzgutabschnitts 12 im Wesentlichen konstant, so dass der betrachtete Walzgutabschnitt 12 zu irgendeinem Zeitpunkt und damit auch an irgendeinem Ort die Endtemperatur TE erreicht.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der Bediener 14 die Endenthalpie EE nicht direkt vorgeben muss, sondern die ihm vertrauten Werte Endtemperatur TE und Endphasenanteilswert pE vorgeben kann.
