专利名称：针对调节结晶器的侧板调节热量排出的方法和调节装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在板坯、薄板坯、块坯、棒坯或者预制型材连铸设备中针对用于浇铸金属的结晶器的侧板调节热量排出的方法和调节装置。根据本发明的方法优选使用于常规的板坯设备或者结晶器，它们相比薄板坯设备以明显更小的浇铸速度进行工作。
背景技术：
例如由欧洲专利文献EP 1 070 560 Bl公开了一种针对调节结晶器的侧板调节热量排出的方法。在那里，对于宽侧板，通过合适地改变冷却水穿过宽侧板的通流速度来调节比热量排出，也称为热流密度。这种调节根据由铜制成的侧板的厚度来进行。热流密度的确定的阈值根据要
浇铸的钢和应用的结晶器润滑器的质量来确定。这种现有技术只针对在具有高速度的薄板坯设备的情况下在相对短的开机时间期间对热量排出的限制。
发明内容
从现有技术出发，本发明的任务在于，提供一种针对结晶器的侧板调节热量排出的方法和一种调节装置，其特征在于，特别是在稳定的浇铸运行期间，分别自动地匹配于侧板的各实时的或者改变的状态。该任务首先通过在权利要求1中要求保护的方法解决。结晶器以及特别是它的侧板的冷却性能决定性地确定了浇铸的金属的质量。要求保护的方法提供了巨大的优点，即与仍然在现有技术中所要求的不同，它在稳定的浇铸运行期间，冷却剂循环以及特别是冷却剂量无需针对具体应用的侧板的材料、厚度或者涂层或者其改变的位置进行匹配或者调整。就此而言，要求保护的方法以及要求保护的针对热
要求保护的调节也有利地不需要针对^k、铸的钢铁质量的进行预调整。
要求保护的方法有利地使侧板的冷却性能以及由此使浇铸的金属的质量能够只根据唯一的预定的变量，即导出的热量进行调整。在浇铸开始过程中、在例如由于浇铸速度的改变而引起的不正常的 浇铸状况中、或者在浇铸过程的结尾时，对热量排出的控制仍通过传统
的对水量的控制来进行；因此对于所述的过程和状况，根据本发明的方 法因此显然不适用。
根据第二种替代的设计方案，根据本发明的方法有利地或者针对比
热量排出(基于侧板的冷却有效的面积)进行调节，或者针对绝对热量 输入进行调节，此时不是基于侧板的冷却有效的面积。
在计算热量排出的实际值时所使用的测量值，例如在侧板的冷却介 质入口和出口处冷却介质的温度以及也选择性地包括冷却介质穿过侧 板的流量值，被用于计算热量排出的实际值之前，有利地对其求平均值 或者滤波或者衰减。这具有此优点，即所测得的实际值的动态特性/部 分匹配于通过改变冷却介质的流量而进行的相对较慢的热量排出的调
节
按照根据本发明的方法针对结晶器的窄边进行的热量排出的调节 提供了这样的优点，即所述调节也自动匹配于窄边特有的状态，并且自
例如在浇铸运行期间，在侧板的宽度和/或锥度中的改变的位置通过所 要求保护的方法在调节热量排出时自动地一起得到平衡，不必单独地检 测上述状态并输给调节装置。
根据本发明的方法在结晶器的两个或多个侧板上的同时地应用尽 管保证对每个侧板的热量排出都单独地调节，不过同时有利地可以在单 个侧板的热量排出之间实现调整出希望的比例。所述希望比例的调整可 以简单地由此实现，即以希望的方式对单个侧板的热量排出预定有理论 值。例如可能是值得追求的是，在结晶器的两个对置的窄侧板上的热量 排出为同样大，或者两个宽边的热量排出一起与两个窄边的热量排出处 于确定的比例。
上述任务此外通过一种用于调节结晶器的热量排出的调节装置来 解决。该调节装置的优点对应上面参考要求保护的方法说明的优点。
要求保护的方法和要求的调节装置的其它有利的设计方案是从属 权利要求的主题。
接下来借助单个的从属于说明书的附图对本发明进行示例'f生地说明。
具体实施例方式
附图首先示出了冷却介质300穿过结晶器的侧板200的循环。在浇 铸金属特别是钢时在结晶器中产生的热量借助冷却介质300从侧板上导 出，其措施是该冷却介质穿流侧板200中的冷却通道或者冷却孔(未示 出)。对于冷却介质典型地是指冷却水，它掺入了防腐剂、乙二醇、油 或者酒精。替代地也可以是指离子水或者蒸馏水。这些冷却介质中的每 一种都通过独自的材料常数，例如比密度p或者在定压比热容Cp描述特 征。
在流过侧板200后，冷却介质300被加热，并且然后首先为进行冷 却而流过与冷却塔500连接的热交换器400。在冷却后，冷却介质300 被输送到由驱动装置650驱动的泵600。泵600保持冷却介质300的循 环并且将冷却过的冷却介质重新泵送穿过侧板200的冷却通道。此外该 封闭的冷却循环可以具有用于建立系统压力的平衡容器700 (气垫)。 泵6 00在这个系统中只补偿摩擦造成的压力损失。
本发明涉及一种对应现在说明的冷却循环的方法以及一种对应的 调节装置100,该方法和装置用于在稳定的浇铸运行期间将侧板200的 热量排出々调节到也能可变地预定的理论值么。
。
如在图中可以看出，根据本发明的调节装置具有计算装置110，其 用于计算热量排出的实际值^。该计算装置IIO根据下面的物理公式计 算所述的实际值
^ =(p*V*cp *dv)/A
其中符号表示'.
"热量排出[W/m2]
p:冷却水的密度[kg/m3]
V:冷却水的流量[l/min]
cp:冷却水的比热容(定压)[kJ/kg k]
dv:温度差Taus-Tei [k];以及
A:侧板的有效冷却的面积。
计算装置110可以被构造用于将热量排出4作为相对物理量，也就是说基于侧板的有效冷却面积A来计算，或者作为绝对的物理量，也就 是说不是基于有效冷却面积A来计算。所述有效面积计算成侧板的有效 长度乘以侧板的有效宽度，或者乘以侧板的有效厚度。
在计算热量排出L的实际值时使用的冷却介质的密度P和它的比 热容cp以及可能使用的有效面积，在计算装置中分别合适地预定为固定 值。与此不同，在侧板的冷却介质入口和冷却介质出口处的温度T。in、 T,分别实时地检测作为测量值；它们的差值dv在计算热量排出时作为 比例系数。最后，冷却介质每个单位时间流过侧板的流量V作为实时的 实际值输入计算装置110。这可以由此实现，即流量V如在图中所示那 时实时地测量，或者流量V也可以作为调节变量从下面还要说明的调节 器130的输出端反馈给计算装置110。
在图中可以看出，调节装置100具有平均值装置140，用于在测得 的实际值、特别是测得的温度被输入计算装置110之前，对上述测得的 实际值、特别是测得的温度在时间上求均值或者衰减。通过这种均值或 者衰减，测量信号中的高频的波语部分或者动态部分被滤出，并且该测 量信号以这种方式匹配于在侧板200处用于热量排出的緩慢的调节机 构。
如在图中此外可以看出，由计算装置110提供的热量排出的实际值 ^被输给连接在后面的比较装置120,它用于计算热量排出的调节偏差 △々。比较装置120通过从结晶器的热量排出的也能可变地预定的理论 值么。 中减去输入的热量排出的实际值L来计算该调节偏差。调节偏差 A^最后被输入调节器130,它将分别实时的 调节偏差换算成冷却介质 300穿过结晶器200的流量V的合适的改变。在此该换算这样进行，即 由实际值L代表的实时的热量排出匹配于热量排出的预定的理论值 么。 。流量々作为调节变量或者被输入冷却介质循环中的调节阀132，由 此该调节阀针对预定的调节变量适当地调整冷却介质300穿过侧板200 的流量。
权利要求
1. 针对用于浇铸金属的结晶器的至少一个侧板(200)将热量排出调节到预定的理论值的方法，其措施是根据调节偏差合适地改变冷却介质(300)流过侧板(200)的流量上述调节偏差呈热量排出的理论值和实际值之间的差值的形式，其特征在于，所述热量排出的调节和流量的改变在稳定的浇铸运行期间进行。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热量排出々的实际值此外由冷却介质在侧板的冷却介质出口处的实际温度(Taus)和冷却介质在侧板(200 )的冷却介质入口处的实际温度(Tein)之间的差值以及由冷却介质的材料常数(p , cp)分别实时地计算出。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述热量排出是指比热量排出，并且所述比热量排出的实际值如下地计算<formula>formula see original document page 2</formula>其中符号表示"热量排出[W/m2]p :冷却水的密度[kg/m3]V:冷却水的流量[l/min]cP:冷却水的比热容(定压)[kJ/kg k]dv:温度差Taus-Tein[k];以及A:侧板的有效冷却的面积。
4. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述热量排出是指绝对的热量排出。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述温度(T^-T^)的实际值和/或冷却介质的流量々分别实时地测量，并且接着在将上述温度(Taus-T。in)的实际值和/或冷却介质的流量V用于计算热量排出的实际值《5,之前，将其求平均值或者衰减。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，冷却介质(300 )是指掺入了防腐剂、乙二醇或者油的水、离子水或者蒸馏水。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述热量排出的理论值么.。 能可变地预定。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该方法对结晶器的呈窄侧板形式的侧板(200 )实施。
9. 根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，其特征在于，该方法对结晶器的呈宽侧板形式的侧板(200 )实施。
10. 根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，其特征在于，该方法对于两个侧板(200 )分别单独地实施，使其各热量排出的理论值么。,,互相处于希望的比例。
11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法对结晶器的两个互相对置的窄侧板(200 )单独地实施，使这两个窄侧板中的每个窄侧板的热量排出都调节到相同的理论值么。
。
12. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法对结晶器的两个互相对置的宽侧板单独地实施，使这两个宽侧板中的每个宽侧板的热量排出都调节到相同的理论值么。
。
13. 针对用于浇铸金属的结晶器的侧板调节热量排出4的调节装置(100),包括计算装置U10),用于计算热量排出的实际值^;比较装置(120),用于通过比较热量排出的实际值与预定的理论值来计算热量排出的调节偏差A々；以及调节器(130),用于将各当前的调节偏差A ^换算成流过结晶器(200 )的冷却介质(300 )的流量V的合适的改变以调节其热量排出4;其特征在于，所述计算装置(110)被构造用于将热量排出的实际值&,此外由冷却介质(300 )在结晶器的冷却介质出口处的实际温度和冷却介质在结晶器的冷却介质入口处的实际温度之间的差值以及由冷却介质(300 )的材料常数(p, cp)分别实时地计算出。
14. 根据权利要求13所述的调节装置(100),其特征在于，所述计算装置(110)被构造成如下地计算热量排出的实际值4 = (P*V*cp*dv)/A其中符号表示4:热量排出[W/m2]p:冷却水的密度[kg/m3]V:冷却水的流量[l/min]cp:冷却水的比热容(定压)[kJ/kg k]dv:温度差Taus-Tein[k];以及A:侧板的有效冷却的面积。
15.根据权利要求13或14所述的调节装置(100)，其特征在于，设有至少一个平均值装置(140),它用于在将测得的实际值用于计算热量排出的实际值L之前，将其在时间上求平均值或者衰减。
全文摘要
本发明涉及一种针对用于浇铸金属的结晶器200调节热量排出q的方法和调节装置。通过合适地改变冷却介质300流过结晶器的侧板的流量V，将侧板的热量排出q调节到预定的理论值q#-soll。为了调节热量排出，在浇铸运行期间或者在浇铸不同的钢质量时，不必每次在应用不同的结晶器时对侧板的不同厚度或者涂层进行匹配，或者对侧板的改变的位置进行匹配，根据本发明建议，所述热量排出q的实际值在稳定的浇铸运行期间此外由冷却介质300在侧板200的冷却介质出口处和冷却介质入口处的温度之间的差值以及由冷却介质的分别合适的材料常数实时地计算出。
文档编号B22D11/22GK101534978SQ200780040759
公开日2009年9月16日 申请日期2007年10月24日 优先权日2006年11月2日
发明者A·韦耶, J·弗里德里克, M·科兹 申请人:Sms迪马格股份公司