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EP2691188B1 - Betriebsverfahren für eine walzstrasse - Google Patents

Betriebsverfahren für eine walzstrasse Download PDF

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Publication number
EP2691188B1
EP2691188B1 EP12718185.7A EP12718185A EP2691188B1 EP 2691188 B1 EP2691188 B1 EP 2691188B1 EP 12718185 A EP12718185 A EP 12718185A EP 2691188 B1 EP2691188 B1 EP 2691188B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rolling
stand
control computer
flat workpiece
variables
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP12718185.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2691188A1 (de
Inventor
Matthias Kurz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=46025692&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2691188(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to EP12718185.7A priority Critical patent/EP2691188B1/de
Publication of EP2691188A1 publication Critical patent/EP2691188A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2691188B1 publication Critical patent/EP2691188B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • 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
    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • 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
    • B21B37/68—Camber or steering control for strip, sheets or plates, e.g. preventing meandering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2263/00—Shape of product
    • B21B2263/02—Profile, e.g. of plate, hot strip, sections

Definitions

  • the present invention further relates to a computer program comprising machine code, which can be processed directly by a control computer for a rolling train for rolling a flat rolling stock and its execution by the control computer causes the control computer to operate the mill train according to such an operating method.
  • the present invention further relates to a control computer for a rolling mill for rolling a flat rolling stock, wherein the control computer is designed such that it operates the mill train according to such an operating method.
  • the present invention further relates to a rolling mill for rolling a flat rolled stock, which is equipped with such a control computer.
  • the estimated sizes in conjunction with the initial rolling data describing the flat rolling stock before rolling in the rolling stand, and the stand data of the rolling stand, describe the rolling gap resulting from rolling the flat rolled stock in the rolling stand.
  • the control computer determines, using a model, expected sizes expected for the flat rolled stock when the flat rolled stock is rolled in the rolling stand with the set sizes.
  • the control computer varies in the context of Stichplanbetician according to a strategy at least one of the scheduled sizes, so that the determined expected sizes are at least approximated the end sizes.
  • the control computer transfers the variables determined within the stitch plan to a basic automation of the rolling stand, so that the flat rolling stock is rolled in the roll stand according to the varied sizes.
  • From the DE 10 2009 043 400 A1 is a concept for model-based determination of actuator setpoints for a hot strip mill with multiple rolling stands known. With this concept, a desired target contour of the rolling column of the stands can be set when the actuator setpoint values are executed.
  • a desired speed wedging of the hot strip is specified after each stand.
  • values for strip thickness contours at the outlets of the frameworks are determined with the aid of flatness models.
  • the target contour for the tape drive members is determined.
  • the actuator setpoint values are calculated from the target contour for each scaffold with the aid of an optimization method.
  • the shape of the rolling stock is an important factor from the beginning of the process on all intermediate steps. Besides thickness, width, profile and flatness, the wedges (i.e., the asymmetric portion of the thickness across the width of the flat rolled stock) and the saberiness (i.e., the curvature of the flat rolled stock in the rolling plane) are also important parameters. Both a wedge and a saber are undesirable because these sizes (if different from 0) make the further process steps more difficult and even impossible or even result in rejects.
  • the flat rolling stock already has a thickness wedge
  • the pivoting is performed manually by an operator due to the observation of the rolling stock.
  • the object of the present invention is to provide possibilities by means of which an outlet wedge and / or an expiring saber can be specifically predicted and adjusted in a flexible manner.
  • the other roll stand sizes can also be determined as needed.
  • they may comprise a roll-back force and / or a crown of rolls of the roll stand and / or an entanglement and / or a displacement of the rolls of the roll stand against each other.
  • the sizes describing the rolling of the flat rolling stock in the roll stand can be supplemented by further sizes.
  • the further variables may include, for example, the on and / or the outgoing side train in the flat rolling stock and / or the corresponding differences between the drive and operating side and / or the corresponding distributions over the width of the flat rolling stock.
  • the roll contour fraction can be particularly efficiently, i. with relatively little computational effort to be determined.
  • the framework parameters of the rolling stand for the drive and the operating side each comprise their own springing characteristic.
  • the initial data may be purely symmetrical data, for example characterizing the average thickness and the average strength of the flat rolled stock.
  • the initial data additionally comprise variables which are characteristic of a strength wedge-for example a temperature wedge-and / or for a thickness wedge and / or for a (inlet-side) saber of the flat rolling stock.
  • the target discharge wedge and / or the target saber are fixedly assigned to the control computer.
  • the target discharge wedge and / or the target saber can be set to 0.
  • the target discharge wedge and / or the target saber be explicitly specified to the control computer.
  • the control computer determines the target discharge wedge using the initial data of the flat rolling stock. In this case, the control computer may in particular determine the relative wedge, i. the ratio of thickness wedge to medium thickness of the flat rolled material, maintained.
  • the control computer determined over the length of the flat rolled material for several positions respectively the discharge wedge and varies according to the wedge strategy at least one of the scheduled sizes. This procedure is particularly advantageous when the flat rolling stock is a band. However, it is equally applicable if the flat rolling stock is a heavy plate.
  • the object of the invention is further achieved by a computer program of the type mentioned.
  • the computer program is designed in this case such that the control computer executes an operating method with all steps of an operating method according to the invention.
  • control computer for a rolling train for rolling a flat rolling stock which is designed such that it carries out such an operating method during operation.
  • the object is further achieved by a rolling mill for rolling a flat rolling stock, which is equipped with such a control computer.
  • FIG. 1 shows a rolling mill for rolling a flat rolling stock 1.
  • the rolling mill is according to FIG. 1 designed as multi-stand rolling train, which has several - usually four to eight - rolling stands 2.
  • the rolling stands 2 of the rolling mill the flat rolling stock 1 is rolled.
  • the rolling train is equipped with a control computer 3.
  • the control computer 3 is designed such that it operates the rolling train according to an operating method with all the steps of an operating method according to the invention.
  • the operating method according to the invention will be explained in more detail below.
  • the corresponding design of the control computer 3 is effected by a computer program 4, with which the control computer 3 is programmed.
  • the computer program 4 can for this purpose on a suitable disk 5 - purely exemplary is the disk in FIG. 1 as a USB memory stick - be saved.
  • the storage on the data carrier 5 is in machine-readable form, as a rule in an exclusively machine-readable form, for example in electronic form.
  • the computer program 4 comprises machine code 6.
  • the machine code 6 can be processed directly by the control computer 3.
  • the processing of the machine code 6 by the control computer 3 causes the control computer 3 to operate the rolling train according to the operating method according to the invention.
  • FIG. 2 - is always complementary FIG. 1 with - are the control computer 3 in a step S1 set framework data.
  • the framework data describe framework parameters of a rolling mill 2 executing a specific rolling process, in particular its spring-back characteristic.
  • the control computer 3 for the specific rolling process in the specific rolling mill 2 initial data are known, which describe the flat rolling stock 1 before rolling in the respective rolling stand 2.
  • the initial data include at least the width b, the average thickness d and a characteristic of the average strength of the flat rolled material 1 size, for example, the temperature T. It is possible that the initial data to the control computer 3 are specified from the outside. Alternatively, it is possible for the control computer 3 to determine the initial data itself. For example, the initial data may result, in whole or in part, from a previous rolling operation that is performed prior to the rolling process now under consideration. This will be explained later become. It is possible for the control computer 3 to carry out the step S2 as part of a passplan calculation.
  • a step S3 the control computer 3 sets in the context of Stichplanbetician sizes that describe the rolling of the flat rolled stock 1 in the respective rolling stand 2. Due to the fact that the control computer 3 executes the step S3 in the stitch plan calculation, the control computer 3 executes the step S3 before starting rolling of the rolling stock 1 in the corresponding rolling mill 2.
  • the stated sizes describe, in conjunction with the initial data d, b, T of the flat rolling stock 1 and the framework data of the respective rolling stand 2, the roll gap, which results in the respective rolling stand 2 during rolling of the flat rolling stock 1. They further describe the asymmetry of the roll gap seen in the direction of the roll axes.
  • the control computer 3 is therefore able to determine in a step S4 within the stitch plan calculation on the basis of the initial data b, d, T, the framework data and the applied variables by means of a wedge model 7 an outlet wedge K, which is expected for the flat rolling stock 1 when the flat rolling stock 1 is rolled in the respective stand 2 with the sizes set.
  • a saber K ' can be determined by means of the wedge model 7, which is expected for the flat rolling stock 1 when the flat rolled stock 1 is rolled in the rolling stand 2 with the sizes set.
  • the wedge model 7 comprises mathematical-physical equations by means of which the behavior of the rolling stand 2 and of the flat rolling stock 1 is described. It is also realized by the computer program 4 or the machine code 6.
  • outlet wedge has the following meaning: An outlet wedge is the asymmetrical portion of the thickness function seen over the bandwidth b.
  • the term “saber” means the curvature of the flat rolled stock 1 to the side.
  • a step S5 the control computer 3 varies as part of the stitch plan calculation according to a wedge strategy at least one of the set sizes.
  • the variation takes place in such a way that the determined discharge wedge K is at least approximated to a desired discharge wedge.
  • the determination can be made such that the saber K 'is approximated to a target saber.
  • a step S6 the control computer 3 transfers the variables determined in the stitch plan calculation to a basic automation 8 of the respective rolling stand 2.
  • the functional dependencies of the outlet wedge K and / or the saber K ' are additionally transferred from the set sizes.
  • the basic automation 8 is thereby able to roll the respective rolling stand 2 in accordance with the varied sizes, while the flat rolling stock 1 passes through the respective rolling stand 2.
  • the step S6 is also executed by the control computer 3 before the flat rolling stock 1 is rolled in the respective rolling stand 2.
  • FIG. 3 includes steps S11 to S16.
  • the steps S11 to S16 are similar to the steps S1 to S6 of FIG FIG. 2 , However, the steps S11 to S16 show more detailed configurations than the steps S1 to S6.
  • steps S11 to S16 can be implemented independently of one another. It is not necessary, for example, to combine the more concrete embodiment of step S11 with the more concrete embodiment of step S13.
  • the sequence of steps S11 and S2 to S6 could be combined or the sequence of steps S1, S2, S13 and S4 to S6 and the like more.
  • step S11-analogous to step S1-the framework data are specified.
  • the framework parameters include of the rolling stand 2 - separately for the drive and the operating side - each have their own Auffederungs characterizing.
  • step S12 the control computer 3 becomes aware of the quantities b, d, T already mentioned in connection with step S2.
  • the initial data may include, for example, a strength wedge-in particular a temperature wedge ⁇ T-and / or a thickness wedge ⁇ d.
  • a variable characteristic of an incoming saber of the flat rolling stock 1 can be known, for example a corresponding curvature k.
  • control computer 3 may be aware of further data in step S12, for example the desired wedge and / or the nominal saber or maximum permissible values for the discharge wedge and / or the outgoing saber.
  • Step S13 shows some of the set sizes.
  • the set sizes are characteristic at least for the total rolling force F.
  • the set sizes are still characteristic of the rolling force difference ⁇ F between the drive and operating side.
  • Other sizes that may be used are further roll stand sizes B, C, ⁇ B that influence the roll contour and the difference in setting ⁇ s between the drive side and the operating side.
  • an offset V can be used with. The offset V indicates how far the flat rolling stock 1, offset relative to the rolling mill center, enters the relevant rolling stand 2.
  • the control computer 3 determines a bending line part K1 from the total rolling force F, the rolling force difference ⁇ F, the other rolling stand sizes B, C, ⁇ B, the width b of the flat rolled material 1, and the offset V. Furthermore, in step S14, the control computer 3 determines a flattening portion K2 on the basis of the total rolling force F, the rolling force difference ⁇ F and the width b of the flat rolling stock 1. Furthermore, the control computer 3 determines in the context of step S14 based on the employment difference ⁇ s and a Gerüstfederfederungsifferenz ⁇ g between the drive and operator side a Verkippungsanteil K3.
  • Abplattungsanteil K2 and the Verkippungsanteil K3 determines the control computer 3 the Auslaufkeil K. If the initial data also includes values for the inlet side wedge and the inlet side saber and continue the incoming and outgoing trains and their differences or distributions are known or a material transverse flow is excluded, in addition, the outlet-side saber K 'can be determined.
  • Steps S15 and S16 are of steps S5 and S6 of FIG FIG. 2 identical.
  • FIG. 4 shows further possible embodiments of the step S13 of FIG. 3 , Analogous to the ratio of FIG. 2 and 3 Steps S21 and S22 are alternatively realizable.
  • the crown C can optionally be actively influenced by local cooling of the rollers 9.
  • the operating method according to the invention can be configured in various ways. Examples of such embodiments are in FIG. 5 shown.
  • FIG. 5 shows various possible embodiments. The embodiments can be implemented independently of each other. Furthermore, the possible embodiments in the context of FIG. 5 explained in connection with steps S1 to S6 already in FIG. 2 were explained. Alternatively, together or individually, steps S11 through S16 of FIG FIG. 3 be used, if necessary in the embodiments according to FIG. 4 ,
  • step S31 the control computer 3 is given the wedge strategy.
  • the control computer can be specified whether it should set the discharge wedge K and / or the saber K 'to 0, whether it should retain an already existing relative asymmetry (possibly in which distribution on discharge wedge K and saber K').
  • step S32 the control computer 3 determines the target discharge wedge and / or the target saber using the initial data of the flat rolling stock 1.
  • the control computer 3 for example, in the case that the flat rolling stock 1 before rolling in the respective rolling stand 2 already has a wedge and / or a saber and further due to the thickness d of the rolling stock 1, a material flow is no longer or only in limited Scope is possible to specify the desired wedge and the target saber such that the target saber is still within tolerable range and the target wedge describes the remaining asymmetry of the flat rolled material 1.
  • the determination of the desired wedge and / or the Sollsäbels in the context of step S32 of course, only if the desired wedge and / or the target saber are not already specified and determined by the wedge strategy as such.
  • steps S36 to S38 may be present.
  • step S36 the control computer 3 receives rolling stand conditions which occur during the rolling of the flat rolling stock 1 in the respective rolling stand 2.
  • the control computer 3 can receive the actual rolling forces and / or the actual rolling force differences or the corresponding values of the bending-back force.
  • step S37 the control computer 3 during the rolling of the flat rolling stock 1 in the respective rolling stand 2 can take sizes that are characteristic of the actual discharge wedge and / or the actual saber of the flat rolled material 1.
  • the actual exit-side train or its difference or distribution can be detected and fed to the control computer 3.
  • corresponding sizes can be accepted after rolling the flat rolled stock 1.
  • the flat rolling stock 1 may be measured after complete rolling in the respective rolling stand 2 under certain circumstances. It is also possible for suitable sizes to be detected at one point or at several locations behind the rolling stand 2 and closed based on the variables on the actual outlet-side curvature of the flat rolling stock 1. Corresponding procedures are known to the person skilled in the art.
  • the control computer 3 can use the quantities taken in the course of the steps S36, S37 and / or S38 for different purposes. For example, it is possible for the control computer 3 to output a visualization of the actual discharge wedge and / or the actual saber of the flat rolling stock 1-for example via a display device or a printer-to an operator 10 in a step S41. Alternatively or additionally, it is possible that the control computer 3 in a step S42, the actual, accepted sizes compares with corresponding expected sizes and adapted the wedge model 7 based on the comparison.
  • control computer 3 can use the quantities received to determine actual states of the flat rolling stock 1 and to take them into account during subsequent processing steps. For example, the control computer 3 can check in a step S43 whether the processing of the flat rolling stock 1 has ended. If this is not the case, the control computer 3 can proceed to a step S44 in which the control computer 3 uses the initial data of the flat rolling stock 1 for a later treatment step - in particular a subsequent rolling process - of the same flat rolling stock 1 or at least using this data determined a part of the initial data of the flat rolling stock 1.
  • the subsequent rolling process can, depending on the type of rolling train, be carried out in the same or in another rolling stand 2.
  • step S46 can additionally be present in addition.
  • the control computer 3 may change the wedge strategy under certain circumstances. For example, the control computer 3 can determine the wedge strategy such that the discharge wedge K and the saber K 'are corrected if and as long as the incoming thickness d of the flat rolling stock 1 is greater than a critical thickness. However, if the thickness d of the flat rolled stock 1 before rolling is (are) smaller than the critical thickness, the control computer 3 may change the wedge strategy so that from this point on, the run-out wedge K existing at that time is maintained. Other possibilities of change are also given.
  • the operating method according to the invention per flat rolled product 1 is executed only once. Preferably, however, it is carried out several times.
  • the control computer 3 according to FIG. 6 over the length of the flat rolling stock Determine a plurality of positions (sections 11) and determine for each section 11 respectively the outlet wedge K and / or the saber K 'and according to the respective given wedge strategy at least one of the set sizes - for example, the rolling force difference ⁇ F or the offset V - in the sense of Approximation to a respective setpoint vary.
  • control computer 3 It is possible for the control computer 3 to carry out the determination of the discharge wedge K and / or the saber K 'for all considered sections 11 before the first section 11 of the rolling stock 1 enters the rolling stand 2 under consideration. However, at least the control computer 3 executes the process for each section 11 at a time before the respective section 11 enters the rolling mill 2 executing the respective rolling process.
  • a flat rolled stock 1 is rolled in a multi-stand rolling mill, wherein the Walzgutlaufraum x is always the same.
  • each rolling pass is made in another rolling stand 2 of the rolling train.
  • This embodiment of the rolling train is particularly suitable when the flat rolling stock 1 is a band. In principle, however, this procedure is equally applicable if the flat rolled stock 1 is a heavy plate (a plate).
  • the rolling train reversing works, that is designed as a reversing mill.
  • the individual rolling operations take place in the same rolling stand 2, wherein the rolling stock running direction x changes from rolling pass to rolling pass.
  • This embodiment is particularly suitable when the flat rolling stock 1 is a heavy plate. In principle, however, it is equally applicable when the flat rolled stock 1 is a strip.
  • the reversing mill is preferably designed as a Steckel mill.
  • the present invention has many advantages.
  • a targeted determination of the outlet wedge K and / or the saber K 'and an integration of this determination in the stitch plan calculation is possible.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Walzstraße zum Walzen eines flachen Walzgutes in mindestens einem Walzgerüst der Walzstrasse,
    • wobei einem Steuerrechner für die Walzstraße Gerüstparameter des Walzgerüsts beschreibende Gerüstdaten vorgegeben werden,
    • wobei der Steuerrechner im Rahmen einer Stichplanberechnung das Walzen des flachen Walzgutes im Walzgerüst beschreibende Größen ansetzt,
    • wobei die angesetzten Größen in Verbindung mit das flache Walzgut vor dem Walzen in dem Walzgerüst beschreibenden Anfangsdaten und den Gerüstdaten des Walzgerüsts den sich beim Walzen des flachen Walzgutes im Walzgerüst ergebenden Walzspalt und dessen Asymmetrie beschreiben,
    • wobei die das Walzen des flachen Walzgutes im Walzgerüst beschreibenden Größen für die Gesamtwalzkraft, die Walzkraftdifferenz zwischen Antriebs- und Bedienseite und die Anstellungsdifferenz zwischen Antriebs- und Bedienseite charakteristisch sind,
    • wobei die Anfangsdaten zumindest für die Breite, die mittlere Dicke und die mittlere Festigkeit des flachen Walzgutes charakteristische Größen umfassen,
    • wobei der Steuerrechner im Rahmen der Stichplanberechnung anhand der Anfangsdaten, der Gerüstdaten und der angesetzten Größen mittels eines Keilmodells einen Auslaufkeil und/ oder einen Säbel ermittelt, die für das flache Walzgut erwartet werden, wenn das flache Walzgut im Walzgerüst mit den angesetzten Größen gewalzt wird.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm, das Maschinencode umfasst, der von einem Steuerrechner für eine Walzstraße zum Walzen eines flachen Walzgutes unmittelbar abarbeitbar ist und dessen Abarbeitung durch den Steuerrechner bewirkt, dass der Steuerrechner die Walzstraße gemäß einem derartigen Betriebsverfahren betreibt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Steuerrechner für eine Walzstraße zum Walzen eines flachen Walzgutes, wobei der Steuerrechner derart ausgebildet ist, dass er die Walzstraße gemäß einem derartigen Betriebsverfahren betreibt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Walzstraße zum Walzen eines flachen Walzgutes, die mit einem derartigen Steuerrechner ausgestattet ist.
  • Derartige Gegenstände sind beispielsweise aus der WO 2006/063 948 A1 bekannt.
  • Bei dem bekannten Betriebsverfahren beschreiben die angesetzten Größen in Verbindung mit das flache Walzgut vor dem Walzen in dem Walzgerüst beschreibenden Anfangsdaten und den Gerüstdaten des Walzgerüsts den sich beim Walzen des flachen Walzgutes im Walzgerüst ergebenden Walzspalt. Der Steuerrechner ermittelt im Rahmen der Stichplanberechnung anhand der Anfangsdaten, der Gerüstdaten und der angesetzten Größen mittels eines Modells erwartete Größen, die für das flache Walzgut erwartet werden, wenn das flache Walzgut im Walzgerüst mit den angesetzten Größen gewalzt wird. Der Steuerrechner variiert im Rahmen der Stichplanberechnung gemäß einer Strategie mindestens eine der angesetzten Größen, so dass die ermittelten erwarteten Größen den Endgrößen zumindest angenähert werden. Der Steuerrechner übergibt die im Rahmen des Stichplans ermittelten variierten Größen an eine Basisautomatisierung des Walzgerüsts, so dass das flache Walzgut im Walzgerüst gemäß den variierten Größen gewalzt wird.
  • Aus der DE 10 2009 043 400 A1 ist ein Konzept zur modellbasierten Ermittlung von Stellglied-Sollwerten für eine Warmbreitbandstraße mit mehreren Walzgerüsten bekannt. Bei diesem Konzept ist bei Ausführung der Stellglied-Sollwerte eine gewünschte Zielkontur der Walzspalte der Gerüste einstellbar. In einem ersten Verfahrensschritt dieses Konzepts wird eine Soll-Geschwindigkeitskeiligkeit des Warmbandes nach jedem Gerüst vorgegeben. Im zweiten Schritt werden mit Hilfe von Bandplanheitsmodellen Werte für Banddickenkonturen an den Ausläufen der Gerüste ermittelt. Im dritten Schritt werden mit Hilfe von Materialflussmodellen für jedes Gerüst aufzubringende Walzkraftverteilungen bestimmt. Im vierten Schritt wird die Zielkontur für die Bandlaufstellglieder ermittelt. Im fünften Schritt werden für jedes Gerüst mit Hilfe eines Optimierungsverfahrens die Stellgliedsollwerte aus der Zielkontur berechnet.
  • Das in der DE 10 2009 043 400 A1 beschriebene Verfahren wird angewendet, während das flache Walzgut eine mehrgerüstige Walzstraße durchläuft. Für die Durchführung des Verfahrens werden sowohl einlaufseitige als auch auslaufseitige Messgrößen aller beteiligten Walzgerüste benötigt.
  • Der DE 10 2009 043 401 A1 ist ein gleichgelagerter Offenbarungsgehalt zu entnehmen.
  • Beim Walzen von Metall ist die Form des Walzgutes von Beginn des Prozesses an über alle Zwischenschritte hinweg eine wichtige Größe. Neben Dicke, Breite, Profil und Planheit sind auch die Keiligkeit (d.h. der asymmetrische Anteil der Dicke über die Breite des flachen Walzgutes) und die Säbeligkeit (d.h. die Krümmung des flachen Walzgutes in der Walzebene) wichtige Kenngrößen. Sowohl ein Keil als auch ein Säbel sind unerwünscht, da diese Größen (sofern sie von 0 verschieden sind) die weiteren Prozessschritte erschweren und unter Umständen sogar unmöglich machen oder zu Ausschuss führen.
  • Aufgrund der Materialerhaltung sind weiterhin die Keiligkeit und die Säbeligkeit eng miteinander verbunden. Läuft beispielsweise eine einseitig kalte Bramme in das Walzgerüst ein, so wird aufgrund der einseitig höheren Walzkraft und der damit verbundenen einseitig höheren Auffederung des Walzgerüstes die kältere Seite weniger stark gewalzt als die wärmere Seite, sofern kein anderweitiger Steuereingriff erfolgt. Dadurch bilden sich ein Dickenkeil und ein hiermit korrespondierender Säbel aus. Läuft hingegen ein bereits keiliges flaches Walzgut in das Walzgerüst ein und wird der Dickenkeil beim Walzen des flachen Walzgutes eliminiert, so wird durch das Walzen ein Säbel generiert.
  • Sofern das flache Walzgut bereits einen Dickenkeil aufweist, werden im Stand der Technik oftmals der obere Walzensatz und der untere Walzensatz gegeneinander verschwenkt, so dass während des Walzstiches der relative Keil erhalten bleibt und folglich keine Krümmung (= Säbel) generiert wird. Das Verschwenken wird von einer Bedienperson aufgrund der Beobachtung des Walzgutes manuell durchgeführt. Es sind auch schon Verfahren zur automatischen Unterstützung der Bedienperson bekannt, die diese manuellen Eingriffe vorwegnehmen oder zumindest verringern sollen. Diese Verfahren basieren auf Messungen von Differenzwalzkräften und Regelungen, werden also im Rahmen der Basisautomatisierung durchgeführt.
  • Für Keilbrammen, d.h. Brammen, die einen Dickenkeil aufweisen, sind weiterhin Verfahren bekannt, die durch Aufprägen asymmetrischer Zugverteilungen den Keil eliminieren, zugleich jedoch die Ausbildung eines Säbels verhindern. Dies wird dadurch erreicht, dass im Material ein Querfluss bewirkt wird.
  • Es ist schwierig oder sogar unmöglich, nur aus dem Walzkraftsignal einen Sollwert für ein Korrekturglied zu ermitteln, mittels dessen der Auslaufkeilkorrekt beeinflusst wird.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer ein Auslaufkeil und/ oder ein auslaufender Säbel gezielt vorhersagbar und auf flexible Weise einstellbar sind.
  • Die Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren für eine Walzstraße mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Betriebsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 9.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, ein Betriebsverfahren der eingangs genannten Art dadurch auszugestalten,
    • dass dem Steuerrechner von außen eine Keilstrategie vorgegeben wird,
    • dass die das Walzen des flachen Walzgutes im Walzgerüst beschreibenden Größen zusätzlich für mindestens eine weitere die Walzenkontur beeinflussende Walzgerüstgröße sowie den Versatz des flachen Walzgutes relativ zur Walzgerüstmitte charakteristisch sind,
    • dass der Steuerrechner
      • -- anhand der Gesamtwalzkraft, der Walzkraftdifferenz zwischen Antriebs- und Bedienseite, der weiteren Walzgerüstgrößen, der Breite des flachen Walzgutes und des Versatzes des flachen Walzgutes relativ zur Walzgerüstmitte einen Walzenkonturanteil,
      • -- anhand der Anstellungsdifferenz zwischen Antriebs- und Bedienseite und einer Gerüstauffederungsdifferenz zwischen Antriebs- und Bedienseite einen Verkippungsanteil und
      • -- anhand des Walzenkonturanteils und des Verkippungsanteils den Auslaufkeil und/oder den Säbel ermittelt,
    • dass der Steuerrechner im Rahmen der Stichplanberechnung gemäß der vorgegebenen Keilstrategie mindestens eine der angesetzten Größen variiert, so dass der ermittelte Auslaufkeil einem Sollauslaufkeil und/oder der Säbel einem Sollsäbel zumindest angenähert werden, und
    • dass der Steuerrechner die im Rahmen der Stichplanberechnung ermittelten variierten Größen an eine Basisautomatisierung des Walzgerüsts übergibt, so dass das flache Walzgut im Walzgerüst gemäß den variierten Größen gewalzt wird.
  • Die Keilstrategie kann beispielsweise nach Bedarf auf eine Erhaltung des relativen Keils, auf Keil = 0, auf Begrenzung eines Säbels gerichtet sein.
  • Die weiteren Walzgerüstgrößen können ebenfalls nach Bedarf bestimmt sein. Insbesondere können sie eine Walzenrückbiegekraft und/oder eine Balligkeit von Walzen des Walzgerüsts und/oder eine Verschränkung und/oder eine Verschiebung der Walzen des Walzgerüsts gegeneinander umfassen.
  • Die das Walzen des flachen Walzgutes im Walzgerüst beschreibenden Größen können durch weitere Größen ergänzt sein. Die weiteren Größen können beispielsweise den ein- und/oder den auslaufseitigen Zug im flachen Walzgut und/oder die entsprechenden Differenzen zwischen Antriebs- und Bedienseite und/ oder die entsprechenden Verteilungen über die Breite des flachen Walzgutes umfassen.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Steuerrechner
    • anhand der Gesamtwalzkraft, der Walzkraftdifferenz zwischen Antriebs- und Bedienseite, der weiteren Walzengerüstgrößen, der Breite des flachen Walzgutes und des Versatzes des flachen Walzgutes relativ zur Walzgerüstmitte einen Biegelinienanteil,
    • anhand der Gesamtwalzkraft, der Walzkraftdifferenz zwischen Antriebs- und Bedienseite und der Breite des flachen Walzgutes einen Abplattungsanteil und
    • anhand des Biegelinienanteils und des Abplattungsanteils den Walzenkonturanteil ermittelt.
  • Durch diese Vorgehensweise kann der Walzenkonturanteil besonders effizient, d.h. mit relativ geringem Rechenaufwand, ermittelt werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Gerüstparameter des Walzgerüsts für die Antriebs- und die Bedienseite jeweils eine eigene Auffederungscharakteristik umfassen. Durch diese Ausgestaltung ist eine besonders flexible Modellierung des Auslaufkeils und/ oder des Säbels möglich.
  • Die Anfangsdaten können rein symmetrische Daten sein, beispielsweise die mittlere Dicke und die mittlere Festigkeit des flachen Walzgutes charakterisieren. Es ist jedoch ebenso möglich, dass die Anfangsdaten zusätzlich für einen Festigkeitskeil - beispielsweise einen Temperaturkeil - und/oder für einen Dickenkeil und/oder für einen (einlaufseitigen) Säbel des flachen Walzgutes charakteristische Größen umfassen.
  • Es ist möglich, dass der Sollauslaufkeil und/oder der Sollsäbel dem Steuerrechner fest vorgegeben sind. Beispielsweise können der Sollauslaufkeil und/oder der Sollsäbel auf 0 vorgegeben sein. Alternativ ist es möglich, dass der Sollauslaufkeil und/oder der Sollsäbel dem Steuerrechner explizit vorgegeben werden. Wiederum alternativ ist es möglich, dass der Steuerrechner den Sollauslaufkeil unter Verwendung der Anfangsdaten des flachen Walzgutes ermittelt. In diesem Fall kann der Steuerrechner insbesondere den relativen Keil, d.h. das Verhältnis von Dickenkeil zu mittlerer Dicke des flachen Walzgutes, beibehalten.
  • Es ist möglich, das erfindungsgemäße Betriebsverfahren - bezogen auf den jeweiligen Walzvorgang - für jedes flache Walzgut nur einmal durchzuführen. Vorzugsweise jedoch ermittelt der Steuerrechner über die Länge des flachen Walzgutes gesehen für mehrere Positionen jeweils den Auslaufkeil und variiert gemäß der Keilstrategie mindestens eine der angesetzten Größen. Diese Vorgehensweise ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das flache Walzgut ein Band ist. Sie ist jedoch ebenso anwendbar, wenn das flache Walzgut ein Grobblech ist.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung nimmt der Steuerrechner während des Walzens des flachen Walzgutes im Walzgerüst auftretende Walzgerüstzustände und/oder während und/oder nach dem Walzen des flachen Walzgutes im Walzgerüst für den tatsächlichen Auslaufkeil und/oder den tatsächlichen Säbel des flachen Walzgutes charakteristische Größen entgegen. Der Steuerrechner kann die entgegengenommenen Größen in diesem Fall insbesondere
    • für die Ermittlung eines Teils oder direkt als Teil der Anfangsdaten des flachen Walzgutes für mindestens einen späteren Walzvorgang desselben flachen Walzgutes in demselben oder einem anderen Walzgerüst,
    • für die Adaption des Keilmodells und/oder
    • für die Visualisierung des tatsächlichen Auslaufkeils und/ oder des tatsächlichen Säbels des flachen Walzgutes verwenden.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogramm der eingangs genannten Art gelöst. Das Computerprogramm ist in diesem Fall derart ausgestaltet, dass der Steuerrechner ein Betriebsverfahren mit allen Schritten eines erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens ausführt.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch einen Steuerrechner für eine Walzstraße zum Walzen eines flachen Walzgutes gelöst, der derart ausgebildet ist, dass er im Betrieb ein derartiges Betriebsverfahren ausführt.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Walzstraße zum Walzen eines flachen Walzgutes gelöst, die mit einem derartigen Steuerrechner ausgestattet ist.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
    • FIG 1
    schematisch eine Walzstraße,
    FIG 2 bis 5
    Ablaufdiagramme,
    FIG 6
    einen Abschnitt eines flachen Walzgutes und
    FIG 7
    schematisch eine weitere Walzstraße.
  • FIG 1 zeigt eine Walzstraße zum Walzen eines flachen Walzgutes 1. Die Walzstraße ist gemäß FIG 1 als mehrgerüstige Walzstraße ausgebildet, die mehrere - in der Regel vier bis acht - Walzgerüste 2 aufweist. In den Walzgerüsten 2 der Walzstraße wird das flache Walzgut 1 gewalzt.
  • Die Walzstraße ist mit einem Steuerrechner 3 ausgestattet. Der Steuerrechner 3 ist derart ausgebildet, dass er die Walzstraße gemäß einem Betriebsverfahren mit allen Schritten eines erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens betreibt. Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren wird nachstehend näher erläutert. Die entsprechende Ausbildung des Steuerrechners 3 wird durch ein Computerprogramm 4 bewirkt, mit dem der Steuerrechner 3 programmiert ist. Das Computerprogramm 4 kann zu diesem Zweck auf einem geeigneten Datenträger 5 - rein beispielhaft ist der Datenträger in FIG 1 als USB-Memory-Stick dargestellt - gespeichert sein. Die Speicherung auf dem Datenträger 5 ist in maschinenlesbarer Form, in der Regel in ausschließlich maschinenlesbarer Form, beispielsweise in elektronischer Form. Das Computerprogramm 4 umfasst Maschinencode 6. Der Maschinencode 6 ist von dem Steuerrechner 3 unmittelbar abarbeitbar. Das Abarbeiten des Maschinencodes 6 durch den Steuerrechner 3 bewirkt, dass der Steuerrechner 3 die Walzstraße gemäß dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren betreibt.
  • Gemäß FIG 2 - ergänzend ist stets FIG 1 mit heranzuziehen - werden dem Steuerrechner 3 in einem Schritt S1 Gerüstdaten vorgegeben. Die Gerüstdaten beschreiben Gerüstparameter eines einen bestimmten Walzvorgang ausführenden Walzgerüsts 2, insbesondere dessen Auffederungscharakteristik.
  • In einem Schritt S2 werden dem Steuerrechner 3 für den bestimmten Walzvorgang in dem bestimmten Walzgerüst 2 Anfangsdaten bekannt, die das flache Walzgut 1 vor dem Walzen in dem betreffenden Walzgerüst 2 beschreiben. Die Anfangsdaten umfassen zumindest die Breite b, die mittlere Dicke d sowie eine für die mittlere Festigkeit des flachen Walzgutes 1 charakteristische Größe, beispielsweise die Temperatur T. Es ist möglich, dass die Anfangsdaten dem Steuerrechner 3 von außen vorgegeben werden. Alternativ ist es möglich, dass der Steuerrechner 3 die Anfangsdaten selbst ermittelt. Beispielsweise können sich die Anfangsdaten ganz oder teilweise aus einem vorherigen Walzvorgang ergeben, der vor dem jetzt betrachteten Walzvorgang ausgeführt wird. Dies wird später näher erläutert werden. Es ist möglich, dass der Steuerrechner 3 den Schritt S2 im Rahmen einer Stichplanberechnung ausführt.
  • In einem Schritt S3 setzt der Steuerrechner 3 im Rahmen der Stichplanberechnung Größen an, die das Walzen des flachen Walzgutes 1 in dem betreffenden Walzgerüst 2 beschreiben. Aufgrund des Umstands, dass der Steuerrechner 3 den Schritt S3 im Rahmen der Stichplanberechnung ausführt, führt der Steuerrechner 3 den Schritt S3 aus, bevor mit dem Walzen des Walzguts 1 in dem entsprechenden Walzgerüst 2 begonnen wird.
  • Die angesetzten Größen beschreiben in Verbindung mit den Anfangsdaten d, b, T des flachen Walzgutes 1 und den Gerüstdaten des betreffenden Walzgerüsts 2 den Walzspalt, der sich in dem betreffenden Walzgerüst 2 beim Walzen des flachen Walzgutes 1 ergibt. Sie beschreiben weiterhin die Asymmetrie des Walzspaltes in Richtung der Walzenachsen gesehen. Der Steuerrechner 3 ist daher in der Lage, in einem Schritt S4 im Rahmen der Stichplanberechnung anhand der Anfangsdaten b, d, T, der Gerüstdaten und der angesetzten Größen mittels eines Keilmodells 7 einen Auslaufkeil K zu ermitteln, der für das flache Walzgut 1 erwartet wird, wenn das flache Walzgut 1 in dem betreffenden Walzgerüst 2 mit den angesetzten Größen gewalzt wird. Alternativ oder zusätzlich kann mittels des Keilmodells 7 ein Säbel K' ermittelt werden, der für das flache Walzgut 1 erwartet wird, wenn das flache Walzgut 1 im Walzgerüst 2 mit den angesetzten Größen gewalzt wird.
  • Das Keilmodell 7 umfasst mathematisch-physikalische Gleichungen, mittels derer das Verhalten des Walzgerüsts 2 und des flachen Walzgutes 1 beschrieben wird. Es ist ebenfalls durch das Computerprogramm 4 bzw. den Maschinencode 6 realisiert.
  • Der Begriff "Auslaufkeil" weist folgende Bedeutung auf: Ein Auslaufkeil ist der asymmetrische Anteil der Dickenfunktion über die Bandbreite b gesehen. Der Begriff "Säbel" bedeutet die Krümmung des flachen Walzgutes 1 zur Seite.
  • In einem Schritt S5 variiert der Steuerrechner 3 im Rahmen der Stichplanberechnung gemäß einer Keilstrategie mindestens eine der angesetzten Größen. Das Variieren erfolgt derart, dass der ermittelte Auslaufkeil K einem Sollauslaufkeil zumindest angenähert wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Ermittlung derart erfolgen, dass der Säbel K' einem Sollsäbel angenähert wird.
  • In einem Schritt S6 übergibt der Steuerrechner 3 die im Rahmen der Stichplanberechnung ermittelten variierten Größen an eine Basisautomatisierung 8 des betreffenden Walzgerüsts 2. In der Regel werden zusätzlich die funktionalen Abhängigkeiten des Auslaufkeils K und/oder des Säbels K' von den angesetzten Größen mit übergeben. Die Basisautomatisierung 8 ist dadurch in der Lage, das betreffende Walzgerüst 2 gemäß den variierten Größen zu walzen, während das flache Walzgut 1 das betreffende Walzgerüst 2 durchläuft. Auch der Schritt S6 wird vom Steuerrechner 3 ausgeführt, bevor das flache Walzgut 1 im betreffenden Walzgerüst 2 gewalzt wird.
  • Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren wird nachfolgend in Verbindung mit FIG 3 nochmals erläutert. FIG 3 umfasst Schritte S11 bis S16. Die Schritte S11 bis S16 entsprechen vom Ansatz her den Schritten S1 bis S6 von FIG 2. Die Schritte S11 bis S16 zeigen jedoch genauere Ausgestaltungen als die Schritte S1 bis S6.
  • Die Ausgestaltung der Schritte S11 bis S16 sind unabhängig voneinander realisierbar. Es ist nicht erforderlich, beispielsweise die konkretere Ausgestaltung des Schrittes S11 auch mit der konkreteren Ausgestaltung des Schrittes S13 zu kombinieren. Es könnte beispielsweise die Abfolge der Schritte S11 und S2 bis S6 miteinander kombiniert werden oder die Abfolge der Schritte S1, S2, S13 und S4 bis S6 und dergleichen mehr.
  • Im Schritt S11 werden - analog zum Schritt S1 - die Gerüstdaten vorgegeben. Gemäß dem Schritt S11 umfassen die Gerüstparameter des Walzgerüsts 2 - separat für die Antriebs- und die Bedienseite - jeweils eine eigene Auffederungscharakteristik.
  • Im Schritt S12 werden dem Steuerrechner 3 die bereits in Verbindung mit dem Schritt S2 genannten Größen b, d, T bekannt. Zusätzlich können die Anfangsdaten beispielsweise einen Festigkeitskeil - insbesondere einen Temperaturkeil δT - und/ oder einen Dickenkeil δd umfassen. Ebenso kann zusätzlich eine für einen einlaufenden Säbel des flachen Walzgutes 1 charakteristische Größe mit bekannt werden, beispielsweise eine entsprechende Krümmung k.
  • Weiterhin können dem Steuerrechner 3 im Schritt S12 weitere Daten bekannt werden, beispielsweise der Sollkeil und/oder der Sollsäbel oder maximal zulässige Werte für den Auslaufkeil und/oder den auslaufenden Säbel.
  • Der Schritt S13 zeigt einige der angesetzten Größen. Gemäß dem Schritt S3 sind die angesetzten Größen zumindest für die Gesamtwalzkraft F charakteristisch. Vorzugsweise sind die angesetzten Größen weiterhin für die Walzkraftdifferenz δF zwischen Antriebs- und Bedienseite charakteristisch. Weitere mögliche angesetzte Größen sind weitere die Walzenkontur beeinflussende Walzgerüstgrößen B, C, δB und die Anstellungsdifferenz δs zwischen Antriebs- und Bedienseite. Eventuell kann auch ein Versatz V mit angesetzt werden. Der Versatz V gibt an, wie weit das flache Walzgut 1 relativ zur Walzgerüstmitte versetzt in das betreffende Walzgerüst 2 einläuft.
  • Gemäß dem Schritt S14 ermittelt der Steuerrechner 3 anhand der Gesamtwalzkraft F, der Walzkraftdifferenz δF, der weiteren Walzgerüstgrößen B, C, δB, der Breite b des flachen Walzgutes 1 und des Versatzes V einen Biegelinienanteil K1. Weiterhin ermittelt der Steuerrechner 3 im Schritt S14 anhand der Gesamtwalzkraft F, der Walzkraftdifferenz δF und der Breite b des flachen Walzgutes 1 einen Abplattungsanteil K2. Weiterhin ermittelt der Steuerrechner 3 im Rahmen des Schrittes S14 anhand der Anstellungsdifferenz δs und einer Gerüstauffederungsdifferenz δg zwischen Antriebs- und Bedienseite einen Verkippungsanteil K3. Anhand des Biegelinienanteils K1, des Abplattungsanteils K2 und des Verkippungsanteils K3 ermittelt sodann der Steuerrechner 3 den Auslaufkeil K. Falls die Anfangsdaten auch Werte für den einlaufseitigen Keil und den einlaufseitigen Säbel umfassen und weiterhin die ein- und auslaufseitigen Züge und deren Differenzen oder Verteilungen bekannt sind oder ein Materialquerfluss ausgeschlossen ist, kann zusätzlich auch der auslaufseitige Säbel K' ermittelt werden.
  • Die Schritte S15 und S16 sind mit den Schritten S5 und S6 von FIG 2 identisch.
  • Alternativ zur Vorgehensweise des Schrittes S14, in welchem separat der Biegelinienanteil K1 und der Abplattungsanteil K2 ermittelt werden, ist es möglich, direkt einen Walzenkonturanteil zu ermitteln, welcher der Summe von Biegelinienanteil K1 und Abplattungsanteil K2 entspricht. Falls diese Vorgehensweise realisiert werden soll, kann beispielsweise wie folgt vorgegangen werden:
    • Die Walzen 9 des betrachteten Walzgerüsts 2 werden in finite Elemente aufgeteilt. Es wird eine Matrix ermittelt, welche eine gegebene Verschiebung der finiten Elemente aus einer jeweiligen Ruhelage mit der sich ergebenden Druckverteilung im Walzspalt in Beziehung setzt (sogenannte elastische Gleichungen). Diese Matrix wird invertiert, so dass anhand einer gegebenen Walzkraftverteilung der zugehörige Konturverlauf des Walzspalts ermittelbar ist. Die entsprechende Vorgehensweise zum Ermitteln der Matrix und deren Invertierung sind Fachleuten bekannt. Eine analoge Vorgehensweise ist möglich, wenn alternativ oder zusätzlich zum Übergang vom Walzgut 1 zur Arbeitswalze 9 ein Übergang zwischen zwei Walzen 9 des Walzgerüsts 2 betrachtet wird. Eine analoge Vorgehensweise ist weiterhin auch möglich, wenn die Verschiebungen als kontinuierliche Funktionen angesetzt werden (sogenannte Greensche Funktion).
  • FIG 4 zeigt weitergehende mögliche Ausgestaltungen des Schrittes S13 von FIG 3. Analog zum Verhältnis der FIG 2 und 3 zueinander sind auch Schritte S21 und S22 alternativ realisierbar.
  • Im Schritt S21 sind mögliche weitere Walzgerüstgrößen erläutert. Gemäß dem Schritt S21 können die weiteren Walzgerüstgrößen mindestens eine der folgenden Größen umfassen:
    • Eine Walzenrückbiegekraft B,
    • gegebenenfalls deren Differenz δB zwischen Antriebs- und Bedienseite,
    • eine (temperatur- und verschleißabhängige) Balligkeit C von Walzen 9 des betreffenden Walzgerüsts 2,
    • eine Verschiebung der Walzen 9 des betreffenden Walzgerüsts 2 in Richtung der Walzenachsen und
    • eine Verschränkung der Walzen 9 des Walzgerüsts 2 gegeneinander, d.h. eine gegensinnige Verschwenkung der Walzen 9 des Walzgerüsts 2 in und entgegen einer Walzgutlaufrichtung x.
  • Die Balligkeit C kann ggf. durch lokales Kühlen der Walzen 9 aktiv beeinflussbar sein.
  • Gemäß dem Schritt S22 können dem Steuerrechner 3 weiterhin zusätzliche Größen vorgegeben werden, die das Walzen des flachen Walzgutes 1 im betreffenden Walzgerüst 2 beschreiben. Insbesondere kann dem Steuerrechner 3 zusätzlich mindestens eine der nachfolgenden Größen vorgegeben werden:
    • Der einlaufseitige Zug Z im flachen Walzgut 1,
    • der auslaufseitige Zug Z' im flachen Walzgut 1,
    • die entsprechenden Differenzen δZ, δZ' zwischen Antriebsund Bedienseite und
    • die entsprechenden Verteilungen über die Breite b des flachen Walzgutes 1.
  • Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren kann auf verschiedene Weise ausgestaltet werden. Beispiele derartiger Ausgestaltungen sind in FIG 5 dargestellt.
  • FIG 5 zeigt verschiedene mögliche Ausgestaltungen. Die Ausgestaltungen sind unabhängig voneinander realisierbar. Weiterhin werden die möglichen Ausgestaltungen im Rahmen von FIG 5 in Verbindung mit den Schritten S1 bis S6 erläutert, die bereits in FIG 2 erläutert wurden. Alternativ könnten - zusammen oder einzeln - die Schritte S11 bis S16 von FIG 3 verwendet werden, ggf. in den Ausgestaltungen gemäß FIG 4.
  • Gemäß FIG 5 ist zusätzlich ein Schritt S31 vorhanden. Im Schritt S31 wird dem Steuerrechner 3 die Keilstrategie vorgegeben. Beispielsweise kann dem Steuerrechner vorgegeben werden, ob er den Auslaufkeil K und/oder den Säbel K' auf 0 einstellen soll, ob er eine bereits vorhandene relative Asymmetrie beibehalten soll (ggf. in welcher Verteilung auf Auslaufkeil K und Säbel K').
  • Weiterhin ist ein Schritt S32 vorhanden. Im Schritt S32 ermittelt der Steuerrechner 3 unter Verwendung der Anfangsdaten des flachen Walzgutes 1 den Sollauslaufkeil und/oder den Sollsäbel. Insbesondere kann der Steuerrechner 3 beispielsweise in dem Fall, dass das flache Walzgut 1 vor dem Walzen in dem betreffenden Walzgerüst 2 bereits einen Keil und/oder einen Säbel aufweist und weiterhin aufgrund der Dicke d des Walzgutes 1 ein Materialquerfluss nicht mehr oder nur noch in begrenztem Umfang möglich ist, den Sollkeil und den Sollsäbel derart vorgeben, dass der Sollsäbel im noch tolerierbaren Bereich liegt und der Sollkeil die verbleibende Asymmetrie des flachen Walzgutes 1 beschreibt. Die Ermittlung des Sollkeils und/oder des Sollsäbels im Rahmen des Schrittes S32 erfolgt selbstverständlich nur dann, wenn der Sollkeil und/oder der Sollsäbel nicht bereits durch die Keilstrategie als solche vorgegeben und festgelegt sind.
  • Weiterhin können Schritte S36 bis S38 (bzw. mindestens einer der Schritte S36 bis S38) vorhanden sein.
  • Im Schritt S36 nimmt der Steuerrechner 3 Walzgerüstzustände entgegen, die während des Walzens des flachen Walzgutes 1 im betreffenden Walzgerüst 2 auftreten. Beispielsweise kann der Steuerrechner 3 die tatsächlichen Walzkräfte und/oder die tatsächlichen Walzkraftdifferenzen bzw. die korrespondierenden Werte der Rückbiegekraft entgegennehmen.
  • Im Schritt S37 kann der Steuerrechner 3 während des Walzens des flachen Walzgutes 1 im betreffenden Walzgerüst 2 Größen entgegennehmen, die für den tatsächlichen Auslaufkeil und/ oder den tatsächlichen Säbel des flachen Walzgutes 1 charakteristisch sind. Beispielsweise kann der tatsächliche auslaufseitige Zug bzw. dessen Differenz oder Verteilung erfasst werden und dem Steuerrechner 3 zugeführt werden.
  • Im Schritt S38 können nach dem Walzen des flachen Walzgutes 1 entsprechende Größen entgegengenommen werden. Beispielsweise kann das flache Walzgut 1 nach dem vollständigen Walzen im betreffenden Walzgerüst 2 unter Umständen vermessen werden. Auch ist es möglich, dass an einer Stelle oder an mehreren Stellen hinter dem Walzgerüst 2 geeignete Größen erfasst werden und anhand der Größen auf die tatsächliche auslaufseitige Krümmung des flachen Walzgutes 1 geschlossen wird. Entsprechende Vorgehensweisen sind dem Fachmann bekannt.
  • Der Steuerrechner 3 kann die im Rahmen der Schritte S36, S37 und/oder S38 entgegengenommenen Größen zu verschiedenen Zwecken verwenden. Beispielsweise ist es möglich, dass der Steuerrechner 3 in einem Schritt S41 eine Visualisierung des tatsächlichen Auslaufkeils und/oder des tatsächlichen Säbels des flachen Walzgutes 1 - beispielsweise über ein Sichtgerät oder einen Drucker - an eine Bedienperson 10 ausgibt. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der Steuerrechner 3 in einem Schritt S42 die tatsächlichen, entgegengenommenen Größen mit korrespondierenden erwarteten Größen vergleicht und anhand des Vergleichs das Keilmodell 7 adaptiert.
  • Weiterhin ist es möglich, dass der Steuerrechner 3 die entgegengenommenen Größen dazu verwendet, tatsächliche Zustände des flachen Walzgutes 1 zu ermitteln und im Rahmen nachfolgender Bearbeitungsschritte zu berücksichtigen. Beispielsweise kann der Steuerrechner 3 in einem Schritt S43 prüfen, ob die Bearbeitung des flachen Walzgutes 1 beendet ist. Wenn dies nicht der Fall ist, kann der Steuerrechner 3 zu einem Schritt S44 übergehen, in dem der Steuerrechner 3 die Anfangsdaten des flachen Walzgutes 1 für einen späteren Behandlungsschritt - insbesondere einen späteren Walzvorgang - desselben flachen Walzgutes 1 heranzieht bzw. unter Verwendung dieser Daten zumindest einen Teil der Anfangsdaten des flachen Walzgutes 1 ermittelt. Der spätere Walzvorgang kann, je nach Art der Walzstraße, in demselben oder in einem anderen Walzgerüst 2 ausgeführt werden.
  • In dem Fall, dass das Walzen des flachen Walzgutes 1 noch nicht beendet ist, also noch weitere Walzvorgänge erfolgen, kann weiterhin zusätzlich ein Schritt S46 vorhanden sein. Im Schritt S46 kann der Steuerrechner 3 unter Umständen die Keilstrategie ändern. Beispielsweise kann der Steuerrechner 3 die Keilstrategie derart bestimmen, dass der Auslaufkeil K und der Säbel K' korrigiert werden, wenn und solange die einlaufende Dicke d des flachen Walzgutes 1 größer als eine kritische Dicke ist. Wenn die Dicke d des flachen Walzgutes 1 vor dem Walzen jedoch kleiner als die kritische Dicke ist (bzw. wird), kann der Steuerrechner 3 die Keilstrategie ändern, so dass ab diesem Zeitpunkt der zu diesem Zeitpunkt vorhandene Auslaufkeil K beibehalten wird. Auch andere Änderungsmöglichkeiten sind gegeben.
  • Es ist möglich, dass das erfindungsgemäße Betriebsverfahren pro flachem Walzgut 1 nur einmal ausgeführt wird. Vorzugsweise wird es jedoch mehrfach ausgeführt. Insbesondere kann der Steuerrechner 3 gemäß FIG 6 über die Länge des flachen Walzgutes 1 gesehen mehrere Positionen (Abschnitte 11) festlegen und für jeden Abschnitt 11 jeweils den Auslaufkeil K und/oder den Säbel K' ermitteln und gemäß der jeweils gegebenen Keilstrategie mindestens eine der angesetzten Größen - beispielsweise die Walzkraftdifferenz δF oder den Versatz V - im Sinne der Annäherung an einen jeweiligen Sollwert variieren. Es ist möglich, dass der Steuerrechner 3 die Ermittlung des Auslaufkeils K und/oder des Säbels K' für alle betrachteten Abschnitte 11 ausführt, bevor der erste Abschnitt 11 des Walzgutes 1 in das betrachtete Walzgerüst 2 einläuft. Zumindest führt der Steuerrechner 3 das Verfahren jedoch für jeden Abschnitt 11 zu einem Zeitpunkt aus, bevor der jeweilige Abschnitt 11 in das den jeweiligen Walzvorgang ausführende Walzgerüst 2 einläuft.
  • In Verbindung mit den FIG 1 bis 6 wurde obenstehend beschrieben, dass ein flaches Walzgut 1 in einer mehrgerüstigen Walzstraße gewalzt wird, wobei die Walzgutlaufrichtung x stets dieselbe ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Walzstraße wird jeder Walzstich in einem anderen Walzgerüst 2 der Walzstraße vorgenommen. Diese Ausgestaltung der Walzstraße bietet sich insbesondere dann an, wenn das flache Walzgut 1 ein Band ist. Prinzipiell ist diese Vorgehensweise jedoch ebenso anwendbar, wenn das flache Walzgut 1 ein Grobblech (eine Platte) ist.
  • Prinzipiell ist es ebenso möglich, dass entsprechend der Darstellung von FIG 7 die Walzstraße reversierend arbeitet, also als Reversierwalzwerk ausgebildet ist. In diesem Fall erfolgen die einzelnen Walzvorgänge (Walzstiche) im selben Walzgerüst 2, wobei sich die Walzgutlaufrichtung x von Walzstich zu Walzstich ändert. Diese Ausgestaltung bietet sich insbesondere an, wenn das flache Walzgut 1 ein Grobblech ist. Sie ist prinzipiell jedoch ebenso anwendbar, wenn das flache Walzgut 1 ein Band ist. In diesem Fall ist das Reversierwalzwerk vorzugsweise als Steckelwalzwerk ausgebildet.
  • Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ist eine gezielte Ermittlung des Auslaufkeils K und/oder des Säbels K' und eine Einbindung dieser Ermittlung in die Stichplanberechnung möglich.
  • Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.

Claims (12)

  1. Betriebsverfahren für eine Walzstraße zum Walzen eines flachen Walzgutes (1) in mindestens einem Walzgerüst (2) der Walzstrasse,
    - wobei einem Steuerrechner (3) für die Walzstraße Gerüstparameter des Walzgerüsts (2) beschreibende Gerüstdaten vorgegeben werden,
    - wobei der Steuerrechner (3) im Rahmen einer Stichplanberechnung das Walzen des flachen Walzgutes (1) im Walzgerüst (2) beschreibende Größen (F, δF, G, δs, V) ansetzt,
    - wobei die angesetzten Größen (F, δF, G, δs, V) in Verbindung mit das flache Walzgut (1) vor dem Walzen in dem Walzgerüst (2) beschreibenden Anfangsdaten (b, d, T) und den Gerüstdaten des Walzgerüsts (2) den sich beim Walzen des flachen Walzgutes (1) im Walzgerüst (2) ergebenden Walzspalt und dessen Asymmetrie beschreiben,
    - wobei die das Walzen des flachen Walzgutes (1) im Walzgerüst (2) beschreibenden Größen (F, δF, G, δs, V) für die Gesamtwalzkraft (F), die Walzkraftdifferenz (δF) zwischen Antriebs- und Bedienseite und die Anstellungsdifferenz (δs) zwischen Antriebs- und Bedienseite charakteristisch sind,
    - wobei die Anfangsdaten (b, d, T) zumindest für die Breite (b), die mittlere Dicke (d) und die mittlere Festigkeit des flachen Walzgutes (1) charakteristische Größen umfassen,
    - wobei der Steuerrechner (3) im Rahmen der Stichplanberechnung anhand der Anfangsdaten (b, d, T), der Gerüstdaten und der angesetzten Größen (F, δF, G, δs, V) mittels eines Keilmodells (7) einen Auslaufkeil (K) und/oder einen Säbel (K') ermittelt, die für das flache Walzgut (1) erwartet werden, wenn das flache Walzgut (1) im Walzgerüst (2) mit den angesetzten Größen (F, δF, G, δs, V) gewalzt wird,
    wobei
    - dem Steuerrechner (3) von außen eine Keilstrategie vorgegeben wird,
    - die das Walzen des flachen Walzgutes (1) im Walzgerüst (2) beschreibenden Größen (F, δF, G, δs, V) zusätzlich für mindestens eine weitere die Walzenkontur beeinflussende Walzgerüstgröße (B, C, δB) sowie den Versatz (V) des flachen Walzgutes (1) relativ zur Walzgerüstmitte charakteristisch sind,
    - der Steuerrechner (3)
    -- anhand der Gesamtwalzkraft (F), der Walzkraftdifferenz (δF) zwischen Antriebs- und Bedienseite, der weiteren Walzgerüstgrößen (B, C, δB), der Breite (b) des flachen Walzgutes (1) und des Versatzes (V) des flachen Walzgutes (1) relativ zur Walzgerüstmitte einen Walzenkonturanteil,
    -- anhand der Anstellungsdifferenz (δs) zwischen Antriebs- und Bedienseite und einer Gerüstauffederungsdifferenz (δg) zwischen Antriebs- und Bedienseite einen Verkippungsanteil (K3) und
    -- anhand des Walzenkonturanteils und des Verkippungsanteils (K3) den Auslaufkeil (K) und/oder den Säbel (K') ermittelt,
    - der Steuerrechner (3) im Rahmen der Stichplanberechnung gemäß der vorgegebenen Keilstrategie mindestens eine der angesetzten Größen (F, δF, G, δs, V) variiert, so dass der ermittelte Auslaufkeil (K) einem Sollauslaufkeil und/ oder der Säbel (K') einem Sollsäbel zumindest angenähert werden, und
    - der Steuerrechner (3) die im Rahmen der Stichplanberechnung ermittelten variierten Größen (F, δF, G, δs, V) an eine Basisautomatisierung (8) des Walzgerüsts (2) übergibt, so dass das flache Walzgut (1) im Walzgerüst (2) gemäß den variierten Größen (F, δF, G, δs, V) gewalzt wird.
  2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die weiteren Walzgerüstgrößen (B, C, δB) eine Walzenrückbiegekraft (B) und/oder eine Balligkeit (C) von Walzen (9) des Walzgerüsts (2) und/oder eine Verschränkung und/oder eine Verschiebung der Walzen (9) des Walzgerüsts (2) gegeneinander umfassen.
  3. Betriebsverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die das Walzen des flachen Walzgutes (1) im Walzgerüst (2) beschreibenden Größen (F, δF, G, δs, V) zusätzlich den ein- und/oder den auslaufseitigen Zug (Z, Z') im flachen Walzgut (1) und/oder die entsprechenden Differenzen (δZ, δZ') zwischen Antriebs- und Bedienseite und/oder die entsprechenden Verteilungen über die Breite (b) des flachen Walzgutes (1) umfassen.
  4. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Steuerrechner (3)
    - anhand der Gesamtwalzkraft (F), der Walzkraftdifferenz (δF) zwischen Antriebs- und Bedienseite, der weiteren Walzengerüstgrößen (B, C, δB), der Breite (b) des flachen Walzgutes (1) und des Versatzes (V) des flachen Walzgutes (1) relativ zur Walzgerüstmitte einen Biegelinienanteil (K1),
    - anhand der Gesamtwalzkraft (F), der Walzkraftdifferenz (δF) zwischen Antriebs- und Bedienseite und der Breite (b) des flachen Walzgutes (1) einen Abplattungsanteil (K2) und
    - anhand des Biegelinienanteils (K1) und des Abplattungsanteils (K2) den Walzenkonturanteil ermittelt.
  5. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Gerüstparameter des Walzgerüsts (2) für die Antriebs- und die Bedienseite jeweils eine eigene Auffederungscharakteristik umfassen.
  6. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anfangsdaten (b, d, T) zusätzlich für einen Festigkeitskeil - beispielsweise einen Temperaturkeil (δT) - und/ oder für einen Dickenkeil (δd) und/oder für einen Säbel des flachen Walzgutes (1) charakteristische Größen umfassen.
  7. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Steuerrechner (3) den Sollauslaufkeil und/oder den Sollsäbel unter Verwendung der Anfangsdaten (b, d, T) des flachen Walzgutes (1) ermittelt.
  8. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Steuerrechner (3) über die Länge des flachen Walzgutes (1) gesehen für mehrere Positionen (11) jeweils den Auslaufkeil (K) und/ oder den Säbel (K') ermittelt und gemäß der Keilstrategie mindestens eine der angesetzten Größen (F, δF, G, δs, V) variiert.
  9. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Steuerrechner (3) während des Walzens des flachen Walzgutes (1) im Walzgerüst (2) auftretende Walzgerüstzustände und/oder während und/oder nach dem Walzen des flachen Walzgutes (1) im Walzgerüst (2) für den tatsächlichen Auslaufkeil und/oder den tatsächlichen Säbel des flachen Walzgutes (1) charakteristische Größen entgegen nimmt und dass der Steuerrechner (3) die entgegen genommenen Größen verwendet
    - für die Ermittlung eines Teils oder direkt als Teil der Anfangsdaten (b, d, T) des flachen Walzgutes (1) für mindestens einen späteren Walzvorgang desselben flachen Walzgutes (1) in demselben oder einem anderen Walzgerüst (2),
    - für die Adaption des Keilmodells (7) und/oder
    - für die Visualisierung des tatsächlichen Auslaufkeils und/ oder des tatsächlichen Säbels des flachen Walzgutes (1).
  10. Computerprogramm, das Maschinencode (6) umfasst, der von einem Steuerrechner (3) für eine Walzstraße zum Walzen eines flachen Walzgutes (1) unmittelbar abarbeitbar ist und dessen Abarbeitung durch den Steuerrechner (3) bewirkt, dass der Steuerrechner (3) die Walzstraße gemäß einem Betriebsverfahren mit allen Schritten eines Betriebsverfahrens nach einem der obigen Ansprüche betreibt.
  11. Steuerrechner für eine Walzstraße zum Walzen eines flachen Walzgutes (1),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Steuerrechner derart ausgebildet ist, dass er die Walzstraße gemäß einem Betriebsverfahren mit allen Schritten eines Betriebsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 betreibt.
  12. Walzstraße zum Walzen eines flachen Walzgutes (1),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Walzstraße mit einem Steuerrechner (3) nach Anspruch 11 ausgestattet ist.
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