Beschreibung

Verfahren zur Führung eines Gießguts aus einem Gießbehälter einer Gießanlage und Gießanlage zum Gießen eines Gießguts

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Führung eines Gießguts aus einem Gießbehälter einer Gießanlage, wobei mittels einer Folge von führenden Rollen und walzenden Rollen das Gießgut aus dem Gießbehälter abgeführt wird, wobei eine wal- zende Rolle zur Verminderung der Dicke des Gießguts eine

Walzkraft auf das Gießgut ausübt, während eine nur führende Rolle keine Walzkraft auf das Gießgut ausübt, und wobei wenigstens die walzenden Rollen durch je einen mit einer Last beaufschlagten Antrieb angetrieben werden.

Die Erfindung betrifft weiter eine Gießanlage zum Gießen eines Gießguts, insbesondere eines Strangs oder eines Knüppelstrangs, wobei das Gießgut mittels einer Folge von am Gießgut angreifenden führenden Rollen und walzenden Rollen aus einem Gießbehälter abführbar ist, wobei einer walzende Rolle zur Verminderung der Dicke des Gießguts eine Walzkraft auf das Gießgut ausübt, während eine führende Rolle keine Walzkraft auf das Gießgut ausübt, wobei wenigstens die walzenden Rollen unabhängig voneinander antreibbar sind.

Ferner betrifft die Erfindung eine zugehörige Steuereinrichtung, ein zugehöriges Computerprogrammprodukt und einen Datenträger mit darauf gespeichertem Computerprogrammprodukt.

Bei einer Gießanlage kann es sich bspw. um eine Stranggießanlage, um eine Knüppelstranggießanlage oder auch um eine kokillenbetriebene Endlos-Gießwalzanlage handeln. Bei einer Stranggießanlage wird ein Strang, in der Regel ein metallischer Strang, insbesondere ein Stahlstrang, mittels angetrie- bener Rollen bzw. Rollenpaaren aus einer Kokille abgezogen. Bei einer Knüppelstranggießanlage wird in der Regel eine Mehrzahl von Strangknüppeln aus einer Kokille vergossen, in der Regel zwei bis sechs Strangknüppel.

Zum Führen eines Gießguts beim Abziehen, bspw. eines Strangs oder eines Strangknüppels, sind in der Regel elektrische angetriebene Rollen bzw. Rollenpaare vorgesehen. Bspw. wird ein Strang im Wesentlichen vertikal aus der Kokille abgezogen und mittels eines Gießbogens in eine im Wesentlichen horizontale Richtung überführt.

Um den Aufwand beim Walzen in einer Walzstraße zu reduzieren, werden bei Gießanlagen die Rollen bzw. Rollenpaare vorteilhafterweise nicht nur zur Führung des Stranges, sondern auch zur Verminderung der Dicke des Gießguts eingesetzt.

Kritische Größen beim Gießen eines Gießguts sind die Gießge- schwindigkeit und die gewünschte Enddicke, sofern eine Dickenreduktion vorgesehen wird.

Zur Einstellung der Gießgeschwindigkeit des Gießguts kann die Drehzahl der Rollenantriebe bzw. der Rollenpaarantriebe die- nen. Bspw. wird dazu der Mittelwert der Geschwindigkeit aller Antriebe konstant gehalten. Dadurch fällt mit zunehmender Verringerung der Dicke des Stranges die Gießgeschwindigkeit. Da sich jedoch die angetriebenen Rollen mit gleicher Radialgeschwindigkeit drehen, kann eine aus der Dickenverminderung resultierende Geschwindigkeitsänderung eines Gießgutabschnitts nicht ausreichend berücksichtigt werden. In der Regel wird daher bei einem solchen Verfahren aus diesem Grund keine Dickenreduktion des Gießguts vorgesehen.

Alternativ kann vorgesehen werden, dass die am Gießgut angreifenden Rollen bzw. Rollenpaare mittels Antriebe angetrieben werden, welche alle mit gleicher Last laufen. Die Rollenpaare samt Antrieb und Mittel zur Erzeugung von Walzkraft werden als Reduktionsgerüst bezeichnet. Der Betrieb der An- triebe mit gleicher Last hat bei einer dynamischen Dickenreduktion - dynamisch, da die Walzkräfte vom zeitlich variablen Phasenverlauf innerhalb des Strangs abhängt - des Strangs o- der Knüppels zur Folge, dass bei geringer Vertikalkraft bzw.

Walzkraft auf den Strang die Reibungskräfte derart gering sind, dass die Rolle die Haftung verliert und keinen oder einen verringerten Vorschub auf den Strang überträgt. Zudem kommt es bei Rollen mit erhöhter Vertikalkraft bzw. erhöhter Walzkraft aufgrund der auf die Antriebe gleich verteilten

Last zu einer erhöhten Reibung, welche zu einer Verlangsamung der Umfangsgeschwindigkeit der betroffenen Rolle führt. Dies führt zu einer Verlangsamung der Stranggeschwindigkeit bzw. bis zum Stillstand der Gießguts in der Gießanlage.

Aufgrund einer dynamischen Kräfteverteilung bei mit gleicher Last betriebenen Rollenantrieben - die Dickenreduktion des Stranges über die verschiedenen Rollenpaare ist stark prozessabhängig und während des Gießens dynamisch - kommt es zu Instabilitäten in der Gießgeschwindigkeit. Insbesondere wird die Dynamik der Dickenreduktion durch den berechneten Flüssigkernanteil innerhalb eines Strangs mitbestimmt, welche durch entsprechende Modelle, welche nicht Gegenstand dieser Anmeldung sind, ermittelt werden.

Aus der Patentschrift EP 0 463 203 Bl ist ein Führungsverfahren für elektrische Antriebe von Rollen einer Stranggießanlage bekannt, bei welchem der Strang durch die angetriebenen Rollen, deren Antriebe über Regler einzeln geregelt sind, aus der Kokille der Stranggießanlage abgezogen wird und in seiner Dicke reduzierbar ist. Nachteil dieser Lehre ist es, dass damit die Antriebe im Hinblick auf eine Nutzung innerhalb von Gießanlagen mit Reduktionsgerüsten nicht ausreichend flexibel regelbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit welchen die Stabilität der Gießgeschwindigkeit erhöht und eine signifikante Verminderung der Dicke eines Gießguts erreicht werden kann.

Der dem Verfahren zugeordnete Teil der Aufgabe wird mit einem gattungsgemäßen Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Walzkraft wenigstens einer walzenden Rolle

erfasst wird und dass die Last des Antriebs dieser walzenden Rolle in Abhängigkeit von der erfassten Walzkraft gesteuert wird. Durch eine verbesserte Verteilung der von den walzenden Rollen auf das Gießgut eingebrachten Leistung erhöht sich die zur Verfügung stehende Vortriebsenergie für das Gießgut. Damit wird eine stärkere Dickenreduktion des Gießguts ermöglicht und gleichzeitig die durch hohe Walzkräfte gegebenenfalls bedingte Verlangsamung der Gießgeschwindigkeit des Gießguts vermieden. Ein Steckenbleiben des Gießguts in der Gießanlage kann daher umgangen werden. Zudem verbessert sich durch die erfindungsgemäß eingestellte Last der Antriebe der wenigstens einen walzenden Rolle die übertragung der Vortriebsenergie auf das Gießgut, wodurch die Qualität der Oberfläche des Gießguts erhöht wird, verglichen mit einer Ober- fläche des Gießguts, welches gemäß den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren gefertigt wird.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine Gesamtlast als Summe der Lasten der Antriebe der walzenden Rollen und eine Gesamtlast als Summe der von den walzenden Rollen ausgeübten Walzkräfte ermittelt, wobei die Lasten der den walzenden Rollen zugeordneten Antriebe derart gesteuert werden, dass diese sich zur Gesamtlastverhalten, wie die Walzkräfte der jeweils zugeordneten walzenden Rollen zur Gesamtwalzkraft. Dies kann durch folgende Gleichung wiedergegeben werden:

Durch die vorgenannte Gleichung kann also eine einfache walz- kraftabhängige Verteilung der Antriebslasten der die walzenden Rollen antreibenden Antriebe ermöglicht werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zur Steuerung der Last eines Antriebs zusätzlich ein Drehzahl- Zusatzsollwert ermittelt, um eine Drehzahl einer Rolle auf ein durch das walzenbedingte Geschwindigkeitserhöhung eines

gewalzten Gießgutabschnitts anzupassen. Dieser ist bei dem vorliegenden Verfahren in der Regel abhängig von der Last des Antriebs. In vorteilhafter Weise kann der Drehzahlzusatzsollwert gemäß folgender Gleichung:

δn _isoll = P ^• (l _{l lst} - I ₁ ) - ^- berechnet wird, wobei I _{1 ist} den Ist-Strom des i-ten Antriebs, I ₁ den kraftabhängigen Sollwert des i-ten Antriebs, p eine Konstante, n _N eine Nenndrehzahl und I _N einen Nennstrom des Antriebs bezeichnet.

Dies erlaubt eine dynamische Anpassung der Drehzahl an die Lasten der Antriebe. Eine Nenndrehzahl des Antriebs, welcher mit einem Nennstrom beaufschlagt ist, ist eine Eigenart eines Antriebs, welche bei dieser Weise der Ermittlung des Drehzahlzusatzwertes eine Grundlage zur Ermittlung des Drehzahlzusatzwertes ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine der führenden Rollen derart durch einen mit einer Last beaufschlagten Antrieb angetrieben und eine die Dicke des Gießguts nicht vermindernde Andruckkraft derart auf das Gießgut ausgeübt, dass eine vorgebbare Gießgeschwindigkeit des Gießguts eingestellt wird. Die die Gießgeschwindigkeit des Gießguts einstellende Rolle wird mittels eines Lastensollwertes beaufschlagt, so dass eine Anpassung der Last an den Lastensollwert zur Einstellung einer gewünschten Gießgeschwindigkeit führt. Vorteilhafter Weise wird die die Gießgeschwindigkeit einstellende Rolle nicht mit einem Drehzahl-Zusatzsollwert beaufschlagt.

Insbesondere ist es vorteilhaft, dass die Gießgeschwindigkeit des Gießguts konstant gehalten wird. Dies wiederum bedeutet, dass der Lastensollwert für den Antrieb der die Geschwindig- keit einstellende Rolle im Normalfall konstant ist. Soll die Gießgeschwindigkeit geändert werden, d.h. erhöht oder reduziert im Vergleich zum vorliegenden Wert der Gießgeschwindig-

keit, so wird der Lasten-Sollwert für die Geschwindigkeit einstellende Rolle geändert. Vorzugsweise regelt der einstellenden Rolle zugeordneten Antrieb die Last intern aus, so dass der vorgegebene Sollwert der Last am Antrieb eingestellt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die Lasten der Antriebe von der die Geschwindigkeit einstellende Rolle nachgeordneten Rollen in Abhängigkeit der erfassten Last des der die Gießgeschwindigkeit einstellenden Rolle zugeordneten Antriebs gesteuert. Soll also die Gießgeschwindigkeit geändert werden, d.h. es wird die Last des Antriebs der die Geschwindigkeit einstellenden Rolle geändert, so wird diese änderung der Last des Antriebs der die Ge- schwindigkeit einstellenden Rolle und damit die Absicht der änderung der Gießgeschwindigkeit für die Steuerung der Antriebe der nachfolgenden walzenden Rollen mit einbezogen.

Insbesondere ist es vorteilhaft mittels der die Gießgeschwin- digkeit einstellenden Rolle die Gießgeschwindigkeit des Gießguts zu messen. Denn dadurch wird eine zusätzliche Messeinrichtung, beispielsweise eine zusätzliche Messrolle oder eine Messeinrichtung zur berührungslosen Bestimmung der Gießgeschwindigkeit, eingespart. Es entfallen somit auch die für diese messende Rolle bzw. Messeinrichtung durchzuführenden

Wartungsarbeiten, um eine Messung der Gießgeschwindigkeit mit bestimmter Genauigkeit zu erreichen. Diese nun nicht erforderlichen Wartungsarbeiten wären darüber hinaus mit großem Aufwand verbunden gewesen, da die Messeinrichtung zur Messung der Gießgeschwindigkeit in einem für Personal gefährlichen

Bereich der Gießanlage hätten stattfinden müssen. Dies alles kann vermieden werden, in dem die die Geschwindigkeit einstellende Rolle auch die Gießgeschwindigkeit des Gießguts misst .

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Last des der messenden Rolle zugeordneten Antriebs erfasst und daraus einen Lasten-Offset-Wert für die Lasten

der der messenden Rolle nachgeordneten Rollen zugeordneten Antriebe ermittelt und die Antriebe auf Grundlage dieses Lasten-Offset-Wertes gesteuert. Dadurch kann erreicht werden, dass die Antriebe der der messenden Rolle nachfolgenden Rolle derart mittels des Lasten-Offset-Wertes gesteuert werden, dass die nachfolgenden walzenden Rollen, die als Einheit betrachtet werden können, die messende Rolle in jeder Wirkrichtung entlasten. Dies bedeutet beispielsweise, dass eine änderung der Gießgeschwindigkeit des Gießguts, welche nicht er- wünscht ist und durch das Eigengewicht des abgeführten Gießguts verursacht ist, kompensiert wird.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zur Ermittlung des Lasten-Offset-Wertes ein PI-Regler verwendet. Im PI-Regler kann zur Ermittlung des Lasten- Offset-Wertes ein leicht positiver Wirkstrom als Sollwert vorgegeben werden. Insbesondere dadurch kann erreicht werden, dass die der messenden Rolle nachfolgenden Rollen die messende Rolle in jeder Wirkrichtung entlasten, in dem die Antriebe der der messenden Rolle nachfolgenden Rollen zugeordneten Antriebe mittels des so ermittelten Lasten-Offset-Wertes gesteuert werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Last des der messenden Rolle zugeordneten Antriebs auf einen vorgebbaren konstanten Lastwert eingestellt. Eine derartige Einstellung der Last des der messenden Rolle zugeordneten Antriebs sorgt auch bei geringer Andruckkraft der messenden Rolle auf das Gießgut für einen konstanten Schlupf zwischen der messenden Rolle und dem Gießgut. Dadurch wird auch der auftretende Messfehler bei der Messung der Gießgeschwindigkeit verringert.

Ein der Vorrichtung zugeordneter Teil der Aufgabe wird gelöst durch eine Steuereinrichtung für eine Gießanlage, mit einem maschinenlesbaren Programmcode, welcher Steuerbefehle aufweist, die die Steuereinrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13 veranlassen. Es

wird vorteilhafter Weise eine zentrale Steuereinrichtung vorgesehen, welche die Antriebe der führenden und walzenden Rollen erfindungsgemäß steuert, sowie die zugehörige Gießanlage.

Ferner wird ein der Vorrichtung zugeordneter Teil der Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Gießanlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass Mittel zur Erfassung einer durch eine der walzenden Rollen auf das Gießgut ausgeübten Walzkraft, und durch eine Steuereinrichtung nach Anspruch 14 mittels welcher eine Last eines einer walzenden Rolle zugeordneten

Antriebs in Abhängigkeit von derjenigen Walzkraft einstellbar ist, welche diese walzende Rolle auf das Gießgut ausübt. Durch eine verbesserte Verteilung der von den walzenden Rollen auf das Gießgut eingebrachten Leistung erhöht sich die zur Verfügung stehende Vortriebsenergie für das Gießgut. Damit wird eine stärkere Dickenreduktion des Gießguts ermöglicht und gleichzeitig die durch hohe Walzkräfte gegebenenfalls bedingte Verlangsamung der Gießgeschwindigkeit des Gießguts vermieden. Ein Steckenbleiben des Gießguts in der Gießanlage kann daher umgangen werden. Zudem verbessert sich durch die erfindungsgemäß eingestellte Last der Antriebe der wenigstens einen walzenden Rolle die übertragung der Vortriebsenergie auf das Gießgut, wodurch die Qualität der Oberfläche des Gießguts erhöht wird, verglichen mit einer Ober- fläche des Gießguts, welches gemäß den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren gefertigt wird.

Unter Walzkraft wird im Rahmen dieser Anmeldung eine Kraft verstanden, welche geeignet ist eine plastische, dauerhafte Verformung eines Gießguts zu bewirken. Eine Rolle, welche eine solche Kraft auf das Gießgut ausübt, wird als walzende Rolle bezeichnet. Neben den walzenden Rollen sind führende Rollen vorgesehen, welche beispielsweise zur Definition der Richtung, insbesondere eines Gießbogens, vorgesehen sind. Ei- ne durch elastische Verformung des Gießguts bewirkte Verminderung der Dicke soll im Rahmen dieser Anmeldung nicht als Verminderung der Dicke angesehen werden, da diese Verminderung der Dicke reversibel und nicht dauerhaft ist.

Als Folge von Rollen wird im Rahmen dieser Anmeldung auch eine Folge von Rollenpaaren verstanden, wobei wenigstens eine Rolle eines Rollenpaares antreibbar ist.

Durch die Erfindung kann insbesondere ausgenutzt werden, dass bei einer höheren Walzkraft auf das Gießgut ein höheres Drehmoment auf das Gießgut einwirken kann, ohne dass die Haftung der walzenden Rolle auf dem Gießgut verloren geht.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind Mittel zur Erfassung einer Gesamtlast als Summe der Lasten der die walzenden Rollen antreibenden Antriebe und Mittel zur Erfassung einer Gesamtwalzkraft als Summe der von den walzenden Rollen auf das Gießgut ausgeübten Walzkräfte vorgesehen, wobei die Lasten der den walzenden Rollen zugeordneten Antriebe mittels der Steuereinrichtung derart eingestellt sind, dass für jeden Antrieb das Verhältnis der Last zur Gesamtlast im Wesentlichen gleich ist dem Verhältnis der von der diesem An- trieb zugeordneten walzenden Rolle ausgeübten Walzkraft zur

Gesamtwalzkraft. Dabei handelt es sich um einen einfachen linearen Zusammenhang, welcher bei dynamischer änderung der Walzkraft, zu einer dynamischen änderung der Last der Antriebe führt .

Dadurch kann jederzeit eine stabile Gießgeschwindigkeit erreicht werden bei gleichzeitig guter Haftung der walzenden Rollen. Die Mittel zur Erfassung einer Gesamtlast können eine Gesamtlast der Antriebe der walzenden Rollen direkt erfassen oder aus den einzelnen Lasten der Antriebe durch Bilden einer Summe der einzelnen Lasten die Gesamtlast ermitteln. Dies gilt analog für die Mittel zur Erfassung einer Gesamtwalzkraft. In der Regel sind die Mittel zur Erfassung einer Gesamtkraft derart ausgebildet, dass diese die einzelnen von den walzenden Rollen auf das Gießgut ausgeübten Walzkräfte verwenden, um aus diesen durch Summenbildung eine Gesamtwalzkraft zu ermitteln. Es kann auch eine Dickenabnahme des Gießguts durch das Walzen zur Ermittlung einer Gesamtwalzkraft

verwendet werden. Diese Größen werden einer Steuereinrichtung zugeführt, welche die Lasten der einzelnen Antriebe gemäß der folgenden Beziehung berechnet:

I = F

wobei I ₁ den einzustellende Wert des Wirkstroms für den An- trieb der walzenden Rolle i bezeichnet, F ₁ die von der walzenden Rolle i auf die Gießgut ausgeübte Walzkraft, I _tot die Gesamtlast und F _to t die Gesamtwalzkraft.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind Mittel zur Bestimmung eines Drehzahl-Zusatzsollwertes zur Steuerung wenigstens eines der Antriebe vorgesehen. Aufgrund der Verminderung der Dicke des Gießguts durch die Walzkraft der walzenden Rollen kommt es zu einer Geschwindigkeitserhöhung der Gießgutabschnitte aufgrund des Massenfluss- gesetzes. Um diese Geschwindigkeitserhöhung durch die Dickenverminderung für nachfolgende walzende Rollen zu berücksichtigen, ist es erforderlich, einen Drehzahl-Zusatzsollwert zu ermitteln. Dieser berücksichtigt die Geschwindigkeitsänderungen der zu walzenden Gießgutabschnitte durch vorheriges WaI- zen und erlaubt eine Erhöhung der Stabilität der Gießgeschwindigkeit. Insbesondere ist es vorteilhaft, den Drehzahl- Zusatzsollwert mit Mitteln zur Bestimmung des Drehzahl- Zusatzsollwerts zu bestimmen, welche derart ausgebildet sind, dass der Drehzahl-Zusatzsollwert gemäß der Beziehung:

An ₁₃₀₁₁ = p ^• (l _{l lst} - I ₁ ) ^• ^- berechnet wird, wobei I _{1 ist} den Ist-Strom des i-ten Antriebs,

I ₁ den kraftabhängigen Sollwert des i-ten Antriebs, p eine

Konstante, n _N eine Nenndrehzahl und I _N einen Nennstrom des Antriebs bezeichnet.

Aufgrund der einfachen Beziehung und der darin enthaltenen Größen zur Berechnung des Drehzahl-Zusatzsollwertes kann der Drehzahl-Zusatzsollwert in Echtzeit ermittelt werden und die Steuereinrichtung einen für einen bestimmten Antrieb ermit- telten Drehzahl-Zusatzsollwert einstellen. Eine Nenndrehzahl des Antriebs, welcher mit einem Nennstrom beaufschlagt ist, ist eine Eigenart eines Antriebs, welche bei dieser Weise der Ermittlung des Drehzahlzusatzwertes eine Grundlage zur Ermittlung des Drehzahlzusatzwertes ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Last eines einer führenden Rolle zugeordneten Antriebs und einer von der führenden Rolle auf das Gießgut ausgeübten An- druckkraft derart eingestellt, dass eine vorgebbare Gießge- schwindigkeit des Gießguts eingestellt wird. Dazu kann dem

Antrieb ein Sollwert für die Last vorgegeben werden, so dass der Umfang der diesem Antrieb zugeordneten führenden Rolle sich mit einer gewünschten Gießgeschwindigkeit dreht. Dabei wird die Rolle vorzugsweise nicht mit einem Drehzahl-Zusatz- sollwert beaufschlagt. Vorzugsweise ist der Last-Sollwert für diesen Antrieb konstant. Es sei denn, eine änderung der gewünschten Gießgeschwindigkeit des Gießguts soll erreicht werden. Dann wird der Sollwert der Last des Antriebs entsprechend angepasst und die Last des Antriebs wird derart geän- dert, dass die gewünschte Gießgeschwindigkeit des Gießguts eingestellt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass die Lasten der Antriebe einer der die Gießgeschwindigkeit einstellenden Rolle nachgeordneten Rolle in Abhängigkeit der erfassten Last des der die Gießgeschwindigkeit einstellenden Rolle zugeordneten Antriebs eingestellt werden. D.h., steigt die Last des Antriebs der führenden Rolle über einen Last-Grenzwert an, so ist gewünscht, die Gießgeschwindigkeit des Gießguts zu erhöhen. Sinkt dagegen die Last unter einen vorgebbaren Last- Grenzwert, so ist offensichtlich durch den geänderten Soll-

wert der Last des Antriebs vorgegeben, dass die Gießgeschwindigkeit des Gießguts reduziert werden soll.

Besonders vorteilhaft ist es nun, die Last des Antriebs der die Geschwindigkeit einstellenden Rolle als Steuergröße für die Last der die Gießgeschwindigkeit einstellenden Rolle nachfolgenden Rolle zugeordneten Antriebe zu verwenden. Dadurch können auch die der führenden Rolle nachfolgenden walzenden Rollen schnell auf geänderte Gießbedingungen, insbe- sondere auf geänderte Gießgeschwindigkeiten eingestellt werden, ohne dass es zu Zug-Erscheinungen oder Stauchungs-Erscheinungen am Gießgut während der änderung der Gießgeschwindigkeit kommt.

Insbesondere ist es vorteilhaft, dass die die Gießgeschwindigkeit einstellende Rolle zur Messung der Gießgeschwindigkeit des Gießguts ausgebildet ist. Es entfällt somit eine zusätzliche Messeinrichtung zur Messung der Gießgeschwindigkeit des Gießguts. Trotz dieser Einsparung erhöht sich die Be- triebssicherheit und es entfällt die sonst notwendige Wartung dieser Messeinrichtung in einem technisch unwirtlichen Bereich, am heißen Gießgut.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein PI-Regler zur Bestimmung eines Lasten-Offset-Wertes aus der erfassten Last des der die Gießgeschwindigkeit messenden Rolle zugeordneten Antriebs vorgesehen, mit welchem die Last eines der der messenden Rolle nachfolgenden Rolle zugeordneten Antriebs steuerbar ist. Dadurch kann es ermöglicht werden, dass die der messenden Rolle nachfolgenden Rollen möglichst neutral mit dem Gießgut, welches eine von Null verschiedene Gießgeschwindigkeit aufweist, mitläuft. Insbesondere kann ein PI-Regler durch Ausgabe eines entsprechenden Lasten-Offset- Wertes die Steuereinrichtung dazu veranlassen, dass die Las- ten der Antriebe der der führenden Rolle nachfolgenden Rollen derart gesteuert werden, dass die messende Rolle durch die nachfolgenden walzenden Rollen in jeder Wirkrichtung entlastet wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass die Last des Antriebs der die Gießgeschwindigkeit messenden Rolle auf ei- nem konstanten Wert gehalten wird. Dadurch wird dafür gesorgt, dass die messende Rolle auch bei geringer Andruckkraft auf das Gießgut einen konstanten Schlupf aufweist. Der bei der Messung auftretende Messfehler wird dadurch deutlich verringert, da die messende Rolle mit konstanter Richtung und gleich bleibender Stärke auf das Gießgut einwirkt. Der sonst bei Messung über angetriebene Rollen in dynamischer Form auftretende Schlupf, kann hier durch sein nun annähernd statisches Auftreten mit wesentlich einfacheren Methoden kompensiert werden, falls eine weitere Steigerung der Messgenauig- keit erforderlich sein sollte.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfassen die Mittel zur Erfassung einer Last eines Antriebs dessen Drehmoment. Alternativ oder gleichzeitig mit der Er- fassung des Drehmoments kann der Wirkstrom des Antriebs von den Mitteln zur Erfassung einer Last erfasst werden. Sowohl durch das Drehmoment als auch durch den Wirkstrom kann eine Last eines Antriebs sicher bestimmt werden. In der Praxis und insbesondere im Hinblick auf die im Rahmen dieser Anmeldung offenbarten Gleichungen kann ein Wirkstrom als Maß für die Last gegebenenfalls bevorzugt verwendet werden, weil dieser in der Regel einfacher zu messen ist, als ein Drehmoment. Jedoch sind Drehmoment- und Wirkstrom zur Bestimmung einer Last eines Antriebs gleichwertig.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem nachfolgend erläuterten, schematischen dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:

FIG 1 eine Strangussanlage zum Gießen eines metallischen

Strangs,

FIG 2 ein Ablaufplan zur Darstellung eines beispielhaften Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens.

FIG 1 zeigt eine Gießanlage 1, welche als Strangussanlage ausgebildet ist, zum Gießen eines Gießguts 2, welches als Strang ausgebildet ist. Ferner zeigt FIG 1 einen als Durch- laufkokille ausgebildeten Gießbehälter 3, aus welchem der

Strang 2 abgeführt wird. Nach im Wesentlichen vertikalem Austritt des Strangs 2 aus der Durchlaufkokille 3 mit der Gießgeschwindigkeit v lenken Führungsrollen 4 den Strang 2 in eine horizontale Richtung. Der Strang weist eine Anfangsdicke 9 auf, welche auf eine Enddicke 9' verringert werden soll. Dazu werden eine Mehrzahl von Reduktionsgerüsten 13-0, 13-1, 13-2, 13-3, 13-4 verwendet. Im nachfolgenden werden die Walzgerüste mit 13-i, i= 0...4 abgekürzt benannt. Mittels eines Reduktions- gerüsts 13-i kann eine Walzkraft F auf den Strang 2 ausgeübt werden, die zu einer Verminderung der Dicke 9 des Strangs 2 führt. Eine bereits beim Gießen stattfindenden Verminderung der Dicke des Strangs erleichtert ein anschließendes Walzen in einer Walzstraße.

Folge einer Verringerung der Dicke 9 des Strangs ist es, dass ein in der Dicke 9 verringerte Strangabschnitt seine Geschwindigkeit aufgrund der Volumenerhaltung erhöht. Zwischen walzenden Reduktionsgerüsten 13-i und 13-i+l liegen also unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Strangabschnitte vor.

Ein Reduktionsgerüst 13-i, i=0...4 weist in diesem Ausführungsbeispiele zwei Rollen auf, zwischen denen der Strang 2 geführt ist. Bei den in FIG 1 gezeigten Reduktionsgerüsten 13- i, i=0...4 sind nur die oberhalb des Strangs 2 angeordneten Rollen der Reduktionsgerüste 13-i, i=0...4 mittels eines Antriebs 8 antreibbar. Die unterhalb des Stranges 2 angeordneten Rollen der Reduktionsgerüste 13-i, i=0...4 sind nicht antreibbar und dienen lediglich als drehbar gelagerter Widerstand bei der Ausübung einer Kraft auf den Strang 2 mittels der oberen Rolle.

Jede der von den Reduktionsgerüsten 13-i, i=0...4 umfassten Rollen, die oberhalb des Stranges 2 angeordnet sind, können

daher als walzende Rollen 5, betrieben werden. Dazu wird eine i-te walzende Rolle 5 mit einer Walzkraft F ₁ auf den Strang 2 gepresst. Jedoch muss eine obere Rolle eines Reduktionsge- rüsts 13-i, i=0..4 nicht zwingend als walzende Rolle 5 wir- ken. Wird bspw. die Kraft für eine Rolle so gering gewählt, dass keine plastische Dickenverminderung des Strangs erfolgt, so wird diese Rolle als eine führende Rolle 4 angesehen. Die dazugehörige Kraft wird als Andruckkraft A bezeichnet. Jede antreibbare Rolle 4,5 eines Reduktionsgerüsts 13-i hat einen ihr zugeordneten Antrieb 8, so dass die jeweiligen Rollen 4,5 der Reduktionsgerüste 13-i, i=0...4 unabhängig voneinander antreibbar sind. Die Antriebe 8 der Rollen 4,5 der Reduktionsgerüste 13-i sind jeweils mit einer Steuereinrichtung 10 wirkverbunden, welche die Antriebe 8 steuert. Des Weiteren umfassen die Antriebe 8 Mittel 8'' zur Erfassung einer Antriebslast I _{1 ist} eines i-ten Antriebs 8 eines Reduktionsgerüsts 13-i, i=0...4, welche der Steuereinrichtung 10 zuführbar ist .

Zudem weist ein i-tes Reduktionsgerüst 13-i, i=0...4 Mittel 8' zur Erfassung einer Walzkraft auf, welche auf den Strang 2 ausgeübt wird, wobei die erfassten Walzkräfte F ₁ der walzenden Rolle 5 des i-ten Reduktionsgerüsts 13-i der Steuereinrichtung 10 zuführbar sind.

Die auf den Strang 2 ausgeübten Walzkräfte F ₁ sind von der Steuereinrichtung 10 steuerbar. Die erforderlichen Walzkräfte, um das Gießgut 2 von einer Anfangsdicke 9 auf eine Enddicke 9' zu ändern, sowie die Verteilung der Walzkräfte über die Reduktionsgerüste 13-i, i=0...4 zur Einstellung dieser Enddicke 9', werden der Steuereinrichtung 10 über ein unabhängig von der Steuereinrichtung 10 betreibbares Modell mitgeteilt.

Um eine zusätzliche Messeinrichtung zur Messung der Gießge- schwindigkeit des Gießguts 2 einzusparen, wird das erste Reduktionsgerüst 13-0 in der Folge von Reduktionsgerüsten 13-i, i=0...4 zur Einstellung und Messung der Gießgeschwindigkeit v genutzt .

Daher weist das erste Reduktionsgerüst 13-0 der Folge von Reduktionsgerüsten 13-i, i=0...4 während der Abführung des Strangs 2 keine walzende Rolle 5 oberhalb des Strangs 2 auf, sondern lediglich nur eine führende Rolle 4. Die Verminderung der Dicke 9 des Strangs 2 wird durch die nachfolgenden Reduktionsgerüste 13-1, 13-2, 13-3, 13-4 bewerkstelligt. Die Steuereinrichtung 10 ist dazu derart ausgebildet, dass die vom Modell mitgeteilten Walzkräfte Fi, F ₂ , F ₃ , F ₄ an den Redukti- onsgerüsten 13-1, 13-2, 13-3, 13-4 eingestellt werden und aus den dann erfassten Walzkräften Fi, F ₂ , F ₃ , F ₄ eine Gesamtkraft Ftot ermittelt wird.

Zudem werden die Lasten Ii, I ₂ , I ₃ , I ₄ der Antriebe A der wal- zenden Rollen 5 in Form von in den Antrieben A wirkenden

Wirkströmen Ii, I ₂ , I ₃ , I ₄ ermittelt und daraus - durch Summenbildung - eine Gesamtlast I _tot berechnet. Die Steuereinrichtung 10 steuert nun die Lasten der Antriebe 8 derart, dass die Last I ₁ eines i-ten Antriebs 8 einer walzenden Rolle zur Gesamtlast I _tot gleich ist der von dieser Rolle 5 auf da- den Strang ausgeübten Walzkraft F ₁ zur Gesamtkraft F _tot • Das erste Reduktionsgerüst 13-0, welches beim Führen des Strangs keine walzenden Rollen 5, sondern nur führende Rollen 4aufweist, dient als Einrichtung zur Einstellung der Gießge- schwindigkeit bzw. zur Einrichtung zur Messung der Gießgeschwindigkeit. Dementsprechend wird je nach durchgeführtem Prozess der Rolle, die oberhalb des Strangs 2 angeordnete, führende Rolle 4 auch als die Geschwindigkeit einstellende Rolle 6 oder als messende Rolle 7 bezeichnet.

Zur Einstellung der Gießgeschwindigkeit v oder der Messung der Gießgeschwindigkeit wird die oberhalb des Strangs 2 angeordnete führende Rolle 4 mit einer Andruckkraft A auf das Gießgut angedrückt. Dadurch wird ein Kontakt mit dem Strang sichergestellt. Der Antrieb 8 der Rolle 4,6,7 dieses ersten Reduktionsgerüsts 13-0, wird jedoch nicht wie die Antriebe 8 der walzenden Rollen 5 gesteuert. Dem Antrieb 8 dieser führenden Rolle 4 des ersten Reduktionsgerüsts 13-0 wird ein

Lasten-Sollwert vorgegeben, um damit eine erwünschte Gießgeschwindigkeit v einzustellen. Diese erwünschte Gießgeschwindigkeit v kann beispielsweise der Steuereinrichtung 10 benut- zerseitig zugeführt werden, welche daraufhin den Antrieb 8 der die Geschwindigkeit einstellenden Rolle 6 des Reduktions- gerüsts 13-0 entsprechend steuert. Die Last Io des Antriebs 8 der einstellenden Rolle 6 des ersten Reduktionsgerüsts 13-0 kann zur Steuerung der Last I ₁ , I2, I3, I4 der Antriebe 8 der nachfolgenden walzenden Rollen 5 verwendet werden. Dazu wird die Last Io des ersten Antriebs erfasst und der

Steuereinrichtung 10 zugeführt. Dort wird die erfasste Last Io mittels eines PI-Reglers 12 zu einem Steuersignal die Lasten I ₁ , I ₂ , I ₃ , I ₄ der den walzenden Rollen 5 zugeordneten Antriebe 8 verarbeitet. Dies ist insbesondere dann von Bedeu- tung, wenn eine Messung der Gießgeschwindigkeit durch die messende Rolle 7 des ersten Reduktionsgerüsts 13-0 erfolgen soll .

Mit einer in FIG 1 gezeigten Gießanlage und einer von der Gießanlage umfassten Steuereinrichtung 10 kann eine Einstellung einer Dicke eines Gießguts und einer Anfangsdicke 9 auf eine Enddicke 9' erfolgen, ohne dass die Gießgeschwindigkeit Instabilitäten aufweist.

FIG 2 geht von einem initiierten Stranggießverfahren aus. Hierbei steht ein Modell zur Ermittlung eines Flüssigkerns des Walzguts zur Verfügung, welches die erforderlichen Walzkräfte an den walzenden Rollen zur Einstellung einer Enddicke 9' ausgehend von einer Anfangsdicke 9 ermittelt. Diese ermit- telten, einzustellenden Walzkräfte werden in einem Verfahrensschritt 100 einer Steuereinrichtung zugeführt.

In FIG 2 ist vorgesehen, dass eine Einstellung der Gießgeschwindigkeit des Gießguts durch ein Reduktionsgerüst er- folgt, mit welchem grundsätzlich auch eine Dickenreduktion vorgenommen werden kann. Im vorliegenden Fall wird dieses Reduktionsgerüst nicht zum Walzen genutzt, sondern zum Einstellen und/oder Messen einer Gießgeschwindigkeit des aus dem

Gießbehälter abgeführten Gießguts. Daher wird die diesem Reduktionsgerüst zugeordnete führende Rolle auch als messende oder als die Gießgeschwindigkeit einstellende Rolle bezeichnet .

Dazu wird zunächst in einem Verfahrensschritt 101 festgestellt, welche Rollen als walzende Rollen i eingesetzt werden sollen oder aufgrund eines Defekts eingesetzt werden können. Anschließend stellt die Steuerung eine Walzkraft F ₁ für die jeweilige i-te walzende Rolle in einem Verfahrensschritt 102 ein, wobei die jeweilige Walzkraft F ₁ durch das oben genannte Modell dynamisch vorgegeben wird. Nach Einstellung der Walzkraft F ₁ an den jeweiligen walzenden Rollen, wird die Walzkraft F _{1 ist} , der Istwert der Walzkraft der i-ten Rolle, in einem Verfahrensschritt 103 erfasst. Die Erfassung und die Einstellung der Walzkraft F _{1 ist} können im Wesentlichen gleichzeitig erfolgen.

Die walzenden Rollen i üben jedoch nicht nur eine Walzkraft F ₁ auf den Strang aus, sondern jeder walzenden Rolle i ist ein Antrieb zugeordnet, welcher die walzenden Rolle antreibt, so dass der Strang längs einer vorgegebenen Richtung weiterbewegt wird. Der Antrieb einer walzenden Rolle i ist dazu mit einer Last I ₁ beaufschlagt.

In einem Verfahrensschritt 103' wird ein Istwert der Last I _{1 1St} jedes einzelnen, einer walzenden Rolle i zugeordneten Antriebs erfasst. Aus den erfassten Walzkräften F _{1 ist} und den erfassten Lasten I _{1 ist} der Antriebe der walzenden Rollen wird in einem Verfahrensschritt 104 eine Gesamtlast I _tot und eine Gesamtwalzkraft F _tot ermittelt. Dies wird erreicht, indem die erfassten Lasten I _{1 ist} aufsummiert werden. Die Gesamtwalzkraft F _tot wird ermittelt, indem die einzelnen von den walzenden Rollen i auf den Strang ausgeübten Walzkräfte F ₁ aufsum- miert werden.

Anschließend wird die (Soll)- Last I ₁ der einzelnen Antriebe daraus abhängig von der Walzkraft F ₁ in einem Verfahrensschritt 105 bestimmt. Dies erfolgt gemäß der Beziehung:

I = F

Nach Bestimmung der (Soll) -Last des i-ten Antriebs proportional zur Walzkraft der diesen Antrieb zugeordneten i-ten Rolle auf den Strang, wird diese Last I _{1 ist} in einem Verfahrens- schritt 106 auf den neuen Wert I ₁ eingestellt. Durch die

Walzkraft-abhängige Einstellung der Last wird der Vortrieb des Strangs durch die walzende i-te Rolle verbessert. Zudem kommt es nicht zu einer Geschwindigkeitsreduktion durch veränderte, aus einer veränderten Walzkraft resultierende Rei- bungsverhältnisse am Strang. In FIG 1 läuft i von 1 bis 4.

Die Anzahl i der walzenden Rollen kann jedoch abhängig einer jeweiligen Gießanlage beliebig gewählt werden.

Vorteilhafterweise wird bei der Einstellung der Last der An- triebe der walzenden Rollen im Verfahrensschritt 106 eine beabsichtigte Messung der Gießgeschwindigkeit durch die messende Rolle oder eine änderung der Gießgeschwindigkeit durch die die Geschwindigkeit einstellende Rolle in einem Verfahrensschritt 108 berücksichtigt.

Soll eine veränderte Gießgeschwindigkeit in einem Verfahrensschritt 108 eingestellt werden, so ist es vorteilhaft, dass die Last der Antriebe der walzenden Rollen abhängig von der erfassten Last des Antriebs der die Geschwindigkeit einstel- lenden Rolle gesteuert wird. Steigt die Last des der die Geschwindigkeit einstellenden Rolle zugeordneten Antriebs an, so werden die Lasten der Antriebe der walzenden Rollen schneller an eine geänderte Gießgeschwindigkeit angepasst.

Andernfalls erzeugen die walzenden Rollen durch eine zu geringe Last ihrer Antriebe einen Widerstand gegen die änderung der Gießgeschwindigkeit. Dies soll durch eine von der Last

des der die Gießgeschwindigkeit einstellenden Rolle zugeordneten Antriebs abhängige Steuerung der den walzenden Rollen zugeordneten Antriebe vermieden werden. Die Einstellung der Gießgeschwindigkeit im Verfahrensschritt 108 wird also bei der Einstellung der Lasten im Verfahrensschritt 106 berücksichtigt .

Zudem kann regelmäßig in einem Verfahrensschritt 109 abgefragt werden, ob eine Messung der Gießgeschwindigkeit des Gießguts vorgenommen werden soll. Soll eine Messung der Gießgeschwindigkeit in einem Verfahrensschritt 111 mit der messenden Rolle erfolgen, so ist zweckmäßig, dass die die Geschwindigkeit messende Rolle möglichst durch die nachfolgenden, walzenden Rollen in jeder Wirkrichtung entlastet wird. Dadurch kann eine möglichst fehlerfreie Messung erfolgen.

Dies kann erreicht werden, indem die Last der die Geschwindigkeit messenden Rolle erfasst wird, und die Last der Antriebe der walzenden Rollen in Abhängigkeit von der Last der die Geschwindigkeit messenden Rolle ein Lasten-Offset-Wert δI mittels eines PI-Reglers in einem Verfahrensschritt 110 ermittelt wird. Durch den Lasten-Offset-Wert δI, mit welchem die den walzenden Rollen zugeordneten Antriebe gesteuert werden, kann erreicht werden, dass die messende Rolle im Wesent- liehen in alle Wirkrichtungen bei der Messung entlastet ist. Nachdem die Last der den walzenden zugeordneten Antriebe unter Berücksichtigung des Lasten-Offset-Wertes δI im Verfahrensschritt 106 bei der Einstellung der Lasten, kann eine Messung der Gießgeschwindigkeit mit verringertem Messfehler realisiert werden.

Nach Einstellung der Lasten der den walzenden Rollen zugeordneten Antriebe kann ein Drehsatzzusatzsollwert in einem Verfahrensschritt 107 ermittelt werden. Mittels des Drehzahlzu- satzsollwerts wird die durch die Verminderung der Dicke bewirkte Geschwindigkeitserhöhung eines Gießgutabschnitts in die Steuerung der Rollen mit einbezogen.

Das Verfahren kann kontinuierlich ausgeführt werden, wobei die Steuerungen der Antriebe als Teil eines Regelkreises vorgenommen werden können. Insbesondere kann das Verfahren solange ausgeführt werden, bis das Gießen eines Gießguts, bspw. eines Strangs, abgeschlossen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann der Vorschub des Gießguts verbessert werden, und die Stabilität der Gießgeschwindigkeit erhöht werden.

Insbesondere sind mit einem derartigen Verfahren Endlos- Gießwalz-Anlagen vorteilhaft betreibbar und insbesondere kann eine Gießanlage als Endlos-Gießwalz-Anlage ausgebildet sein.