(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造圧延設備が、連続鋳造機（１１０）と、この連続鋳造機の下流に配置された、粗スタンド及び仕上げロールスタンドを備える圧延トレイン（１２０）とを有し、
連続鋳造機（１１０）が、鋳型（１１１）を備え、
圧延トレイン（１２０）が、ロール用のそれぞれの駆動装置（１２４）を有する、ｎ＝１〜Ｎのｎ個のロールスタンド（１２２＿ｎ）と、ロールスタンドの駆動装置用の目標回転数及び目標トルクを計算するためのパススケジュールモデル（１２６）と、ロールの駆動装置（１２４）の制御をするための駆動制御装置（１２８）とを備え、
パススケジュールモデル（１２６）の目標値設定に応じて駆動制御装置（１２８）による第１のロールスタンド（１２２＿１）のロール用の駆動装置（１２４）の制御をするステップを備える、
無端のストランド材（２００）の鋳造及び圧延をするための鋳造圧延設備（１００）を運転するための方法において、
連続鋳造機（１１０）が、更に、鋳型の下流に配置されかつストランドガイドローラ（１１３＿ｉ）とこれらストランドガイドローラの少なくとも１つ（１１３）の駆動をするための少なくとも１つの駆動装置（１１４）とを有するストランドガイド（１１２）と、駆動される少なくとも１つのストランドガイドローラの駆動装置用の目標トルクを計算及び設定するための連続鋳造機駆動モデル（１１５）と、ストランドガイド駆動制御装置（１１７）とを備え、ストランドガイドローラ駆動制御装置（１１７）による少なくとも１つのストランドガイドローラ（１１３）の駆動装置（１１４）の制御が、連続鋳造機駆動モデル（１１５）の目標値設定に応じて行なわれ、
パススケジュールモデル（１２６）が、目標値設定として、圧延トレイン（１２０）の第１のロールスタンド（１２２＿１）の駆動装置（１２４＿１）用の目標回転数（ｎ１＿Ｓｏｌｌ）を設定し、
連続鋳造機駆動モデル（１１５）が、目標値設定として、駆動される少なくとも１つのストランドガイドローラ（１１３＿ｉ）の駆動装置（１１４＿ｉ）用の目標トルク（Ｍｉ＿Ｓｏｌｌ）を設定すること、を特徴とする方法。
【請求項２】
パススケジュールモデル（１２６）が、ｎ＝２〜Ｎのロールスタンドのロールの駆動装置（１２４＿ｎ）用にそれぞれ１つの個別の目標トルク（Ｍｎ＿Ｓｏｌｌ）を設定すること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
２≦ｋ＜Ｎでｋ番目のロールスタンドの出口でのストランド材（２００）の厚さ（Ｈｋ）が、所定の厚さ閾値（Ｈ＿Ｌｉｍ）を下回った時に、パススケジュールモデル（１２６）が、ｎ＝２〜ｋのロールスタンド（１２２＿ｎ）のロールの駆動装置（１２４）用にそれぞれ１つの個別の目標トルク（Ｍｎ＿Ｓｏｌｌ）を設定し、
その場合、材料流れ方向（ｘ）で見てｋ番目のロールスタンドの後のマスフローが、ストランド材（２００）の制御又は調整されたループ形成、即ち貯蔵によって一定に保持されること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ループ形成の制御をするために、ストランド材のループのそれぞれ現在の位置が、所定の目標位置を顧慮して監視されること、を特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ｋ番目のロールスタンドの出口での厚さ閾値（Ｈ＿Ｌｉｍ）が、ストランド材（２００）の材料の弾性率に依存して設定されること、を特徴とする請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
ストランドガイドローラ（１１３＿ｉ）の少なくとも個々のスリップが監視され、スリップが検出されたストランドガイドローラ（１１３＿ｉ）の空滑りの危険がある場合は、必要時に対処がなされること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
ストランドガイド（１１２）内のストランド材（２００）の溶湯尖端（１６０）の位置（Ｘ＿Ｓ＿Ｉｓｔ）が、凝固モデル（１３４）の操作値を適切に変更することによって所定の目標位置（Ｘ＿Ｓ＿Ｓｏｌｌ）へ調整されること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
操作値が、鋳造機（１１０）内でのストランド材（２００）の冷却の強さ、横断面サイズ、又はストランドガイド（１１２）内の所定の箇所及びストランドガイド（１１２）の出口でのストランド材（２００）の厚さ（ｈ（ｘ））、鋳造速度（Ｖ＿Ｇ）及び鋳造機のジオメトリ、即ち鋳造機の機械的な構成であること、を特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ｎ＝１の第１のロールスタンド（１２２＿１）のワークロールの駆動装置（１２４＿１）用の目標回転数（ｎ１＿Ｓｏｌｌ）と、ｎ＝２〜Ｎのロールスタンド（１２２＿ｎ）のワークロールの駆動装置用の目標トルクが、それぞれ鋳造圧延設備が定常状態にある時の、連続鋳造機の出口でのストランド材の厚さ（Ｈ０）の値及び鋳造速度（Ｖ＿Ｇ）の値に応じて、又は、これら値と、圧延トレイン（１２０）の第１及び第２のロールスタンド（１２２＿１，１２２＿２）の出口でのストランド材（２００）の測定された厚さ（Ｈ１，Ｈ２）に応じて、パススケジュールモデル（１２６）によって計算及び設定されること、を特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
駆動される少なくとも１つのストランドガイドローラ（１１３＿ｉ）の駆動装置（１１４＿ｉ）用の目標トルク（Ｍｉ＿Ｓｏｌｌ）が、それぞれ鋳造圧延設備が定常状態にある時の、ストランドガイド（１１２）の出口でのストランド材（２００）の厚さ（Ｈ０）の値及び鋳造速度（Ｖ＿Ｇ）の値に応じて、並びにストランド引抜き総トルク（Ｍ＿Ｇ）の値及びストランドガイド内及びストランドガイドの出口でのシェル厚さ（ｆ（ｘ））及び温度（ｇ（ｘ））の経過に応じて、連続鋳造機駆動モデル（１１５）によって計算及び設定されること、を特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
鋳造機のジオメトリ、即ち鋳造機の機械的な構成、ストランド引抜き総トルク（Ｍ＿Ｇ）並びにストランドガイド（１１２）の長さ（ｘ）にわたるストランドシェル（ｆ（ｘ））の厚さ及び温度（ｇ（ｘ））の分配を考慮して、ストランドガイドローラの駆動装置（１１４＿ｉ）用の目標トルク（Ｍｉ＿Ｓｏｌｌ）が、ストランドガイド（１１２）の長さ（ｘ）にわたって、連続鋳造機駆動モデル（１１５）によって適切に分配されて設定されること、を特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
目標トルク（Ｍｉ＿Ｓｏｌｌ）は、鋳型出口からストランドガイド（１１２）内のストランド材（２００）の溶湯尖端（１６０）の実位置（Ｘ＿Ｓ）までの第１の領域では増加し、溶湯尖端（１６０）から連続鋳造機（１１０）の冶金的長さ（Ｌ＿Ｇ）、即ちストランドガイド（１１２）の終端までの第２の領域では一定であるように、連続鋳造機駆動モデル（１１５）によって設定されること、を特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第１のロールスタンド（１２２＿１）の目標回転数（ｎ１＿Ｓｏｌｌ）の値、及び／又は、ストランドガイドローラの駆動装置（１１４＿ｉ）及び／又はロールスタンド（１２２＿ｎ）のロールの駆動装置（１２４＿ｎ）のトルクの目標値（Ｍｉ＿Ｓｏｌｌ，Ｍｎ＿Ｓｏｌｌ）の変更が、ランプ状に行なわれること、を特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属、特にスチールから成る無端のストランド材の鋳造及び圧延をするための方法及び鋳造圧延設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
無端のストランド材の鋳造及び圧延をするための公知の鋳造圧延設備が、模範的に図１に示されている。そこに示された鋳造圧延設備１００は、連続鋳造機１１０と、この連続鋳造機の下流に接続された圧延トレイン１２０と、この圧延トレインの下流に接続された冷却区間１７０と、この冷却区間の下流に接続された分離装置１８０と、ストランド材２００を巻き取るための巻取り装置１９０とを有する。詳細には、連続鋳造機１１０は、鋳型１１１と、この鋳型の下流に配置されたストランドガイド１１２と、典型的に分離装置１８０とを有する。分離装置１８０は、いわゆる冷間ストランドを切断するために使用される。鋳型１１１の１次冷却される壁において、溶湯が鋳型内で凝固し、このようにして、ストランド材のストランドシェルが形成される。このように形成された、内側が未だ液状のストランド材は、鋳型１１１からの流出後、ストランドガイド１１２内で、ストランドガイドローラ１３によって支持され、垂直から水平へ方向転換される。このため、ストランドガイドローラ１１３＿ｉは、少なくとも部分的に駆動装置１１４＿ｉによって能動的に駆動されている。駆動装置１１４＿ｉは、ストランドガイドローラ駆動制御装置１１７によって制御される。圧延トレイン１２０は、典型的にｎ＝１〜Ｎ個のロールスタンド１２２＿ｎを有し、これらロールスタンドには、典型的にそれぞれそのロールを駆動するための駆動装置１２４が付設されている。ｎが１の第１のロールスタンドからＬが３の第Ｌのロールスタンド１２２＿１〜３は、それぞれ駆動装置１２４＿１〜３が付設された粗スタンドのグループを構成する。粗スタンドの下流には、ストランド材が、次いで（仕上げ）ロールスタンド１２２＿４〜Ｎのグループへ進入し、そこで所望の最終圧延厚さへ仕上げ圧延される前に、粗圧延されたストランド材２００を所望の仕上げ圧延温度へ加熱するために、加熱装置、好ましくは誘導加熱装置１２９が接続されている。個々のロールスタンド１２２＿ｎには、典型的に個別の駆動装置１２４＿ｎが付設されており、これら駆動装置は、上位の駆動制御装置１２８によって個別に制御される。鋳造方向又は材料流れ方向と同じ経路座標は、符号ｘで指示されている。
【０００３】
図２は、今図１に関係させて説明した、従来技術で公知の鋳造圧延設備１００の詳細図を示す。図２に同じ技術的要素が示されている範囲で、これら要素は、図１におけるのと同じ符号によって指示されている。その点で、図２に対して、図１に対するのと同じ説明が当て嵌まる。更に、符号１１３ａで指示されたストランドガイドローラが、ストランドガイドローラ１１３＿ｉとは違って駆動されていないことだけ述べておく。更に、ストランドガイド１１２内に、溶湯尖端１６０と、経路座標ｘに沿ったその実位置が、符号Ｘ＿Ｓ＿Ｉｓｔで指示されている。最後に、ストランド材２００の厚さが、連続鋳造機１１０の出口においてＨ０で指示され、第１のロールスタンドの出口においてＨ１で指示され、第２のロールスタンドの出口においてＨ２で指示されていることが認められる。
【０００４】
無端のストランド材の製造もしくはエンドレス圧延における重要な特徴は、ストランド材２００が、鋳型１１１でのその発生からストランドガイド１１２でのその完全凝固を介して圧延トレイン１２０での圧延もしくは厚さ縮小まで切断されないことにある。ストランドガイド１１２の出口での冷間ストランドの前記の切断は、これと矛盾していない。何故なら、冷間ストランドは、未だ本来の無端のストランド材ではないからである。無端のストランド材の分離は、次に予めエンドレス圧延されたストランド材２００を所望のコイル長さへトリミングするために、図１の分離装置１８０によって初めて巻取り装置１９０の直前で行なわれる。
【０００５】
一定のマスフローの原則に基づいて、連結された鋳造圧延プロセスにおけるマスフローは、エンドレス圧延においてのように、基本的に鋳造圧延設備１００のいずれの箇所でも一定である。しかしながら、この不変性の障害は、例えば、ストランド材２００が堰き止められる（その場合はループが生じる）か、ストランド材が伸ばされる（ストランド材は、境界例で引き裂かれることもある）時に、生じ得る。マスフロー内のこのような不連続性の原因は、例えば、鋳造機が、連続的に材料もしくはマスフローを後から移送しないか、巻取り装置が、マスフローもしくはストランド材の十分な搬出を生じさせない場合に、ある。
【０００６】
連続鋳造機について、それ自身単独で見て、どのようにマスフローを一定に保持もしくは調整できるかについての考察がある（例えば欧州特許第１  ７２０  ６６９号明細書参照）。（仕上げ）圧延トレイン内のマスフロー調整は、西独国特許出願公開第２８３  ３７  ５６号明細書に記載されている。
【０００７】
特に（仕上げ）圧延トレイン内でマスフローを調整するための他の可能性は、圧延材用の貯蔵器ユニットをマスフロー内に組み込み、マスフローをストランド材の貯蔵された容積の適当な変更によって制御もしくは調整することにある。このような貯蔵器は、例えばループ貯蔵器の形態で実現できる。しかしながら、材料に応じて２０ｍｍ超のストランド材の材料厚さの場合には、高い剛性に基づいて、ループは形成されない。従って、ちょうど鋳造機の後の領域で、この可能性は、前記大きい材料厚さの場合には利用できない。
【０００８】
ループ制御は、例えば特開２００７−１８５７０３号公報から公知である。
【０００９】
しかしながら、従来技術による両文献の技術的教示は、前記のように、個々の設備部分だけに該当するが、両設備部分用の全体的な解決策は、連続鋳造機及び圧延トレインには該当しない。全体的な解決策に関するもしくは連続鋳造機と圧延トレインの間の同期化に関する指摘は、欧州特許第２  ３４６  ６２５号明細書に開示されている。具体的に、この特許文献は、圧延トレイン内でのストランド材の厚さ変更中に、上流に配置されたユニット、例えば鋳造機からの圧延材の退出速度を使用することを、提案する。しかしながら、この技術的教示の正確な実施については述べられていない。しかしながら、この解決策をより厳密に考察すると、圧延トレインの数メガワットを備える高出力の主駆動装置が、連続鋳造機からのストランド材の流出速度を設定する連続鋳造機の数キロワットでしか形成されてない駆動装置に従わなければならないとの欠点がわかった。これは、調整技術的に欠点である。何故なら、調整技術的な特性、即ち駆動装置の動特性は、モータの大きさと共に低下するからである。従って、常に、小さいモータを大きいモータに従わせることが、その逆よりも有利である。
【００１０】
特開昭５６−１１４５２２号公報は、設備内で、鋳造したばかりの金属ストリップが、まず１つのドライバローラ対を通過し、次いで少なくとも１つのロールスタンドを通過する、鋳造圧延設備を開示する。ドライバローラも、第１のロールスタンドのワークロールも、それぞれ回転駆動されている。ドライバローラのトルクは、調整装置によって一定に保持される。具体的には、これは、ドライバローラのトルクを一定に保持するために、ロールスタンドのワークロールの回転数が、操作値として使用され、適切に変更されることによって、得られる。
【００１１】
更に、技術的なバックグラウンドだけに関して、特開昭５５−０１４１３３号公報、特開昭５５−０１４１３４号公報、特開昭６０−２２７９５８号公報及び特開昭６０−２２１１０３号公報並びに独国特許出願公開第２０  ２００４  ０１００３８号明細書を参照されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】欧州特許第１  ７２０  ６６９号明細書
【特許文献２】西独国特許出願公開第２８３  ３７  ５６号明細書
【特許文献３】特開２００７−１８５７０３号公報
【特許文献４】欧州特許第２  ３４６  ６２５号明細書
【特許文献５】特開昭５６−１１４５２２号公報
【特許文献６】特開昭５５−０１４１３３号公報
【特許文献７】特開昭５５−０１４１３４号公報
【特許文献８】特開昭６０−２２１１０３号公報
【特許文献９】特開昭６０−２２７９５８号公報
【特許文献１０】独国特許出願公開第２０  ２００４  ０１００３８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の根底にある課題は、連続鋳造機の駆動装置も、圧延トレインの駆動装置も、前記両設備部分で総計で同じかつ一定のマスフローを顧慮して上位で同期されるように、ストランド材の鋳造及び圧延をするための公知の方法及び公知の鋳造圧延設備を発展させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この課題は、方法に関しては、請求項１で請求した方法によって解決される。これは、パススケジュールモデルが、目標値設定として、圧延トレインの第１のロールスタンドの駆動装置用の目標回転数を設定し、連続鋳造機駆動モデルが、目標値設定として、駆動される少なくとも１つのストランドガイドローラの駆動装置用の目標トルクを設定すること、を特徴とする。
【００１５】
請求したこの解決策−これによれば、第１のロールスタンドの典型的に非常に高出力の駆動装置は、目標回転数を設定されるが、特に、駆動される上流のストランドガイドローラの全ての駆動装置は、同時に、回転数ではなくて、その代わりに目標トルクを設定される−は、有利には、第１のロールスタンドが、圧延トレイン内だけでなく上流の連続鋳造機内の速度も、従ってマスフローも設定することを生じさせる。その点で、第１のロールスタンドは、“スピードマスター”もしくは“マスフローマスター”として機能する。この場合、マスフローは、第１のロールスタンドの入口及び出口でのストランド材の厚さと、第１のロールスタンドのワークロールの回転数から得られる。回転数は、後から更に説明されるように、パススケジュールモデルによって算出及び設定される。この場合、第１のロールスタンドのロールの周速の先導が、計算され、相応に考慮される。連続鋳造機内のストランドガイドローラの駆動装置が、目標回転数だけを設定され、しかしながら目標回転数を設定されないことは、ストランドガイドローラの回転数も、特に駆動されるストランドガイドローラの回転数も、自動的に第１のロールスタンドによって設定されるマスフローを顧慮して生じるとの利点を提供する。換言すると、ストランドガイド内のストランドガイドローラの駆動もしくは回転数は、第１のロールスタンドによって設定されるマスフローもしくは第１のロールスタンドによって設定される速度に従う。従って、パススケジュールモデルによって実行されるマスフローの計算における小さい誤りは、相殺される。請求した解決策の別の利点は、ストランドガイドローラの場合でも、ロールスタンドのロールの場合でも、回転数の検出が削減できることにある。ストランドガイドローラ用の同時のトルク設定時の第１のロールスタンドだけにおける請求した回転数設定は、有利には、自動的に、両設備部分、即ち連続鋳造機及び圧延トレインでの所望の不変性を可能にする。
【００１６】
第１の実施例により、圧延トレインが、１個より多くのロールスタンド、典型的にｎ＝２〜Ｎ個のロールスタンドを備える場合、本発明によれば、パススケジュールモデルが、第１のロールスタンドの後に続くｎ＝２〜Ｎのロールスタンドのロールの駆動装置用にもそれぞれ１つの個別の目標トルクを設定する。これにより、第１のロールスタンドが、依然として唯一の“スピードマスター”もしくは“マスフローマスター”のままであることが保証される。何故なら、目標トルク設定に基づいて、ｎ＝２〜Ｎの後続のロールスタンドのロールの回転数もしくは回転速度は限定されていないからである。連続鋳造機及び圧延トレイン内に唯一の駆動装置しかない時の請求した目標回転数の設定に基づいて、例えば回転数を設定された複数の駆動装置が正確に同期されないことに基づくマスフローの不変性における障害が生じないことが保証される。請求した解決策−これによれば、１つの駆動装置しか目標回転数を設定されないが、連続鋳造機及び圧延トレイン内の他の全ての駆動装置が従う−に基づいて、本発明により有利に、第１のロールスタンドによって設定されたマスフローが、マスフローの不変性の原則に応じて要求する通りに、他の全ての駆動装置の回転数が自動的に生じ、そのため、制御された同期化を必要としない。
【００１７】
圧延トレイン内のｎ＝２〜Ｎの後続のロールスタンド用の個別の目標トルクの前記設定は、ストランド材の任意の厚さ用に実現可能である。これに対して選択的に、２≦ｋ＜Ｎでｋ番目のロールスタンドの出口でのストランド材の厚さが、所定の厚さ閾値を下回った時に、ｎ＝２〜ｋのロールスタンドの駆動装置だけにそれぞれ１つの個別の目標トルクを設定する可能性がある。その場合この選択肢では、ｎ＝ｋ＋１〜Ｎの残りのロールスタンドに、ロールスタンドの駆動装置用の目標トルクが設定されるのではなく、その代わりに、マスフロー方向で見てｋ番目のロールスタンドの後のマスフローが、ストランド材の制御されたループ形成によって一定に保持される。しかしながら、本発明の選択的なこの構成は、ストランド材の材料が、十分な弾性もしくは十分な柔軟性−この弾性もしくは柔軟性は、決定的にストランド材の前記厚さ閾値によって示される−をループ形成のために備えるとの前記条件下でしか可能でない。
【００１８】
ループ形成の制御をするために、有利には、ストランド材のループのそれぞれ現在の位置が、所定の目標位置、即ちループ貯蔵器内での所定の目標容積を顧慮して監視される。
【００１９】
偏差が生じた場合、隣接するスタンドの回転数が相応に修正され、この修正は、選択的に、その前に配置されたスタンド又は後続のスタンドに適用することができる。
【００２０】
厚さ閾値は、例えば４０〜２０ｍｍである。この厚さ閾値は、ストランド材の材料特性、例えばストランド材の弾性率に依存している。
【００２１】
更に、ストランドガイドローラの少なくとも１つのスリップが監視され、スリップが見られたストランドガイドローラの空回りの危険が認められた場合は、必要時に対処がなされる場合が有利である。
【００２２】
有利には、ストランドガイド内のストランド材の溶湯尖端の位置が、操作値を適切に変更することによって所定の目標位置へ調整される。この目的のため、相応の調整回路内で、調整区間、即ち連続鋳造機内の凝固プロセスが、凝固モデルによってシミュレートされる。操作値は、調整器により量に従って計算され、凝固モデルへ出力される。溶湯尖端の位置に影響を与え得る操作値は、特に、鋳造機内でのストランド材の冷却の強さ、横断面サイズ、特にストランドガイド内の所定の箇所及びストランドガイドの出口でのストランド材の厚さ、鋳造速度並びに鋳造機のジオメトリである。
【００２３】
鋳造機のジオメトリは、その機械的な構成、従って例えば長さ、ローラの位置、鋳型のエンボス加工、冷却装置の配置等を反映する。
【００２４】
鋳造圧延設備の定常状態で、前記操作値は、あったとしても非常に僅かにしか変動しない。本発明によれば、前記操作値の２つ、具体的にはそれぞれ定常状態にある時の、連続鋳造機の出口でのストランド材の厚さと鋳造速度とは、パススケジュールモデル用の入力値として使用される。これら入力値から、並びに好ましくは付加的に、圧延トレインの第１及び第２のロールスタンドの出口でのストランド材の測定された厚さに応じて、パススケジュールモデルは、このパススケジュールモデルがロールスタンドの駆動装置用の駆動制御装置へ出力する前に、ｎ＝１の第１のロールスタンドの駆動装置用の目標回転数と、ｎ＝２〜Ｎの後続のロールスタンドの駆動装置用の目標トルクを計算する。
【００２５】
更に、本発明によれば、駆動される少なくとも１つのストランドガイドローラの駆動装置用の目標トルクが、それぞれ鋳造圧延設備が定常状態にある時の、ストランドガイドの出口でのストランド材の厚さの値及び鋳造速度の値に応じて、並びにストランド引抜き総トルクの値及びストランドガイド内及びストランドガイドの出口でのストランドシェル厚さ及びストランド材の温度（の経過）に応じて、連続鋳造機駆動モデルによって計算及び設定される。
【００２６】
有利には、連続鋳造機ジオメトリ、ストランド引抜き総トルク並びにストランドガイドの長さにわたるストランドシェルの厚さ及びストランド材の温度（の分配）を考慮して、ストランドガイドローラの駆動装置用の目標トルクが、ストランドガイドの長さにわたって、連続鋳造機駆動モデルによって適切に分配されて設定される。
【００２７】
ストランド引抜き総トルクは、ストランドの鋳造開始時の個々のストランドローラトルクの合計から算定するか、凝固モデルによって算定することができる。
【００２８】
有利には、目標トルクは、鋳型出口からストランドガイド内のストランド材の溶湯尖端の実位置までの第１の領域では総計で増加し、溶湯尖端の位置から連続鋳造機の冶金的長さまでの第２の領域では総計で一定であるように、連続鋳造機駆動モデルによって設定される。
【００２９】
最後に、目標回転数の値、及び／又は、トルクの目標値の変更が、急増式にではなく、時間的にゆっくりと増加又は減少するように、例えばランプ状に行なわれること、が有利である。このようにして、駆動装置の動的負荷がそれほど大きくならないことが保証される。
【００３０】
更に、本方法は、鋳造厚さの調整が、ストランドガイドローラの柔軟な調整によって動的に行なわれ、同時に目標トルクが適合されることによって、進行する運転中の圧延厚さＨ０〜ＨＮの適合も可能にする。これらは、凝固モデルと連続鋳造機駆動モデルの結合によって算定される。例えば圧延厚さを適合させるための制御命令は、適時及び適所で相応の支持ローラ調整装置及びその駆動装置へ伝送される。圧延トレインは、次いで相応に変更された境界条件によって制御値を新たに算定するパススケジュールモデルによって、同様に適時及び適所で、回転数、トルク及び圧延厚さＨ１〜ＨＮ用の新しい目標値を受ける。従って、完成ストリップ用の厚さ変更を行なうことができ、設備を新たに始動させる必要はない。
【００３１】
更に、本発明の前記課題は、装置技術的には、請求項１４により請求した鋳造圧延設備によって解決される。この解決策の利点は、基本的に、請求した方法に関して前で挙げた利点に一致する。鋳造圧延設備全体、即ち、特にパススケジュールモデルユニットと連続鋳造機駆動モデルユニットが、本発明による方法を実施するために形成されていること、が重要である。
【００３２】
本発明による鋳造圧延設備は、好ましくは、ストランドガイド内のストランド材の溶湯尖端の位置を調整するための溶湯尖端調整回路、スリップ検出ユニット、及び／又は、その厚さがロールスタンドの間で所定の厚さ閾値を下回った時に、ストランド材が、そこでループ形成のために適切に弾性もしくは柔軟性を有する場合に、圧延トレインの２つの、好ましくは隣接するロールスタンドの間のストランド材のマスフローを調整するためのマスフロー調整回路を有する。
【００３３】
圧延トレインは、ｎ＝１〜Ｌ個の粗スタンドとｎ＝Ｌ＋１〜Ｎ個の仕上げロールスタンドを備える。この場合、本発明により目標回転数が設定される、圧延トレインの第１のロールスタンドは、粗スタンドである。
【００３４】
本発明による方法及び本発明による鋳造圧延設備の有利な構成は、従属請求項の対象である。
【００３５】
本発明には、全部で６つの図が添付されている。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来技術による鋳造圧延設備
【図２】図１の従来技術による鋳造圧延設備の詳細図
【図３】連続鋳造機と圧延トレインの駆動装置の本発明による上位での同期化の概略図
【図４】溶湯尖端の位置を計算するための凝固モデルとその入力値及び出力値
【図５】ストランドガイド内の駆動される個々のストランドガイドローラの駆動装置のトルク分配を計算するための連続鋳造機駆動モデルとその入力値及び出力値
【図６】ストランド材の制御されたループ形成によるマスフロー調整用の例
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明を、以下で、図３〜６に関連させて実施例の形態で詳細に説明する。
【００３８】
図３は、本発明の根底にある、連続鋳造機１１０と圧延トレイン１２０の両方の駆動装置を制御するための概要を示す。本発明によるコンセプトの原点は、溶湯尖端の位置をストランドガイド１１２内の所定の目標位置Ｘ＿Ｓ＿Ｓｏｌｌへ調整するための調整回路１３０である。目標位置Ｘ＿Ｓ＿Ｓｏｌｌは、経路成分の所定の位置ｘに一致する。溶湯尖端調整回路１３０によれば、溶湯尖端１６０のそれぞれ現在の実位置は、溶湯尖端調整回路１３０の調整区間を構成する凝固モデル１３４によってシミュレートもしくは理論計算される。このように算定された実位置Ｘ＿Ｓは、所定の目標位置Ｘ＿Ｓ＿Ｓｏｌｌと比較され、比較時に場合によっては確定される偏差が、調整値として調整器１３２に入力値として供給される。次に、調整器は、調整偏差に応じて並びに所定の調整戦略に基づいて、溶湯尖端の位置に影響を与えるのに適した、所定の調整値１３３用の適切な値を算定する。これら調整値は、特に鋳型及び／又はストランドガイド、合せて鋳造機内のストランド材の冷却の強さ、横断面サイズ、特にストランドガイド内及び外の所定の箇所でのストランド材の厚さｈ（ｘ）、鋳造速度Ｖ＿Ｇ及び鋳造機のジオメトリである。調整器によって算定された適切な値もしくは値の変化は、入力値１３３として凝固モデルに供給される。鋳造圧延設備１１０の、特に連続鋳造機１１０の定常状態で、前記操作値１３３は、変化したとしても、ほんの僅かでしかない。凝固モデルによって供給された変化した入力値に基づいて新たに計算された溶湯尖端１６０の実位置が、所望の目標位置に良好に適応されることが期待される（図４参照）。
【００３９】
これら操作値の２つ、即ちストランドガイド１１２の出口でのストランド材２００の厚さＨ０と鋳造速度Ｖ＿Ｇの値とは、それぞれ連続鋳造機１１０の定常状態で、入力値として圧延トレイン１２０用のパススケジュールモデル１２６に適用される。更に、パススケジュールモデルには、好ましくは第１及び第２のロールスタンドの出口での厚さＨ１，Ｈ２も入力値として供給される。これら厚さＨ１，Ｈ２は、パススケジュールモデルによって自立的に算定することもできる。これは、有利には、例えば目標厚さ及びロールスタンドの負荷限度の基準下で可能である。次に、パススケジュールモデル１２６は、前記入力値に応じて、先ず第１のロールスタンドｎ１の駆動装置１２４＿１用の目標回転数ｎ１＿Ｓｏｌｌと、圧延トレインに存在する限りの残りのロールスタンド１２２ｎ２〜１２２＿Ｎの駆動装置１２４＿ｎ用の目標トルクＭｎ＿Ｓｏｌｌを計算する。次に、第１のロールスタンド１２２＿１の駆動装置１２４＿１用のこのように計算された目標回転数ｎ１＿Ｓｏｌｌが、圧延トレインの駆動制御装置１２８へ出力され、これにより、この駆動制御装置が、更にまた駆動装置１２４＿１を相応に制御する。場合によっては、駆動制御装置１２８への第１のロールスタンド用の目標回転数の設定は、修正値ｄ＿ｎを考慮して行なわれる。
【００４０】
パススケジュールモデル１２６によって計算された目標トルクＭｎ＿Ｓｏｌｌの２＜ｎ≦Ｎの駆動装置１２４＿ｎへの適用は、基本的に駆動制御装置１２８を介して行なわれる。駆動装置用のこのトルク適用は、基本的に、任意に薄いストランド材用に、特に０．６ｍｍ超の厚さを有するストランド材用に実現可能である。この第１の選択肢は、図３には図示されていない。
【００４１】
これに対して、図３は、ｋ≧１のｋ番目のロールスタンド１２２＿ｋの後のストランド材の厚さが、所定の厚さ閾値Ｈ＿Ｌｉｍを下回る場合用の第２の選択肢を示す。この場合には、第１の選択肢に対して選択的に、第２の選択肢により、これらロールスタンドの領域内でもマスフローを、第１のロールスタンド１２２＿１によって設定されたマスフローに応じて一定に保持するために、ｋ＋１＜ｎ≦Ｎのロールスタンド１２２＿ｎ用のｋ＋１＜ｎ≦Ｎかつｋ≧１の駆動装置１２４＿ｎが、パススケジュールモデルによって設定された目標トルクの作用を受ける。その代わりに、後続のスタンドの領域内のマスフローは、少なくともこれらスタンドの個々の間にループ調整装置が設けられていることによって一定に保持される。
【００４２】
それ自身公知のマスフロー調整回路１４０用の例は、図６に示され、２つのスタンドの間のマスフローは、マスフローオブザーバ１４２によって監視もしくは検出され、これにより、次に、マスフロー調整器１４４が、適切な制御信号を、駆動制御装置１２８へもしくはループ貯蔵器の前及び／又は後に配置されたロールスタンド１２２＿ｎの駆動装置へ出力することができる。
【００４３】
図３に更に認められるように、前記操作パラメータ、即ち、定常状態にある時の、連続鋳造機１１０の出口でのストランド材２００の厚さＨ０と鋳造速度Ｖ＿Ｇとが、圧延トレイン用のパススケジュールモデル１２６だけでなく連続鋳造機駆動モデル１１５にも入力値として供給される。更に、連続鋳造機駆動モデルは、凝固モデルによって計算された、ストランド材が未だ凝固していない間の、経路成分ｘに沿ったシェル厚さの分配ｆ（ｘ）と、同様に凝固モデルによって計算された、経路成分ｘに沿ったストランド材２００の厚さ分配ｈ（ｘ）と、ストランドガイド内の個々の駆動装置の全ての目標トルクの合計に一致する所定の総引抜きトルクＭ＿Ｇとを受け取る。これら入力パラメータに基づいて、連続鋳造機駆動モデル１１５は、ストランドガイド１１２内の個々の駆動装置１１４＿ｉ用の適切な目標トルクＭｉ＿Ｓｏｌｌを計算する。これら目標値は、ストランドガイドローラ駆動制御装置１１７を介して駆動装置１１４＿ｉへ出力される（図５も参照）。
【００４４】
図５は、前記連続鋳造機駆動モデル１１５とその入力値を示し、これら入力値を、これから、経路成分ｘに沿ったストランドガイド１１２内の個々の駆動装置１１４＿ｉ用の所定の目標トルクＭｉ＿Ｓｏｌｌの適切な分配を計算するために、連続鋳造機駆動モデルが評価する。図５に認められるように、目標トルクの値は、ｘ方向でまず鋳型の出口以降で始まり、溶湯尖端の現在の位置Ｘ＿Ｓ＿Ｉｓｔの高さの所で所定の最大値に達するまで、増加する。次に、駆動装置のトルクのこの最大値は、ストランドガイド内で、その冶金的長さＬ＿Ｇに達するまで維持される。
【符号の説明】
【００４５】
１００              鋳造圧延設備
１１０              連続鋳造機
１１１              鋳型
１１２              ストランドガイド
１１３＿ｉ          駆動されるｉ番目のストランドガイドローラ
１１３ａ            駆動されないストランドガイドローラ
１１４＿ｉ          ｉ番目のストランドガイドローラ用の駆動装置
１１５              連続鋳造機駆動モデル
１１７              ストランドガイドローラ駆動制御装置
１１８              スリップ検出ユニット
１２０              圧延トレイン
１２２＿ｎ          ｎ番目のロールスタンド
１２４＿ｎ          ｎ番目のロールスタンドのロール用の駆動装置
１２６              パススケジュールモデル
１２８              駆動制御装置
１２９              誘導加熱装置
１３０              溶湯尖端調整回路
１３２              調整器
１３３              操作値（凝固モデルの入力値）
１３４              調整区間＝凝固モデル
１４０              マスフロー調整回路
１４２              マスフローオブザーバ
１４４              マスフロー調整器
１６０              溶湯尖端
１７０              冷却区間
１８０              分離装置
１９０              巻取り装置
２００              ストランド材
ｄ＿ｎ              第１のロールスタンドの目標回転数の修正値
ｆ（ｘ）            位置ｘでのストランド材のシェルの厚さ
ｇ（ｘ）            位置ｘでのストランド材の温度
ｈ（ｘ）            位置ｘでのストランド材の厚さ
Ｈ０                連続鋳造機の出口でのストランド材の厚さ
Ｈ１                １番面のロールスタンドの出口でのストランド材の厚さ
Ｈ２                ２番面のロールスタンドの出口でのストランド材の厚さ
Ｈｋ                ｋ番面のロールスタンドの出口でのストランド材の厚さ
ＨＮ                圧延トレインを出る時の熱間ストリップの厚さ
Ｈ＿Ｌｉｍ          ストランド材の所定の厚さ閾値
ｉ                  ストランドガイドローラの実行パラメータもしくはロールスタンドの番号
ｋ                  パラメータ
Ｌ                  圧延トレイン内の粗スタンドの数
Ｌ＿Ｇ              連続鋳造機の冶金的長さ
Ｍ＿Ｇ              総引抜きトルク
Ｍｉ＿Ｓｏｌｌ      ｉ番目のストランドガイドローラ用の目標トルク
Ｍｎ＿Ｓｏｌｌ      ｎ番目のロールスタンド用の目標トルク
ｎ                  ロールスタンドの実行パラメータもしくはロールスタンドの番号
Ｎ                  圧延トレイン内のロールスタンドの最大数もしくは最後のロールスタンド
ｎｎ＿Ｓｏｌｌ      ｎ番目のロールスタンドの目標回転数
ｎ１＿Ｓｏｌｌ      第１のロールスタンド用の目標回転数
Ｖ＿Ｇ              鋳造速度
ｘ                  鋳造方向の経路座標
Ｘ＿Ｓ＿Ｉｓｔ      溶湯尖端の実位置
Ｘ＿Ｓ＿Ｓｏｌｌ    溶湯尖端の位置用の目標位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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