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EP4523807A1 - Verfahren zur reduktion einer abweichung von einer soll-zugfestigkeit und einer soll-streckgrenze/-ersatzstreckgrenze von walzgütern - Google Patents

Verfahren zur reduktion einer abweichung von einer soll-zugfestigkeit und einer soll-streckgrenze/-ersatzstreckgrenze von walzgütern Download PDF

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Publication number
EP4523807A1
EP4523807A1 EP23197944.4A EP23197944A EP4523807A1 EP 4523807 A1 EP4523807 A1 EP 4523807A1 EP 23197944 A EP23197944 A EP 23197944A EP 4523807 A1 EP4523807 A1 EP 4523807A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
operating parameter
yield strength
mod
model
tensile strength
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.)
Pending
Application number
EP23197944.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erik Parteder
Rupert Egger
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.)
Voestalpine Grobblech GmbH
Original Assignee
Voestalpine Grobblech GmbH
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
Application filed by Voestalpine Grobblech GmbH filed Critical Voestalpine Grobblech GmbH
Priority to EP23197944.4A priority Critical patent/EP4523807A1/de
Priority to PCT/EP2024/076155 priority patent/WO2025061793A1/de
Publication of EP4523807A1 publication Critical patent/EP4523807A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/13—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by hot working
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
    • C21D11/005—Process control or regulation for heat treatments for cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • 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
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • 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
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • B21B37/76—Cooling control on the run-out table
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203—Cooling
    • B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0218—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates

Definitions

  • the invention relates to a method for reducing a deviation from a target tensile strength and a target yield strength/equivalent yield strength of rolled goods, in particular steel sheets, produced by a plant having at least one hot rolling mill and at least one roller straightener arranged downstream of the hot rolling mill, single-layer or multi-layer rolled slabs or rolled blocks of a common steel grade fed from this plant, the respective steel alloy of which deviates in the actual chemical composition from the target chemical composition of this steel grade in at least one alloying element due to the production process.
  • the object of the invention is therefore to create a method in which both a specified target tensile strength and a target yield strength/equivalent yield strength can be reproducibly achieved, despite alloy contents of rolled slabs or blooms of a steel alloy that vary within certain limits, for example, varying in the alloy content. Furthermore, the method should be easy to handle and also implementable in existing plants with a rolling mill and a roller straightener.
  • the invention solves the problem by the features of claim 1.
  • Hot rolling and leveling can be performed continuously, for example, by placing the roller leveler directly downstream of the hot rolling mill, or discontinuously.
  • accelerated cooling refers to cooling more rapidly than cooling in still air.
  • accelerated cooling is quenching, particularly water quenching.
  • tensile strength and yield strength/offset yield strength are material properties determined in uniaxial tensile tests.
  • the equivalent yield strength is also referred to as the elongation strength.
  • the elongation strength is primarily used for materials that, for example, do not have a pronounced yield point.
  • the yield point is the mechanical stress up to which a material is elastically deformable. When the yield point is reached/exceeded, a plastic deformation remains.
  • equivalent yield strengths yield limits
  • the reproducibility of the process can be further increased if the adjusted operating parameters also include: Increasing or decreasing a cooling rate of an accelerated cooling of the rolled material after finish rolling as a third adjusted operating parameter on the hot rolling mill of the plant;
  • the cooling rate averaged over the cooling time is used here.
  • This provides the method according to the invention, among other things, with an additional control element to counteract the deviation from the target chemical composition, which further improves the process.
  • the first operating parameter can be adjusted by decreasing it and the second operating parameter by increasing it.
  • both the first operating parameter can be adjusted by increasing it and the second operating parameter by decreasing it.
  • an optimization calculation is used to calculate the increase or decrease in the first operating parameter in comparison with the relevant nominal operating parameter and the decrease or increase in the second operating parameter in comparison with the relevant nominal operating parameter and optionally the increase or decrease in the third operating parameter in comparison with the relevant nominal operating parameter, at which the differences between model tensile strength and target tensile strength and between model yield strength/- The equivalent yield strength and the nominal yield strength/equivalent yield strength are the lowest.
  • an efficient solution can be found in which both the deviation from a nominal tensile strength and a nominal yield strength/equivalent yield strength are the smallest. This can further improve the reproducibility of the process in the production of rolled goods.
  • the first operating parameter can be adjusted by increasing the relevant nominal operating parameter in order to lower the model tensile strength and increase the model yield strength/equivalent yield strength.
  • the cooling stop temperature particularly averaged over the thickness of the rolled stock, can be particularly suitable as the first operating parameter.
  • the cooling stop temperature averaged over the thickness of the rolled stock as the first operating parameter, to adjust the first operating parameter in the optimization calculation by lowering the relevant nominal operating parameter in order to increase the model tensile strength and lower the model yield strength/equivalent yield strength.
  • the optimization calculation uses the immersion depth of a straightening roll at the inlet as a second operating parameter.
  • the second operating parameter is adjusted by increasing the relevant nominal operating parameter in order to increase the model tensile strength and the model yield strength/equivalent yield strength.
  • the second operating parameter is adjusted by lowering the relevant nominal operating parameter in order to thereby lower the model tensile strength and the model yield strength/equivalent yield strength.
  • the optimization calculation can also use the averaged cooling rate as a third operating parameter if necessary. This is achieved by adjusting the third operating parameter during the optimization calculation by increasing the corresponding nominal operating parameter in order to increase the model tensile strength and the model yield strength/equivalent yield strength.
  • the third operating parameter is adjusted by lowering the relevant nominal operating parameter in order to thereby lower the model tensile strength and model yield strength/equivalent yield strength.
  • the optimization calculation is carried out using a mathematical optimization method. It is conceivable that this could be a discrete optimization method.
  • the first operating parameter is adjusted within a range of plus/minus 100 °C to the respective nominal operating parameter (P_nominal).
  • P_nominal the respective nominal operating parameter
  • KST_nominal the cooling stop temperature
  • the permissible control limits of plus/minus 100 °C to be adjusted between 280 °C and 480 °C.
  • the second operating parameter is adjusted within a range of plus/minus 30% to the relevant nominal operating parameter (P_nom).
  • the invention also has the object of creating a system with which the method according to the invention can be carried out reliably.
  • the invention solves the problem by claim 15.
  • the method according to the invention can be carried out reliably if a plant with a hot rolling mill, which has a cooling device with a first Actuator for setting a cooling stop temperature of an accelerated cooling of the rolled stock after finish rolling, with a roller straightener arranged downstream of the hot rolling mill, which has a second actuator for setting the immersion depth of a straightening roller in the inlet of the roller straightener, and with a control or regulating device which has the mathematical model and is connected to the actuators of the cooling device and the roller straightener for transmitting adapted nominal operating parameters.
  • the cooling device has a third actuator for adjusting a cooling rate of the accelerated cooling of the rolling stock after finish rolling.
  • Fig. 1 The method according to the invention is illustrated, for example, for a rolled stock 4 produced using a plant 1 comprising a hot rolling mill 2 and a roller straightener 3 arranged downstream of the hot rolling mill 2.
  • the hot rolling mill 2 has at least one rolling stand 2a for, for example, reversing hot rolling of the rolled stock 4 and at least one cooling device 2b for accelerated cooling of the rolled stock 4 after finish rolling by the at least one rolling stand 2a.
  • the exemplary embodiment specifically addresses the offset yield strength Rt0.5, the invention is not limited to this. According to the invention, it can also be a yield strength Re, ReH, ReL, or another offset yield strength Rp0.2, Rp1.0, Rt0.5, Rt1.0, etc. Furthermore, any combination of yield strengths and equivalent yield strengths is conceivable.
  • steel grade X65 is used and, for example, the proportion of the alloying elements carbon C, manganese Mn, and chromium Cr is considered.
  • Other alloying elements that may also be relevant for the material properties are not considered in this example in order to avoid unnecessarily complicating the description of the process according to the invention.
  • the target chemical composition of steel grade X65 is 0.032 wt% C (carbon), 1.65 wt% Mn (manganese), 0.18 wt% Cr (chromium), and other alloying elements.
  • C plus/minus 0.006 wt%
  • Mn plus/minus 0.05 wt%
  • Cr plus/minus 0.02 wt%.
  • Exemplary rolled slabs W0-W5 of steel grade X65 have a chemical composition as shown in Table 1 below.
  • Table 1 Rolled slabs supplied with variations in chemical composition rolled slab Rolled goods ⁇ C ⁇ Mn ⁇ Cr (sheet metal) % by weight % by weight % by weight W0 0(W0) 0.000 0.00 0.00 W1 A(W1) -0.004 -0.03 -0.01 W2 B(W2) -0.004 -0.03 -0.01 W3 C(W3) -0.004 -0.03 -0.01 W4 D(W4) 0.003 0.02 0.01 W5 E(W5) 0.003 0.02 0.01
  • a comparison of the chemical compositions of rolled slabs W1 to W5 shows the deviations from the target chemical composition exhibited by rolled slab W0.
  • Rolled slabs W4 and W5 exhibit a different deviation in their chemical composition than rolled slabs W1-W3.
  • All rolled slabs are subjected to a forming process on the same plant 1 (rolling mill 2 + roller leveler 3) to obtain rolled goods or sheets 0, A, B, C, D, and E.
  • These are steel sheets of steel grade X65 with a sheet thickness of 20 mm (millimeters).
  • the target tensile strength Rm_soll is 600 N/mm 2 and the target equivalent yield strength Rt0.5_soll is 490 N/mm 2 .
  • the rolled goods A(W1), B(W2), and C(W3) are produced from rolled slabs W1, W2, and W3, which deviate from the target chemical composition according to Table 1.
  • rolled goods A(W1) and D(W4) namely steel sheets with a sheet thickness of 20 mm (millimeters), of the same steel grade, leaving plant 1, have a comparatively high deviation from the target tensile strength Rm_soll and the target equivalent yield strength Rt0.5_soll.
  • the invention addresses this.
  • a method to reduce the deviation from the target tensile strength Rm_soll and the target equivalent yield strength Rt0.5_soll was carried out on the rolled goods B, C, and E according to the invention, namely steel sheets.
  • a model tensile strength Rm_mod and a model equivalent yield strength Rt0.5_mod of the rolling stock are first calculated on the basis of a mathematical model.
  • Input data for the mathematical model include the chemical composition of the rolled slab to be fed into Plant 1, as well as the operating parameters P of Plant 1 (hot rolling mill 2 and downstream roller leveler 3). This means that with the chemical target composition of the rolled goods and the nominal operating parameters P_nominal of Plant 1 specified for this steel grade, the mathematical model calculates the target tensile strength Rm_soll as the tensile strength Rm_mod and the target equivalent yield strength Rt0.5_soll as the equivalent yield strength Rt0.5_mod.
  • the influence of the individual operating parameters stored in the model (KST, KR, ETE, ...) as well as the chemical composition of the steel grade is represented in the mathematical model in the form of functions.
  • the results are then compared with the nominal tensile strength Rm_soll and the nominal equivalent yield strength Rt0.5_soll. If there is a difference between the model tensile strength Rm_mod and the nominal tensile strength Rm_soll, and between the model equivalent yield strength Rt0.5_mod and the nominal/equivalent yield strength Rt0.5_soll, the nominal operating parameters P_nenn are adjusted to reduce the deviation from the nominal tensile strength Rm_soll and the nominal equivalent yield strength Rt0.5_soll. This means that in the further course of the procedure, the specified nominal operating parameters P_nenn are no longer used, but rather the adapted operating parameters P_adapt.
  • the first adjusted operating parameter P_adapt is a cooling stop temperature KST averaged over the thickness of the rolled stock, which is increased or decreased.
  • the cooling stop temperature KST is the temperature at which the accelerated cooling of the rolled stock is interrupted after finish rolling, which is Fig. 4 can be seen.
  • an immersion depth ETE of a straightening roller of the rollers 5a, 5b, 5c referred to as a straightening triangle in the inlet 3a of the roller straightening machine 3 is increased or decreased, which in Fig. 5 can be seen.
  • the immersion depth ETE of a second straightening roll 5b is increased or decreased in a first straightening triangle of the inlet 3a.
  • the roller straightening machine 3 has two rows 3b, 3c of straightening rollers 5a to 5i.
  • the upper row 3c of the upper straightening rollers 5b, 5d, 5f, 5h is inclined, which can be seen from the fact that the plane E2 with the axes of rotation of the upper straightening rollers 5b, 5d, 5f, 5h intersects with the, in particular horizontal, plane E1 with the axes of rotation of the lower straightening rollers 5a, 5c, 5e, 5g, 5i of the lower row 3b.
  • the deformation caused by the first straightening rollers 5a, 5b, 5c is relatively strong and decreases in the following Straightening rolls 5d to 5i continuously lower.
  • the rolled stock 4 is bent alternately upwards and downwards, causing the rolled stock 4 to be subjected to alternating bending stresses, which leads to alternating tensile and compressive stresses on the top and bottom surfaces of the rolled stock.
  • a third operating parameter can also be adjusted.
  • a cooling rate KR of the accelerated cooling of the rolling stock averaged over the cooling time t_KR (beginning at the cooling start temperature K_start and ending at the cooling stop temperature KST, as in Fig. 4 shown) after finish rolling. This adjustment of the operating parameters must be carried out again for each batch of rolled slabs with a different deviation from the target chemical composition.
  • Table 2 shows the calculated mechanical material parameters for sheets that can be manufactured from rolled slabs W0-W5.
  • Table 2 Mechanical material parameters of the rolled goods sheet metal Operating parameters (P) Model tensile strength Rm_mod [N/mm 2 ] Model equivalent yield strength Rt0.5_mod [N/mm 2 ] Difference to the target tensile strength Rm_soll [N/mm 2 ] Difference to the target equivalent yield strength Rt0.5_soll [N/mm 2 ] 0(W0) P_nominal 600 490 0 0 0 A(W1) P_nominal 587.7 477.7 -12.3 -12.3 B(W2) P_adapt1 600.3 494.2 0.3 4.2 C(W3) P_adapt2 600.1 491.2 0.1 1.2 D(W4) P_nominal 609.3 499.3 9.3 9.3 E(W5) P_adapt3 600.4 490.3 0.4 0.3
  • the rolled slab W0 has no deviation from the target chemical composition in its chemical composition and therefore the calculation of the mathematical model with the nominal operating parameters P_nenn also results in no deviation in the calculated mechanical material parameters.
  • the rolled slabs W1 and W4 are also not subjected to any adjustment of the operating parameters P, but are manufactured or calculated with the nominal operating parameters P_nenn, which leads to the calculated mechanical material parameters listed in Table 2 for the plates A(W1) and D(W4).
  • the rolled slabs W2, W3 and W5 are subjected to a correction of the operating parameters according to the invention, which leads to the calculated mechanical material parameters listed in Table 2 for the sheets B(W2), C(W3) and E(W5).
  • Table 3 shows various operating parameters P of the plant associated with the rolled goods/sheets 0(W0) - E(W5).
  • Table 3 Operating parameters P of the plant with rolling mill and roller straightener Operating parameters (P) sheet metal Cooling stop temperature (KST) [°C] Immersion depth in the inlet (ETE) [mm] Cooling rate (CR) [°C/s] P_nominal 0(W0) 380 5.4 25 P_nominal A(W1) 380 5.4 25 P_adapt1 B(W2) 350 6.9 25 P_adapt2 C(W3) 350 5.9 29 P_nominal D(W4) 380 5.4 25 P_adapt3 E(W5) 405 4.9 23
  • the sheets A(W1) and D(W4) are manufactured with the nominal operating parameters P_nenn
  • the sheets B(W2) and C(W3) and E(W5) are manufactured with the adapted values P_adapt1, P_adapt2 and P_adapt3 respectively.
  • sheets B(W2) and C(W3) exhibit significantly smaller deviations from the specified target tensile strength Rm_soll and the specified target equivalent yield strength Rt0.5_soll than is the case with sheets A(W1), although the deviations from the target chemical composition are the same in each case.
  • the method according to the invention therefore reduces the first operating parameter of the nominal operating parameters P_nenn, namely the cooling stop temperature KST_nenn, for sheet B(W2) by 30 °C to the adapted cooling stop temperature KST_adapt, namely to 350 °C.
  • This adaptation to the cooling stop temperature KST_adapt increases the model tensile strength Rm_mod by an amount ⁇ Rm_KST, namely by 3.6 N/mm 2 . Disadvantageously, this lowers the model equivalent yield strength Rt0.5_mod by an amount ⁇ Rt0.5_KST, namely by 3 N/mm 2 , as shown in Fig. 1 to recognize.
  • the second operating parameter namely the immersion depth ETE_adapt of a straightening roll
  • the immersion depth ETE_adapt of a straightening roll is adjusted in comparison with the respective nominal operating parameter P_nenn by increasing the immersion depth ETE of the nominal operating parameter P_nenn.
  • This increases the model equivalent yield strength Rt0.5_mod by an amount ⁇ Rt0.5_ETE, namely 19.5 N/mm 2 .
  • Fig. 1 As can be seen, the value ⁇ Rt0.5_ETE is significantly higher than the value ⁇ Rt0.5_KST.
  • the model tensile strength Rm_mod increases by an amount ⁇ Rm_ETE, namely by 9 N/mm 2 .
  • the deviation from the nominal equivalent yield strength Rt0.5_soll and nominal tensile strength Rm_soll of sheet B(W2) can be significantly reduced by adjusting the operating parameters P_adapt1, as shown in Table 2.
  • P_adapt1 the operating parameters
  • a significant deviation from the nominal equivalent yield strength Rt0.5_soll and nominal tensile strength Rm_soll can be seen for sheet A(W1), manufactured using nominal operating parameters P_nenn.
  • a further improvement can be achieved by adjusting the operating parameters P_adapt2, as shown for sheet C(W3).
  • a third operating parameter is additionally adjusted: the cooling rate KR_adapt averaged over the cooling time is adjusted by increasing the nominal cooling rate KR_nenn of the nominal operating parameters P_nenn.
  • This increases the model tensile strength Rm_mod by an amount ⁇ Rm_KR, namely by 5.8 N/mm 2 .
  • This also increases the model equivalent yield strength Rt0.5_mod by an amount ⁇ Rt0.5_KR, as shown in Fig. 1 by 10 N/mm 2 .
  • the sheet C(W3) therefore comes even closer to the target equivalent yield strength Rt0.5_soll and the target tensile strength Rm_soll than sheet B(W2).
  • the amount of change in the second operating parameter can be reduced.
  • the correction of the second operating parameter namely the immersion depth ETE_adapt of the second straightening roll
  • the third operating parameter namely the cooling rate
  • the correction of the second operating parameter for C(W3) is 0.5 mm, since the third operating parameter is also adjusted here. This can also have a beneficial effect on other product properties.
  • the method according to the invention therefore increases the first operating parameter of the nominal operating parameters P_nenn, namely the cooling stop temperature KST_nenn, for sheet E(W5) by 25 °C to the adapted cooling stop temperature KST_adapt, namely to 405 °C.
  • This adaptation to the cooling stop temperature KST_adapt reduces the model tensile strength Rm_mod by an amount ⁇ Rm_KST, namely by 3.0 N/mm 2 , and increases the model equivalent yield strength Rt0.5_mod by an amount ⁇ Rt0.5_KST of 2.5 N/mm 2 .
  • the second operating parameter namely the immersion depth of a straightening roll ETE_nenn
  • ETE_adapt in comparison with the relevant nominal operating parameter P_nenn.
  • the adjustment of the third operating parameter, the mean cooling rate results in a reduction by the amount of ⁇ Rm_KR reduced model tensile strength of 2.9 N/mm 2 and a model equivalent yield strength of 5.0 N/mm 2 reduced by the amount of ⁇ Rt0.5_KR.
  • the deviations of the individual alloying elements can be both positive and negative.
  • contributions to the respective strength deviations can have different signs, which is taken into account accordingly in the mathematical model. In certain cases, this can lead to the influences of individual alloying elements on the mechanical properties compensating for each other, making correction unnecessary.
  • Figures 2 or 3 normal distributions, which result from plotting a relative frequency hn(Rm) or hn(Rt0.5) of measured values for tensile strength Rm or equivalent yield strength Rt0.5 over a scale in N/mm 2. These measurements were carried out according to ASTM standard A370 (tensile test at room temperature) on a large number of sheets (greater than 1000) with the sample direction transverse to the rolling direction without the method according to the invention and with the method according to the invention.
  • the standard deviation of the tensile strength Rm is approximately 15 N/mm 2 when the nominal operating parameters are applied.
  • this standard deviation can be reduced to approximately 14 N/mm 2 and using adapted operating parameters P_adapt2 to approximately 12 N/mm 2 .
  • the strength value at the peak of the normal distribution remains approximately constant, regardless of whether the method according to the invention is used or not, because, on the one hand, the target chemical composition corresponds to the arithmetic mean of the permissible upper and lower limits of the alloying elements, and, on the other hand, the deviation of the actual chemical composition from the target chemical composition also exhibits a normal distribution.
  • the strength value of the peak of the measured normal distribution approximately corresponds to the value calculated by the mathematical model with the target chemical composition and nominal operating parameters P_nom.
  • Fig. 3 The standard deviation of the equivalent yield strength Rt0.5 is approximately 17 N/mm 2 when the nominal operating parameters are applied. When applying adapted operating parameters P_adapt1, this standard deviation can be reduced to approximately 16 N/mm 2 and when applying adapted operating parameters P_adapt2 to approximately 13 N/mm 2 .
  • This adaptation can be solved in a structurally simple way and can be carried out reproducibly by a mathematical optimization calculation.
  • the increase or decrease in the first operating parameter in comparison with the relevant nominal operating parameter and the decrease or increase in the second operating parameter in comparison with the relevant nominal operating parameter and optionally the increase or decrease in the third operating parameter in comparison with the relevant nominal operating parameter can be calculated quickly and easily in order to find the smallest possible difference between the model tensile strength Rm_mod and the target tensile strength Rm_soll and between the model equivalent yield strength Rt0.5_mod and the target equivalent yield strength Rt0.5_soll.
  • both the deviation from the equivalent yield strength and the deviation from the tensile strength were each weighted with 0.5.
  • the sum of the weightings must equal 1.
  • only results were permitted that lead to model tensile strengths Rm_mod and model equivalent yield strengths Rt0.5_mod that are greater than the target tensile strength Rm_soll or the target yield strength/equivalent yield strength Rt0.5_soll.
  • the rolled stock 4 produced by plant 1 may be a heavy plate (flat product according to DIN EN 10079), for example, made of a steel alloy.
  • a heavy plate may have a sheet thickness in the range of 8 to 150 mm, in particular in the range of 25 to 120 mm.

Landscapes

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Abstract

Es wird Verfahren zur Reduktion einer Abweichung von einer Soll-Zugfestigkeit (Rm_soll) und einer Soll-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze (Re_soll/Rp0.2_soll, Rt0.5_soll etc.) von, mit einer Anlage (1), die zumindest eine Warmwalzstraße (2) und zumindest eine der Warmwalzstraße (2) nachgeordneten Rollenrichtmaschine (3) aufweist, hergestellten Walzgütern (4), insbesondere Stahlblechen, aus dieser Anlage (1) zugeführten ein- oder mehrlagigen Walzbrammen oder Walzblöcken einer gemeinsamen Stahlsorte, deren jeweilige Stahllegierung in der chemischen Ist-Zusammensetzung herstellungsbedingt in zumindest einem Legierungselement von der chemischen Soll-Zusammensetzung dieser Stahlsorte abweichen, gezeigt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion einer Abweichung von einer Soll-Zugfestigkeit und einer Soll-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze von mit einer Anlage, die zumindest eine Warmwalzstraße und zumindest eine der Warmwalzstraße nachgeordneten Rollenrichtmaschine aufweist, hergestellten Walzgütern, insbesondere Stahlblechen, aus dieser Anlage zugeführten ein- oder mehrlagigen Walzbrammen oder Walzblöcken einer gemeinsamen Stahlsorte, deren jeweilige Stahllegierung in der chemischen Ist-Zusammensetzung herstellungsbedingt in zumindest einem Legierungselement von der chemischen Soll-Zusammensetzung dieser Stahlsorte abweicht.
  • Aus der EP30096896B1 ist bekannt, dass mit einer Änderung zumindest eines Nenn-Betriebsparameters einer Walzstraße an der Legierung einer dieser Walzstraße zuzuführenden Walzbramme Veränderungen vorgenommen werden können, ohne eine wesentliche Änderung an der Festigkeit der damit hergestellten Walzgüter rechnen zu müssen, was Legierungskosten sparen kann.
  • Aus der DE 19881711B4 ist ein Verfahren bekannt, bei dem Nenn-Betriebsparameter einer Walzstraße angepasst werden, um gewünschte mechanische Werkstoffkenngrößen am fertigen Walzgut zu erreichen. Beispielsweise werden die Eingangstemperatur, die Ausgangstemperatur sowie die Reduktionsgrade der einzelnen Walzgerüste verändert. Hierzu wird mithilfe eines Gefügebeobachters zumindest aus vorgegebenen Nenn-Betriebsparametern der Anlage, sowie aus der chemischen Ist-Zusammensetzung der Walzbramme die zu erwartenden mechanischen Werkstoffkenngrößen berechnet. Angepasste Nenn-Betriebsparameter einer Walzstraße können sich aber sowohl positiv auf bestimmte mechanische Werkstoffkenngrößen als auch nachteilig auf eine andere mechanische Werkstoffkenngröße auswirken. Dies beschränkt die Effektivität des Verfahrens zur Erreichung von gewünschten mechanischen Werkstoffkenngrößen am fertigen Walzgut.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, bei dem trotz innerhalb gewisser Grenzen abweichenden, beispielsweise streuenden, Legierungsgehalten von Walzbrammen oder Walzblöcken einer Stahllegierung reproduzierbar sowohl eine vorgegebene Soll-Zugfestigkeit als auch eine Soll-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze erreicht werden kann. Zudem soll das Verfahren einfach handhabbar und auch in bestehenden Anlagen mit einer Walzstraße und mit einer Rollenrichtmaschine implementierbar sein.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.
  • Indem auf Basis eines mathematischen Modells, das zumindest aus zu dieser Stahlsorte vorgegebenen Nenn-Betriebsparametern der Anlage, sowie aus der abweichenden chemischen Ist-Zusammensetzung, der der Anlage zuzuführenden Walzbramme oder des der Anlage zuzuführenden Walzblocks eine Modell-Zugfestigkeit und eine Modell-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze des Walzguts berechnet wird, können alle Voraussetzungen geschaffen werden, reproduzierbar Abweichungen sowohl von einer Soll-Zugfestigkeit als auch einer Soll-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze zu verringern. Hierzu müssen lediglich nachfolgend bei einer Differenz zwischen Modell-Zugfestigkeit und Soll-Zugfestigkeit und zwischen Modell-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze und Soll-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze mehrere Betriebsparameter der Anlage angepasst werden, um damit die Abweichung von der Soll-Zugfestigkeit und der Soll-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze zu reduzieren. Erfindungsgemäß umfassen diese angepassten Betriebsparameter:
    • Erhöhung oder Erniedrigung einer, insbesondere über die Dicke des Walzguts gemittelten, Kühlstopptemperatur, bei der die beschleunigte Abkühlung des Walzguts nach dem Fertigwalzen unterbrochen wird, als erster angepasster Betriebsparameter an der Warmwalzstraße der Anlage;
    • Erhöhung oder Erniedrigung einer Eintauchtiefe einer Richtrolle im Einlauf, insbesondere einer zweiten Richtrolle in einem ersten Richtdreieck des Einlaufs, der Rollenrichtmaschine als zweiter angepasster Betriebsparameter an der Rollenrichtmaschine der Anlage;
  • Damit wird im Gegensatz zum Stand der Technik an mindestens zwei Nenn-Betriebsparametern der Anlage eine Veränderung vorgenommen, und zwar an der Warmwalzstraße und an der Rollenrichtmaschine. Hierbei kann das Warmwalzen und Richten kontinuierlich erfolgen, indem beispielsweise die Rollenrichtmaschine der Warmwalzstraße direkt nachfolgt, oder auch diskontinuierlich erfolgen.
  • Damit kann zuverlässig eine Abweichung, welche beispielsweise eine herstellungsbedingte Streuung sein kann, sowohl von einer Soll-Zugfestigkeit als auch einer Soll-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze an damit hergestellten Walzgütern verringert werden. Dies führt zu einer hohen Reproduzierbarkeit, um eine vorgegebene Soll-Zugfestigkeit und Soll-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze zu erreichen und ist zudem in bestehenden Walzstraßen vergleichsweise einfach implementierbar, deren Betriebsparameter einstellbar sind. Dies führt auch dazu, dass das Verfahren einfach handhabbar ist.
  • Es braucht nicht weiter erwähnt werden, dass unter einer beschleunigten Abkühlung eine schnellere Abkühlung als bei einer Abkühlung an ruhender Luft verstanden wird. Beispielsweise handelt es sich beim beschleunigten Abkühlen um ein Abschrecken, insbesondere Wasserabschrecken.
  • Im Allgemeinen wird erwähnt, dass es sich bei der Zugfestigkeit (tensile strength) und der Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze (yield strength/offset yield strength) um Werkstoffkennwerte handelt, die im einachsigen Zugversuch ermittelt werden. Die Ersatzstreckgrenze wird auch als Dehngrenze bezeichnet. Der Werkstoffkennwert Dehngrenze findet vorwiegend bei Werkstoffen Verwendung, die beispielsweise keine ausgeprägte Streckgrenze haben. Zudem ist die Streckgrenze jene mechanische Spannung, bis zu der ein Werkstoff elastisch verformbar ist. Bei Erreichen/Überschreiten der Streckgrenze verbleibt eine plastische Formänderung. Es gibt unterschiedliche Definitionen, die von den betrachteten verbleibenden Dehnungen und der Art der Ermittlung im Sinne einer Parallelverschiebung der Hooke'schen Geraden oder einer Normalen durch die verbleibende Dehnung abhängen. Daraus ergeben sich typische Beispiele für Ersatzstreckgrenzen (Dehngrenzen), wie beispielsweise Rp0.2, Rp1.0, Rt0.5, Rt1.0 etc..
  • Die Reproduzierbarkeit des Verfahrens kann weiter erhöht werden, wenn die angepassten Betriebsparameter zusätzlich umfassen:
    Erhöhung oder Erniedrigung einer Abkühlrate einer beschleunigten Abkühlung des Walzguts nach dem Fertigwalzen als dritter angepasster Betriebsparameter an der Warmwalzstraße der Anlage;
  • Vorzugsweise wird hier die über die Abkühlzeit gemittelte Abkühlrate verwendet. Damit steht dem erfindungsgemäßen Verfahren unter anderem ein weiteres Stellglied zur Verfügung, der Abweichung von der chemischen Soll-Zusammensetzung entgegenzuwirken, was das Verfahren weiter verbessert.
  • Beispielsweise kann bei einer negativen Differenz zwischen Modell-Zugfestigkeit und Soll-Zugfestigkeit der erste Betriebsparameter durch Erniedrigung und der zweite Betriebsparameter durch Erhöhung angepasst werden.
  • Vorstellbar ist zudem, dass bei einer positiven Differenz zwischen Modell-Zugfestigkeit und Soll-Zugfestigkeit sowohl der erste Betriebsparameter durch Erhöhung als auch der zweite Betriebsparameter durch Erniedrigung angepasst werden
  • Vorzugsweise wird mithilfe einer Optimierungsrechnung jene Erhöhung oder Erniedrigung des ersten Betriebsparameters im Vergleich mit dem betreffenden Nenn-Betriebsparameter und jene Erniedrigung oder Erhöhung des zweiten Betriebsparameters im Vergleich mit dem betreffenden Nenn-Betriebsparameter sowie optional jene Erhöhung oder Erniedrigung des dritten Betriebsparameters im Vergleich mit dem betreffenden Nenn-Betriebsparameter errechnet, bei der die Differenzen zwischen Modell-Zugfestigkeit und Soll-Zugfestigkeit und zwischen Modell-Streckgrenze/- Ersatzstreckgrenze und Soll-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze am niedrigsten sind. Erfindungsgemäß kann damit eine effiziente Lösung gefunden werden, bei der sowohl die Abweichung von einer Soll-Zugfestigkeit als auch einer Soll-Streckgrenze/- Ersatzstreckgrenze am geringsten sind. Dies kann die Reproduzierbarkeit des Verfahrens in der Herstellung von Walzgütern weiter verbessern.
  • Beispielsweise kann bei der Optimierungsrechnung der erste Betriebsparameter durch Erhöhung des betreffenden Nenn-Betriebsparameters angepasst werden, um damit die Modell-Zugfestigkeit zu erniedrigen und die Modell-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze zu erhöhen. Dafür kann sich die, insbesondere über die Dicke des Walzguts gemittelte, Kühlstopptemperatur als erster Betriebsparameter besonders auszeichnen.
  • Es ist aber auch vorstellbar, insbesondere die über die Dicke des Walzguts gemittelte, Kühlstopptemperatur als ersten Betriebsparameter dahingegeben zu verwenden, bei der Optimierungsrechnung den ersten Betriebsparameter durch Erniedrigung des betreffenden Nenn-Betriebsparameters anzupassen, um damit die Modell-Zugfestigkeit zu erhöhen und die Modell-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze zu erniedrigen.
  • Vorzugsweise wird von der Optimierungsrechnung eine Eintauchtiefe einer Richtrolle im Einlauf als zweiter Betriebsparameter verwendet. Es wird nämlich bei der Optimierungsrechnung der zweite Betriebsparameter durch Erhöhung des betreffenden Nenn-Betriebsparameters angepasst, um damit die Modell-Zugfestigkeit und die Modell-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze zu erhöhen.
  • Alternativ zu vorstehender Erhöhung ist vorstellbar, dass bei der Optimierungsrechnung der zweite Betriebsparameter durch Erniedrigung des betreffenden Nenn-Betriebsparameters angepasst wird, um damit die Modell-Zugfestigkeit und die Modell-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze zu erniedrigen.
  • Die Optimierungsrechnung kann gegebenenfalls auch die gemittelte Abkühlrate als dritten Betriebsparameter verwenden. Dies, in dem bei der Optimierungsrechnung der dritte Betriebsparameter durch Erhöhung des betreffenden Nenn-Betriebsparameters angepasst wird, um damit die Modell-Zugfestigkeit und die Modell-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze zu erhöhen.
  • Alternativ zu vorstehender Erhöhung ist vorstellbar, dass bei der Optimierungsrechnung der dritte Betriebsparameter durch Erniedrigung des betreffenden Nenn-Betriebsparameters angepasst wird, um damit die Modell-Zugfestigkeit und Modell-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze zu erniedrigen.
  • Beispielsweise kann von Vorteil für das erfindungsgemäße Verfahren sein, dass die Optimierungsrechnung unter Anwendung einer mathematischen Optimierungsmethode erfolgt. Vorstellbar ist, dass es sich hierbei um eine diskrete Optimierungsmethode handelt.
  • Vorzugsweise wird der erste Betriebsparameter im Bereich von plus/minus 100 °C zum betreffenden Nenn-Betriebsparametern (P_nenn) angepasst. Damit kann beispielsweise bei einem Nenn-Betriebsparameter der Kühlstopptemperatur (KST_nenn) von 380 °C und der erlaubten Eingriffsgrenzen von plus/minus 100 °C, zwischen 280 °C und 480 °C angepasst werden.
  • Vorzugsweise wird der zweite Betriebsparameter im Bereich von plus/minus 30 % zum betreffenden Nenn-Betriebsparametern (P_nenn) angepasst.
  • Die Erfindung hat sich zudem die Aufgabe gestellt, eine Anlage zu schaffen, mit der das erfindungsgemäße Verfahren zuverlässig durchgeführt werden kann.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch den Anspruch 15.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann zuverlässig durchgeführt werden, wenn eine Anlage mit einer Warmwalzstraße, die eine Kühleinrichtung mit einem ersten Stellglied zum Einstellen einer Kühlstopptemperatur einer beschleunigten Abkühlung des Walzguts nach dem Fertigwalzen aufweist, mit einer der Warmwalzstraße nachgeordneten Rollenrichtmaschine, die ein zweites Stellglied zum Einstellen der Eintauchtiefe einer Richtrolle im Einlauf der Rollenrichtmaschine aufweist, und mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung, die das mathematische Modell aufweist und mit den Stellgliedern der Kühleinrichtung und der Rollenrichtmaschine zur Übertragung von adaptierten Nenn-Betriebsparametern verbunden ist, verwendet wird.
  • Beispielsweise weist die Kühleinrichtung ein drittes Stellglied zum Einstellen einer Abkühlrate der beschleunigten Abkühlung des Walzguts nach dem Fertigwalzen auf.
  • In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand einer Ausführungsvariante näher dargestellt. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemäße Darstellung zu einem Verfahren zur Reduktion einer Abweichung von einer Soll-Zugfestigkeit und einer Soll-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze von mit einer Warmwalzstraße hergestelltem Walzgut,
    Fig. 2
    Verteilungsfunktionen zu Zugfestigkeiten Rm von Walzgütern derselben Stahlsorte mit und ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
    Fig. 3
    Verteilungsfunktionen zu Ersatzstreckgrenzen Rt0.5 der nach Fig. 2 dargestellten Walzgüter mit und ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    Fig. 4
    ein Ablaufdiagramm des Warmwalzens der Warmwalzstraße und
    Fig. 5
    eine schematische Darstellung zu einer Rollenrichtmaschine.
  • Nach Fig. 1 wird das erfindungsgemäße Verfahren für ein mit einer Anlage 1, die eine Warmwalzstraße 2 und eine der Warmwalzstraße 2 nachgeordnete Rollenrichtmaschine 3 aufweist, hergestelltes Walzgut 4 beispielsweise dargestellt. Die Warmwalzstraße 2 weist zumindest ein Walzgerüst 2a zum beispielsweise reversierenden Warmwalzen des Walzguts 4 und zumindest einer Kühleinrichtung 2b zur beschleunigten Abkühlung des Walzguts 4 nach dem Fertigwalzen durch das zumindest eine Walzgerüst 2a auf.
  • Da die der Anlage 1 zugeführten Walzbrammen oder Walzblöcken in der chemischen Zusammensetzung herstellungsbedingt in mehreren Legierungselementen von einer chemischen Soll-Zusammensetzung dieser Stahlsorte abweichen, kann eine geforderte Soll-Zugfestigkeit Rm_soll und eine geforderte Soll-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_soll nicht mehr erreicht werden.
  • Im Ausführungsbeispiel wird zwar auf die Ersatzstreckgrenze (offset yield strength) Rt0.5 spezifisch eingegangen, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Erfindungsgemäß kann es sich auch um eine Streckgrenze (yield strength) Re, ReH, ReL oder um eine andere Ersatzstreckgrenze (offset yield strength) Rp0.2, Rp1.0, Rt0.5, Rt1.0, etc. handeln. Zudem ist eine beliebige Kombination aus Streckgrenzen und Ersatzstreckgrenzen vorstellbar.
  • Im vorliegenden Anwendungsbeispiel des Verfahrens wird die Stahlsorte X65 verwendet und beispielsweise der Anteil der Legierungselemente Kohlenstoff C, Mangan Mn und Chrom Cr betrachtet. Andere Legierungselemente, die für die Werkstoffeigenschaften auch relevant sein können, werden in diesem Beispiel nicht berücksichtigt, um die Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht unnötig kompliziert gestalten zu müssen.
  • Die chemische Soll-Zusammensetzung der Stahlsorte X65 weist 0,032 Gew.-% C (Kohlenstoff), 1,65 Gew.-% Mn (Mangan), 0,18 Gew.-% Cr (Chrom) sowie andere Legierungselemente auf. Typischerweise wird bei der Produktion von zahlreichen Schmelzen die Abweichungen der chemischen Zusammensetzung von der Soll-Zusammensetzung im erlaubten Bereich sein: C: plus/minus 0,006 Gew.-%, Mn: plus/minus 0,05 Gew.-%, Cr: plus/minus 0,02 Gew.-%.
  • Beispielhafte Walzbrammen W0-W5 der Stahlsorte X65 weisen eine chemische Zusammensetzung nach nachfolgender Tabelle 1 auf. Tabelle 1: zugeführte Walzbrammen mit Abweichungen in der chemischen Zusammensetzung
    Walzbramme Walzgut ΔC ΔMn ΔCr
    (Blech) Gew.-% Gew.-% Gew.-%
    W0 0(W0) 0,000 0,00 0,00
    W1 A(W1) -0,004 -0,03 -0,01
    W2 B(W2) -0,004 -0,03 -0,01
    W3 C(W3) -0,004 -0,03 -0,01
    W4 D(W4) 0,003 0,02 0,01
    W5 E(W5) 0,003 0,02 0,01
  • Ein Vergleich der chemischen Zusammensetzungen der Walzbrammen W1 bis W5 zeigt jeweils die Abweichungen von der chemischen Soll-Zusammensetzung, welche von der Walzbramme W0 aufgewiesen wird. Walzbrammen W4 und W5 weisen eine andere Abweichung in ihrer chemischen Zusammensetzung als Walzbrammen W1-W3 auf.
  • Alle Walzbrammen werden an der gleichen Anlage 1 (Walzstraße 2 + Rollenrichtmaschine 3) einem Umformverfahren unterworfen, um die Walzgüter bzw. Bleche 0, A, B, C, D und E zu erhalten. Es handelt sich dabei um Stahlbleche der Stahlsorte X65 mit einer Blechdicke von 20 mm (Millimeter). Die Soll-Zugfestigkeit Rm_soll beträgt 600 N/mm2 und die Soll-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_soll beträgt 490 N/mm2. Die Walzgüter A(W1), B(W2) und C(W3) werden aus Walzbrammen W1, W2, und W3 erzeugt, die eine Abweichung von einer chemischen Soll-Zusammensetzung nach Tabelle 1 aufweisen.
  • Hier ist am fertigen Walzgut A(W1) (ohne Anpassung der Nenn-Betriebsparameter) Zugfestigkeit Rm um ΔRm_chem und Ersatzstreckgrenze Rt0.5 um ΔRt0.5_chem verringert. Dies ist in Fig.1 zu erkennen.
  • Damit weisen Walzgüter A(W1) und D(W4), nämlich Stahlbleche mit einer Blechdicke von 20 mm (Millimeter), derselben Stahlsorte, die die Anlage 1 verlassen, eine vergleichsweise hohe Abweichung von Soll-Zugfestigkeit Rm_soll und Soll-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_soll auf.
  • Dem tritt die Erfindung entgegen. So wurde an den erfindungsgemäßen Walzgütern B, C und E, nämlich Stahlblechen, ein Verfahren zur Reduktion der Abweichung von der Soll-Zugfestigkeit Rm_soll und der Soll-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_soll durchgeführt.
  • Und zwar wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst auf Basis eines mathematischen Modells eine Modell-Zugfestigkeit Rm_mod und eine Modell-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_mod des Walzguts berechnet.
  • Eingangsdaten für das mathematische Modell sind unter anderem die chemische Zusammensetzung der der Anlage 1 zuzuführenden Walzbramme, sowie die Betriebsparameter P der Anlage 1 (Warmwalzstraße 2 und nachgeordnete Rollenrichtmaschine 3). Das heißt, mit der chemischen Soll-Zusammensetzung der Walzgüter und den zu dieser Stahlsorte vorgegebenen Nenn-Betriebsparametern P_nenn der Anlage 1 berechnet das mathematische Modell als Zugfestigkeit Rm_mod die Soll-Zugfestigkeit Rm_soll und als Ersatzstreckgrenze Rt0.5_mod die Soll-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_soll. Der Einfluss der einzelnen im Modell hinterlegten Betriebsparameter (KST, KR, ETE, ...) sowie der chemischen Zusammensetzung der Stahlsorte ist im mathematischen Modell in Form von Funktionen abgebildet. Dies können lineare Funktionen, aber auch Funktionen höherer Ordnung sein, deren Parameter auf Basis von theoretischen Modellen, Versuchsergebnissen und Messergebnissen aus der Fertigung realer Bleche bestimmt worden sind. In dem in Figur 1 gezeigten Beispiel ist diese Funktion der Zugfestigkeit und Ersatzstreckgrenze für die Kühlstopptemperatur im betrachteten Temperaturbereich (von 300 °C bis 400 °C) als lineare Funktion angenähert.
  • Um die der Abweichung von der Soll-Zugfestigkeit Rm_soll und der Soll-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_soll_für eine bestimmte chemische Ist-Zusammensetzungen der der Anlage 1 zuzuführenden Walzbrammen zu reduzieren, werden mit dem mathematischen Modell und den Nenn-Betriebsparametern P_nenn der Anlage 1 für diese chemische Ist-Zusammensetzungen Zugfestigkeit Rm_mod und Ersatzstreckgrenze Rt0.5mod berechnet.
  • Die Ergebnisse werden dann mit der Soll-Zugfestigkeit Rm_soll und Soll-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_soll verglichen. Bei einer Differenz zwischen Modell-Zugfestigkeit Rm_mod und Soll-Zugfestigkeit Rm_soll und zwischen Modell-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_mod und Soll-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze Rt0,5_soll werden die Nenn-Betriebsparameter P_nenn angepasst, um damit die Abweichung von der Soll-Zugfestigkeit Rm_soll und der Soll-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_soll zu erniedrigen. Das heißt, es werden im weiteren Verlauf des Verfahrens nicht mehr die vorgegebenen Nenn-Betriebsparameter P_nenn, sondern angepasste Betriebsparameter P_adapt verwendet.
  • Und zwar wird erfindungsgemäß als erster angepasster Betriebsparameter P_adapt eine über die Dicke des Walzguts gemittelte Kühlstopptemperatur KST erhöht oder erniedrigt. Bei der Kühlstopptemperatur KST handelt es sich um jene Temperatur, bei der die beschleunigte Abkühlung des Walzguts nach dem Fertigwalzen unterbrochen wird, was in Fig. 4 zu erkennen ist.
  • Als zweiter angepasster Betriebsparameter P_adapt wird erfindungsgemäß eine Eintauchtiefe ETE einer Richtrolle der als Richtdreieck bezeichneten Rollen 5a, 5b, 5c im Einlauf 3a der Rollenrichtmaschine 3 erhöht oder erniedrigt, was in Fig. 5 zu erkennen ist. Vorzugsweise wird hier die Eintauchtiefe ETE einer zweiten Richtrolle 5b in einem ersten Richtdreieck des Einlaufs 3a erhöht oder erniedrigt. In diesen Einlauf 3a läuft das auf eine Enddicke D fertiggewalzte Walzgut 4 mit dieser Dicke D ein. Wie in Fig. 5 zu erkennen, weist die Rollenrichtmaschine 3 zwei Reihen 3b, 3c aus Richtrollen 5a bis 5i auf.
  • Die obere Reihe 3c der oberen Richtrollen 5b, 5d, 5f, 5h ist geneigt, was daran zu erkennen ist, dass sich die Ebene E2 mit den Drehachsen der oberen Richtrollen 5b, 5d, 5f, 5h mit der, insbesondere horizontalen, Ebene E1 mit den Drehachsen der unteren Richtrollen 5a, 5c, 5e, 5g, 5i der unteren Reihe 3b schneidet.
  • Durch diese Neigung fällt beispielsweise die von den ersten Richtrollen 5a, 5b, 5c herbeigeführte Verformung relativ stark aus und nimmt in den nachfolgenden Richtrollen 5d bis 5i stetig ab. Damit wird beim Durchlaufen das Walzgut 4 abwechselnd nach oben und unten gebogen, was bewirkt, dass das Walzgut 4 eine wechselweisen Biegebeanspruchung ausgesetzt wird, was zu wechselweisen Zug- und Druckspannungen an den Walzgutoberseite und Walzgutunterseite führt.
  • Mit dieser Kombination der Anpassung beider Betriebsparameter, nämlich angepasste Kühlstopptemperatur KST_adapt und angepasste Eintauchtiefe ETE_adapt, können trotz abweichender chemischer Zusammensetzung der zugeführten Walzbrammen Abweichungen in mehr als einer mechanischen Werkstoffkenngröße der fertigen Walzgüter verringert werden.
  • Zusätzlich kann beispielsweise auch noch ein dritter Betriebsparameter angepasst werden. Hierzu wird eine über die Abkühlzeit t_KR gemittelte Abkühlrate KR der beschleunigten Abkühlung des Walzguts (beginnend bei der Kühlstarttemperatur K_start und endend bei der Kühlstopptemperatur KST, wie in Fig. 4 dargestellt) nach dem Fertigwalzen erhöht oder erniedrigt. Diese Anpassung der Betriebsparameter muss für jede Charge von Walzbrammen mit einer unterschiedlichen Abweichung der chemischen Soll-Zusammensetzung neu durchgeführt werden.
  • Tabelle 2 zeigt die rechnerischen ermittelten mechanischen Werkstoffkenngrößen für Bleche, welche aus den Walzbrammen W0-W5 gefertigt werden können. Tabelle 2: mechanische Werkstoffkenngrößen der Walzgüter
    Blech Betriebsparameter (P) Modell-Zugfestigkeit Rm_mod [N/mm2] Modell-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_mod [N/mm2] Differenz zur Soll-Zugfestigkeit Rm_soll [N/mm2] Differenz zur Soll-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_soll [N/mm2]
    0(W0) P_nenn 600 490 0 0
    A(W1) P_nenn 587,7 477,7 -12,3 -12,3
    B(W2) P_adapt1 600,3 494,2 0,3 4,2
    C(W3) P_adapt2 600,1 491,2 0,1 1,2
    D(W4) P_nenn 609,3 499,3 9,3 9,3
    E(W5) P_adapt3 600,4 490,3 0,4 0,3
  • Die Walzbramme W0 hat in ihrer chemischen Zusammensetzung keine Abweichung von der chemischen Soll-Zusammensetzung und dadurch ergibt die Berechnung des mathematischen Modells mit den Nenn-Betriebsparametern P_nenn auch keine Abweichung in den berechneten mechanischen Werkstoffkenngrößen.
  • Die Walzbrammen W1 und W4 werden auch keiner Anpassung der Betriebsparameter P unterworfen, sondern mit den Nenn-Betriebsparameter P_nenn gefertigt bzw. berechnet, was an den Blechen A(W1) und D(W4) zu den nach Tabelle 2 angeführten rechnerischen ermittelten mechanischen Werkstoffkenngrößen führt.
  • Die Walzbrammen W2, W3 und W5 werden auf Grund der Abweichung der chemischen Ist-Zusammensetzung von der chemischen Soll-Zusammensetzung einer erfindungsgemäßen Korrektur der Betriebsparameter unterzogen, was an den Blechen B(W2), C(W3) und E(W5) zu den nach Tabelle 2 angeführten rechnerischen ermittelten mechanischen Werkstoffkenngrößen führt.
  • Tabelle 3 zeigt verschiedene zu den Walzgütern/Blechen 0(W0) - E(W5) zugehörige Betriebsparameter P der Anlage. Tabelle 3: Betriebsparameter P der Anlage mit Walzstraße und Rollenrichtmaschine
    Betriebsparameter (P) Blech Kühlstopptemperatur (KST) [°C] Eintauchtiefe im Einlauf (ETE) [mm] Abkühlrate (KR) [°C/s]
    P_nenn 0(W0) 380 5,4 25
    P_nenn A(W1) 380 5,4 25
    P_adapt1 B(W2) 350 6,9 25
    P_adapt2 C(W3) 350 5,9 29
    P_nenn D(W4) 380 5,4 25
    P_adapt3 E(W5) 405 4,9 23
  • Die Bleche A(W1) sowie D(W4) werden mit den Nenn-Betriebsparametern P_nenn gefertigt, die Bleche B(W2) und C(W3) und E(W5) werden mit den adaptierten Werten P_adapt1 bzw. P_adapt2 bzw. P_adapt3 gefertigt.
  • Wie nach Tabelle 2 zu erkennen ist, weisen die Bleche B(W2) und C(W3) deutlich geringere Abweichungen zur vorgegebenen Soll-Zugfestigkeit Rm_soll und vorgegebenen Soll-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_soll auf, als dies bei den Blechen A(W1) der Fall ist, obwohl die Abweichungen von der chemischen Soll-Zusammensetzung jeweils die gleichen sind. Dies gilt analog für das Blech E(W5) im Vergleich zum Blech D(W4).
  • Das ist auf die erfindungsgemäß angepassten Betriebsparameter P_adapt der Anlage 1, umfassend Walzstraße 2 und Rollenrichtmaschine 3, zurückzuführen.
  • Diese Anpassungen erfolgten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren folgendermaßen:
    Im Fall der Walzbrammen W2 und W3 führt die Abweichung der chemischen Zusammensetzung von der chemischen Soll-Zusammensetzung zu einer um ΔRm_chem erniedrigten Zugfestigkeit sowie einer um ΔRt0.5_chem erniedrigten Ersatzstreckgrenze, wie in Fig. 1 dargestellt. Es besteht daher zwischen der erfindungsgemäß berechneten Modell-Zugfestigkeit Rm_mod eine negative Differenz zur Soll-Zugfestigkeit Rm_soll. Ebenso besteht eine negative Differenz zwischen der Modell-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_mod und der Soll-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_soll.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren erniedrigt sohin für Blech B(W2) den ersten Betriebsparameter der Nenn-Betriebsparameter P_nenn, nämlich die Kühlstopptemperatur KST_nenn, um 30 °C auf die angepasste Kühlstopptemperatur KST_adapt, nämlich auf 350 °C.
  • Diese Anpassung auf die Kühlstopptemperatur KST_adapt erhöht die Modell-Zugfestigkeit Rm_mod um einen Betrag ΔRm_KST, nämlich um 3,6 N/mm2. Nachteilig erniedrigt dies die Modell-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_mod um einen Betrag ΔRt0.5_KST, nämlich um 3 N/mm2, wie in Fig. 1 zu erkennen.
  • Um dies zu kompensieren, wird der zweite Betriebsparameter, nämlich die Eintauchtiefe ETE_adapt einer Richtrolle im Vergleich mit dem betreffenden Nenn-Betriebsparameter P_nenn durch Erhöhung der Eintauchtiefe ETE der Nenn-Betriebsparameter P_nenn angepasst. Dies erhöht die Modell-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_mod um einen Betrag ΔRt0.5_ETE, nämlich zum 19,5 N/mm2. Wie zudem der Fig. 1 zu entnehmen, ist der Betrag ΔRt0.5_ETE deutlich höher als der Betrag ΔRt0.5_KST. Zudem erhöht sich die Modell-Zugfestigkeit Rm_mod um einen Betrag ΔRm_ETE, nämlich um 9 N/mm2.
  • Damit kann die Abweichung zur Soll-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_soll und Soll-Zugfestigkeit Rm_soll des Blechs B(W2) durch angepasste Betriebsparameter P_adapt1 erheblich reduziert werden, wie in Tabelle 2 zu erkennen. Im Vergleich dazu erkennt man nach Tabelle 2 am Blech A(W1), hergestellt unter Verwendung von Nenn-Betriebsparameter P_nenn, eine erhebliche Abweichung von der Soll-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_soll und Soll-Zugfestigkeit Rm_soll.
  • Eine weitere Verbesserung kann durch angepasste Betriebsparameter P_adapt2 erreicht werden, wie dies am Blech C(W3) gezeigt ist. Hier wird nämlich zusätzlich ein dritter Betriebsparameter angepasst, und zwar wird die über die Abkühlzeit gemittelte Abkühlrate KR_adapt durch Erhöhung der Nenn-Abkühlrate KR_nenn der Nenn-Betriebsparameter P_nenn angepasst. Dies erhöht die Modell-Zugfestigkeit Rm_mod um einen Betrag ΔRm_KR, nämlich um 5,8 N/mm2. Auch erhöht dies die Modell-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_mod um einen Betrag ΔRt0.5_KR, wie in Fig. 1 zu erkennen, nämlich um 10 N/mm2. Das Blech C(W3) kommt daher der Soll-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_soll und der Soll-Zugfestigkeit Rm_soll noch näher als Blech B(W2). Außerdem kann bei der Hinzunahme der Korrektur des dritten Betriebsparameters die Höhe der Änderung des zweiten Betriebsparameters reduziert werden.
  • Im vorliegenden Beispiel beträgt die Korrektur des zweiten Betriebsparameters, nämlich die Eintauchtiefe ETE_adapt der zweiten Richtrolle im Falle B(W2) 1,5 mm, sofern der dritte Betriebsparameter, nämlich die Abkühlrate, nicht angepasst wird. Hingegen beträgt die Korrektur des zweiten Betriebsparameters bei C(W3) 0,5 mm, da hier zusätzlich der dritte Betriebsparameter angepasst wird. Dies kann sich zudem vorteilhaft auf andere Produkteigenschaften auswirken.
  • Im Fall der Walzbramme W5 führt die Abweichung der chemischen Zusammensetzung von der chemischen Soll-Zusammensetzung zu einer um ΔRm_chem erhöhten Zugfestigkeit sowie einer um ΔRt0.5_chem erhöhten Ersatzstreckgrenze. Es besteht daher zwischen der erfindungsgemäß berechneten Modell-Zugfestigkeit Rm_mod eine positive Differenz zur Soll-Zugfestigkeit Rm_soll. Ebenso besteht eine positive Differenz zwischen der Modell-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_mod und der Soll-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_soll.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren erhöht sohin für Blech E(W5) den ersten Betriebsparameter der Nenn-Betriebsparameter P_nenn, nämlich die Kühlstopptemperatur KST_nenn, um 25 °C auf die angepasste Kühlstopptemperatur KST_adapt, nämlich auf 405 °C. Diese Anpassung auf die Kühlstopptemperatur KST_adapt erniedrigt die Modell-Zugfestigkeit Rm_mod um einen Betrag ΔRm_KST, nämlich um 3,0 N/mm2 und erhöht die Modell-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_mod um einen Betrag ΔRt0.5_KST von 2,5 N/mm2. Außerdem wird der zweite Betriebsparameter, nämlich die Eintauchtiefe einer Richtrolle ETE_nenn, im Vergleich mit dem betreffenden Nenn-Betriebsparameter P_nenn auf ETE_adapt angepasst. Dies erniedrigt die Modell-Zugfestigkeit um einen Betrag ΔRm_ETE von 3,0 N/mm2 und die Modell-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_mod um einen Betrag ΔRt0.5_ETE, nämlich um 6,5 N/mm2. Die Anpassung des dritten Betriebsparameters, der mittleren Kühlrate, ergibt eine um den Betrag von ΔRm_KR erniedrigte Modell-Zugfestigkeit von 2,9 N/mm2 und eine um den Betrag von ΔRt0.5_KR erniedrigte Modell-Ersatzstreckgrenze von 5,0 N/mm2.
  • Es sei zudem erwähnt, dass die Abweichungen der einzelnen Legierungselemente sowohl positiv als auch negativ sein können. Dadurch können Beiträge zu den jeweiligen Festigkeitsabweichungen unterschiedliche Vorzeichen aufweisen, was im mathematischen Modell entsprechend berücksichtigt wird. Dies kann in bestimmten Fällen dazu führen, dass sich die Einflüsse einzelner Legierungselemente auf die mechanischen Eigenschaften gegenseitig kompensieren und keine Korrektur notwendig ist.
  • Mit der erfindungsgemäßen Anpassung der Nenn-Betriebsparameter P_nenn kann die Standardabweichung in der Produktion deutlich reduziert werden, wie dies in den Figuren 2 und 3 zu erkennen ist. Dabei zeigen Figuren 2 bzw. 3 Normalverteilungen, die sich bei einem Auftragen einer relativen Häufigkeit hn(Rm) bzw. hn(Rt0.5) von Messwerten zu Zugfestigkeit Rm bzw. Ersatzstreckgrenze Rt0.5 über eine Skala in N/mm2 ergeben. Diese Messungen sind nach ASTM Norm A370 (Zugversuch bei Raumtemperatur) an einer Vielzahl von Blechen (größer 1000) mit der Probenrichtung quer zur Walzrichtung ohne das erfindungsgemäße Verfahren und mit erfindungsgemäßem Verfahren durchgeführt worden.
  • Wie in Fig. 2 und 3 zu erkennen, ist die Standardabweichung in der Herstellung einer Vielzahl an Walzgütern, nämlich Stahlblechen mit einer Blechdicke von 20 mm derselben Stahlsorte, nämlich X65, mit unveränderten Nenn-Betriebsparametern P_nenn deutlich höher als dies bei der Herstellung mit angepassten Betriebsparametern P_adapt1 und P_adapt2 der Fall ist. Des Weiteren ist eine Verbesserung in der Standardabweichung zwischen den angepassten Betriebsparametern P_adapt1, bei dem der erste und zweite Betriebsparameter KST, ETE angepasst wurden, und P_adapt2, bei dem der erste, zweite und dritte Betriebsparameter KST, ETE, KR angepasst wurden, erkennbar.
  • So beträgt nach Fig. 2 die Standardabweichung der Zugfestigkeit Rm ca. 15 N/mm2, wenn die Nenn-Betriebsparameter angewendet werden. Bei Anwendung von adaptierten Betriebsparametern P_adapt1 kann diese Standardabweichung auf ca. 14 N/mm2 und bei Anwendung von adaptierten Betriebsparametern P_adapt2 auf ca. 12 N/mm2 reduziert werden.
  • Der Festigkeitswert beim Scheitelwert der Normalverteilung hingegen bleibt, unabhängig ob das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird oder nicht, annähernd konstant, weil einerseits die chemische Soll-Zusammensetzung dem arithmetischen Mittelwert der jeweils zulässigen Ober- bzw. Untergrenzen der Legierungselemente entspricht und die Abweichung der chemischen Ist-Zusammensetzung von der chemischen Soll-Zusammensetzung auch eine Normalverteilung aufweist. Der Festigkeitswert des Scheitelwerts der gemessenen Normalverteilung entspricht ungefähr dem vom mathematischen Modell mit chemischer Soll-Zusammensetzung und Nenn-Betriebsparametern P_nenn berechneten Wert.
  • Eine deutliche Verbesserung ist auch nach Fig. 3 zur Standardabweichung der Ersatzstreckgrenze Rt0.5 zu erkennen. So beträgt nach Fig. 3 die Standardabweichung der Ersatzstreckgrenze Rt0.5 ca. 17 N/mm2, wenn die Nenn-Betriebsparameter angewendet werden. Bei Anwendung von adaptierten Betriebsparametern P_adapt1 kann diese Standardabweichung auf ca. 16 N/mm2 und bei Anwendung von adaptierten Betriebsparameter P_adapt2 auf ca. 13 N/mm2 reduziert werden.
  • Diese Anpassung kann, auf konstruktiv einfache Weise gelöst, von einer mathematischen Optimierungsrechnung reproduzierbar durchgeführt werden.
  • Mithilfe der Optimierungsrechnung, beispielsweise mithilfe von diskreten Iterationen, kann nämlich schnell und einfach jene Erhöhung oder Erniedrigung des ersten Betriebsparameters im Vergleich mit dem betreffenden Nenn-Betriebsparameter und jene Erniedrigung oder Erhöhung des zweiten Betriebsparameters im Vergleich mit dem betreffenden Nenn-Betriebsparameter sowie optional jene Erhöhung oder Erniedrigung des dritten Betriebsparameters im Vergleich mit dem betreffenden Nenn-Betriebsparameter errechnet werden, um die kleinstmögliche Differenz zwischen Modell-Zugfestigkeit Rm_mod und Soll-Zugfestigkeit Rm_soll und zwischen Modell-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_mod und Soll-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_soll zu finden.
  • Bei der Optimierungsrechnung kann zudem beispielsweise festgelegt werden, mit welcher Gewichtung die Abweichungen der Modell-Werte von den Sollwerten belegt werden. In diesem Ausführungsbeispiel wurden sowohl die Abweichung von der Ersatzstreckgrenze, als auch die Abweichung von der Zugfestigkeit mit jeweils 0,5 gewichtet. Die Summe der Gewichtungen muss den Wert 1 ergeben. Außerdem wurden in diesem Ausführungsbeispiel nur Ergebnisse zugelassen, welche zu Modell-Zugfestigkeiten Rm_mod und Modell-Ersatzstreckgrenzen Rt0.5_mod führen, die größer als die Soll-Zugfestigkeit Rm_soll bzw. die Soll-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze Rt0.5_soll sind.
  • Beispielsweise kann es sich bei dem durch die Anlage 1 erzeugten Walzgut 4 um ein Grobblech (Flacherzeugnis gemäß DIN EN 10079) beispielsweise aus einer Stahllegierung handeln. Solch ein Grobblech kann eine Blechdicke im Bereich von 8 bis 150 mm, insbesondere im Bereich von 25 bis 120 mm, aufweisen.
  • Im Allgemeinen wird festgehalten, dass "insbesondere" als "more particularly" ins Englische übersetzt werden kann. Ein Merkmal, dem "insbesondere" vorangestellt ist, ist als fakultatives Merkmal zu betrachten, das weggelassen werden kann, und stellt damit keine Einschränkung, beispielsweise der Ansprüche, dar. Das Gleiche gilt für "vorzugsweise", ins Englische übersetzt als "preferably".

Claims (16)

  1. Verfahren zur Reduktion einer Abweichung von einer Soll-Zugfestigkeit (Rm_soll) und einer Soll-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze (Re_soll/Rp0.2_soll, Rt0.5_soll etc.) von, mit einer Anlage (1), die zumindest eine Warmwalzstraße (2) und zumindest eine der Warmwalzstraße (2) nachgeordneten Rollenrichtmaschine (3) aufweist, hergestellten Walzgütern (4), insbesondere Stahlblechen, aus dieser Anlage zugeführten ein- oder mehrlagigen Walzbrammen oder Walzblöcken einer gemeinsamen Stahlsorte, deren jeweilige Stahllegierung in der chemischen Ist-Zusammensetzung herstellungsbedingt in zumindest einem Legierungselement von der chemischen Soll-Zusammensetzung dieser Stahlsorte abweicht, bei dem
    auf Basis eines mathematischen Modells, das zumindest aus zu dieser Stahlsorte vorgegebenen Nenn-Betriebsparametern (P_nenn) der Anlage (1), sowie aus der abweichenden chemischen Ist-Zusammensetzung, der der Anlage (1) zuzuführenden Walzbramme oder des der Anlage (1) zuzuführenden Walzblocks eine Modell-Zugfestigkeit (Rm_mod) und eine Modell-Streckgrenze/- Ersatzstreckgrenze (Rt0.5_mod) des Walzguts (4) berechnet wird, und nachfolgend bei einer Differenz zwischen Modell-Zugfestigkeit (Rm_mod) und Soll-Zugfestigkeit (Rm_soll) und zwischen Modell-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze (Rt0.5_mod) und Soll-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze (Rt0.5_soll) mehrere Betriebsparameter der Nenn-Betriebsparameter (P_nenn) der Anlage (1) angepasst werden, um damit die Abweichung von der Soll-Zugfestigkeit (Rm_soll) und der Soll-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze (Rt0.5_soll) zu reduzieren, wobei die angepassten Betriebsparameter umfassen:
    Erhöhung oder Erniedrigung einer, insbesondere über die Dicke des Walzguts gemittelten, Kühlstopptemperatur (KST), bei der die beschleunigte Abkühlung des Walzguts (4) nach dem Fertigwalzen unterbrochen wird, als erster angepasster Betriebsparameter an der Warmwalzstraße (2) der Anlage (1);
    Erhöhung oder Erniedrigung einer Eintauchtiefe (ETE) einer Richtrolle im Einlauf (3a), insbesondere einer zweiten Richtrolle in einem ersten Richtdreieck des Einlaufs (3a), der Rollenrichtmaschine (3) als zweiter angepasster Betriebsparameter an der Rollenrichtmaschine (3) der Anlage (1);
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die angepassten Betriebsparameter zusätzlich umfassen:
    Erhöhung oder Erniedrigung einer, insbesondere über die Abkühlzeit gemittelten, Abkühlrate (KR) einer beschleunigten Abkühlung des Walzguts (4) nach dem Fertigwalzen als dritter angepasster Betriebsparameter an der Warmwalzstraße (2) der Anlage (1);
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer negativen Differenz zwischen Modell-Zugfestigkeit (Rm_mod) und Soll-Zugfestigkeit (Rm_soll) sowohl der erste Betriebsparameter durch Erniedrigung als auch der zweite Betriebsparameter durch Erhöhung angepasst werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer positiven Differenz zwischen Modell-Zugfestigkeit (Rm_mod) und Soll-Zugfestigkeit (Rm_soll) sowohl der erste Betriebsparameter durch Erhöhung als auch der zweite Betriebsparameter durch Erniedrigung angepasst werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mithilfe einer Optimierungsrechnung jene Erhöhung oder Erniedrigung des ersten Betriebsparameters im Vergleich mit dem betreffenden Nenn-Betriebsparameter (P_nenn) und jene Erniedrigung oder Erhöhung des zweiten Betriebsparameters im Vergleich mit dem betreffenden Nenn-Betriebsparameter (P_nenn) sowie optional jene Erhöhung oder Erniedrigung des dritten Betriebsparameters im Vergleich mit dem betreffenden Nenn-Betriebsparameter (P_nenn) errechnet wird, bei der die Differenzen zwischen Modell-Zugfestigkeit (Rm_mod) und Soll-Zugfestigkeit (Rm_soll) und zwischen Modell-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze (Rt0.5_mod) und Soll-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze (Rt0.5_soll) am niedrigsten sind.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Optimierungsrechnung der erste Betriebsparameter durch Erhöhung im Vergleich mit dem betreffenden Nenn-Betriebsparameter (P_nenn) angepasst wird, um damit die Modell-Zugfestigkeit (Rm_mod) zu erniedrigen und die Modell-Streckgrenze/- Ersatzstreckgrenze (Rt0.5_mod) zu erhöhen.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Optimierungsrechnung der erste Betriebsparameter durch Erniedrigung des betreffenden Nenn-Betriebsparameters (P_nenn) angepasst wird, um damit die Modell-Zugfestigkeit (Rm_mod) zu erhöhen und die Modell-Streckgrenze/- Ersatzstreckgrenze (Rt0.5_mod) zu erniedrigen.
  8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Optimierungsrechnung der zweite Betriebsparameter durch Erhöhung des betreffenden Nenn-Betriebsparameters (P_nenn) angepasst wird, um damit die Modell-Zugfestigkeit (Rm_mod) und die Modell-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze (Rt0.5_mod) zu erhöhen.
  9. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Optimierungsrechnung der zweite Betriebsparameter durch Erniedrigung des betreffenden Nenn-Betriebsparameters (P_nenn) angepasst wird, um damit die Modell-Zugfestigkeit (Rm_mod) und die Modell-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze (Rt0.5_mod) zu erniedrigen.
  10. Verfahren nach Anspruch 5, 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Optimierungsrechnung der dritte Betriebsparameter durch Erhöhung des betreffenden Nenn-Betriebsparameters (P_nenn) angepasst wird, um damit die Modell-Zugfestigkeit (Rm_mod) und die Modell-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze (Rt0.5_mod) zu erhöhen.
  11. Verfahren nach Anspruch 5, 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Optimierungsrechnung der dritte Betriebsparameter durch Erniedrigung des betreffenden Nenn-Betriebsparameters (P_nenn) angepasst wird, um damit die Modell-Zugfestigkeit (Rm_mod) und die Modell-Streckgrenze/-Ersatzstreckgrenze (Rt0.5_mod) zu erniedrigen.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Optimierungsrechnung unter Anwendung einer mathematischen, insbesondere diskreten, Optimierungsmethode erfolgt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Betriebsparameter im Bereich von plus/minus 100 °C zum betreffenden Nenn-Betriebsparametern (P_nenn) und der zweite Betriebsparameter im Bereich von plus/minus 30 % zum betreffenden Nenn-Betriebsparametern (P_nenn) angepasst wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Betriebsparameter im Bereich von plus/minus 30 % zum betreffenden Nenn-Betriebsparametern (P_nenn) angepasst wird.
  15. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit einer Warmwalzstraße (2), die eine Kühleinrichtung mit einem ersten Stellglied zum Einstellen einer Kühlstopptemperatur (KST) einer beschleunigten Abkühlung des Walzguts (4) nach dem Fertigwalzen aufweist, mit einer der Warmwalzstraße (2) nachgeordneten Rollenrichtmaschine (3), die ein zweites Stellglied zum Einstellen der Eintauchtiefe (ETE) einer Richtrolle im Einlauf (3a) der Rollenrichtmaschine (3) aufweist, und mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung, die das mathematische Modell aufweist und mit den Stellgliedern der Kühleinrichtung und der Rollenrichtmaschine (3) zur Übertragung von adaptierten Nenn-Betriebsparametern (P_nenn) verbunden ist.
  16. Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung ein drittes Stellglied zum Einstellen einer Abkühlrate (KR) der beschleunigten Abkühlung des Walzguts (4) nach dem Fertigwalzen aufweist.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1664550A (zh) * 2005-03-29 2005-09-07 东北大学 轧制过程在线检测钢板力学性能的方法
DE19881711B4 (de) 1997-11-10 2012-07-26 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Steuerung einer Hüttentechnischen Anlage
WO2019012002A1 (en) * 2017-07-12 2019-01-17 Tata Steel Nederland Technology B.V. METHOD FOR OPERATING A CONTINUOUS PROCESSING LINE

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19881711B4 (de) 1997-11-10 2012-07-26 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Steuerung einer Hüttentechnischen Anlage
CN1664550A (zh) * 2005-03-29 2005-09-07 东北大学 轧制过程在线检测钢板力学性能的方法
WO2019012002A1 (en) * 2017-07-12 2019-01-17 Tata Steel Nederland Technology B.V. METHOD FOR OPERATING A CONTINUOUS PROCESSING LINE

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NWACHUKWU PETER U. ET AL: "Effects of rolling process parameters on the mechanical properties of hot-rolled St60Mn steel", CASE STUDIES IN CONSTRUCTION MATERIALS, vol. 6, 1 June 2017 (2017-06-01), pages 134 - 146, XP093133048, ISSN: 2214-5095, Retrieved from the Internet <URL:https://dx.doi.org/10.1016/j.cscm.2017.01.006> [retrieved on 20240302], DOI: 10.1016/j.cscm.2017.01.006 *
STERJOVSKI Z ET AL: "Artificial neural networks for modelling the mechanical properties of steels in various applications", JOURNAL OF MATERIALS PROCESSING TECHNOLOGY, ELSEVIER, NL, vol. 170, no. 3, 30 December 2005 (2005-12-30), pages 536 - 544, XP027806151, ISSN: 0924-0136, [retrieved on 20051230] *

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