EP2817425A1 - Steuerung einer kühlung - Google Patents

Steuerung einer kühlung

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Publication number
EP2817425A1
EP2817425A1 EP13714569.4A EP13714569A EP2817425A1 EP 2817425 A1 EP2817425 A1 EP 2817425A1 EP 13714569 A EP13714569 A EP 13714569A EP 2817425 A1 EP2817425 A1 EP 2817425A1
Authority
EP
European Patent Office
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pump
coolant
actuator
pressure
determined
Prior art date
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Granted
Application number
EP13714569.4A
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English (en)
French (fr)
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EP2817425B1 (de
Inventor
Klaus Weinzierl
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Primetals Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of EP2817425A1 publication Critical patent/EP2817425A1/de
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Publication of EP2817425B1 publication Critical patent/EP2817425B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
    • C21D9/5735—Details
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
    • C21D11/005—Process control or regulation for heat treatments for cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/667—Quenching devices for spray quenching

Definitions

  • the present invention relates to a process for Steue ⁇ tion of cooling a material with a cooling medium, a computer program product for performing such procedural ⁇ Rens, a control device for controlling a cooling of a material with a coolant, and a cooling path of a rolling plant comprising such a Steuerungseinrich ⁇ tion.
  • DD 213 853 AI describes a control device for controlling a water supply in a water cooling section, which is operated to cool a rolling stock.
  • Pressure of the cooling water is adjusted by an adjustment of pressure control valves. In the process, it is constantly checked whether an impermissible deviation of measured actual pressure values from desired pressure values exists and, if appropriate, a regulation of the pressure values is carried out.
  • the object is achieved by a method for controlling a cooling of a material with a coolant, wherein a supply of the coolant to the material is controlled by at least one actuator, which is adjustable in two or more different ⁇ different positions, wherein the actuator is an actuator Characteristic field is assigned, which indicates a relationship between a coolant flow, a pressure of the coolant and a position of the actuator, wherein at least one coolant pump, which is seen in the flow direction of the coolant arranged in front of the at least one actuator assigned, a pump characteristic field, wel ⁇ ches indicating a relationship between a rotational speed of the pump, a pressure difference of the refrigerant that exists between a suction pressure at an input side of the pump and an output pressure at an output side of the pump, and a coolant Ström, and wherein a cooling medium flow is adjusted by the D jerk difference is determined from the pump characteristic field to the determined pressure difference
  • a computer program product for controlling the cooling of a material with a coolant, wherein a supply of the coolant to the material is controlled by at least one actuator which is adjustable in two or more different positions, wherein the actuator is an actuator characteristic field is assigned, which indicates a relationship between a coolant flow, a pressure of the coolant and a position of the actuator, wherein at least one coolant pump, which is arranged in the flow direction ofmémit ⁇ see before the at least one actuator, a pump characteristic field is assigned, which a relationship between a rotational speed of the pump, a pressure differential of the coolant, which prevails at an input side of the pump and an output pressure at an output side of the pump between a suction pressure and outputs a refrigerant stream at ⁇ , and wherein the computer program product, when e s performed by a computing unit, performs the following process steps: determining a corresponding to a pressure difference of the coolant between the input side and the output ⁇ side of the pump and a desired cool
  • a control device for controlling a cooling of a material with a cooling medium comprising at least one storage unit which stores for storing an actuator characteristic curve field, the at least one Bezie ⁇ hung between a coolant flow, a pressure of the refrigerant and a position one of the actuator Characteristic field assigned actuator for controlling the Zu ⁇ drove of the coolant to the material indicates, and for Spei ⁇ tion of a pump characteristic field, the relationship zwi ⁇ tween a speed of the pump, a pressure difference of the coolant between a suction pressure at an input side of the Pump and an output pressure at an output side of the pump prevails, and indicates a coolant flow, is formed ⁇ , a processor unit, which is adapted to the stored actuator characteristic field, the corresponding to a determined pressure value of the coolant and a desired coolant flow position of the at least ei ⁇ nen actuator and from the stored pump characteristic field corresponding to a determined pressure difference of the coolant between the input side and
  • wel ⁇ che is adapted to send a signal for setting the min ⁇ least one actuator in the determined position to an actuating unit and a signal for adjusting the at least one coolant pump to the determined speed to send a speed controller.
  • a common coolant is water, especially for the kuh ⁇ treatment of a material such as metal.
  • the terms "current” and “the river” are used synonymously: describe a per unit time given by a cross-sectional area toward ⁇ by passing amount of refrigerant.
  • the cooling in the form of a water jet cooling often as
  • a water-jet cooling is a cooling of the material with one or more What ⁇ serstrahlen.
  • the intensive cooling can be considered as a special case of laminar cooling.
  • a high water requirement at a water pressure greater than 1 bar is characteristic.
  • the water requirement of the intensive cooling can not be covered from a pure water tank, so that the operation of the intensive cooling - in the case of water as a coolant - coupled with a water pump of the water industry.
  • the valves of the intensive cooling are preferably continu ously ⁇ adjustable thereby, that the amounts of water are continuously variable to enable a precise dosing of the cooling performance.
  • no flow control loops are constructed, but the actuators of a coolant run directly attached ⁇ controls. Furthermore, no pressure control loop is established for the amount of coolant to be supplied to the cooling.
  • the vorlie ⁇ ing invention is based on the finding that a high setting speed of a required coolant ⁇ flow, z. B. a cooling water flow in a cooling line, can only be achieved by a controller, whereas a conventional control is too slow and too susceptible to failure, especially under the conditions of intensive cooling.
  • This characteristic field is either already known or will ⁇ determined least once by "gauging" of the actuator. By “gauging” is an experimental determination of the flow through the actuator understood as a function of the position of the valve and the pressure of the coolant. To calibrate the actuator characteristic field f (w, p) flow measurements can be made.
  • a process computer controls the actuators using the associated characteristic fields such that the required coolant flow flows through each actuator.
  • the actual pressure p is detected, each used a ⁇ the actuator in the characteristics field and each target coolant flow w to a corresponding desired actuator position k tobil- det.
  • the target pressure is used instead of the actual pressure in the characteristic field.
  • Actuators can be moved in 2 s from 0% to 100% of their opening degree and in 1 s from 20% to 80% of their opening degree, and moreover, the pump can be brought from standstill to the maximum speed in less than 1 s. Because ⁇ by a rapid adjustment of the coolant flow in each coolant inlet to the material and even faster adjustment of the coolant flow to supply the intensive cooling is possible, even if the coolant to the intensive cooling only over a long supply line, z. B. over a length in the range of 100 to 200 m, zoom must be transported. With the present invention, it is possible to have a large
  • Coolant amount, as z. B. in an intensive cooling of a cooling line of a rolling mill is required, for example ei ⁇ ne cooling water amount of about 150 m 3 of water, accelerate sufficiently fast to cope with the entry of the material to be cooled, for.
  • ei ⁇ ne cooling water amount of about 150 m 3 of water
  • z. B. on a time scale of alternatingrwei ⁇ se 1 s to build a stable coolant flow.
  • Even with thin metal strips, which are transported through the cooling line at a speed of approx. 10 m / s the length of insufficiently cooled material remains smaller than 10 m. For a laminar flow cooling line, this value is of the same order of magnitude. Cooling with the control of actuators according to the invention thus has the following advantages:
  • the required coolant flow can be exactly at the desired time, for. B. upon entry of a strip of material in the cooling line, are provided. Conversely, the cooling ⁇ medium current correspondingly quickly exactly at the desired time ⁇ point, z. B. at the outlet of a strip of material from the cooling ⁇ street, can be reduced.
  • the intensive cooling can be omitted. This can also be dispensed with a sufficiently long, straight calming section, which in the case of a flow measurement in addition to a
  • Measuring device is required and the cooling system additionally expensive.
  • the invention allows cooling with a high efficiency. All of the coolant which transports, in particular ⁇ sondere is pumped, is used to cool, especially for In ⁇ tensivkühlung used. In this case, the energy consumption of the pump can be further reduced by the fact that a higher pressure of the coolant is only generated when it is actually required.
  • the need for a high-pressure operation can z. B. be found that one positions of actuators, z. B. flap positions of valves, determined and raises the target pressure for the pump only when the position of at least one actuator would exceed a bestimm ⁇ te, predetermined as a limit opening position.
  • the invention is an essential component of a plant that allows a combined, flexible cooling operation, by the normal production, for. B. in a steel mill, is not disturbed or impaired.
  • the at least one actuator is adjusted continuously in the determined position.
  • the at least one actuator to a continuously ADJUSTABLE ⁇ res actuator.
  • a continuous adjustment or adjustability of the at least one actuator means that the at least one actuator is continuously adjusted in the determined position.
  • the continuously variable actuator it may, for. B. act to a valve or a rule ⁇ flap.
  • a control method using continuously variable actuators is not significantly more expensive than the usual equipment of cooling sections with simple switching elements. valves.
  • a high tank decouples the control of the water management from the control of the valves of the valves.
  • Such control prevents the switching jumps occurring in Wegventi ⁇ len in temperature and is DA forth particularly suitable for a model predictive control of the temporal Abkühlverlaufs in the cooling section.
  • a third pump identification ⁇ line field ⁇ s (n, m) is assigned to which the pressure ⁇ difference ⁇ of the refrigerant between the suction pressure at the input side of the pump and the output pressure prevails at the off ⁇ output side of the pump, as a function of the pump rotational ⁇ s n number and the coolant flow w indicates.
  • the coolant pump z.
  • a Pumpenenkennli- nienfeld n q (w, pp suction ) can be assigned.
  • n denotes the target pump speed
  • w the coolant flow to be conveyed
  • p the pressure at the outlet side of the pump
  • Psaug the suction pressure on the input side of the pump.
  • w must be the sum of the coolant flows of all the actuators of the cooling, plus any further existing customers who receive coolant from the cooling pump.
  • the pump is controlled by a process computer so that it runs at a speed n, which emerges at the onset of the desired coolant flow w and a target pressure increase pp sa ug in the Pum ⁇ pen characteristic field.
  • the suction pressure is advantageously measured on the input side of the pump.
  • an estimate may be used, eg. B. calculated from the height difference between the location of the pump and the coolant level in a coolant tank, with which the suction side of the pump is supplied.
  • a target value of another control means may be used which lie ⁇ fert the pump, the coolant on the suction side.
  • a control device not only the actuators, but also the pumps, for. B. for the high tank, controls because the control device, the coolant flows to be provided are already known in advance.
  • This can be provided in the form of a so-called intelligent coolant management:
  • the entire water management übergrei ⁇ fend and "knows" all water consumers in the system, ie takes into account their water consumption on the basis of previously collected and / or current fuel consumption
  • the controller controls in particular the intensive cooling.
  • the pump is preferably driven by an inverter frequenzgere ⁇ gel.
  • the characteristic field of the pump is either previously known or is determined at least once by Auslitern the pump.
  • the position of the at least one actuator and the speed for operating the at least ei ⁇ nen coolant pump in one step as a common Setpoint value is determined, wherein the pressure of the coolant upstream of the at least one actuator is identical to the output pressure ⁇ out on the output side of the pump.
  • suction pressure of the refrigerant at the input side of the pump is determined by a measurement or an estimation.
  • the actuator performance curve is adapted by detecting the pressure of the coolant, in particular ⁇ sondere measured is the position of the actuator is ermit ⁇ telt, out of the actuator characteristic curve field of the ER-mediated values, ie pressure and position , Corresponding coolant flow is determined, the coolant flow determined from the actuator characteristic field is compared with a measured coolant flow and the actuator characteristic field is changed such that the coolant flow determined from the actuator characteristic field coincides with the measured coolant flow.
  • the usual disadvantage of a control that the set coolant amounts are more inaccurate than in a control, can be compensated by an adaptation of the actuator characteristic field using the factors C j .
  • the recognition functions are local, e.g. As if they are B-splines, which are different only in an environment around the development ⁇ point of zero, converges the adaptation loading Sonder quickly because of characteristics then is improved only in the vicinity of the current measurement and places the performance curves, which are farther away from the current measurement, not changed, in particular not deteriorated.
  • the characteristic field it is still necessary to check during or after the adaptation, the characteristic field, whether it is still strictly monotonically increasing. This can z. B. occur when inaccurate readings are detected or the anflind ⁇ Liche characteristic field is very inaccurate and the adaptation must make major corrections. Is the characteristic curve field according to Adap ⁇ tion not strictly increasing, the adjustment of each ⁇ pertaining factor C j is to reduce or reverse.
  • the pressure p of the refrigerant and the coolant flow W of the coolant are ermit ⁇ telt, in particular measured, to the determined values, ie pressure and coolant flow corresponding position of the actuator is determined from the actuator operation characteristic field, the position determined from the actuator-characteristics field of the actuator compared with a measured position of the actuator and the actuator characteristic field changed so that the determined from the actuator characteristic field position of the actuator coincides with the measured position of the actuator.
  • the process computer can determine the required position k of the actuator from the pressure p and the
  • the pump characteristic field is adapted by the pressure difference and the flow of the coolant are determined, from the Pum ⁇ pen characteristic field corresponding to the determined values pump speed is determined, with the determined from the pump characteristic curve pump speed A measured pump speed is compared and the pump characteristic field is changed so that the results from the pump characteristic field average pump speed coincides with the measured pump speed.
  • n q (w, pp suction )
  • q (w, pp suction ) £ j b j q j (w, p psaug)
  • the gain factors b suitable to each ⁇ wells corresponding basis functions q (w, pp suction) can be selected.
  • control device comprises the at least one actuator, which is preferably ⁇ formed as a valve or a control valve.
  • a further preferred development of the invention is a cooling section of a rolling mill, comprising an above-described ne control device for controlling the cooling of a material in the cooling section.
  • the cooling section comprises an intensive cooling section and / or a laminar cooling section.
  • the present invention can be used both for an intensive cooling section and for a laminar cooling section.
  • the invention is not limited to intensive cooling. You can also have a zone of a normal one
  • the invention can also be carried out when the variable-speed pump is supplied directly from a coolant supply ⁇ network with coolant, z. B. is supplied directly from the water supply network with water, ie without ei ⁇ nen arranged between them and acting as a buffer
  • Cooling section be particularly useful to inhibit grain growth in a material material to accelerate the phase transformation of a material, and thereby increase the overall strength of the material.
  • intensive cooling but also be useful behind the roughing or be installed at other locations of the cooling section.
  • intensive cooling beams between stands of the finishing train.
  • a strip cooling system for a hot rolling mill and a Vorband- a finished strip cooling can include best ⁇ starting from an intensive and laminar.
  • the pre-strip cooling can be installed behind a roughing stand in the area of the intermediate roller table. It provides temperature compensation over the entire length and width of the sliver before it arrives on the finishing train.
  • On Off ⁇ transition of the finishing train an intensive cooling section angeord- net can be.
  • a laminar cooling section can be positioned. Usually both systems are operated together.
  • the invention thus circumvents the very unfavorable solution that requires the removal of large pipes at each change of the amount of cooling water, such as a change from a high pressure operation to ei ⁇ nem low pressure operation by switching off booster pumps and activating a supply from a water tank for low pressure operation.
  • Such solutions can only z. B. are switched during a roll change or another longer downtime, but not during the lau ⁇ fenden production.
  • a tape in the intensive cooling may have a cooling water amount in the range of
  • the intensive cooling can usually are activated in thedestre ⁇ bridge not already before the arrival of the band because of thinner strips, the forces acting on what ⁇ ser on the tape may lead to a high-flying of the tape.
  • thicker tapes often require a warmer tape on the first tapes so that the reel can grip the tape and bend around the mandrel. This means that especially at the belt inlet and the belt outlet large amounts of water must be changed very dynamically.
  • the present invention provides just this dynamic.
  • the present invention makes it possible to accurately meter the large amounts of water used in intensive cooling.
  • the accuracy of the amount of water with which the inten- is applied sivksselung is crucial for the exact ⁇ accuracy of coiling temperature that can be achieved. This is particularly important in order to avoid the disadvantage of a poor reproducibility of the material properties, the advantage of high cooling rates, the increase in strength.
  • the accuracy of the coolant flow achievable with the invention degradation of reel temperature accuracy over standard laminar cooling can be avoided by operating the intensive cooling at low cooling power to produce standard products.
  • the invention also avoids a significant deterioration of the reel temperature accuracy when operating at high cooling capacities.
  • the present invention provides an application of a control method of coolant actuators according to a family of characteristics and preferably in addition a cooling ⁇ medium pump according to a family of characteristics on a cooling section of a metal processing line, in particular in a hot ⁇ bandtechnik, the invention can but in particular a heavy plate mill in which thick sheets are produced and must be cooled.
  • FIG. 1 is a metal processing line;
  • FIG. 2 shows a first actuator characteristic field;
  • FIG. 3 shows a second actuator characteristic field;
  • FIG. 4 shows a first pump characteristic field;
  • FIG. 6 is a diagram of a control of a coolant flow.
  • Fig. 1 shows a metalworking line 1, which here as a cooling line 2, also referred to as a cooling section, is madebil ⁇ det.
  • the cooling line 2 is a production line nachge ⁇ switches, the last rolling mill is indicated at 3.
  • a material 4, which is designed here as a to be processed metal 4 in ribbon form, first passes through the manufacturing ⁇ road and thereafter the cooling section 2, whereupon it to Ab ⁇ transport or for buffering up to a further processing on a reel 5, which the Cooling section 2 nachge ⁇ switches, is wound.
  • the metalworking line 1 can z. B. be arranged in a hot strip ⁇ factory of a steel plant.
  • the cooling section 2 comprises actuators 6, with which a defined coolant flow can be delivered to the material 4, a coolant inlet 13, through which coolant from a coolant reservoir, for.
  • actuators 6 As a water supply network or a high tank, are supplied to the actuators 6 can, and a switched into the coolant inlet 13 ⁇ coolant pump 20, with which the pressure of the coolant on ei ⁇ ner output side 20a of the pump 20 against a pressure of the coolant at an input side 20e of the pump 20 can be changed.
  • the actuators include 6 flaps and valves with which serving as a coolant water via cooling bars 14 on the band-shaped metal 4 can be applied, for. B. aufspritzbar, is to cool it.
  • Actuators 6 include. All actuators can be supplied with coolant via the same pump. It is also possible that there are two or more pumps, each supplying one or more actuators with coolant.
  • the cooling section 2 further comprises a control device 7, which is indicated schematically in Fig. 1.
  • the control ⁇ device 7 comprises a processing unit 8, a standardized Speicherein- 12, an input device 9 for inputting data into the calculating unit 8 and a display device 10 to show ⁇ data.
  • the arithmetic unit 8 controls via Steuerlei ⁇ lines 15, the actuators 6, z. As valves, nozzles or flaps, according to an actuator characteristic field llw.
  • the arithmetic unit 8 controls the cooling ⁇ medium pump 20 via control lines 15 according to a pump characteristic field LLN.
  • the actuators 6 are individually controlled and thus the flow rates of the chilled beam 14 separately regulated.
  • a high tank feeds the cooling bars 14 with coolant, in particular with water, via the coolant inlet 13.
  • the pump 20 can be switched on. In this way, the cooling of the respective produced material, for. As the steel grade, adapt.
  • control device 7 in a manual operating mode at least partially via the input Device 9 can be changed by an operator, so that z. B. the actuators 6 can be controlled in groups or separately.
  • the manual controllability does not have to be permanently provided, it is just as conceivable that it is possible to switch between an automatic operating mode and a manual operating mode.
  • the arithmetic unit 8 receives further information about the state of the cooling section 2 or of the metal 4.
  • the metal 4 and its state at Entering into the cooling section 2 describe, z.
  • one or more actuator characteristic fields llw and one or more pump characteristic fields lln are stored.
  • one of the stored characteristic fields is assigned to the respective component.
  • two or more actuators or pumps of the same type are assigned the same characteristic field; This achieves faster convergence in the cooling system, and cooling control can be faster.
  • each actuator 6 and each pump 20 own characteristic field llw or lln is assigned.
  • Actuator 10 percent, at k 90%, the opening degree of the actuator is 90 percent.
  • the actuator characteristics map 11k may be stored in a memory unit of a controller.
  • a signal unit of a control device sends a signal for setting the at least one actuator in the determined position k to an actuating unit which serves to set the actuator.
  • the parameter curves w define the mutual dependence between the coolant pressure p and the position ki of an actuator for different coolant flows w.
  • the second actuator characteristic field llw is used to determine a position ki of an actuator 6, in which under a desired coolant flow pi, the desired coolant flow wi, S0 n results.
  • the procedure is as follows: First, the pressure pi of the coolant, as seen in the flow direction of the coolant between the coolant pump 20 and the actuator 6, is determined. This ⁇ He mediation can be done by a pressure measurement or an estimate. From the actuator 6 associated actuator operation characteristic curves llw then is the determined pressure value to the pi and the target coolant flow wi, S o determined ii corres ⁇ ki-Chief position of the actuator. 6 Finally, the relevant actuator 6 is set in the determined position ki.
  • the z. B. is determined by a flow measurement of the coolant flow, and according to the actuator characteristic field llw erwar ⁇ teten coolant flow wi, S o ii a difference occurs, which is above an allowable tolerance value, is preferably an adaptation of the actuator characteristic field llw who did ⁇ actual relations carried out.
  • n q (w,
  • the parameter curves n define the mutual dependence between the coolant pressure difference ⁇ and the coolant flow w for different rotational speeds n of the coolant pump 20.
  • the pump characteristic field 12n is used to determine a rotational speed ni at which a desired coolant flow, the desired coolant flow wi, S0 n, results under a predetermined coolant pressure difference ⁇ .
  • Cooling section 2 Figure 1 shown is to the following pre- ⁇ addressed: first, the suction pressure p sa micrograms of the coolant, that the coolant pressure at the input side 20e of the pump 20 is determined, and from this calculates the target pressure difference ⁇ ⁇ ⁇ be ⁇ . Subsequently, the pump rotational speed ni is determined from the pump characteristics map 12n to the calculated desired pressure difference ⁇ ⁇ ⁇ and to a desired coolant flow wi, S oii. Finally, the speed of the pump 20 is set to the determined value ni.
  • the z. B. is determined by a flow measurement of the coolant flow, and according to the pump characteristic field 12n expected coolant flow wi, S oii a difference occurs, which is about ei ⁇ nem allowable tolerance value, is preferably an adaptation of the pump characteristic field 12n to actual conditions performed.
  • the amplification factors b are suitably selected to the respective associated approach functions q (w, pp suction ) by determining the output pressure p of the coolant at the output side 20a of the pump, in particular measured.
  • the parameter curves w define the mutual dependence between the coolant ⁇ pressure difference ⁇ and the rotational speed n for different volume flows w of the coolant.
  • Fig. 6 shows a schematic representation of the control of the coolant flow to a material to be cooled 4.
  • egg ⁇ nem coolant inlet 13, z. B. in the form of a pipe, a pump 20 and subsequently a valve 6 are arranged in the flow direction of the coolant.
  • the coolant In the flow direction of the cooling ⁇ seen in front of the pump 20, that is, on the input side 20 e of the pump 20, the coolant has a pressure which is referred to as the suction pressure p sa ug.
  • the coolant In the flow direction of the coolant Seen after the pump 20, ie at the output side 20a of the pump 20, the coolant has a pressure simply referred to as p, which results from the suction pressure p sa ug via the pressure change generated by the pump 20.
  • the operation of the pump 20, in particular n its speed is controlled with the help of the pump ⁇ characteristic field 12n.
  • the flow through ⁇ degree of the valve 6, which is seen in the flow direction of the coolant located downstream of the pump 20 is controlled using the control element characteristic field 11k.
  • the coolant flow wi of the coolant to the material 4 can thus be accurately controlled by the pump 20 and the valve 6.
  • the coolant flow w ⁇ can not be determined, in particular measured, an adaptation with respect to the temperature of the material to be cooled, for. B. a metal part, take place. As a result, an error of the coolant flow w can be compensated for or eliminated. If the temperature model is sufficiently well-known, a certain coolant flow w ⁇ can be used to conclude a cooling by a certain temperature difference.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Kühlung eines Werkstoffs (4) mit einem Kühlmittel, wobei eine Zufuhr (13) des Kühlmittels zu dem Werkstoff (4) durch mindestens ein Stellglied (6) gesteuert wird, welches in zwei oder mehr unterschiedliche Stellungen (k) einstellbar ist, wobei dem Stellglied (6) ein Stellglied-Kennlinienfeld (11k) zugeordnet wird, welches eine Beziehung zwischen einem Kühlmittelstrom (w), einem Druck (p) des Kühlmittels und einer Stellung (k) des Stellglieds (6) angibt, und wobei ein Kühlmittelstrom (wi) eingestellt wird, indem der Druck (pi) des Kühlmittels in Flussrichtung des Kühlmittels gesehen vor dem mindestens einen Stellglied (6) ermittelt wird, aus dem Stellglied-Kennlinienfeld (11k) die zu dem ermittelten Druck- wert (pi) und einem Soll-Kühlmittelstrom korrespondierende Stellung (ki) ermittelt wird, und das Stellglied (6) in die ermittelte Stellung (ki) eingestellt wird.

Description

Steuerung einer Kühlung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steue¬ rung einer Kühlung eines Werkstoffs mit einem Kühlmittel, ein Computerprogrammprodukt zum Ausführen eines solchen Verfah¬ rens, eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung einer Kühlung eines Werkstoffs mit einem Kühlmittel, und eine Kühlstrecke einer Walzanlage, umfassend eine solche Steuerungseinrich¬ tung .
Zur Kühlung von Metallbändern, insbesondere von Stahlbändern, ist es bekannt, auf diese große Mengen von Wasser als Kühl- mittel aufzubringen. In einer Kühlstrecke muss der Kühlmit¬ telstrom und damit die Kühlintensität so geregelt sein, dass das gewünschte Gefüge des abzukühlenden Werkstoffs mit hoher Präzision festgelegt wird. DD 213 853 AI beschreibt eine Regeleinrichtung zur Regelung einer Wasserzufuhr in einer Wasserkühlstrecke, die zur Abkühlung eines Walzgutes betrieben wird. Die Regeleinrichtung um- fasst Durchflussmengenmesser und Stellventile in Zuleitungen zu Kühldüsen, welche mit einem Regelorgan einer EDV-Anlage in Verbindung stehen, in der je nach Typ des Walzgutes eines von mehreren hinterlegten Kühlregelprogrammen abgearbeitet wird (EDV = Elektronische Daten-Verarbeitung) .
DE 101 37 596 AI beschreibt ein Verfahren zur Kühlung von Werkstücken, insbesondere von Walzprodukten aus Stahl. Der
Druck des Kühlwassers wird durch eine Verstellung von Druckregelventilen eingeregelt. Hierbei wird laufend kontrolliert, ob eine unzulässige Abweichung gemessener Ist-Druckwerte von Soll-Druckwerten vorliegt und gegebenenfalls eine Regelung der Druckwerte durchgeführt.
Solche Druckregelkreise werden durch Änderungen der Sollwas¬ sermenge an den Ventilen der Kühlstrecke ständig gestört. Für den Druckregelkreis ändert sich also ständig das Verhalten der Regelstrecke. Umgekehrt werden alle Durchflussregelkreise durch Druckschwankungen gestört. Daher sind solche Regelungen einer Kühlstrecke relativ langsam. Besonders störend tritt dieser Nachteil bei einer Intensivkühlung zutage, d. h. im Falle eines hohen Wasserbedarfs bei einem Wasserdruck größer als 1 bar. Ein solch hoher Wasserdruck kann allein mit einem Hochtank nicht bereitgestellt werden, so dass der Betrieb der Intensivkühlung und einer Wasserpumpe der Wasserwirtschaft nicht mehr entkoppelt möglich ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Kühlung eines Werkstoffs mit einem Kühlmittel anzugeben. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung einer Kühlung eines Werkstoffs mit einem Kühlmittel, wobei eine Zufuhr des Kühlmittels zu dem Werkstoff durch mindestens ein Stellglied gesteuert wird, welches in zwei oder mehr unter¬ schiedliche Stellungen einstellbar ist, wobei dem Stellglied ein Stellglied-Kennlinienfeld zugeordnet wird, welches eine Beziehung zwischen einem Kühlmittelstrom, einem Druck des Kühlmittels und einer Stellung des Stellglieds angibt, wobei mindestens einer Kühlmittelpumpe, welche in Flussrichtung des Kühlmittels gesehen vor dem mindestens einen Stellglied ange- ordnet ist, ein Pumpen-Kennlinienfeld zugeordnet wird, wel¬ ches eine Beziehung zwischen einer Drehzahl der Pumpe, einer Druckdifferenz des Kühlmittels, die zwischen einem Saugdruck an einer Eingangsseite der Pumpe und einem Ausgangsdruck an einer Ausgangsseite der Pumpe herrscht, und einem Kühlmittel- ström angibt, und wobei ein Kühlmittelstrom eingestellt wird, indem die Druckdifferenz ermittelt wird, aus dem Pumpen- Kennlinienfeld die zu der ermittelten Druckdifferenz und einem Soll-Kühlmittelstrom korrespondierende Drehzahl ermittelt wird, die Pumpe auf die ermittelte Drehzahl eingestellt wird, der Druck des Kühlmittels in Flussrichtung des Kühlmittels gesehen vor dem mindestens einen Stellglied ermittelt wird, aus dem Stellglied-Kennlinienfeld die zu dem ermittelten Druckwert und dem Soll-Kühlmittelstrom korrespondierende Stellung ermittelt wird, und das Stellglied in die ermittelte Stellung eingestellt wird. Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Computerprogrammprodukt zur Steuerung der Kühlung eines Werkstoffs mit einem Kühlmittel, wobei eine Zufuhr des Kühlmittels zu dem Werkstoff durch mindestens ein Stellglied gesteuert wird, welches in zwei oder mehr unterschiedliche Stellungen einstellbar ist, wobei dem Stellglied ein Stellglied-Kennlinienfeld zugeordnet ist, welches eine Beziehung zwischen einem Kühlmittelstrom, einem Druck des Kühlmittels und einer Stellung des Stellglieds angibt, wobei mindestens einer Kühlmittelpumpe, welche in Flussrichtung des Kühlmit¬ tels gesehen vor dem mindestens einen Stellglied angeordnet ist, ein Pumpen-Kennlinienfeld zugeordnet wird, welches eine Beziehung zwischen einer Drehzahl der Pumpe, einer Druckdif- ferenz des Kühlmittels, die zwischen einem Saugdruck an einer Eingangsseite der Pumpe und einem Ausgangsdruck an einer Ausgangsseite der Pumpe herrscht, und einem Kühlmittelstrom an¬ gibt, und wobei das Computerprogrammprodukt, wenn es durch eine Recheneinheit ausgeführt wird, folgende Verfahrens- schritte durchführt: Ermitteln einer zu einer Druckdifferenz des Kühlmittels zwischen der Eingangsseite und der Ausgangs¬ seite der Pumpe und einem Soll-Kühlmittelstrom korrespondierenden Drehzahl der Pumpe aus dem Pumpen-Kennlinienfeld; Er¬ mitteln einer zu einem Druckwert des Kühlmittels, der in Flussrichtung des Kühlmittels gesehen vor dem mindestens ei¬ nen Stellglied ermittelt wurde, und dem Soll-Kühlmittelstrom korrespondierenden Stellung aus dem Stellglied- Kennlinienfeld; Erzeugen eines Signals, das an einer dem Stellglied zugeordneten Stelleinheit eine Einstellung des Stellglieds in die ermittelte Stellung auslöst; und Erzeugen eines Signals, das an der mindestens einen Kühlmittelpumpe eine Einstellung auf die ermittelte Drehzahl auslöst. Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung einer Kühlung eines Werkstoffs mit einem Kühl- mittel, umfassend mindestens eine Speichereinheit, welche zur Speicherung eines Stellglied-Kennlinienfelds, das eine Bezie¬ hung zwischen einem Kühlmittelstrom, einem Druck des Kühlmittels und einer Stellung mindestens eines dem Stellglied- Kennlinienfeld zugeordneten Stellglieds zur Steuerung der Zu¬ fuhr des Kühlmittels zu dem Werkstoff angibt, und zur Spei¬ cherung eines Pumpen-Kennlinienfeld, das eine Beziehung zwi¬ schen einer Drehzahl der Pumpe, einer Druckdifferenz des Kühlmittels, die zwischen einem Saugdruck an einer Eingangsseite der Pumpe und einem Ausgangsdruck an einer Ausgangsseite der Pumpe herrscht, und einem Kühlmittelstrom angibt, aus¬ gebildet ist, eine Prozessoreinheit, welche dazu ausgebildet ist, aus dem gespeicherten Stellglied-Kennlinienfeld die zu einem ermittelten Druckwert des Kühlmittels und einem Soll- Kühlmittelstrom korrespondierende Stellung des mindestens ei¬ nen Stellglieds und aus dem gespeicherten Pumpen- Kennlinienfeld die zu einer ermittelten Druckdifferenz des Kühlmittels zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Pumpe und einem Soll-Kühlmittelstrom korrespondierende
Drehzahl der Pumpe zu ermitteln, und eine Signaleinheit, wel¬ che dazu ausgebildet ist, ein Signal zur Einstellung des min¬ destens einen Stellglieds in die ermittelte Stellung an eine Stelleinheit zu senden und ein Signal zur Einstellung der mindestens einen Kühlmittelpumpe auf die ermittelte Drehzahl an einen Drehzahlregler zu senden.
Ein übliches Kühlmittel ist Wasser, insbesondere für die Küh¬ lung eines Werkstoffs wie Metall. In Bezug auf ein Kühlmittel werden in der Beschreibung der Erfindung die Begriffe „Strom" und „Fluss" gleichbedeutend verwendet: sie beschreiben eine pro Zeiteinheit durch eine gegebene Querschnittsfläche hin¬ durch tretende Menge an Kühlmittel. Dabei kann die Kühlung in Form einer Wasserstrahlkühlung, häufig auch als
Laminarkühlung bezeichnet, erfolgen. Eine Wasserstrahlkühlung ist eine Kühlung des Materials mit einem oder mehreren Was¬ serstrahlen. Die Intensivkühlung kann als ein Spezialfall der Laminarkühlung betrachtet werden. Für eine Intensivkühlung im Sinne der vorliegenden Beschreibung ist ein hoher Wasserbe- darf bei einem Wasserdruck größer als 1 bar kennzeichnend. Der Wasserbedarf der Intensivkühlung kann aus einem reinen Wasserhochtank nicht mehr gedeckt werden, so dass der Betrieb der Intensivkühlung - im Falle von Wasser als Kühlmittel - mit einer Wasserpumpe der Wasserwirtschaft gekoppelt ist. Die Ventile der Intensivkühlung sind dabei vorzugsweise kontinu¬ ierlich verstellbar, d. h. die Wassermengen sind kontinuierlich veränderbar, um eine genaue Dosierung der Kühlleistung zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß werden keine Durchflussregelkreise aufgebaut, sondern die Stellglieder eines Kühlmittellaufs direkt ange¬ steuert. Weiterhin wird auch kein Druckregelkreis für die der Kühlung zuzuführende Kühlmittelmenge aufgebaut. Die vorlie¬ gende Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass eine hohe Einstellgeschwindigkeit eines benötigten Kühlmittel¬ stroms, z. B. eines Kühlwasserstroms in einer Kühlstraße, nur über eine Steuerung zu erreichen ist, wohingegen eine her- kömmliche Regelung dafür zu langsam und zu störanfällig ist, vor allem unter den Bedingungen einer Intensivkühlung.
Vorzugsweise wird dabei wie folgt verfahren: Jedem Stell¬ glied, z. B. in Form einer Regelklappe oder eines Ventils, wird ein erstes Stellglied-Kennlinienfeld k = f (w, p) zuge¬ ordnet, das die Eingangsgrößen Kühlmittelstrom w und Druck p des Kühlmittels auf eine Stellgliedstellung k abbildet und das aus einem Soll-Kühlmittelstrom w eine direkte Ermittlung einer korrespondierenden Stellgliedstellung k ermöglicht. Dieses Kennlinienfeld ist entweder vorbekannt oder wird zu¬ mindest einmalig durch „Auslitern" des Stellglieds ermittelt. Unter „Auslitern" wird eine experimentelle Ermittlung des Durchflusses durch das Stellglied als Funktion der Stellung des Ventils und des Drucks des Kühlmittels verstanden. Zum Kalibrieren des Stellglied-Kennlinienfeldes f (w, p) können Durchflussmessungen vorgenommen werden.
Alternativ kann ein zweites Stellglied-Kennlinienfeld w = g(k, p) abgelegt werden, das die Eingangsgrößen Stellglied- Stellung k und Druck p des Kühlmittels auf einen Kühlmittel¬ strom w abbildet. Es ist auch möglich, dass alternativ ein drittes Stellglied-Kennlinienfeld p = h(k, w) abgelegt wird, das die Eingangsgrößen Stellgliedstellung k und Kühlmittelstrom w auf einen Druck p des Kühlmittels abbildet.
Ein Prozessrechner steuert die Stellglieder unter Verwendung der dazugehörigen Kennlinienfelder derart an, dass durch jedes Stellglied der geforderte Kühlmittelstrom fließt. Dazu wird der Istdruck p erfasst, in das Kennlinienfeld eines je¬ den Stellglieds eingesetzt und jeder Soll-Kühlmittelstrom w auf eine korrespondierende Soll-Stellgliedstellung k abgebil- det. Alternativ wird der Solldruck anstelle des Istdrucks in das Kennlinienfeld eingesetzt.
Tests haben gezeigt, dass als Regelklappen ausgebildete
Stellglieder in 2 s von 0% auf 100% ihres Öffnungsgrads und in 1 s von 20% auf 80% ihres Öffnungsgrads verfahren werden können, und darüber hinaus die Pumpe in weniger als 1 s vom Stillstand auf die Maximaldrehzahl gebracht werden kann. Da¬ durch ist eine schnelle Einstellung des Kühlmittelstroms in jedem Kühlmittelzulauf zum Werkstoff und eine noch schnellere Einstellung des Kühlmittelstroms zur Versorgung der Intensivkühlung möglich, auch wenn das Kühlmittel zu der Intensivkühlung erst über eine lange Zuleitung, z. B. über eine Länge im Bereich von 100 bis 200 m, heran transportiert werden muss. Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine große
Kühlmittelmenge, wie sie z. B. in einer Intensivkühlung einer Kühlstraße einer Walzanlage benötigt wird, beispielsweise ei¬ ne Kühlwassermenge von ca. 150 m3 Wasser, ausreichend schnell zu beschleunigen, um mit dem Eintritt des zu kühlenden Werk- Stoffs, z. B. eines Metallbands, in die Kühlstraße in einer sehr kurzen Zeit, z. B. auf einer Zeitskala von typischerwei¬ se 1 s, einen stabilen Kühlmittelstrom aufzubauen. Selbst bei dünnen Metallbändern, die mit einer Geschwindigkeit von ca. 10 m/s durch die Kühlstraße transportiert werden, bleibt also die Länge unzureichend gekühlten Materials kleiner als 10 m. Bei einer Kühlstraße mit Laminarkühlung liegt dieser Wert in derselben Größenordnung. Eine Kühlung mit der erfindungsgemäßen Steuerung von Stellgliedern hat somit folgende Vorteile:
Der benötigte Kühlmittelstrom kann genau zum gewünschten Zeitpunkt, z. B. beim Eintritt eines Materialbandes in die Kühlstraße, bereitgestellt werden. Umgekehrt kann der Kühl¬ mittelstrom entsprechend schnell genau zum gewünschten Zeit¬ punkt, z. B. beim Austritt eines Materialbandes aus der Kühl¬ straße, reduziert werden.
Eine hohe Regeldynamik wird auch während des Bandlaufs am Anlagenlimit erreicht; damit ist auch im Falle einer In¬ tensivkühlung eine genaue Einstellung der Haspeltemperatur möglich, analog wie bei einer Laminarkühlung. Im Falle einer Intensivkühlung verringert sich also gegenüber einer
Laminarkühlung die Genauigkeit der Haspeltemperatur nicht. - Ein dynamischer Betrieb ist sowohl unter Hochdruck als auch unter Niederdruck des Kühlmittels möglich. Wird ein großer Kühlmittelstrom benötigt, kann der Solldruck angehoben werden (= Hochdruckbetrieb) . Für Anwendungen, für die ledig¬ lich ein geringerer Kühlmittelstrom benötigt wird, kann man als Solldruck den Versorgungsdruck psaug der Pumpe wählen
(= Niederdruckbetrieb) . Die Pumpendrehzahl kann dabei so ge¬ wählt werden, dass die Pumpe einfach nur wie eine Wasseruhr mitdreht, ohne den Versorgungsdruck der Intensivkühlung selbst zu verändern.
- Ein kontinuierlicher Wechsel zwischen einem Niederdruckbetrieb und einem Hochdruckbetrieb, auch während eines lau¬ fenden Kühlprozesses, ist möglich. Dadurch ist eine große Flexibilität in den Kühlverfahren, z. B. in der Produktion in einem Stahlwerk, gewährleistet.
- Auf eine mit hohen Kosten verbundene dynamische Durch¬ flussmessung mithilfe einer Messeinrichtung vor jedem Stellglied, z. B. jedem Ventil, der Intensivkühlung kann verzichtet werden. Damit kann außerdem auf eine ausreichend lang ausgelegte, geradlinige Beruhigungsstrecke verzichtet werden, die im Falle einer Durchflussmessung zusätzlich zu einer
Messeinrichtung erforderlich ist und die Kühlanlage zusätzlich verteuert. Die Erfindung erlaubt eine Kühlung mit einem hohen Wirkungsgrad. Das gesamte Kühlmittel, das transportiert, insbe¬ sondere gepumpt wird, wird zur Kühlung, insbesondere zur In¬ tensivkühlung, verwendet. Dabei kann der Energieverbrauch der Pumpe noch weiter dadurch reduziert werden, dass ein höherer Druck des Kühlmittels nur dann erzeugt wird, wenn dieser tat¬ sächlich benötigt wird. Der Bedarf für einen Hochdruckbetrieb kann z. B. dadurch festgestellt werden, dass man Stellungen von Stellgliedern, z. B. Klappenstellungen von Ventilen, er- mittelt und den Solldruck für die Pumpe erst dann anhebt, wenn die Stellung wenigstens eines Stellglieds eine bestimm¬ te, als Grenzwert vorgegebene Öffnungsstellung überschreiten würde .
Die Erfindung ist ein wesentlicher Baustein einer Anla- ge, die einen kombinierten, flexiblen Kühlbetrieb erlaubt, durch den die normale Produktion, z. B. in einem Stahlwerk, nicht gestört oder beeinträchtigt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin- dung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Dabei kann das erfindungsgemäße Verfahren auch entsprechend den abhängi¬ gen Vorrichtungsansprüchen weitergebildet sein, und umgekehrt . Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das mindestens eine Stellglied kontinuierlich in die ermittelte Stellung eingestellt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem mindestens einen Stellglied um ein kontinuierlich verstellba¬ res Stellglied. Eine kontinuierliche Einstellung bzw. Ver- stellbarkeit des mindestens einen Stellglieds bedeutet, dass das mindestens eine Stellglied stufenlos in die ermittelte Stellung verstellt wird. Bei dem stufenlos verstellbaren Stellglied kann es sich z. B. um ein Ventil oder eine Regel¬ klappe handeln.
Ein Steuerungsverfahren unter Verwendung von kontinuierlich verstellbaren Stellgliedern ist nicht wesentlich teurer als die übliche Ausrüstung von Kühlstrecken mit einfachen Schalt- ventilen. In diesem Fall entkoppelt ein Hochtank die Steuerung der Wasserwirtschaft von der Steuerung der Klappen der Ventile. Eine solche Steuerung vermeidet die bei Schaltventi¬ len auftretenden Schaltsprünge in der Temperatur und ist da- her besonders geeignet für eine modellprädiktive Steuerung des zeitlichen Abkühlverlaufs in der Kühlstrecke.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der mindestens einen Kühlmittelpumpe ein Pumpen- Kennlinienfeld n = q(w, Δρ) zugeordnet wird, welches eine Pumpendrehzahl n als Funktion eines Kühlmittelstroms w und einer Druckdifferenz Δρ des Kühlmittels, die zwischen einem Saugdruck an einer Eingangsseite der Pumpe und einem Aus¬ gangsdruck an einer Ausgangsseite der Pumpe herrscht, angibt, der Saugdruck des Kühlmittels ermittelt wird, und die Pumpe mit einer Drehzahl betrieben wird, die zu der Druckdifferenz und einem Soll-Kühlmittelstrom aus dem Pumpen-Kennlinienfeld ermittelt wird. Es ist alternativ auch möglich, dass der mindestens einen Kühlmittelpumpe ein zweites Pumpen-Kennlinienfeld w = r (n, Δρ) zugeordnet wird, welches den Kühlmittelstrom w als Funktion r der Pumpendrehzahl n und der Druckdifferenz Δρ des Kühlmittels, die zwischen dem Saugdruck an der Eingangsseite der Pumpe und dem Ausgangsdruck an der Ausgangsseite der Pumpe herrscht, angibt. Es ist alternativ auch möglich, dass der mindestens einen Kühlmittelpumpe ein drittes Pumpen-Kenn¬ linienfeld Δρ = s (n, w) zugeordnet wird, welches die Druck¬ differenz Δρ des Kühlmittels, die zwischen dem Saugdruck an der Eingangsseite der Pumpe und dem Ausgangsdruck an der Aus¬ gangsseite der Pumpe herrscht, als Funktion s der Pumpendreh¬ zahl n und des Kühlmittelstroms w angibt.
Der Kühlmittelpumpe, z. B. einer Wasserpumpe, die die Kühl- Vorrichtung mit Kühlmittel versorgt, kann ein Pumpenkennli- nienfeld n = q(w, p-psaug) zugeordnet werden. Dabei bezeichnet n die Sollpumpendrehzahl, w den zur Kühlung zu fördernden Kühlmittelstrom, p den Druck an der Ausgangsseite der Pumpe und Psaug den Saugdruck auf der Eingangsseite der Pumpe. Dabei muss w die Summe der Kühlmittelströme aller Stellglieder der Kühlung sein, zuzüglich eventuell weiterer vorhandener Abnehmer, die Kühlmittel von der Pumpe der Kühlung beziehen. Die Pumpe wird von einem Prozessrechner so angesteuert, dass sie mit einer Drehzahl n fährt, die bei Einsetzen des Soll-Kühlmittelstroms w und einer Solldruckerhöhung p-psaug in das Pum¬ pen-Kennlinienfeld hervorgeht. Dazu wird mit Vorteil der Saugdruck auf der Eingangsseite der Pumpe gemessen. Alterna- tiv kann auch ein Schätzwert verwendet werden, z. B. berechnet aus der Höhendifferenz zwischen dem Aufstellungsort der Pumpe und dem Kühlmittelspiegel in einem Kühlmitteltank, mit dem die Saugseite der Pumpe versorgt wird. Alternativ kann auch ein Sollwert einer anderen Regeleinrichtung verwendet werden, die der Pumpe das Kühlmittel auf der Saugseite lie¬ fert .
Es ist von Vorteil, wenn eine Steuerungseinrichtung nicht nur die Stellglieder, sondern auch die Pumpen, z. B. für den Hochtank, steuert, weil der Steuerungseinrichtung die bereitzustellenden Kühlmittelströme bereits vorab bekannt sind. Dies kann in Form eines so genannten intelligenten Kühlmittelmanagements bereitgestellt werden: In diesem Fall steuert die Steuerungseinrichtung neben Stellgliedern, z. B. den Klappen der Ventile, die gesamte Wasserwirtschaft übergrei¬ fend an und „kennt" alle Wasserverbraucher im System, d. h. berücksichtigt deren Wasserverbrauch auf Basis bisher gesammelter und/oder aktueller Verbrauchswerte. Die Steuerungseinrichtung steuert insbesondere auch die Intensivkühlung an.
Die Pumpe wird vorzugsweise mit einem Umrichter frequenzgere¬ gelt angesteuert. Das Kennlinienfeld der Pumpe ist entweder vorbekannt oder wird zumindest einmalig durch Auslitern der Pumpe ermittelt.
Es ist von Vorteil, dass die Stellung des mindestens einen Stellglieds und die Drehzahl zum Betreiben der mindestens ei¬ nen Kühlmittelpumpe in einem Schritt als ein gemeinsamer Sollwertsatz ermittelt wird, wobei der Druck des Kühlmittels vor dem mindestens einen Stellglied identisch zu dem Aus¬ gangsdruck an der Ausgangsseite der Pumpe ist. Ein Prozessrechner ermittelt die Solldrehzahl der Pumpe und die Stellungen der Stellglieder, z. B. die Stellungen von Ventilen oder Klappen, vorzugsweise in einem Schritt als einen gemeinsamen Sollwertsatz (= übergreifende Steuerung) . So muss nicht gewartet werden, bis der Ist-Kühlmitteldruck tat- sächlich ansteht, wenn die Stellglieder betätigt werden, und umgekehrt. Weiterhin wird vermieden, dass die Pumpe durch ei¬ nen Betrieb in einem unzulässigen Bereich beschädigt werden kann. Eine solche Beschädigung könnte nämlich vorkommen, wenn eine separate Pumpenregelung aufgrund einer früheren Schät- zung des Kühlmittelbedarfs die Pumpe im Sinne einer Vorsteue¬ rung hochfährt, aber der Prozessrechner die Stellglieder nicht wie erwartet öffnet, weil ein Fehler vorliegt und der Sollwertsatz für die Stellglieder dort nicht ankommt. Bei einem gemeinsamen Sollwertsatz ist dagegen Konsistenz immer si- chergestellt .
Es ist außerdem möglich, dass der Saugdruck des Kühlmittels an der Eingangsseite der Pumpe durch eine Messung oder eine Schätzung ermittelt wird.
Gemäß einer Ausgestaltung wird das Stellglied-Kennlinienfeld adaptiert, indem der Druck des Kühlmittels ermittelt, insbe¬ sondere gemessen, wird, die Stellung des Stellglieds ermit¬ telt wird, aus dem Stellglied-Kennlinienfeld der zu den er- mittelten Werten, d. h. Druck und Stellung, korrespondierende Kühlmittelstrom ermittelt wird, der aus dem Stellglied-Kennlinienfeld ermittelte Kühlmittelstrom mit einem gemessenen Kühlmittelstrom verglichen wird und das Stellglied-Kennlinienfeld so verändert wird, dass der aus dem Stellglied- Kennlinienfeld ermittelte Kühlmittelstrom mit dem gemessenen Kühlmittelstrom übereinstimmt. Gemäß einer Ausgestaltung wird das Stellglied-Kennlinienfeld, welches in einer zweiten Form w = g(ki, p) gegeben ist, zur Adaptierung des Stellglied-Kennlinienfelds mittels Ansatz¬ funktionen dargestellt, in der Form g(ki, p) = Σ Cj g (ki, p) , wobei die Verstärkungsfaktoren Cj geeignet zu den jeweils dazugehörigen Ansatzfunktionen gj (ki, p) gewählt werden. Der übliche Nachteil einer Steuerung, dass die eingestellten Kühlmittelmengen ungenauer sind als bei einer Regelung, kann durch eine Adaption des Stellglied-Kennlinienfelds mithilfe der Faktoren Cj ausgeglichen werden.
Wenn die Ansatzfunktionen lokal sind, z. B. wenn sie B- Splines sind, die nur in einer Umgebung um den Entwicklungs¬ punkt von Null verschieden sind, konvergiert die Adaption be- sonders schnell, weil dann das Kennlinienfeld nur in der Nähe der momentanen Messung verbessert wird und Stellen des Kennlinienfeldes, die weiter weg von der momentanen Messung sind, nicht verändert, insbesondere nicht verschlechtert werden. Bei dieser Vorgehensweise ist es noch erforderlich, während oder nach der Adaption das Kennlinienfeld zu überprüfen, ob es noch streng monoton steigend ist. Das kann z. B. vorkommen, wenn ungenaue Messwerte erfasst werden oder das anfäng¬ liche Kennlinienfeld sehr ungenau ist und die Adaption große Korrekturen vornehmen muss. Ist das Kennlinienfeld nach Adap¬ tion nicht streng monoton steigend, ist die Anpassung des je¬ weiligen Faktors Cj zu reduzieren oder rückgängig zu machen. Andernfalls kann der Prozessrechner aus einem gegebenen Sollkühlmittelstrom wSoii und einem Druck p nicht mehr eindeutig durch Auflösen der Funktion wSon = g(ki, p) nach k eine Stel¬ lung ki des Stellgliedes ermitteln.
Es ist auch möglich, in einer verbesserten Ausführung das Stellglied-Kennlinienfeld in einer ersten Kennlinien-Form k = f (w, p) abzulegen, die eine direkte Ermittlung der Stellglied-Stellung ki aus einem Soll-Kühlmittelstrom w ermöglicht. Es ist in diesem Fall nämlich möglich, das in der ersten Kennlinien-Form k = f (w, p) abgelegte Kennlinienfeld ins- besondere direkt zu adaptieren. Dazu werden der Druck p des Kühlmittels und der Kühlmittelstrom w des Kühlmittels ermit¬ telt, insbesondere gemessen, aus dem Stellglied- Kennlinienfeld die zu den ermittelten Werten, d. h. Druck und Kühlmittelstrom, korrespondierende Stellung des Stellglieds ermittelt, die aus dem Stellglied-Kennlinienfeld ermittelte Stellung des Stellglieds mit einer gemessenen Stellung des Stellglieds verglichen und das Stellglied-Kennlinienfeld so verändert, dass die aus dem Stellglied-Kennlinienfeld ermit- telte Stellung des Stellglieds mit der gemessenen Stellung des Stellglieds übereinstimmt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Stellglied- Kennlinienfeld, welches in der ersten Form k = f (w, p) gege- ben ist, zur Adaptierung des Stellglied-Kennlinienfelds mit¬ tels Ansatzfunktionen dargestellt, in der Form f (w, p) = £j aj f (w, p) , wobei die Verstärkungsfaktoren aj geeignet zu den jeweils dazugehörigen Ansatzfunktionen f j (w, p) , gewählt werden. Der Prozessrechner kann in diesem Fall die erforderli- chen Stellung k des Stellgliedes aus dem Druck p und der
Sollwassermenge wSoii gemäß ki = f (wSon , p) direkt bestimmen, ohne vorher das Kennlinienfeld invertieren zu müssen. Besonders vorteilhaft ist bei dieser Vorgehensweise, dass bei der Anpassung der Koeffizienten a durch die Adaption nicht über- prüft werden muss, ob das Kennlinienfeld noch streng monoton steigend ist. Ein weiterer Vorteil dieser Vorgehensweise ist, dass der Rechenaufwand, der bei der Auflösung einer nichtli¬ nearen Funktion nach einer Variablen entsteht, entfällt. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Pumpen-Kennlinienfeld adaptiert, indem die Druckdifferenz und der Strom des Kühlmittels ermittelt werden, aus dem Pum¬ pen-Kennlinienfeld die zu den ermittelten Werten korrespondierende Pumpendrehzahl ermittelt wird, die aus dem Pumpen- Kennlinienfeld ermittelte Pumpendrehzahl mit einer gemessenen Pumpendrehzahl verglichen wird und die Pumpen-Kennlinienfeld so verändert wird, dass die aus dem Pumpen-Kennlinienfeld er- mittelte Pumpendrehzahl mit der gemessenen Pumpendrehzahl übereinstimmt .
Es ist vorteilhaft, dass das Pumpen-Kennlinienfeld, welches in einer ersten Form n = q(w, p-psaug) gegeben ist, zur Adaptierung des Pumpen-Kennlinienfelds mittels Ansatzfunktionen dargestellt wird, in der Form q(w, p-psaug) = £j bj qj (w, p- Psaug) , wobei die Verstärkungsfaktoren b geeignet zu den je¬ weils dazugehörigen Ansatzfunktionen q (w, p-psaug) gewählt werden.
Der übliche Nachteil einer Steuerung, dass die eingestellten Kühlmittelmengen ungenauer sind als bei einer Regelung, kann durch eine Adaption des Pumpen-Kennlinienfelds mithilfe der Faktoren bj ausgeglichen werden.
Es ist auch möglich, das Pumpen-Kennlinienfeld in einer zwei¬ ten Form w = r (n, p-psaug) abzulegen. Dann aber muss das Pumpen-Kennlinienfeld nach n aufgelöst werden, wenn die Soll- drehzahl der Pumpe ermittelt werden soll. Das ist insbesonde¬ re dann unvorteilhaft, wenn das Pumpen-Kennlinienfeld adap¬ tiert werden soll: Will man das Pumpen-Kennlinienfeld in der Form w = r (n, p-psaug) adaptieren, ist nicht sichergestellt, dass man eindeutig nach der Pumpendrehzahl auflösen kann. Da- her kann in diesem Fall eine Fehlsteuerung nicht ausgeschlossen werden. Entsprechendes gilt, wenn man das Pumpen-Kennlinienfeld in einer dritten Form Δρ = p-psaug = s (n, w) darstellt. Auch dann muss das Pumpen-Kennlinienfeld nach n auf¬ gelöst werden, wenn die Solldrehzahl der Pumpe ermittelt wer- den soll.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Steuerungseinrichtung das mindestens eine Stellglied, welches vorzugs¬ weise als ein Ventil oder eine Regelklappe ausgebildet ist.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist eine Kühlstrecke einer Walzanlage, umfassend eine oben beschriebe- ne Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Kühlung eines Werkstoffs in der Kühlstrecke.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Kühlstrecke eine Intensivkühlstrecke und/oder eine Laminarkühlstrecke.
Die vorliegende Erfindung kann also sowohl für eine Intensivkühlstrecke als auch für eine Laminarkühlstrecke eingesetzt werden. Die Erfindung ist nicht auf eine Intensivkühlung beschränkt. Man kann auch eine Zone einer normalen
Laminarkühlstrecke damit steuern, wenn die Stellglieder in dieser Zone kontinuierlich verstellbar sind. Insbesondere kann die Erfindung auch ausgeführt werden, wenn die drehzahlveränderliche Pumpe direkt aus einem Kühlmittelversorgungs¬ netz mit Kühlmittel versorgt wird, z. B. direkt aus dem Was- serversorgungsnetz mit Wasser versorgt wird,, d. h. ohne ei¬ nen dazwischen angeordneten und als Puffer fungierenden
Hochtank .
Mit einer Intensivkühlung, einem Abschnitt der Kühlstrecke mit einer besonders hohen Kühlleistung, können hohe Kühlraten realisiert werden. Ein Vorteil der Intensivkühlung, die auch als „Power Cooling"-Verfahren bekannt ist, besteht darin, dass damit höher- und hochfeste Stähle in einem weiten Di¬ ckenspektrum noch schneller, d. h. mit einer höheren Abkühl- rate, gekühlt werden können. Dies ermöglicht die hochgenaue und effiziente Produktion von zusätzlichen Stahlsorten, insbesondere von Stahlsorten mit höheren Festigkeiten als bisher . Ein Intensivkühlungsabschnitt kann im vorderen Bereich der
Kühlstrecke besonders sinnvoll sein, um das Kornwachstum bei einem Werkstoff-Material zu hemmen, die Phasenumwandlung eines Werkstoffs zu beschleunigen, und dadurch insgesamt die Festigkeit des Werkstoffs zu steigern. In bestimmten Fällen kann eine solche Intensivkühlung aber auch hinter der Vorstraße sinnvoll sein oder an anderen Stellen der Kühlstrecke eingebaut sein. Es können auch Intensivkühlbalken zwischen Gerüsten der Fertigstraße angeordnet sein. Beispielsweise kann ein Bandkühlsystem für ein Warmwalzwerk eine Vorband- sowie eine Fertigbandkühlung umfassen, beste¬ hend aus einer Intensiv- und einer Laminarkühlstrecke. Die Vorbandkühlung kann dabei hinter einem Vorgerüst im Bereich des Zwischenrollgangs installiert sein. Sie sorgt für einen Temperaturausgleich über die gesamte Länge und Breite des Vorbands, bevor dieses in der Fertigstraße eintrifft. Am Aus¬ gang der Fertigstraße kann eine Intensivkühlstrecke angeord- net sein. Unmittelbar hinter der Intensivkühlung kann eine Laminarkühlstrecke positioniert sein. Üblicherweise werden beide Anlagen gemeinsam betrieben.
Von besonderer Bedeutung für die Anwendung in der Kühlstrecke ist dabei ein ausreichend großer Einstellbereich der Kühlvorrichtung hin zu niedrigen Wassermengen, um die Intensivkühlung wie eine normale Laminarkühlung verwenden zu können, wenn Materialien produziert werden, bei denen nur geringe Kühlraten angewendet werden dürfen. Da in der Produktion Materialien mit hoher Kühlleistung gemischt mit Standardprodukten produziert werden, die niedrigere Kühlleistungen erfordern, ist der durch die Erfindung mögliche schnelle Wechsel der Kühlleistung sehr vorteilhaft. Die Erfindung umgeht damit die sehr unvorteilhafte Lösung, die bei jedem Wechsel der Kühlwassermenge ein Abschieben großer Rohrleitungen erfordert, wie etwa ein Wechsel von einem Hochdruckbetrieb zu ei¬ nem Niederdruckbetrieb durch Abschalten von Druckverstärkerpumpen und Aktivieren einer Versorgung aus einem Wassertank für den Niederdruckbetrieb. Solche Lösungen können nur z. B. während eines Walzenwechsels oder einem anderen längeren Stillstand umgeschaltet werden, nicht aber während der lau¬ fenden Produktion.
Ein anderer Vorteil der Erfindung ist der dynamische Wechsel großer Wassermengen beim Einlaufen des Bandes oder wenn das
Band die Intensivkühlung wieder verlässt. Ein Band in der Intensivkühlung kann eine Kühlwassermenge im Bereich von
8000 m3/h benötigen. Die Intensivkühlung kann in der Regel nicht bereits vor dem Eintreffen des Bandes in die Kühlstre¬ cke aktiviert werden, weil bei dünneren Bändern die vom Was¬ ser auf das Band wirkende Kräfte zu einem Hochfliegen des Bandes führen können. Bei dickeren Bändern ist andererseits oft ein auf den ersten Bandmetern wärmeres Band erforderlich, damit der Haspel das Band greifen und um den Dorn biegen kann. Das bedeutet, dass insbesondere beim Bandeinlauf und beim Bandauslauf große Wassermengen sehr dynamisch verändert werden müssen. Die vorliegende Erfindung leistet eben diese Dynamik.
Weiterhin ermöglicht es die vorliegende Erfindung, die bei der Intensivkühlung verwendeten großen Wassermengen genau zu dosieren. Die Genauigkeit der Wassermenge, mit der die Inten- sivkühlung beaufschlagt wird, ist entscheidend für die Genau¬ igkeit der Haspeltemperatur, die erzielt werden kann. Dies ist insbesondere wichtig, um den Vorteil hoher Kühlraten, die Steigerung der Festigkeit, nicht in den Nachteil einer schlechten Reproduzierbarkeit der Materialeigenschaften um- schlagen zu lassen. Durch die mit der Erfindung erzielbare Genauigkeit des Kühlmittelstroms kann eine Verschlechterung der Haspeltemperaturgenauigkeit gegenüber einer Standard- Laminarkühlung vermieden werden, wenn die Intensivkühlung bei niedriger Kühlleistung betrieben wird, um Standardprodukte zu erzeugen. Die Erfindung vermeidet aber auch eine signifikante Verschlechterung der Haspeltemperaturgenauigkeit bei Betrieb mit hohen Kühlleistungen.
Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung eine Anwendung eines Steuerungsverfahrens von Kühlmittel-Stellgliedern gemäß einem Kennlinienfeld und vorzugsweise zusätzlich einer Kühl¬ mittel-Pumpe gemäß einem Kennlinienfeld auf eine Kühlstrecke einer Metallbearbeitungsstraße, insbesondere in einem Warm¬ bandwerk, dar. Die Erfindung kann aber insbesondere auch in einer Grobblechstraße angewendet werden, in der dicke Bleche produziert werden und gekühlt werden müssen. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 eine Metallverarbeitungsstraße; Fig. 2 ein erstes Stellglied-Kennlinienfeld; Fig. 3 ein zweites Stellglied-Kennlinienfeld; Fig. 4 ein erstes Pumpen-Kennlinienfeld;
Fig. 5 ein zweites Pumpen-Kennlinienfeld; und
Fig. 6 ein Schema einer Steuerung eines Kühlmittelstroms. Fig. 1 zeigt eine Metallbearbeitungsstraße 1, die hier als eine Kühlstraße 2, auch als Kühlstrecke bezeichnet, ausgebil¬ det ist. Die Kühlstraße 2 ist einer Fertigungsstraße nachge¬ schaltet, deren letztes Walzgerüst bei 3 angedeutet ist. Ein Werkstoff 4, der hier als ein zu bearbeitendes Metall 4 in Bandform ausgebildet ist, durchläuft zunächst die Fertigungs¬ straße und danach die Kühlstrecke 2, woraufhin es zum Ab¬ transport oder zur Zwischenspeicherung bis zu einer weiteren Bearbeitung auf einer Haspel 5, die der Kühlstrecke 2 nachge¬ schaltet ist, aufgewickelt wird.
Die Metallbearbeitungsstraße 1 kann z. B. in einem Warmband¬ werk eines Stahlwerks angeordnet sein.
Die Kühlstrecke 2 umfasst Stellglieder 6, mit denen ein defi- nierter Kühlmittelstrom auf den Werkstoff 4 abgegeben werden kann, einen Kühlmittelzulauf 13, durch welchen Kühlmittel von einem Kühlmittelreservoir, z. B. einem Wasserversorgungsnetz oder einem Hochtank, zu den Stellgliedern 6 zugeführt werden kann, und eine in den Kühlmittelzulauf 13 geschaltete Kühl¬ mittelpumpe 20, mit welcher der Druck des Kühlmittels an ei¬ ner Ausgangsseite 20a der Pumpe 20 gegenüber einem Druck des Kühlmittels an einer Eingangsseite 20e der Pumpe 20 verändert werden kann. In diesem Fall umfassen die Stellglieder 6 Klappen und Ventile, mit denen als Kühlmittel dienendes Wasser über Kühlbalken 14 auf das bandförmige Metall 4 aufbringbar, z. B. aufspritzbar, ist, um es abzukühlen. Obwohl in Fig. 1 nur einige Stellglieder 6 dargestellt sind, kann die Kühlstrecke 2 jedoch eine große Anzahl solcher
Stellglieder 6 umfassen. Dabei können alle Stellglieder über dieselbe Pumpe mit Kühlmittel versorgt werden. Es ist auch möglich, das zwei oder mehr Pumpen vorhanden sind, die je- weils ein oder mehrere Stellglieder mit Kühlmittel versorgen.
Die Kühlstrecke 2 umfasst ferner eine Steuerungseinrichtung 7, die in Fig. 1 schematisch angedeutet ist. Die Steuerungs¬ einrichtung 7 umfasst eine Recheneinheit 8, eine Speicherein- heit 12, eine Eingabevorrichtung 9 zur Eingabe von Daten in die Recheneinheit 8 sowie eine Anzeigevorrichtung 10 zur An¬ zeige von Daten. Die Recheneinheit 8 steuert über Steuerlei¬ tungen 15 die Stellglieder 6, z. B. Ventile, Düsen oder Klappen, gemäß einem Stellglied-Kennlinienfeld llw. Außerdem steuert die Recheneinheit 8 über Steuerleitungen 15 die Kühl¬ mittelpumpe 20 gemäß einem Pumpen-Kennlinienfeld lln.
Um die Temperatur des Werkstoffs 4 gezielt senken zu können, werden die Stellglieder 6 einzeln angesteuert und somit die Durchflüsse der Kühlbalken 14 separat geregelt. Ein Hochtank speist über den Kühlmittelzulauf 13 die Kühlbalken 14 mit Kühlmittel, insbesondere mit Wasser. Bei besonders hohen Kühlraten kann die Pumpe 20 zugeschaltet werden. Auf diese Weise lässt sich die Kühlung an die jeweilig produzierten Werkstoff, z. B. die Stahlsorte, anpassen.
Es ist möglich, dass die Steuerungseinrichtung 7 in einem manuellen Betriebsmodus zumindest teilweise über die Eingabe- Vorrichtung 9 von einem Bediener verändert werden kann, so dass z. B. die Stellglieder 6 in Gruppen oder separat angesteuert werden können. Die manuelle Ansteuerbarkeit muss nicht permanent vorgesehen sein, es ist genauso gut denkbar, dass zwischen einem automatischen Betriebsmodus und einem manuellen Betriebsmodus umgeschaltet werden kann.
Weiterhin erhält die Recheneinheit 8 weitere Informationen über den Zustand der Kühlstrecke 2 beziehungsweise des Me- talls 4. Neben Messwerten über den Druck des Kühlmittels an unterschiedlichen Stellen des Kühlmittelzulauf 13 werden der Recheneinheit 8 Primärdaten des Metalls 4, die das Metall 4 beziehungsweise dessen Zustand beim Einlaufen in die Kühlstrecke 2 beschreiben, z. B. die chemische Zusammensetzung des Metalls, die Geschwindigkeit v und die Temperatur T des Metalls, zugeführt.
In der Speichereinheit 12 sind ein oder mehrere Stellglied- Kennlinienfelder llw und ein oder mehrere Pumpen-Kennlinien- felder lln gespeichert. Je nach Typ des Stellglieds oder der Pumpe wird eines der gespeicherten Kennlinienfelder dem jeweiligen Bauteil zugeordnet. Vorzugsweise wird zwei oder mehr Stellgliedern bzw. Pumpen gleichen Typs dasselbe Kennlinienfeld zugeordnet; dadurch wird eine schnellere Konvergenz im Kühlsystem erreicht und die Steuerung der Kühlung kann schneller erfolgen. Es ist aber auch möglich, dass jedem Stellglied 6 und jeder Pumpe 20 ein eigenes Kennlinienfeld llw bzw. lln zugeordnet ist. Fig. 2 zeigt eine zeichnerische Darstellung eines ersten Stellglied-Kennlinienfeldes 11k, das die Abhängigkeit des Kühlmittel-Drucks p und des Kühlmittelstroms w durch ein Stellglied 6 voneinander mit der Stellung ki des Stellglieds 6 als Parameter beschreibt: k = f (w, p) . Der Kühlmittel-Druck p steigt entlang der p-Achse (= y-Achse) , beginnend bei p = 0, an. Der Kühlmittel-Strom w vergrößert sich entlang der w- Achse (= x-Achse) . Die Parameter-Kurven k definieren die gegenseitige Abhängigkeit zwischen dem Kühlmittel-Druck p und dem Kühlmittel-Strom w für unterschiedliche Stellungen ki des Stellglieds 6; bei k = 10% beträgt der Öffnungsgrad des
Stellglieds 10 Prozent, bei k = 90% beträgt der Öffnungsgrad des Stellglieds 90 Prozent. Das Stellglied-Kennlinienfeld 11k kann in einer Speichereinheit einer Steuerungseinrichtung gespeichert sein.
Das Stellglied-Kennlinienfeld 11k in der ersten Kennlinien- Form k = f (w, p) hat den Vorteil, dass eine direkte Ermitt- lung der Stellglied-Stellung k aus einem Soll-Kühlmittelstrom wi, s oii möglich ist: Ein Prozessrechner der Steuerungs¬ einrichtung erfasst zu jedem Stellglied den Istdruck pi, setzt diesen in das dem jeweiligen Stellglied zugeordnete Stellglied-Kennlinienfeld 11k ein und ermittelt auf Basis des Stellglied-Kennlinienfelds 11k zu jedem Soll-Kühlmittelstrom wi, s oii eine korrespondierende Soll-Stellgliedstellung k ei¬ nes Stellglieds. Danach steuert der Prozessrechner die Stell¬ glieder entsprechend an. Dazu sendet eine Signaleinheit einer Steuerungseinrichtung ein Signal zur Einstellung des mindes- tens einen Stellglieds in die ermittelte Stellung k an eine Stelleinheit, die zur Einstellung des Stellglieds dient.
Fig. 3 zeigt eine zeichnerische Darstellung eines weiteren, zweiten Stellglied-Kennlinienfeldes llw, das die Abhängigkeit der Stellung k eines Stellglieds 6 und des Kühlmittel-Drucks p voneinander mit dem Kühlmittelstrom w als Parameter beschreibt: w = g(k, p) . Der Kühlmittel-Druck p steigt entlang der p-Achse (= y-Achse) , beginnend bei p = 0, an. Die Stel¬ lung ki des Stellglieds 6 vergrößert sich entlang der k-Achse (= x-Achse) ; bei k = 0 beträgt der Öffnungsgrad des Stell¬ glieds 0 Prozent, bei k = 100 beträgt der Öffnungsgrad des Stellglieds 100 Prozent. Die Parameter-Kurven w definieren die gegenseitige Abhängigkeit zwischen dem Kühlmittel-Druck p und der Stellung ki eines Stellglieds für unterschiedliche Kühlmittelflüsse w.
Das zweite Stellglied-Kennlinienfeld llw dient zur Ermittlung einer Stellung ki eines Stellglieds 6, bei welcher sich unter einem vorgegebenen Kühlmitteldruck pi ein gewünschter Kühl- mittelfluss, der Soll-Kühlmittelstrom wi, S0n, ergibt. Bezogen auf die in Fig. 1 dargestellte Kühlstrecke 2 wird dazu wie folgt vorgegangen: zunächst wird der Druck pi des Kühlmit- tels, in Flussrichtung des Kühlmittels gesehen zwischen der Kühlmittelpumpe 20 und dem Stellglied 6, ermittelt. Diese Er¬ mittlung kann durch eine Druckmessung oder eine Schätzung erfolgen. Aus dem dem Stellglied 6 zugeordneten Stellglied- Kennlinienfeld llw wird daraufhin die zu dem ermittelten Druckwert pi und dem Soll-Kühlmittelstrom wi, S oii korrespon¬ dierende Stellung ki des Stellglieds 6 ermittelt. Schließlich wird das betreffende Stellglied 6 in die ermittelte Stellung ki eingestellt. Falls zwischen dem tatsächlichen Kühlmittelstrom, der z. B. durch eine Durchfluss-Messung des Kühlmittelstroms ermittelt wird, und dem gemäß dem Stellglied-Kennlinienfeld llw erwar¬ teten Kühlmittelstrom wi, S oii eine Differenz auftritt, die über einem zulässigen Toleranzwert liegt, wird vorzugsweise eine Adaption des Stellglied-Kennlinienfelds llw an die tat¬ sächlichen Verhältnisse durchgeführt. Dazu wird das Stell¬ glied-Kennlinienfeld llw, welches in der Form w = g(k, p) ge¬ geben ist, wobei w den Kühlmittelstrom, p den Druck des Kühlmittels und k die Stellung des Stellglieds bezeichnet, mit- tels Ansatzfunktionen g (k, p) dargestellt, in der Form g(k, p) = °j fj (k, p) · Die Verstärkungsfaktoren Cj werden geeig¬ net zu den jeweils dazugehörigen Ansatzfunktionen g (k, p) gewählt, indem der Druck p des Kühlmittels ermittelt, insbe¬ sondere gemessen, wird, die Stellung k des Stellglieds 6 er- mittelt wird, daraus mithilfe der Ansatzfunktionen Zahlenwerte (= Volumenströme) dj = gj (k, p) ermittelt werden, und un¬ ter Verwendung der Zahlenwerte dj Änderungen ACj der Verstärkungsfaktoren Cj so gewählt werden, dass der ermittelte Kühlmittelstrom w an den Soll-Kühlmittelstrom wson angenähert wird und die Änderungen ACj der Verstärkungsfaktoren Cj minimiert werden. Fig. 4 zeigt eine zeichnerische Darstellung eines Pumpen- Kennlinienfeldes 12n, das die Abhängigkeit der Druckdifferenz Δρ der Kühlmitteldrücke vor und nach der Kühlmittelpumpe 20 und des Kühlmittelflusses w voneinander mit der Drehzahl n der Kühlmittelpumpe 20 als Parameter beschreibt: n = q(w,
Δρ) . Die Druckdifferenz Δρ steigt entlang der Δρ-Achse (= y- Achse) , beginnend bei Δρ = 0, an. Der Kühlmittelfluss w ver¬ größert sich entlang der w-Achse (= x-Achse) . Die Parameter- Kurven n definieren die gegenseitige Abhängigkeit zwischen der Kühlmittel-Druckdifferenz Δρ und dem Kühlmittelfluss w für unterschiedliche Drehzahlen n der Kühlmittelpumpe 20.
Das Pumpen-Kennlinienfeld 12n dient zur Ermittlung einer Drehzahl ni, bei welcher sich unter einer vorgegebenen Kühl- mittel-Druckdifferenz Δρ ein gewünschter Kühlmittelfluss , der Soll-Kühlmittelstrom wi, S0n, ergibt. Bezogen auf die in
Fig. 1 dargestellte Kühlstrecke 2 wird dazu wie folgt vorge¬ gangen: zunächst wird der Saugdruck psaug des Kühlmittels, d. h. der Kühlmitteldruck an der Eingangsseite 20e der Pumpe 20, ermittelt, und daraus die Soll-Druckdifferenz ΔρΞΟιι be¬ rechnet. Anschließend wird aus dem Pumpen-Kennlinienfeld 12n zu der berechneten Soll-Druckdifferenz ΔρΞΟιι und zu einem Soll-Kühlmittelstrom wi, Soii die Pumpen-Drehzahl ni ermittelt. Schließlich wird die Drehzahl der Pumpe 20 auf den ermittel- ten Wert ni eingestellt.
Falls zwischen dem tatsächlichen Kühlmittelstrom, der z. B. durch eine Durchfluss-Messung des Kühlmittelstroms ermittelt wird, und dem gemäß dem Pumpen-Kennlinienfeld 12n erwarteten Kühlmittelstrom wi, Soii eine Differenz auftritt, die über ei¬ nem zulässigen Toleranzwert liegt, wird vorzugsweise eine Adaption des Pumpen-Kennlinienfelds 12n an die tatsächlichen Verhältnisse durchgeführt. Dazu wird das Pumpen-Kennlinienfeld 12n, welches in der Form n = q(w, p-psaug ) gegeben ist, wobei n die Pumpendrehzahl, p den Ausgangsdruck an der Ausgangsseite 20a der Pumpe 20, pSau< den Saugdruck an der Eingangsseite 20e der Pumpe 20, und w den Kühlmittelstrom bezeichnet, mittels Ansatzfunktionen dargestellt, in der Form q(w, p-psaug) = £j bj qj (w, p-psaug) . Die Verstärkungsfaktoren b werden geeignet zu den jeweils dazugehörigen Ansatzfunktionen q (w, p-psaug) gewählt, indem der Ausgangsdruck p des Kühlmittels an der Ausgangsseite 20a der Pumpe ermittelt, insbesondere gemessen, wird. Daraus wird mit dem bereits bekannten Saugdruck psaug des Kühlmittels, d. h. dem Kühlmitteldruck an der Eingangsseite 20e der Pumpe 20, die Druckdifferenz Δρ des Kühlmittels ermittelt. Außerdem wird der Kühlmittelstrom w± ermittelt, vorzugsweise gemessen. Daraus werden mithilfe der Ansatzfunktionen Zahlenwerte
(= Drehzahlen) ej = qj (w, p-psaug) ermittelt und unter Verwendung der Zahlenwerte ej Änderungen Abj der Verstärkungsfakto¬ ren bj so gewählt, dass die gemäß dem Pumpen-Kennlinienfeld 12n erwartete Pumpendrehzahl an die tatsächliche Pumpendrehzahl angenähert wird und die Änderungen Abj der Verstärkungs¬ faktoren bj minimiert werden.
Fig. 5 zeigt eine zeichnerische Darstellung eines weiteren, zweiten Pumpen-Kennlinienfeldes 12w, das die Abhängigkeit der Druckdifferenz Δρ der Kühlmitteldrücke vor und nach der Kühlmittelpumpe 20 und der Pumpendrehzahl n voneinander mit dem Kühlmittelfluss w als Parameter beschreibt: w = r (n, Δρ) . Die Druckdifferenz Δρ steigt entlang der Δρ-Achse (= y-Achse) , beginnend bei Δρ = 0, an. Die Pumpendrehzahl n vergrößert sich entlang der n-Achse (= x-Achse) . Die Parameter-Kurven w definieren die gegenseitige Abhängigkeit zwischen der Kühl¬ mittel-Druckdifferenz Δρ und der Drehzahl n für unterschiedliche Volumenströme w des Kühlmittels.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung der Steuerung des Kühlmittelflusses auf einen abzukühlenden Werkstoff 4. In ei¬ nem Kühlmittelzulauf 13, z. B. in Form einer Rohrleitung, sind in Fließrichtung des Kühlmittels eine Pumpe 20 und nach- folgend ein Ventil 6 angeordnet. In Fließrichtung des Kühl¬ mittels gesehen vor der Pumpe 20, d. h. an der Eingangsseite 20e der Pumpe 20, hat das Kühlmittel einen Druck, der als Saugdruck psaug bezeichnet wird. In Fließrichtung des Kühlmit- tels gesehen nach der Pumpe 20, d. h. an der Ausgangsseite 20a der Pumpe 20, weist das Kühlmittel einen einfach als p bezeichneten Druck auf, der sich über die durch die Pumpe 20 generierte Druckänderung aus dem Saugdruck psaug ergibt. Der Betrieb der Pumpe 20, insbesondere ihre Drehzahl n, wird mit¬ hilfe des Pumpen-Kennlinienfelds 12n gesteuert. Der Durch¬ flussgrad des Ventils 6, das in Fließrichtung des Kühlmittels gesehen nach der Pumpe 20 angeordnet ist, wird mithilfe des Stellglied-Kennlinienfelds 11k gesteuert. Der Kühlmittelfluss wi des Kühlmittels auf den Werkstoff 4 kann somit durch die Pumpe 20 und das Ventil 6 genau gesteuert werden.
Falls zwischen der Pumpe 20 und dem Ventil 6 weder Quellen noch Senken für das Kühlmittel existieren, so wie in Fig. 6 gezeigt, so entspricht der Kühlmittelstrom wi , der durch die Pumpe 20 gefördert wird, demjenigen, der durch das Ventil 6 fließt, d. h. wi, ventu = wi, pumpe - Daher können, vorzugsweise falls der Kühlmittelstrom w± nicht ermittelt, insbesondere gemessen, werden kann, das Stellglied-Kennlinienfeld 11k und das Pumpen-Kennlinienfeld 12n gegenseitig so angepasst wer¬ den, dass sie konsistente Ergebnisse liefern.
Außerdem kann, vorzugsweise falls der Kühlmittelstrom w± nicht ermittelt, insbesondere gemessen, werden kann, eine Adaption bezüglich der Temperatur des abzukühlenden Werkstoffs, z. B. eines Metallteils, erfolgen. Dadurch kann ein Fehler des Kühlmittelstroms w± kompensiert bzw. eliminiert werden. Wenn das Temperaturmodell hinreichend bekannt ist, kann von einem bestimmten Kühlmittelstrom w± auf eine Abküh- lung um eine bestimmte Temperaturdifferenz geschlossen werden .
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung einer Kühlung eines Werkstoffs (4) mit einem Kühlmittel,
wobei eine Zufuhr (13) des Kühlmittels zu dem Werkstoff (4) durch mindestens ein Stellglied (6) gesteuert wird, welches in zwei oder mehr unterschiedliche Stellungen (k) einstellbar ist, wobei dem Stellglied (6) ein Stellglied-Kennlinienfeld (11k, llw) zugeordnet wird, welches eine Beziehung zwischen einem Kühlmittelstrom (w) , einem Druck (p) des Kühlmittels und einer Stellung (k) des Stellglieds (6) angibt,
wobei mindestens einer Kühlmittelpumpe (20), welche in Fluss¬ richtung des Kühlmittels gesehen vor dem mindestens einen Stellglied (6) angeordnet ist, ein Pumpen-Kennlinienfeld (12n, 12w) zugeordnet wird, welches eine Beziehung zwischen einer Drehzahl (n) der Pumpe (20), einer Druckdifferenz (Δρ) des Kühlmittels, die zwischen einem Saugdruck (pSaug ) an einer Eingangsseite (20e) der Pumpe (20) und einem Ausgangsdruck (p) an einer Ausgangsseite (20a) der Pumpe (20) herrscht, und einem Kühlmittelstrom (w) angibt, und
wobei ein Kühlmittelstrom (wi) eingestellt wird, indem die Druckdifferenz (Δρ) ermittelt wird, aus dem Pumpen- Kennlinienfeld (lln) die zu der ermittelten Druckdifferenz (Δρ) und einem Soll-Kühlmittelstrom (wi, son) korrespondieren- de Drehzahl (ni) ermittelt wird, die Pumpe (20) auf die er¬ mittelte Drehzahl (ni) eingestellt wird, der Druck (pi) des Kühlmittels in Flussrichtung des Kühlmittels gesehen vor dem mindestens einen Stellglied (6) ermittelt wird, aus dem
Stellglied-Kennlinienfeld (llw) die zu dem ermittelten Druck- wert (pi) und dem Soll-Kühlmittelstrom (wi, S0n) korrespondie¬ rende Stellung (ki) ermittelt wird, und das Stellglied (6) in die ermittelte Stellung (ki) eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei das mindestens eine Stellglied (6), welches stufenlos in die zwei oder mehr unterschiedliche Stellungen (k) einstellbar ist, kontinuierlich in die ermittelte Stellung (ki) eingestellt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stellung (ki) des mindestens einen Stellglieds (6) und die Drehzahl (ni) zum Betreiben der mindestens einen Kühlmittelpumpe (20) in einem Schritt als ein gemeinsamer Sollwertsatz ermittelt wird, wobei der Druck ( pi ) des Kühlmittels vor dem mindestens einen Stellglied (6) identisch zu dem Ausgangsdruck (p) an der Ausgangsseite (20a) der Pumpe (20) ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Saugdruck (psaug) an der Eingangsseite (20e) der Pumpe (20) gemessen oder geschätzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Stellglied-Kennlinienfeld (11k) adaptiert wird, in¬ dem der Druck ( pi ) des Kühlmittels ermittelt, insbesondere gemessen, wird, der Kühlmittelstrom ( wi ) des Kühlmittels ermittelt, insbesondere gemessen, wird, aus dem Stellglied- Kennlinienfeld (11k) die zu den ermittelten Werten ( wi , pi ) korrespondierende Stellung des Stellglieds (6) ermittelt wird, die aus dem Stellglied-Kennlinienfeld (11k) ermittelte Stellung des Stellglieds (6) mit einer gemessenen Stellung des Stellglieds (6) verglichen wird und das Stellglied- Kennlinienfeld (11k) so verändert wird, dass die aus dem Stellglied-Kennlinienfeld (11k) ermittelte Stellung des
Stellglieds (6) mit der gemessenen Stellung des Stellglieds (6) übereinstimmt.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
wobei das Stellglied-Kennlinienfeld (11k), welches in der Form k = f (w, p) gegeben ist, wobei w den Kühlmittelstrom, p den Druck des Kühlmittels und k die Stellung des Stellglieds bezeichnet, zur Adaptierung des Stellglied-Kennlinienfelds (11k) mittels Ansatzfunktionen f j (w, p) dargestellt wird, in der Form f (w, p) = £j aj f j (w, p) , wobei die Verstärkungsfaktoren aj geeignet zu den jeweils dazugehörigen Ansatzfunktio¬ nen f (w, p) gewählt werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Pumpen-Kennlinienfeld (12n) adaptiert wird, indem die Druckdifferenz (Δρ) und der Strom ( wi ) des Kühlmittels ermittelt werden, aus dem Pumpen-Kennlinienfeld (12n) die zu den ermittelten Werten (Δρ, wi ) korrespondierende Pumpendrehzahl (n) ermittelt wird, die aus dem Pumpen-Kennlinienfeld (12n) ermittelte Pumpendrehzahl mit einer gemessenen Pumpendrehzahl verglichen wird und das Pumpen-Kennlinienfeld (12n) so verändert wird, dass die aus dem Pumpen-Kennlinienfeld (12n) ermittelte Pumpendrehzahl mit der gemessenen Pumpendrehzahl übereinstimmt.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
wobei das Pumpen-Kennlinienfeld (12n), welches in der Form n = q(w, p-psaug ) gegeben ist, wobei n die Pumpendrehzahl, p den Ausgangsdruck an der Ausgangsseite (20a) der Pumpe (20), psaug den Saugdruck an der Eingangsseite (20e) der Pumpe (20), und w den Kühlmittelstrom bezeichnet, zur Adaptierung des Pumpen- Kennlinienfelds (12n) mittels Ansatzfunktionen dargestellt wird, in der Form q(p-psaug, w) = £j bj qj (w, p-psaug) , wobei die Verstärkungsfaktoren b geeignet zu den jeweils dazugehö¬ rigen Ansatzfunktionen q (w, p-psaug) gewählt werden.
9. Computerprogrammprodukt zur Steuerung der Kühlung eines Werkstoffs (4) mit einem Kühlmittel,
wobei eine Zufuhr des Kühlmittels zu dem Werkstoff (4) durch mindestens ein Stellglied (6) gesteuert wird, welches in zwei oder mehr unterschiedliche Stellungen (k) einstellbar ist, wobei dem Stellglied (6) ein Stellglied-Kennlinienfeld (11k, llw) zugeordnet ist, welches eine Beziehung zwischen einem Kühlmittelstrom (w) , einem Druck (p) des Kühlmittels und einer Stellung (k) des Stellglieds (6) angibt,
wobei mindestens einer Kühlmittelpumpe (20), welche in Fluss- richtung des Kühlmittels gesehen vor dem mindestens einen Stellglied (6) angeordnet ist, ein Pumpen-Kennlinienfeld (12n, 12w) zugeordnet wird, welches eine Beziehung zwischen einer Drehzahl (n) der Pumpe (20), einer Druckdifferenz (Δρ) des Kühlmittels, die zwischen einem Saugdruck (pSaug ) an einer Eingangsseite (20e) der Pumpe (20) und einem Ausgangsdruck (p) an einer Ausgangsseite (20a) der Pumpe (20) herrscht, und einem Kühlmittelstrom (w) angibt, und
wobei das Computerprogrammprodukt, wenn es durch eine Rechen¬ einheit (8) ausgeführt wird, folgende Verfahrensschritte durchführt :
- Ermitteln einer zu einer Druckdifferenz (Δρ) des Kühlmittels zwischen der Eingangsseite (20e) und der Ausgangsseite (20a) der Pumpe (20) und einem Soll-Kühlmittelstrom (wi, son) korrespondierenden Drehzahl (ni) der Pumpe (20) aus dem Pumpen-Kennlinienfeld (12n, 12w) ;
- Ermitteln einer zu einem Druckwert (pi) des Kühlmittels, der in Flussrichtung des Kühlmittels gesehen vor dem mindes- tens einen Stellglied (6) ermittelt wurde, und dem Soll- Kühlmittelstrom (wi) korrespondierenden Stellung (ki) aus dem Stellglied-Kennlinienfeld (11k, llw);
- Erzeugen eines Signals, das an einer dem Stellglied (6) zu¬ geordneten Stelleinheit eine Einstellung des Stellglieds (6) in die ermittelte Stellung (ki) auslöst; und
- Erzeugen eines Signals, das an der mindestens einen Kühl¬ mittelpumpe (20) eine Einstellung auf die ermittelte Drehzahl (ni) auslöst.
10. Steuerungseinrichtung (7) zur Steuerung einer Kühlung eines Werkstoffs (4) mit einem Kühlmittel, umfassend
- mindestens eine Speichereinheit (12), welche zur Speiche¬ rung eines Stellglied-Kennlinienfelds (11k, llw), das eine Beziehung zwischen einem Kühlmittelstrom (wi) , einem Druck (p) des Kühlmittels und einer Stellung (ki) mindestens eines dem Stellglied-Kennlinienfeld (w) zugeordneten Stellglieds (6) zur Steuerung der Zufuhr des Kühlmittels zu dem Werkstoff (4) angibt, und zur Speicherung eines Pumpen-Kennlinienfeld (12n, 12w) , das eine Beziehung zwischen einer Drehzahl (n) der Pumpe (20), einer Druckdifferenz (Δρ) des Kühlmittels, die zwischen einem Saugdruck (pSaug ) an einer Eingangsseite (20e) der Pumpe (20) und einem Ausgangsdruck (p) an einer Ausgangsseite (20a) der Pumpe (20) herrscht, und einem Kühl¬ mittelstrom (w) angibt, ausgebildet ist,
- eine Prozessoreinheit (8), welche dazu ausgebildet ist, aus dem gespeicherten Stellglied-Kennlinienfeld (11k, llw) die zu einem ermittelten Druckwert (pi) des Kühlmittels und einem
Soll-Kühlmittelstrom (wi) korrespondierende Stellung (ki) des mindestens einen Stellglieds (6) und aus dem gespeicherten Pumpen-Kennlinienfeld (12n, 12w) die zu einer ermittelten Druckdifferenz (Δρ) des Kühlmittels zwischen der Eingangssei- te (20e) und der Ausgangsseite (20a) der Pumpe (20) und einem Soll-Kühlmittelstrom (wi, s on ) korrespondierende Drehzahl (ni) der Pumpe (20) zu ermitteln, und
- eine Signaleinheit (22), welche dazu ausgebildet ist, ein Signal zur Einstellung des mindestens einen Stellglieds (6) in die ermittelte Stellung (ki) an eine Stelleinheit zu sen¬ den und ein Signal zur Einstellung der mindestens einen Kühlmittelpumpe (20) auf die ermittelte Drehzahl (ni) an einen Drehzahlregler zu senden.
11. Steuerungseinrichtung (7) nach Anspruch 10,
wobei die Steuerungseinrichtung (7) das mindestens eine
Stellglied (6) umfasst, welches vorzugsweise als ein Ventil oder eine Regelklappe ausgebildet ist.
12. Steuerungseinrichtung (7) nach Anspruch 11,
wobei das mindestens eine Stellglied (6) kontinuierlich ver¬ stellbar ist.
13. Kühlstrecke (2) einer Metallbearbeitungsstraße (1), ins- besondere einer Walzanlage, umfassend eine Steuerungseinrich¬ tung (7) nach einem der Ansprüche 10 bis 12 zur Steuerung der Kühlung eines Werkstoffs (4) in der Kühlstrecke (2) .
14. Kühlstrecke (2) nach Anspruch 13,
wobei die Kühlstrecke (2) eine Intensivkühlstrecke und/oder eine Laminarkühlstrecke umfasst.
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