EP2244850B1 - Betriebsverfahren für eine kühlstrecke zum kühlen eines walzguts mit von der temperatur losgelöster kühlung auf einen endenthalpiewert - Google Patents

Betriebsverfahren für eine kühlstrecke zum kühlen eines walzguts mit von der temperatur losgelöster kühlung auf einen endenthalpiewert Download PDF

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EP2244850B1
EP2244850B1 EP09715197A EP09715197A EP2244850B1 EP 2244850 B1 EP2244850 B1 EP 2244850B1 EP 09715197 A EP09715197 A EP 09715197A EP 09715197 A EP09715197 A EP 09715197A EP 2244850 B1 EP2244850 B1 EP 2244850B1
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EP
European Patent Office
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control device
rolling stock
cooling
cooling section
value
Prior art date
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EP09715197A
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EP2244850A1 (de
Inventor
Klaus Weinzierl
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Siemens AG
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Siemens AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • B21B37/76—Cooling control on the run-out table

Definitions

  • the present invention relates to an operating method for a cooling line for cooling a rolling stock.
  • the present invention further relates to a computer program comprising machine code, which is directly executable by a control device for a cooling line for cooling a rolling stock.
  • the present invention also relates to a data carrier with such a computer program stored on the data carrier in machine-readable form.
  • the present invention relates to a control device for a cooling section for cooling a rolling stock.
  • the present invention relates to a cooling section for cooling a rolling stock, wherein the cooling section has a control device, of which the cooling section is operated.
  • the cooling process is usually determined by a temporal temperature profile.
  • Older strategies prescribe a distribution of the coolant quantity according to a predetermined cooling strategy and a reel temperature or cooling end temperature (i.e., the temperature of the rolling stock at the outlet of the rolling stock from the cooling section). For normal steels, this procedure is easy. For steels with high carbon content, however, problems arise. Because due to the heat of transformation occurring during the phase transformation of austenite into ferrite and cementite, the specification of a temperature profile is unfavorable. In many cases, even only one final temperature to be achieved is specified in conjunction with a predetermined cooling strategy. This type of specification may even be ambiguous, i. H. There is more than one solution to the amount of water at which, given the cooling strategy, the reel temperature or end temperature is reached. However, the material properties of such differently cooled steels are fundamentally different from each other.
  • From the EP 1 732 716 B1 is an operating method for a cooling section for cooling a rolling stock, in which the input side of the cooling section, the temperature of the rolling stock is detected. It is determined a coolant flow rate, so that a Walzgutabites at a predetermined point of Cooling section has a predetermined temperature and at least one predetermined phase portion (for example, austenite).
  • German patent application 10 2007 007 560.1 is not pre-published on the priority date of the present invention.
  • a control device for the cooling section receives information that is at least partially characteristic of an initial enthalpy value.
  • the control device counteracts an initial temperature of the rolling stock.
  • the control device continues to receive an end temperature.
  • the control device determines a coolant flow rate, so that a Walzgutab bainites a corresponding amount of heat is withdrawn.
  • the control device determines the amount of coolant flow in such a way that at the end of the loading of the rolling stock with the coolant (if possible) the final temperature is reached.
  • the control device acts on the rolling stock section during its passage through the cooling section in accordance with the determined coolant flow rate with the coolant.
  • the WO 2004/076085 A2 also mentions that as an alternative or in addition to an actual or desired temperature profile, an actual or desired enthalpy course can be determined.
  • a control device for the finishing train receives an initial temperature.
  • the initial temperature is usually complete for an initial enthalpy value, but at least partially characteristic.
  • the control device is further given a desired temperature profile and thus also a final temperature value.
  • the control device determines a coolant quantity course, so that a rolling stock section of the rolling stock (as a result) reaches the final temperature value after passing through the finishing train.
  • the control device controls the finishing train.
  • the object of the present invention is to provide ways by which desired material properties of the rolling stock can be adjusted in a simple, reliable and accurate manner.
  • a control device for the cooling line for an initial enthalpy value at least partially contrary to characteristic information. Furthermore, the control device accepts an end temperature value and at least one end phase proportion value. It determines a final enthalpy value. The control device determines a coolant flow rate, so that a rolling stock portion of the rolling stock is withdrawn during its passage through the cooling section corresponding to the difference of Whilesenthalpiewert and Endenthalpiewert amount of heat. The control device determines the coolant flow rate here regardless of whether at the end of the loading of the rolling stock with a coolant, the final temperature value is reached. The control device acts upon the rolling stock section during its passage through the cooling section in accordance with the determined coolant flow rate with the coolant.
  • the length of the later time segment is determined in such a way that the phase fraction of the rolling stock at the beginning of the later time segment and the phase component of the rolling stock at the end of the later period segment the final phase fraction.
  • the information at least partially characteristic of the initial enthalpy value preferably includes an initial temperature value.
  • a temperature measuring device arranged on the input side of the cooling section to detect the initial temperature value and for the control device to accept the starting temperature value from the temperature measuring device.
  • the initial enthalpy is generally completely determined only when, together with the initial temperature, at least one initial phase share value of the rolling stock is known. It is possible that the initial phase proportion value of the control device is fixed. Alternatively, the controller may accept the initial phase share value from an operator of the cooling line or an external device. It is also possible for the control device to determine the initial phase proportion value.
  • the control device preferably determines a temperature and / or an enthalpy curve of the rolling stock section. By this procedure, the coolant flow rate can be determined very accurately. Even better results are obtained if the control device is at least parallel to the determination of the temperature and / or enthalpy curve determines a phase share profile and the at least one determined phase share profile taken into account in the determination of the temperature and / or enthalpy curve.
  • the control device determines at least one value based on at least one of the ascertained courses, which is a measure of the achievement of a desired state of the rolling stock during or after passing through the cooling track, and outputs this value to an operator of the cooling track.
  • the control device can determine and output the enthalpy at the end of the cooling section or the temperature at which a target conversion level is reached. In the latter case, a location and / or a point in time at which this temperature is reached may optionally be output.
  • control device can determine a location or a point in time at which the rolling stock section has the final enthalpy value. This also makes it possible to draw conclusions about the quality of the cooled rolling stock.
  • the predetermined Endenthalpiewert is based on a predetermined location of the cooling section or at a predetermined time.
  • the control device it is possible for the control device to compare the determined location with the predetermined location or the determined time with the predetermined time and to correct the coolant quantity course based on the comparison.
  • An analogous approach is possible for other temperature or enthalpy values related to a predetermined location or a predetermined time.
  • the cooling section Furthermore, it is possible to detect at predetermined points of the cooling section, the local temperature of the rolling stock and to compare with expected temperatures, which are determined on the basis of the previously determined course. Based on the comparison, in this case, the expected temperature, the coolant flow rate or the determination method for determining the temperature from the coolant flow rate can be adjusted.
  • the predetermined Endenthalpiewert is related to neither a predetermined location of the cooling section nor to a predetermined time.
  • the object is achieved by a computer program, wherein the computer program comprises machine code, which is directly executable by a control device for a cooling line for cooling a rolling stock, the execution of the machine code by the control device causes the control device, the cooling section according to an operating method of the above explained type operates. Furthermore, the object is achieved programmatically by a data carrier on which such a computer program is stored in machine-readable form.
  • control device for a cooling section for cooling a rolling stock
  • the control device is designed such that it operates the cooling section according to an operating method of the type described above.
  • the control device can in particular be designed as a programmable control device which, during operation, executes a computer program of the type described above.
  • the object is finally achieved by a cooling section for cooling a rolling stock, wherein the cooling section has a control device of the type described above, so that the cooling section is operated by the control device according to an operating method according to the invention.
  • a cooling section 1 is usually downstream of a hot rolling mill. Shown here is in FIG. 1 only the last mill stand 2 of the hot rolling mill.
  • the cooling section 1 is usually further downstream of a reel assembly 3.
  • the cooling section 1 has a roller table 4, in which a rolled out of the rolling mill rolling stock 5 with a liquid coolant 6 (usually water with or without additives) is applied.
  • the cooling section 1 has for this purpose a plurality of coolant outlets 7, which can be controlled individually or in groups by a control device 8 for the cooling section 1.
  • the control device 8 controls the entire cooling path 1, that is to say not only the coolant outlets 7, but also, for example, the cooling of rollers of the roller table 4.
  • the control device 8 is generally designed as a programmable control device 8, which executes a computer program 9 during operation.
  • the computer program 9 in this case comprises machine code 10, which is directly executable by the control device 8.
  • the execution of the machine code 10 causes the control device 8 to operate the cooling section 1 in accordance with an operating method according to the invention.
  • the computer program 9 may already have been deposited in the control device 8 during the production of the control device 8. Alternatively, it is possible to supply the computer program 9 to the control device 8 via a computer-computer connection.
  • the calculator-computer connection is in FIG. 1 not shown here. It can be designed, for example, as a connection to a LAN or to the Internet. Again alternatively, it is possible to store the computer program 9 on a data carrier 11 in machine-readable form and the computer program 9 of the control device 8 via the To feed data carrier 11.
  • the design of the data carrier 11 is arbitrary nature. For example, it is possible that the data carrier 11 is designed as a USB memory stick or as a memory card. Is shown in FIG. 1 an embodiment of the data carrier 11 as a CD-ROM.
  • the control device 8 receives information TA, which is at least partially characteristic of an initial enthalpy value EA of the rolling stock section 12.
  • the information TA which is at least partially characteristic of the initial enthalpy value EA in this case comprises an initial temperature value TA.
  • the initial temperature value TA can in principle be supplied to the control device 8 in any desired manner.
  • a temperature measuring device 13 is arranged, which detects the initial temperature value TA and the control device 8 feeds.
  • the control device 8 therefore takes in this embodiment, the initial temperature value TA from the temperature measuring device 13.
  • the initial enthalpy EA is often not yet clearly determined.
  • the initial enthalpy EA is additionally dependent on at least one initial phase fraction value pA.
  • the initial phase share value pA may be characteristic of the proportion of austenite in the rolling stock 5 or in the considered section 12 of the rolling stock 5.
  • the control unit 8 determines the initial enthalpy EA on the basis of the initial temperature value TA and the initial phase proportion value pA.
  • the initial phase component value pA can in this case be predefined for the control device 8. Alternatively it is possible - see FIG. 1 - That the control device 8 receives the initial phase share value pA from an operator 14 of the cooling section 1 or an external device 15. In the case of the external device 15, this may alternatively be a control device for the upstream hot rolling train or a superordinate control device. Again alternatively, it is possible that the control device 8 automatically determines the initial phase proportion value pA.
  • the control device 8 determines a coolant flow rate K.
  • the control device 8 determines the coolant flow K in such a way that the Walzgutabites 12 of the rolling stock 5 is withdrawn during its passage through the cooling section 1, an amount of heat with the difference of the Conversesenthalpiewerts EA of a predetermined Endenthalpiewert EE corresponds.
  • the coolant flow rate K is here - see FIG. 3 - usually a function of time t. However, it is alternatively possible to determine the coolant flow rate K as a function of the location x in the cooling section 1.
  • the Endenthalpiewert EE is - at least in the rule - assigned a predetermined final temperature value TE (see the following statements in conjunction with FIG. 4 ).
  • the control device 8 determines the coolant flow rate K, however, regardless of whether at the end of the loading of the rolling stock 5 with the coolant K of the Endenthalpiewert EE associated end temperature value TE is reached. It is only considered whether the final enthalpy EE is reached as such.
  • step S4 the control device 8 acts on the rolling stock section 12 during its passage through the cooling section 1 in accordance with the determined coolant flow rate K with the coolant 6.
  • the corresponding pressurization is readily possible because the rolled section 12 is tracked through the cooling section 1 during its passage ,
  • the coolant flow rate K has an earlier period of time 16 and a later period of time 17.
  • the later period 17 in this case immediately follows the earlier period 16.
  • the rolling stock section 12 is actively cooled by the application of the coolant 6.
  • the rolling stock section 12 only cools down passively. An application of the coolant 6 is not carried out during the later period of time 17.
  • the earlier period 16 has a time length t1.
  • the time length t1 is determined to be smaller than a characteristic time constant t2 within which a phase transformation of the rolling stock 5 occurs, for example from austenitic steel to ferritic steel. This ensures that at the end of the earlier period 16, the phase transformation of the rolling stock 5 is done only to a small extent. The extent to which the phase transformation has taken place here depends on the time length t1. Accordingly, it is possible, for example in the case of a rolling stock 5 made of steel, to ensure that at the end of the earlier period 16 the proportion of austenite in the rolling stock 5 is above a desired phase portion or conversely the ferrite portion is below a desired phase portion, etc. In general, it can be achieved at least one phase portion of the rolling stock portion 12 at the end of the earlier period 16 satisfies a predetermined condition.
  • the enthalpy E of the respective rolling stock section 12 decreases.
  • the decrease in the enthalpy E takes place considerably more slowly than in the earlier period of time 16. It can be regarded as substantially constant during the later time interval 17.
  • a further period may follow the later period 17, in which the rolling stock section 12 again the coolant 6 is acted upon.
  • the further period is in FIG. 3 not shown.
  • the end enthalpy value EE must be given. It is possible that the Endenthalpiewert EE of the control device 8 is fixed. However, it is preferable the end enthalpy value EE or the information TE, pE characteristic of the end enthalpy value EE are specified to the control device 8, the control device 8 therefore receives the corresponding values TE, pE. In this case, it is possible for the control device 8 to specify the end enthalpy value EE as such directly. However, it is preferable, accordingly FIG. 4 the step S1 of FIG. 2 Pre-arrange steps S6 and S7. In step S6, the controller receives the final temperature value TE and an end phase component pE.
  • the final temperature value TE and the final phase proportion value pE completely characterize the state of the rolling stock 5. It is therefore possible to determine the end enthalpy value EE in step S7 on the basis of the values TE and pE. If predetermined, the final phase component value pE corresponds to the above-mentioned desired phase component.
  • step S3 of FIG. 2 corresponding FIG. 5 modified.
  • FIG. 5 determines the controller 8 first in step S3, the coolant flow rate K.
  • the control device 8 determines, for example, using a cooling line model known per se (compare, for example, FIG DE 101 29 565 A1 ) - a temperature profile T, which results in the determined in step S3 coolant flow rate K.
  • a corresponding enthalpy curve E could be determined in step S11.
  • the determined course T, E can hereby alternatively be a function of the location x or a function of the time t.
  • the determined course T, E is preferably a function of the time t.
  • step S12 the control device 8 uses the determined temperature or enthalpy curve T, E to determine a location x 'or a point in time t' at which the considered rolling stock section 12 has the end enthalpy value EE.
  • the location x ' is determined here if the determined course T, E is a function of the location x, the time t', if the determined course T, E is a function of time t.
  • step S12 it is possible, in a subsequent to the step S12, in FIG. 5 not shown step to output only the determined location x 'and the determined time t' to the operator 14 and wait for its reaction.
  • This procedure is particularly useful when the predetermined Endenthalpiewert EE is related neither to a predetermined location of the cooling section 1 nor to a predetermined time.
  • the predetermined final enthalpy value EE is related to a predetermined location x "of the cooling section 1 or to a predetermined point in time t".
  • the predetermined time t" may, for example, be a predetermined number of seconds after the rolling stock 12 has reached the cooling section 1.
  • step S13 the control device 8 compares the determined location x 'with the predetermined location x "and the determined time t' with the predetermined time t". Based on the comparison, the controller 8 determines the value of a logical variable OK in step S13.
  • the logical variable OK may take the value "TRUE” if and only if an (possibly signed) deviation of the predetermined location x "from the determined location x 'is within a predetermined tolerance range, analogously it is of course possible to proceed when comparing the determined time t' and the predetermined time t".
  • step S14 the controller 8 checks the value of the logical variable OK. If the logical variable OK is "TRUE", the controller 8 proceeds to step S4. Otherwise, the control device 8 carries out the step S15 in which it modifies the coolant flow rate K.
  • step S16 the control device 8 determines the temperature or enthalpy profile T, E of the respective rolling stock section 12 analogously to step S11. However, in step S16 the control device 8 determines at least one phase-share profile p. When determining the temperature or enthalpy profile T, E, the control device 8 takes into account the determined phase component profile p and vice versa.
  • step S16 is well known to those skilled in the art. Purely by way of example is to the already mentioned DE 101 29 565 A1 directed.
  • the present invention has many advantages. For example, it is very easy to implement because the model of the cooling section 1 can be kept very rudimentary. Solving a complicated heat equation (possibly including a phase transformation equation) is not mandatory. Nevertheless, there are good and above all reproducible control procedures. The operating method always leads to a clear coolant flow rate K and thus solves in particular all problems, which occur in carbon-rich steels in the prior art.
  • a further advantage of the present invention is that the exact location at which the end enthalpy value EE is reached does not necessarily have to be calculated (although this is advantageous). Furthermore, the location does not have to be calculated or fulfilled at which the rolling stock 5 assumes the end temperature value TE associated with the end enthalpy EE. Because after completion of the active cooling (in the earlier period of time 16), the enthalpy E of the considered rolling stock section 12 remains essentially constant, so that the considered rolling stock section 12 reaches the final temperature TE at any time and therefore also at any location.
  • a further advantage of the present invention is that the operator 14 does not have to specify the end enthalpy EE directly but can specify the values end temperature TE and final phase value pE which are familiar to him.

Landscapes

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  • Metal Rolling (AREA)
  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Kühlstrecke zum Kühlen eines Walzguts.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm, das Maschinencode umfasst, der von einer Steuereinrichtung für eine Kühlstrecke zum Kühlen eines Walzguts unmittelbar ausführbar ist. Auch betrifft die vorliegende Erfindung einen Datenträger mit einem auf dem Datenträger in maschinenlesbarer Form gespeicherten derartigen Computerprogramm.
  • Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Steuereinrichtung für eine Kühlstrecke zum Kühlen eines Walzguts.
  • Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung eine Kühlstrecke zum Kühlen eines Walzguts, wobei die Kühlstrecke eine Steuereinrichtung aufweist, von der die Kühlstrecke betrieben wird.
  • Die obenstehend beschriebenen Gegenstände sind allgemein bekannt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die deutsche Patentanmeldung 10 2007 007 560.1 ist am Prioritätstag der vorliegenden Erfindung nicht vorveröffentlicht.
  • Die beiden zuletzt beschriebenen Verfahren stellen bereits teine Verbesserung gegenüber dem übrigen Stand der Technik dar. Auch sie arbeiten aber noch nicht vollständig befriedigend.
  • Aus der WO 2004/076085 A2 ist ein Betriebsverfahren für eine Kühlstrecke zum Kühlen eines Walzguts bekannt, bei dem eine Steuereinrichtung für die Kühlstrecke Informationen entgegen nimmt, die für einen Anfangsenthalpiewert zumindest teilweise charakteristisch sind. Insbesondere nimmt die Steuereinrichtung eine Anfangstemperatur des Walzguts entgegen. Die Steuereinrichtung nimmt weiterhin eine Endtemperatur entgegen. Die Steuereinrichtung ermittelt einen Kühlmittelmengenverlauf, so dass einem Walzgutabschnitt eine entsprechende Wärmemenge entzogen wird. Die Steuereinrichtung ermittelt den Kühlmittelmengenverlauf derart, dass am Ende der Beaufschlagung des Walzguts mit dem Kühlmittel (möglichst) die Endtemperatur erreicht wird. Die Steuereinrichtung beaufschlagt den Walzgutabschnitt während seines Durchlaufs durch die Kühlstrecke entsprechend dem ermittelten Kühlmittelmengenverlauf mit dem Kühlmittel. Die WO 2004/076085 A2 erwähnt weiterhin, dass alternativ oder zusätzlich zu einem Ist- bzw. Solltemperaturverlauf ein Ist- bzw. Sollenthalphieverlauf ermittelt werden kann.
  • Aus der WO 03/045599 A1 ist ein Betriebsverfahren für eine Fertigstraße bekannt, die einer Kühlstrecke vorgeordnet ist. Innerhalb der Kühlstrecke können zwischen den Walzgerüsten der Fertigstraße Kühleinrichtungen angeordnet sein. Die Fertigstraße kann daher als Kühlstrecke im weiteren Sinne angesehen werden. Eine Steuereinrichtung für die Fertigstraße nimmt eine Anfangstemperatur entgegen. Die Anfangstemperatur ist für einen Anfangsenthalpiewert in der Regel vollständig, zumindest aber teilweise charakteristisch. Der Steuereinrichtung wird weiterhin ein Solltemperaturverlauf und damit auch ein Endtemperaturwert vorgegeben. Die Steuereinrichtung ermittelt einen Kühlmittelmengenverlauf, so dass ein Walzgutabschnitt des Walzguts nach seinem Durchlauf durch die Fertigstraße (im Ergebnis) den Endtemperaturwert erreicht. Die Steuereinrichtung steuert die Fertigstraße. In diesem Rahmen beaufschlagt sie (unter anderem) den Walzgutabschnitt entsprechend dem ermittelten Kühlmittelmengenverlauf. Aus der WO 03/045599 A1 ist weiterhin bekannt, alternativ zur Temperatur die Enthalpie zu verwenden. Nähere Ausführungen hierzu finden sich in der WO 03/045599 A1 nicht.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer auf einfache, zuverlässige und genaue Weise gewünschte Materialeigenschaften des Walzguts einstellbar sind.
  • 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 10.
  • Erfindungsgemäß nimmt eine Steuereinrichtung für die Kühlstrecke für einen Anfangsenthalpiewert zumindest teilweise charakteristische Informationen entgegen. Weiterhin nimmt die Steuereinrichtung einen Endtemperaturwert und mindestens einen Endphasenanteilwert entgegen. Sie ermittelt daraus einen Endenthalpiewert. Die Steuereinrichtung ermittelt einen Kühlmittelmengenverlauf, so dass einem Walzgutabschnitt des Walzguts während seines Durchlaufs durch die Kühlstrecke eine mit der Differenz von Anfangsenthalpiewert und Endenthalpiewert korrespondierende Wärmemenge entzogen wird. Die Steuereinrichtung ermittelt den Kühlmittelmengenverlauf hierbei unabhängig davon, ob am Ende der Beaufschlagung des Walzguts mit einem Kühlmittel der Endtemperaturwert erreicht wird. Die Steuereinrichtung beaufschlagt den Walzgutabschnitt während seines Durchlaufs durch die Kühlstrecke entsprechend dem ermittelten Kühlmittelmengenverlauf mit dem Kühlmittel.
  • Durch diese Vorgehensweise wird erreicht, dass die Enthalpie wie gewünscht eingestellt wird. Dadurch sind die Materialeigenschaften des Walzguts im Wesentlichen festgelegt.
  • 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. In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der Kühlmittelmengenverlauf ferner 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
    • in dem Fall, dass der Phasenanteil im Laufe der Zeit abnimmt, oberhalb des Endphasenanteils liegt, und
    • in dem Fall, dass der Phasenanteil im Laufe der Zeit zunimmt, unterhalb des Endphasenanteils liegt.
  • Durch diese Vorgehensweise wird erreicht, dass nicht nur der vorbestimmte Endenthalpiewert erreicht wird, sondern auch bei dem Endenthalpiewert der zugeordnete Endtemperaturwert erreicht wird.
  • Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang, dass die Länge des späteren Zeitabschnitts derart bestimmt ist, dass der Phasenanteil des Walzguts zu Beginn des späteren Zeitabschnitts und der Phasenanteil des Walzguts am Ende des späteren Zeitabschnitts den Endphasenanteil eingabeln.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Alternativ ist es möglich, dass der vorbestimmte Endenthalpiewert weder auf einen vorbestimmten Ort der Kühlstrecke noch auf einen vorbestimmten Zeitpunkt bezogen ist.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
    • FIG 1
    schematisch den Aufbau einer Kühlstrecke,
    FIG 2
    ein Ablaufdiagramm,
    FIG 3
    ein Zeitdiagramm und
    FIG 4 bis 6
    Ablaufdiagramme.
  • Gemäß FIG 1 ist eine Kühlstrecke 1 in der Regel einer Warmwalzstraße nachgeordnet. Dargestellt ist hierbei in FIG 1 nur das letzte Walzgerüst 2 der Warmwalzstraße. Der Kühlstrecke 1 ist in der Regel weiterhin eine Haspelanordnung 3 nachgeordnet.
  • 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.
  • 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.
  • 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 FIG 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 FIG 1 eine Ausgestaltung des Datenträgers 11 als CD-ROM.
  • Das von der Steuereinrichtung 8 bewirkte Betriebsverfahren für die Kühlstrecke 1 wird nachfolgend in Verbindung mit FIG 2 näher erläutert. Vorab sei hierbei darauf hingewiesen, dass das Betriebsverfahren gemäß FIG 2 online, getaktet und unter Wegverfolgung des Walzguts 5 durchgeführt wird. Die Vorgehensweise von FIG 2 wird daher für jeden einzelnen wegverfolgten Abschnitt 12 des Walzguts 5 durchgeführt.
  • 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.
  • Der Anfangstemperaturwert TA kann der Steuereinrichtung 8 prinzipiell auf beliebige Weise zugeführt werden. In der Regel ist - siehe FIG 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.
  • 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.
  • 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 FIG 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.
  • 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 FIG 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.
  • Dem Endenthalpiewert EE ist - zumindest in der Regel - ein vorbestimmter Endtemperaturwert TE zugeordnet (siehe die nachfolgenden Ausführungen in Verbindung mit FIG 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.
  • In einem Schritt S4 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.
  • Wie aus FIG 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 FIG 3 nicht mit dargestellt.
  • 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 FIG 4 dem Schritt S1 von FIG 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.
  • 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.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Schritt S3 von FIG 2 entsprechend FIG 5 modifiziert.
  • Gemäß FIG 5 bestimmt die Steuereinrichtung 8 zunächst im Schritt S3 den Kühlmittelmengenverlauf K.
  • 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.
  • 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.
  • Es ist möglich, in einem auf den Schritt S12 nachfolgenden, in FIG 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.
  • 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.
  • Im Rahmen von FIG 5 wird lediglich der Temperatur- bzw. der Enthalpieverlauf T, E ermittelt. Die Vorgehensweise von FIG 5 kann gemäß FIG 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.
  • Die Vorgehensweise des Schrittes S16 ist als solche Fachleuten allgemein bekannt. Rein beispielhaft wird auf die bereits erwähnte DE 101 29 565 A1 verwiesen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.

Claims (15)

  1. Betriebsverfahren für eine Kühlstrecke (1) zum Kühlen eines Walzguts (5),
    - wobei eine Steuereinrichtung (8) für die Kühlstrecke (1) für einen Anfangsenthalpiewert (EA) zumindest teilweise charakteristische Informationen (TA) entgegen nimmt,
    - wobei die Steuereinrichtung (8) einen Endtemperaturwert (TE) und mindestens einen Endphasenanteilwert (pE) entgegen nimmt und daraus einen Endenthalpiewert (EE) ermittelt,
    - wobei die Steuereinrichtung (8) einen Kühlmittelmengenverlauf (K) ermittelt, so dass einem Walzgutabschnitt (12) des Walzguts (5) während seines Durchlaufs durch die Kühlstrecke (1) eine mit der Differenz von Anfangsenthalpiewert (EA) und Endenthalpiewert (EE) korrespondierende Wärmemenge entzogen wird,
    - wobei die Steuereinrichtung (8) den Kühlmittelmengenverlauf (K) unabhängig davon ermittelt, ob am Ende der Beaufschlagung des Walzguts (5) mit einem Kühlmittel (6) der Endtemperaturwert (TE) erreicht wird,
    - wobei die Steuereinrichtung (8) den Walzgutabschnitt (12) während seines Durchlaufs durch die Kühlstrecke (1) entsprechend dem ermittelten Kühlmittelmengenverlauf (K) mit dem Kühlmittel (6) beaufschlagt.
  2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass der Kühlmittelmengenverlauf (K) als Funktion der Zeit (t) ermittelt wird,
    - dass der Kühlmittelmengenverlauf (K) einen früheren Zeitabschnitt (16) und einen an den früheren Zeitabschnitt (16) unmittelbar anschließenden späteren Zeitabschnitt (17) aufweist,
    - dass der Walzgutabschnitt (12) während des früheren Zeitabschnitts (16) durch das Beaufschlagen mit dem Kühlmittel (6) aktiv gekühlt wird und während des späteren Zeitabschnitts (17) ohne Beaufschlagen mit dem Kühlmittel (6) nur passiv abkühlt und
    - dass eine zeitliche Länge (t1) des früheren Zeitabschnitts (16) derart bestimmt ist, dass mindestens ein Phasenanteil (p) des Walzgutabschnitts (12) am Ende des früheren Zeitabschnitts (16) in dem Fall, dass der Phasenanteil (p) im Laufe der Zeit abnimmt, oberhalb des Endphasenanteils liegt und in dem Fall, dass der Phasenanteil (p) im Laufe der Zeit zunimmt, unterhalb des Endphasenanteils liegt.
  3. Betriebsverfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des späteren Zeitabschnitts (17) derart bestimmt ist, dass der Phasenanteil (p) des Walzguts (5) zu Beginn des späteren Zeitabschnitts (17) und der Phasenanteil (p) des Walzguts (5) am Ende des späteren Zeitabschnitts (17) den Endphasenanteil eingabeln.
  4. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die für den Anfangsenthalpiewert (EA) zumindest teilweise charakteristischen Informationen (TA) einen Anfangstemperaturwert (TA) umfassen.
  5. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Anfangsphasenanteilwert (pA) der Steuereinrichtung (8) fest vorgegeben ist oder dass die Steuereinrichtung (8) den Anfangsphasenanteilwert (pA) von einem Bediener (14) der Kühlstrecke (1) oder einer externen Einrichtung (15) entgegen nimmt oder dass die Steuereinrichtung (8) den Anfangsphasenanteilwert (pA) ermittelt.
  6. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) einen Temperatur- und/oder einen Enthalpieverlauf (T, E) des Walzgutabschnitts (12) ermittelt.
  7. Betriebsverfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) parallel zur Ermittlung des Temperatur- und/oder Enthalpieverlaufs (T, E) mindestens einen Phasenanteilsverlauf (p) ermittelt und den mindestens einen ermittelten Phasenanteilsverlauf (p) bei der Ermittlung des Temperatur- und/oder Enthalpieverlaufs (T, E) berücksichtigt.
  8. Betriebsverfahren nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) anhand des ermittelten Temperatur- und/oder Enthalpieverlaufs (T, E) einen Ort (x') oder einen Zeitpunkt (t') ermittelt, an dem der Walzgutabschnitt (12) den Endenthalpiewert (EE) aufweist.
  9. Betriebsverfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Endenthalpiewert (EE) auf einen vorbestimmten Ort (x") der Kühlstrecke (1) oder auf einen vorbestimmten Zeitpunkt (t") bezogen ist, dass die Steuereinrichtung (8) den ermittelten Ort (x') mit dem vorbestimmten Ort (x") oder den ermittelten Zeitpunkt (t') mit dem vorbestimmten Zeitpunkt (t") vergleicht und dass die Steuereinrichtung (8) anhand des Vergleichs den Kühlmittelmengenverlauf (K) korrigiert.
  10. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Endenthalpiewert (EE) weder auf einen vorbestimmten Ort der Kühlstrecke (1) noch auf einen vorbestimmten Zeitpunkt bezogen ist.
  11. Computerprogramm, wobei das Computerprogramm Maschinencode (10) umfasst, der von einer Steuereinrichtung (8) für eine Kühlstrecke (1) zum Kühlen eines Walzguts (5) unmittelbar ausführbar ist, wobei die Ausführung des Maschinencodes (10) durch die Steuereinrichtung (8) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (8) die Kühlstrecke (1) gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche betreibt.
  12. Datenträger mit einem auf dem Datenträger in maschinenlesbarer Form gespeicherten Computerprogramm (9) nach Anspruch 11.
  13. Steuereinrichtung für eine Kühlstrecke (1) zum Kühlen eines Walzguts (5), wobei die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie die Kühlstrecke (1) gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 betreibt.
  14. Steuereinrichtung nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass sie als programmierbare Steuereinrichtung ausgebildet ist, die im Betrieb ein Computerprogramm (9) nach Anspruch 12 ausführt.
  15. Kühlstrecke zum Kühlen eines Walzguts (5), wobei die Kühlstrecke eine Steuereinrichtung (8) nach Anspruch 13 oder 14 aufweist, so dass die Kühlstrecke von der Steuereinrichtung (8) gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 betrieben wird.
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