专利名称：用于借助冷却部段冷却金属板的方法和用于冷却部段的控制和/或调节装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于借助冷却部段冷却金属板、特别是厚板的方法，其中，冷却部段具有多个用于冷却金属板上侧的冷却剂输出装置和多个用于冷却金属板下侧的冷却剂输出装置，其中借助冷却，在从冷却部段中排出时和/或之后，在基准点处实现金属板预定的目标状态，其中，确定第一和第二冷却剂输出装置的冷却剂输出，其中，第一和第二冷却剂输出装置相对于金属板相对地布置。本发明还涉及ー种用于借助冷却部段冷却金属板的方法，其中，冷却部段具有多个用于冷却金属板上侧的冷却剂输出装置和多个用于冷却金属板下侧的冷却剂输出装置，其中借助冷却，至少在从冷却部段中排出时和/或之后，实现金属板预定的目标状态，其中，确定至少ー个冷却剂输出装置的冷却剂输出。本发明还涉及一种用于冷却部段的控制和/或调节装置。本发明涉及轧机机列、特别是厚板轧机机列的技术领域并且特别涉及对于厚板的 冷却。
背景技术：
冷却部段的冷却或运行决定性地影响了所制造金属板的质量和性能。厚板轧机机列的冷却部段特别用于，以期望的方式调节金属板的材料性能。在冷却厚板时，可以基于相对较高的厚度和与其联系的热焓，在冷却期间导致由热应カ引起的不平整。这种热应カ可以通过冷却部段的运行产生影响。目标是始終制造平整的金属板，其具有期望的机械的性能。厚板通常具有3mm的厚度或者更大的厚度并且因此满足了根据EN10029的定义。由欧洲公开文献EP 2070608A1已知了一种用于冷却厚板的方法。在此，在板的上方和下方特殊地调节了控制元件的冷却剂输出，特别是这样进行调节，即金属板上侧和金属板下侧存在相同的传热系数。其具有的缺点是，尽管能相对较精确地确定传热系数，但仍可能在冷却部段中存在不平整度。因此也不能排除金属板已经在冷却部段之前产生的不平整度。
发明内容
本发明的目的在于，在制造厚板时，进ー步提高在厚板轧机机列同时高生产量的情况下所制造的厚板的平整度。根据方法的部分通过ー种用于借助冷却部段冷却金属板的方法实现，其中，冷却部段具有多个用于冷却金属板上侧的冷却剂输出装置和多个用于冷却金属板下侧的冷却剂输出装置，其中借助冷却，在从冷却部段中排出时和/或之后，在基准点处、特别是最晚的基准点处实现金属板预定的目标状态，其中，确定第一和第二冷却剂输出装置的冷却剂输出，其中，第一和第二冷却剂输出装置相对于金属板相对地布置，其中，根据预定的要排出的、来自面对各个所述冷却剂输出装置的金属板侧面的热流，实现了确定第一和第二冷却剂输出装置的冷却剂输出，其中，对于分别要排出的热流考虑了各个所述金属板侧面的温度、特别是表面温度。发明人发现，仅仅分别对于上侧和下侧考虑传热系数并且使得它们彼此平衡并不足以尽可能良好的維持平整度。更确切地说，例如如果-对于平整延伸的金属板而言-上侧和下侧的热流同样大，则能实现尽可能平整的金属板。然而为此必须精确地考虑上侧和下侧的温度，这是因为它们直接影响能排出的热量。在现有技术中这不被考虑。更确切地说，在现有技术中追求的是上侧和下侧的传热系数的一致性。然而在金属板上侧和金属板下侧的温度不同时，这恰好导致了上侧和下侧不均匀的热量，其在平整延伸的金属板中可以引起不平整度。这可以通过本发明避免。金属板上侧或金属板下侧的温度可以借助一种测量装置、例如借助高温计确定。可替换地也可以考虑例如由金属板跟踪计算中已知的、经过计算的实际温度。冷却剂输出既可以理解为在每个时间単位冷却剂的数量上的输出，又可以理解为 输出冷却剂的方式和方法、例如涂覆角度的调节，等等…。通常仅仅调节每个时间单位的冷却剂量。将ー种设计用于将冷却剂输出到金属板上的装置视为冷却剂输出装置。冷却剂输出装置可以是具有ー个或多个冷却剂出口的単独的可开关的阀装置。可替换地，其也可以是多个单独的可开关的阀出口装置，它们被共同地控制或者说操纵。第一个所述的实施方式对于本发明是优选的，因为其实现了对冷却部段的灵活调节或者说灵活操纵。优选地，冷却部段的所有冷却剂输出装置不仅用于冷却金属板下侧，而且也用于冷却金属板上侧，冷却部段设计为分别单独的可开关的、具有附属的冷却剂出口的阀装置。可以将期望的要达到的温度视为金属板的最終状态，或者也将金属板的期望结构或期望阶段组成视为金属板的最終状态。最終状态确保实际上通过厚板轧机机列的冷却部段提供期望的产品。如果未能达到最终状态，那么所制造的产品通常是不合规格的或者作为废品被抛弃。在本发明的ー个有利的实施方式中，根据金属板的、特别是其进入到冷却部段中时存在的平整度，来调节来自金属板上侧的与来自金属板下侧的要排出的热流之间的比例关系。由此能够实现，借助冷却部段或冷却，如所需要的那样作用于金属板。如果必需的话，可以特别借助冷却部段矫正地影响金属板的平整度。冷却部段由此可以維持产品质量，因为ー方面已经能将不平整的金属板转换为平整的金属板，另ー方面，平整地进入冷却部段中的金属板也重新平整地从冷却部段中输出。有利地，可以为此在冷却部段之前使用于冷却部段的控制和/或调节装置与平整度測量装置作用连接，从而可以相应地根据所测得的平整度特别是这样来控制和/或调节冷却部段，即降低进入冷却部段中的不平整的金属板的不平整度并且对平整地进入冷却部段中的金属板进行保持。在一个优选的实施方式中，对于平整的金属板、特别是平整地进入冷却部段中的金属板而言，从金属板上侧排出的热流与从金属板下侧排出的热流之间的比例关系基本上等于一。也就是说，在上侧上每个时间単位排出的热流等于在下侧上每个时间単位排出的热流。基于金属板上的、可能的不同的温度和不同的冷却剂停留时间，特别是对于金属板上侧和金属板下侧而言，这意味着必须对于上侧和下侧不同地涂覆大量冷却剤。在本发明的另ー个有利的变体中，对于不平整的金属板而言，这样调节比例关系，即金属板在通过冷却部段之后的不平整度相对于金属板在通过冷却部段之前的不平整度降低。由此不仅确保借助冷却部段来制造期望的产品，而且也还能在平整度方面借助冷却部段对制造的产品的质量产生影响。还可以特别通过相应合适的冷却、即热流的相应不均匀分布，对于金属板上侧和金属板下侧，矫正 冷却部段中金属板的平整度误差，由此也可能提高厚板轧机机列的产量。特别有利的是,根据以下方程0 = X joben-(l-x) jmten和jges = Jtjben Ijmten确定第一和第二冷却剂输出装置的冷却剂输出，其中，X是在0和I之间的可预定的因数，其中，该因数可能取决于进入冷却部段中的金属板的平整度或者一个温度、特别是在金属板上侧和金属板下侧之间的温度差，j-n是来自金属板上侧的要排出的热流，Junt6n是来自金属板下侧的要排出的热流，和jg6S是要排出的和要预定的总热流。各个热流可以通过根据经验的、物理的或根据经验-物理的模型进行模型化。技术人员可以例如借助过去冷却的金属板来对此确定。热流的模型通常是以下參数的至少ー个函数金属板侧面的相应温度、用于冷却的冷却剂的相应温度、金属板速度、以及冷却剂量。也可能出现其它的參数、例如冷却剂接触到金属板表面上的速度。基于上述的方程组，随后可以确定用于冷却剂输出装置的冷却剂量，以便调节期望的热流。优选地，对于确定冷却剂输出附加地或可替换地作为辅助条件考虑到，即在通过冷却部段期间，金属板上侧的温度和/或金属板下侧的温度分别始终大于或等于预定的极限温度、特别是350°C。优选地将金属板的表面温度用作为极限温度。如这样确定极限温度的数值例，即对于整个冷却部段的冷却作用原理是相同的。如果对于金属板的冷却作用原理在其通过冷却部段期间改变，则冷却难以被控制。出于这个原因提出了，这样对冷却部段进行操作，即在通过冷却部段期间优选地均超过金属板上侧的和金属板下侧的极限温度。为此可以一直减小jegs、即考虑所述的辅助条件(=附加地)，或者后来相应地减小可以在此外可能导致未超过的侧面上计算的热流(=可替换地)，即不会出现未超过的情況。例如，可以从420°C至300°C的温度范围中选出极限温度。在金属板的这个表面温度范围中-取决于冷却部段中的各个冷却条件-特别是在上侧上，在冷却金属板时出现了冷却剂性能的变化，伴随出现的是冷却机构或者冷却作用原理的变化。这种变化导致了难以控制的冷却条件，其导致金属板可能不平整地从冷却部段中排出。通过确定不能低于金属板上侧和/或金属板下侧的极限温度，以及在确定冷却剂输出时考虑到该极限温度，可以确保在金属板通过期间通过冷却部段来避免临界的、对于冷却几乎不可控制的金属板表面温度管理。在布置在金属板上方和下方的冷却剂输出装置运行期间，以任意的方式通过应用方程组连接，可替换地可以对于布置在金属板上方和下方的冷却剂输出装置实现分开计算。在ー个可替换的有利的实施方式中，和另ー个冷却剂输出装置的、特别是相对于所述金属板面对地布置的冷却剂输出装置的冷却剂输出无关地，确定至少ー个冷却剂输出装置的冷却剂输出。
这因此是可能的，因为在沿金属板的厚度方向在两侧散热时，存在至少ー个点，在该点上，热流消失或者说等于零。对于这个点而言在沿厚度方向上不进行换热。金属板可在这个点上想象中地分开，而不会由此改变結果。因此可以一般性地在一侧绝热地实现所需的冷却剂量，即不必在针对ー侧、例如上侧计算时考虑另ー侧、例如金属板的下侧的相互影响。有利地这样实现确定，即金属板、特别是在不精确地计算上述点的情况下，基本上平行于金属板上侧或者金属板下侧被虚拟地分为第一金属板和第二金属板，其中，分别单独地对于所述第一金属板和第二金属板确定冷却剂输出，其中，在各个确定过程时，不考虑在第一金属板和第二金属板之间的热交換。换句话说，这意味着，即对于第一金属板、例如上方的金属板确定冷却剂量，其中对于面对第二金属板、例如下方的金属板的第一金属板边界面不考虑换热。此外，对于第二个、例如下方的金属板计算了冷却剂输出，其中，对于第二金属板的面对第一金属板的边界 面而言不考虑换热。因此在计算技术方面不考虑在第一和第二金属板之间的换热。由此获得了具有未知数的方程，该方程因此是可解的。概念“虚拟的”在此意味着，仅能从计算的角度进行对金属板的划分。因此不会对金属板进行真实的、即物理的划分。对于针对第一金属板和第二金属板进行的上述计算，有利地采取这样的措施，SP对于第一金属板和第二金属板分别确定ー个特殊的、特别是时间上的、描述了金属板的能量状态的參数的曲线，根据该曲线确定各个金属板上侧和金属板下侧的要排出的热流。例如可以将特别是经过计算的、实际温度曲线、实际焓曲线或另ー个合适的參数的曲线应用为描述了能量状态的參数。在应用时间曲线时，其优选地特殊地设置用于多个被定义的金属板部段，从而为冷却实现了最大可能的动态效果并且整个金属板持续地具有期望的性倉^:。优选地对于确定冷却剂输出考虑的是，在通过冷却部段时，金属板上侧的温度和/或金属板下侧的温度分别始终大于或等于预定的极限温度、特别是350°C。优选地将金属板的表面温度应用为极限温度。例如这样确定极限温度的数值，即冷却作用原理对于整个冷却部段是相同的。如果对于金属板的冷却作用原理在其通过冷却部段期间改变，那么就难以控制冷却。出于这个原因提出了，这样对冷却部段进行操作，即在通过冷却部段期间优选地超过了金属板上侧的和金属板下侧的极限温度。在该方法中为此简单地将预定的极限表面温度考虑为在确定各个热流时的辅助条件。该目的同样通过一种用于借助冷却部段冷却金属板的方法来实现，其中，冷却部段具有多个用于冷却金属板上侧的冷却剂输出装置和多个用于冷却金属板下侧的冷却剂输出装置，其中借助冷却，至少在从冷却部段中排出时和/或之后，实现金属板预定的目标状态，其中，确定至少ー个冷却剂输出装置的冷却剂输出，其中，在确定至少ー个冷却剂输出装置的冷却剂输出时考虑到，即面对冷却剂输出装置的金属板侧面特别是在进行冷却时始終具有大于或等于预定的极限温度的温度。和冷却部段中的金属板冷却方式和方法无关，需避免到达金属板的温度范围中，冷却部段的冷却作用原理在这个温度范围中发生变化。通常通过金属板上的冷却剂的性能确定冷却作用原理，例如在水冷却时形成蒸汽垫(Dampfpol stern)、在金属板上的蒸汽的分布的方式和方法等。如果基于金属板表面的温度曲线导致了金属板的冷却剂性能变化和进而导致了冷却作用原理变化，则这导致了冷却的可控性变差和进而导致了通常不符合客户期望的产品。例如这特别是在上侧的情况，此时，在紧邻的作用位置或紧邻冷却剂射束的位置大约过量的、在上侧上流出的冷却剂不再通过蒸汽层与金属板表面分离，而是在液态阶段中不受控制地通过金属板运动并在此逐渐地蒸发。特别地可以在冷却剂作用原理改变时导致不平整的产品，因为热流由于冷却剂作用原理的变化特别是在金属板上侧上难以计算和难以预測。由此导致了相应的温度偏差，这限制了材料张力。这导致金属板变形并且平整。由于在确定冷却剂输出时考虑极限温度，可以避免该问题，由此，金属板的平整度在同时高生产量的情况下被改进。该目的同样通过一种用于冷却部段的控制和/或调节装置来实现，其具有机器可 读取的程序编码，该程序编码包括控制指令，该控制指令促使该控制和/或调节装置在其实施方式中用于实施根据权利要求I至10中任一项所述的方法。本发明还涉及ー种用于冷却部段的控制和/或调节装置的机器可读取的程序编码，其中，程序编码包括控制指令，控制指令促使该控制和/或调节装置用于实施根据权利要求I至10中任一项所述的方法。此外本发明涉及ー种存储介质，具有存储在存储介质上的、根据权利要求12所述的机器可读取的程序编码。作为存储介质，考虑了所有可存储相应的程序编码的存储介质，例如它可以是CD、DVD、闪存、如USB棒或者存储卡。该目的同样通过一种用于冷却金属板的冷却部段来实现，其中，冷却部段具有多个用于冷却金属板上侧的冷却剂输出装置和多个用于冷却金属板下侧的冷却剂输出装置，其中，冷却部段与根据权利要求11所述的控制和/或调节装置作用连接，其中，冷却剂输出装置能利用根据权利要求11所述的控制和/或调节装置控制和/或调节。由此提供了一种冷却部段，借助于该冷却部段改进了待冷却的金属板的平整度。
本发明的其它优点由一个实施例中得出，下面根据示意性的附图详细说明该实施例。图中示出图I示意性地示出了用于冷却厚板的、具有多个冷却剂输出装置的冷却部段，图2示出了用于基于方程组确定冷却剂输出装置的冷却剂输出的流程图，图3示出了用于基于金属板上侧和金属板下侧分开进行的确定的、确定冷却剂输出装置的冷却剂输出的流程图，图4示出了在考虑到极限温度情况下用于确定冷却剂输出的流程图。
具体实施例方式图I示出了用于冷却厚板B的示例性的冷却部段I。该厚板是未详细示出的厚板轧机机列的一部分。冷却部段I包括多个冷却剂输出装置2，其布置在金属板B的上侧和下側。冷却部段的冷却剂输出可被特殊调节，由此能实现冷却部段I尽可能大的灵活性和动力。
通常，冷却部段I的每个冷却剂输出装置2分配有ー个直接相对设置的冷却剂输出装置2。如果这些直接相对设置的冷却剂输出装置处于运行中，则它们分别冷却相同的金属板部段。布置在金属板上方的冷却剂输出装置2冷却了金属板部段的上侧0，而布置在金属板B下方的冷却剂输出装置2冷却了金属板部段的下侧U。此外在冷却部段I之前沿质量流方向布置了平整度測量装置3，借助于该平整度測量装置能检测进入冷却部段I中的金属板B的平整度。在本实施例中，在冷却部段I之前还布置了两个温度測量装置4或5，在这两个温度測量装置中，布置在金属板B上方的温度測量装置4检测了金属板上侧0的温度，并且布置在金属板B下方的温度測量装置5检测了金属板下侧U的温度。可替换地可以借助于模型确定在进入冷却部段I之前金属板上侧0和/或金属板下侧U的温度。由于金属板B通常在计算技术方面划分为多个金属板部段，并且每个这种金属板部段都被以计算技术跟踪，因此可以在可预定的基准点上在冷却部段之前也借助于金属板跟踪计算来确定各个金 属板部段的金属板上侧和/或金属板下侧的实际温度。这优点在干，即温度測量装置4和5可以在冷却部段I之前完全地或部分地被取消。对于这种情况，仅仅存在ー个温度測量、例如是在上侧上的温度測量，则由模型计算的温度分布通过金属板厚度根据温度測量首先这样适应，即所测量的和计算的温度符合被测量的这ー侧。因此可以从模型中获得在未测量的相对侧上的计算值。此外，冷却部段具有温度測量装置6，该温度測量装置沿质量流方向布置在冷却部段I之后。这种在冷却部段I之后测得的温度值可以例如在模型适应的范畴中被提出计算冷却输出，用于进行修改。冷却剂输出装置2、温度測量装置4，5或6以及平整度測量装置3単独地或全部与控制和/或调节装置10作用连接。借助控制和/或调节装置10控制或调节了冷却部段I的运行、特别是冷却剂输出。在该控制和/或调节装置10上因此存储了相应的计算方法，用于确定冷却剂输出。特别地，控制和/或调节装置10具有机器可读取的程序编码12。该程序编码包括控制指令，该控制指令促使控制和/或调节装置10用于实施根据本发明的方法的一个实施方式。机器可读取的程序编码12例如借助存储介质11、例如CD、DVD、闪存装置、例如USB棒或其它数据载体存储。可替换地，控制和/或调节装置10的机器可读取的程序编码12可以通过网络传输。特别地，机器可读取的程序编码12存储在ー个存储介质上，该存储介质是控制和/或调节装置10的一部分。下面描述了多种方法，这些方法有利地可以利用这样配置的冷却部段I来实施。图2示出了ー个流程图，根据该流程图，确定ー对直接相对布置的冷却剂输出装置的冷却剂输出、特别是每个单位时间要输出的冷却剂量。在方法步骤100中，金属板上侧的温度To和金属板下侧的温度Tu被确定。这例如可以借助测量进行，如根据图1，可替换地可以从伴随的模型计算中得出这些温度。在方法步骤101中，基于金属板的期望的目标状态在冷却部段之后确定的总热流，需要该总热流以用于使得金属板从其在两个相对设置的冷却剂输出装置之前的已知初始状态转入在两个相对设置的冷却剂输出装置之后的期望終止状态，例如转入在下两个相对设置的冷却剂输出装置之前的期望初始状态或者冷却停止温度。由于金属板上侧和金属板下侧的温度是已知的，因此其可以以提高的精度进行。因此对于每对相对布置的冷却剂输出装置得出一个总热流，该总热流应被这对冷却剂输出装置输出，由此实现了金属板的期望的終止状态。这个需要的总热流现在被分配到单个的冷却剂输出装置对上，其中考虑不能低于金属板上侧和金属板下侧的预定的极限温度。此外考虑可输出的热流強烈地取决于温度。此外在进入冷却部段之前考虑了金属板的平整度。为此首先在方法步骤102中，例如根据金属板的平整度測量值确定一个数值x，0<x< I。这例如可以借助于表格进行，该表格对于ー个给定的平整度测量值具有合适的值X，例如对于平整的金属板X=O. 5，对于容易向上弯曲的金属板X=O. 6，以及对于容易向下弯曲的金属板x=0. 4。因此在方法步骤103中，在方法步骤101中确定的总热流jges分配到两个冷却剂 输出装置上。由方法步骤101中确定的总热流jges首先借助等式0 = X joben(l-x) Jmten和jges = j—n+Junten计算出上侧的热流Jtjben和下侧的热流junten。在此，X表示在步骤102中计算出的常数。因此借助模型，检查否低于金属板上侧和金属板下侧的预定极限温度。如果不是低于该极限温度的这种情況，则可以立刻根据步骤103以a=l来继续处理。如果是这种情况，则这样计算数值a, 0 < a < I,即在应用热流aj()be;n来替代Lbm和/或ajmtm来替代时，在a为最大可能值的情况下，恰好还遵守该极限温度。利用该热流随后根据步骤103来继续处理。由此可以随后确定各个冷却剂装置对在金属板上方和在金属板下方的冷却剂输出装置的冷却剂量。这在方法步骤104中进行。如果例如平整的金属板进入冷却部段中，则因此在考虑金属板上侧和金属板下侧的不同温度的情况下这样调节热流，即从金属板上侧和金属板下侧输出相同的热流。这也就取决于，因为金属板上侧和金属板下侧的温度通常是不同的，将布置在金属板上方的冷却剂输出装置的和布置在金属板下方的冷却剂输出装置的冷却剂量变化和根据现有技术确定的冷却剂量进行比较。然而仅当金属板上侧和金属板下侧上的热流相同时才可能实现均匀的冷却，这通过根据本发明的实施方式之一的方法实现。同样也可以期待一种对于金属板上侧和金属板下侧有目的的非均匀冷却，例如当金属板已经不平整地进入冷却部段中吋。这借助平整度測量装置检测。平整度测量的结果因此被列入冷却部段的进ー步运行中，其中，这样调节冷却，即对金属板的不平整度起反作用。对于金属板上侧和金属板下侧的热流进行非均匀调节的另ー个原因也可以是在金属板上侧和金属板下侧之间过大的温度差。这在当今已知的冷却理论中可以导致冷却部段中的金属板的不平整度。例如在金属板上侧和金属板下侧之间可能不再有过大的温度差，这样冷却金属板，即表面温度始終保持在极限温度之上，但是同时需要更高的热量输出，以便获得平整的金属板，这也实现了期望的目标状态。在金属板上侧和金属板下侧之间有针对性地非均匀分配热流适于减小这种温度差，并且制造平整的金属板。对于所有分别相对设置的冷却剂输出装置而言，以这样的方式来进行。分别在方法步骤105中询问，这是否应用于其它相对布置的冷却剂输出装置。
如果例如金属板的終止状态没有问题地实现了冷却，则因此不再要求进ー步确定沿质量流方向后续的冷却剂输出装置的冷却剂量。这种要求步骤可以有利地设计在方法步骤103与方法步骤104之间。这避免了进ー步的计算循环，其结果已经ー开始被确定，即，要输出的冷却剂量在这种情况下等于零。因此也就对于需要的冷却剂输出装置对而言确 定了特殊地由各个冷却剂输出装置输出的冷却剂量，其在维持相应的边界条件的情况下确保实现金属板的目标状态。随后以上述的方式和方法相应地调节冷却部段的冷却剂输出 装置，从而实现金属板的期望的终止状态。用于确定冷却剂输出的ー个可替换的方法在图3中示意性地示出。根据图3，为了确定在金属板上方和下方的冷却剂输出装置的冷却剂输出，应用了一种计算方法，该计算方法对于金属板上侧和金属板下侧分开地确定了冷却剂输出-或者说输出量。为此，以计算技术将金属板划分为上方的和下方的金属板，其中，不考虑在该上方的和下方的金属板之间的热交換。在方法步骤200中，首先例如根据金属板的平整度測量值确定一个数值X，，0 < X< I。这例如可以借助于表格进行，该表格对于ー个给定的平整度测量值具有合适的值X，例如对于平整的金属板x=0. 5，对于容易向上弯曲的金属板x=0. 6，以及对于容易向下弯曲的金属板x=0. 4。随后,在高度X上虚拟地将金属板分为上方的金属板和下方的金属板。在此，X表示下方的金属板的厚度相对于总金属板厚度的比例关系。虚拟地根据高度X乘金属板厚度进行划分，从金属板的下侧起向上測量。在方法步骤200中，在冷却部段之前确定金属板上侧和金属板下侧的温度。由此并且在知晓沿金属板的厚度方向的温度曲线的情况下确定上方的金属板的平均温度和下方的金属板的平均温度。在方法步骤201中，现在对于上方的金属板、例如随时间对于金属板确定的金属板部段预定了平均的温度曲线，从而将其从冷却开始之前的已知的平均初始温度转换为期望的平均終止温度。这类似地对于下方的金属板在方法步骤204中进行。预定的温度曲线对于上方的金属板和下方的金属板基于在金属板上侧和金属板下侧上不同的初始温度和不同的終止温度通常是不同的。然而要实现的終止状态通常对于上方的和下方的金属板而目是一致的。相对于时间温度曲线可替换地，也可以为两个金属板预定局部的温度曲线。同样可以考虑预定对于上方的和下方的金属板的时间或局部的焓曲线，从而金属板实现了期望的终止状态。在方法步骤202或205中，由分别预定的曲线中确定上方的或下方的金属板的各个热流，需要该热流以便调节上方的金属板或下方的金属板的期望的曲线。这利用其余的、描述了温度发展和热传递的物理方程式进行。在方法步骤203或206中，由确定的、上方的金属板和下方的金属板的热流分别确定布置在金属板上方的冷却剂输出装置和布置在金属板下方的冷却剂输出装置在每个时间单位的冷却剂输出、特别是冷却剂量。在方法步骤207中，以上方的方式和方法相应地调节冷却部段的冷却剂输出装置，从而实现金属板的期望的終止状态。
图4示出了当确定冷却剂输出装置的冷却剂输出时，在考虑到极限温度情况下用于确定冷却剂输出的流程图。因此考虑这种极限温度是非常有利的，因为-根据所应用的冷却剤-冷却作用决定性地取决于冷却剂性能。冷却剂的性能例如可以基于金属板的温度而改变。在应用水时可以观察到，即例如在金属板表面的温度低于350°C时，冷却水的性能改变。由此导致莱顿弗罗斯特效应(Leidenfrosteffekt)。这取决于，即特别是在带上侧几乎还是无法控制水的冷却作用和进而对金属板的冷却。在下侧效果不是这样強烈，因为在那里，剰余的冷却剂可以从表面简单地落下。另ー方面，为了实现金属板的期望的状态需要高冷却功率、即每个时间单位的高冷却剂量。然而这导致从表面输出了相比于能从金属板内部里溢流出的明显更多的热流。导致了金属板表面上的強烈冷却效果，其和沿金属板的厚度方向的高温度梯度相联系。如果低于临界的表面温度，则这通常导致了金属板的不平整度。通常可将这种不平整的金属板视为次品并且不能继续利用。此外存在伤害设备部件的危险。 为了避免这种情况，可以在考虑到极限温度情况下输出冷却剂，在冷却期间，至少不允许在金属板上侧、也可能是不允许在冷却剂下侧上低于该极限温度。在方法步骤300中，金属板上侧的温度和/或金属板下侧的温度被确定。这可以如上述地基于模型或借助于测量进行。冷却剂输出的确定可以根据任意ー种方法进行，优选地根据上述方法进行。这根据图4在方法步骤301中进行。在方法步骤302中，预先计算了表面温度，当根据方法步骤301算出的、在每个时间单位中的冷却剂量被涂覆到金属板或者说金属板部段的表面上吋，则调节了该表面温度。在方法步骤303中，检查极限温度的维持情况。如果通过涂覆冷却剂调节的、金属板表面的温度低于极限温度，则因此例如沿质量流方向后续的冷却剂输出装置上的冷却功率在方法步骤304中被重新分配或降低。随后，根据方法步骤301重新基于被重新分配或降低的冷却功率确定冷却剂输出。由此得出了新的表面温度，将该表面温度和极限温度进行比较。如果还低于该温度，则一直重新分配或降低冷却功率，直至維持了极限温度。在重新分配或降低冷却功率的情况下，优选地对金属板的温度一同进行计算，并且确定，如何调节后续的冷却剂输出装置的冷却功率，以便例如输出期望的热流，维持极限温度并且实现期望的終止状态。在此，在后续的冷却剂输出装置上的冷却功率的重新分配促使一方面维持极限温度，另ー方面实现了在通过冷却之后金属板的終止状态。对于维持极限温度的检查可以分别连续地、即逐渐地对于每个冷却剂输出装置分开地进行，或者为整个冷却部段以总和的形式算出。在方法步骤305中，根据上述方法确定的冷却剂输出在冷却部段中被调节。优选地，该方法在线地、即在冷却厚板期间实施，从而实时地在冷却过程中得到优化并且相应地不会由于低于极限温度而产生次品。可替换地，优选地在金属板进入冷却部段之前就已经这样地确定了冷却剂输出、特别是在每个时间单位中的要输出的冷却剂量，即极限温度已经在此被考虑到并且不会低于该温度。这消耗的时间更短，因为不需要调节滑动(Regelschleifen)。算出的冷却剂输出随后在金属板通过冷却部段时准时地开 动。
权利要求
1.一种用于借助冷却部段(I)冷却金属板(B)的方法，其中，所述冷却部段(I)具有多个用于冷却金属板上侧(O)的冷却剂输出装置(2)和多个用于冷却金属板下侧(U)的冷却剂输出装置(2)，其中借助冷却，在从所述冷却部段(I)中排出时和/或之后，在基准点处实现所述金属板(B)预定的目标状态，其中，确定第一和第二冷却剂输出装置(2)的冷却剂输出，其中，所述第一和第二冷却剂输出装置(2)相对于所述金属板(B)相对地布置，其特征在于，根据预定的要排出的、来自面对各个所述冷却剂输出装置(2)的所述金属板侧面(O，U)的热流，实现了确定所述第一和第二冷却剂输出装置(2)的冷却剂输出，其中，对于分别要排出的热流考虑了各个所述金属板侧面(O，U)的温度、特别是表面温度(To，Tu)。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，根据金属板(B)的、特别是在所述金属板进入所述冷却部段(I)中时存在的所述平整度，来调节来自所述金属板上侧(O)的与来自所述金属板下侧(U)的要排出的热流之间的比例关系。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于平整的、特别是平整地进入所述冷却部段(I)中的金属板(B)而言，所述比例关系基本上等于一。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于不平整的、特别是不平整地进入所述冷却部段(I)中的金属板(B)而言，这样调节所述比例关系，即所述金属板在通过所述冷却部段之后的不平整度相对于所述金属板(B)在通过所述冷却部段(I)之前的不平整度降低。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据以下方程0=X · Joben-(I-X) · Jmten和jges = j—」Jmten确定所述第一和第二冷却剂输出装置(2)的冷却剂输出，其中，X是在O和I之间的可预定的因数，j-n是来自所述金属板上侧的要排出的热流，Juntm是来自所述金属板下侧的要排出的热流，和jges是要排出的和要预定的总热流。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，和另一个冷却剂输出装置(2)的、特别是相对于所述金属板相对地布置的冷却剂输出装置的冷却剂输出无关地确定至少一个所述冷却剂输出装置(2)的冷却剂输出。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，这样实现确定过程，即所述金属板(2)基本上平行于所述上侧(O)或者所述下侧(U)地被虚拟地分为第一金属板和第二金属板，其中，分别单独地对于所述第一金属板和第二金属板确定所述冷却剂输出，其中，在各个确定过程中，不考虑在所述第一金属板和第二金属板之间的热交换。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对于所述第一金属板和第二金属板，分别确定描述所述金属板(B)能量状态的参数的特殊时间曲线，根据所述时间曲线，确定各个金属板上侧(O)和金属板下侧(U)的要排出的热流。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在确定冷却剂输出时考虑到，即在通过所述冷却部段(I)时，所述金属板上侧(O)的温度和/或所述金属板下侧(U)的温度分别始终大于或等于预定的极限温度、特别是350°c。
10.一种用于借助冷却部段(I)冷却金属板(B)的方法，其中，所述冷却部段(I)具有多个用于冷却金属板上侧的冷却剂输出装置(2)和多个用于冷却金属板下侧的冷却剂输出装置(2)，其中借助冷却，至少在从所述冷却部段中排出时和/或之后，实现所述金属板(B)预定的目标状态，其中，确定至少一个冷却剂输出装置(2)的冷却剂输出，其特征在于，在确定至少一个冷却剂输出装置(2)的冷却剂输出时考虑到，即面对所述冷却剂输出装置(2)的所述金属板侧面(O，U)特别是在进行冷却时始终具有大于或等于预定的极限温度的温度。
11.一种用于冷却部段(I)的控制和/或调节装置(10)，具有机器可读取的程序编码(12)，所述程序编码包括控制指令，所述控制指令促使所述控制和/或调节装置(10)在其实施方式中用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法。
12.一种用于冷却部段(I)的控制和/或调节装置(10)的机器可读取的程序编码(12)，其中，所述程序编码包括控制指令，所述控制指令促使所述控制和/或调节装置(10)用于实施根据权利要求I至10中任一项所述的方法。
13.一种存储介质(11)，具有存储在所述存储介质上的、根据权利要求12所述的机器可读取的程序编码。
14.一种用于冷却金属板(B)的冷却部段(1)，其中，所述冷却部段(I)具有多个用于冷却金属板上侧(O)的冷却剂输出装置(2)和多个用于冷却金属板下侧(U)的冷却剂输出装 置(2)，具有根据权利要求11所述的控制和/或调节装置(10)，其中，所述冷却剂输出装置(2)与所述控制和/或调节装置(10)作用连接并且能利用所述控制和/或调节装置(10)进行控制和/或调节。
全文摘要
本发明涉及一种冷却部段、一种用于冷却部段的控制和/或调节装置、一种机器可读取的程序编码、一种存储介质和一种用于借助冷却部段冷却金属板(B)的方法，其中，冷却部段具有多个用于冷却金属板上侧的冷却剂输出装置和多个用于冷却金属板下侧的冷却剂输出装置，其中借助冷却，在从冷却部段中排出时和/或之后，在基准点处实现金属板预定的目标状态，其中，确定第一和第二冷却剂输出装置的冷却剂输出，其中，第一和第二冷却剂输出装置相对于金属板相对地布置。通过根据预定要排出的、来自面对各个冷却剂输出装置(2)的金属板侧面(O，U)的热流来实现确定第一和第二冷却剂输出装置(2)的冷却剂输出，其中对于分别要排出的热流考虑了各个金属板侧面(O，U)的温度、特别是表面温度(To，Tu)，由此能够进一步提高在厚板轧机机列同时高生产量的情况下所制造的厚板的平整度。
文档编号C21D1/667GK102770221SQ201180011188
公开日2012年11月7日 申请日期2011年2月4日 优先权日2010年2月26日
发明者克劳斯·魏因齐尔 申请人:西门子公司