AT413284B

AT413284B - Verfahren und einrichtung zum beizen eines metallbandes

Info

Publication number: AT413284B
Application number: AT0911598A
Authority: AT
Inventors: Wilfried Schlechter
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2006-01-15
Also published as: DE19882648D2; RU2208066C2; US6419756B1; KR100404609B1; ATA911598A; DE19743022A1; WO1999016933A1; DE19882648B4; KR20010015663A

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zum Beizen eines Metallbandes, insbesondere eines Walzbandes, mittels einer Beizanlage, durch die das Metallband durchläuft und in der das Metallband mit einer Beizflüssigkeit abgebeizt wird, wobei das Beizergebnis von Beizparametern abhängig ist. Zum Reinigen von Metallbändern, insbesondere zum Entfernen von Zunderschichten auf Walzbändern, werden diese in einer Beizanlage mit einer Beizflüssigkeit, im allgemeinen Säure, abgebeizt. Die Menge des Abtrags durch das Beizen hängt von   Beizparametern ab. Diese sind z.B. : der Beizflüssigkeit, Geschwindigkeit, mit der   das Metallband durch die Beizanlage durchläuft, der Säuregehalt in der Beizflüssigkeit, der Metallgehalt in der Beizflüssigkeit, insbesondere der Eisengehalt in der Beizflüssigkeit, Bandparameter, wie z. B.

   Material und geometrische Abmessungen, und der Turbulenzdruck der Beizflüssigkeit. Diese Beizparameter sind derart einzustellen, dass möglichst die gewünschte Menge an Material vom Metallband abgetragen wird. Abweichungen vom gewünschten Optimalwert sind mit hohen Kosten verbunden. Wird zu viel Material abgetragen, d. h. z. B. wird nicht nur die Zunderschicht von einem Walzband, sondern auch Metall von der Oberfläche des Walzbandes abgetragen, so erhöht sich der Metall- bzw. Eisengehalt in der Beizflüssigkeit unverhältnismässig hoch. Da die Reinigung der Beizflüssigkeit aufwendig und teuer ist, ist ein zu hoher Abtrag unerwünscht. Ausserdem kann es bei einem zu hohen Abtrag zu Beschädigungen des Metallbandes kommen. Verbleibt dagegen zu viel Material, insbesondere zu viel Zunder, auf dem Metallband, so muss dieses noch einmal die Beizanlage durchlaufen.

   Dieser zusätzliche Arbeitsschritt ist aufwendig und teuer. 



  Die Einstellung der Beizparameter zum Erzielen eines möglichst guten Beizergebnisses erfolgt bekannterweise durch eine Bedienungsperson der Beizanlage. Dies führt jedoch zu Schwankungen im Beizergebnis. Unter Beizergebnis ist z. B. die Menge des abgetragenen Materials oder die Menge des auf dem Metallband verbliebenen Zunders zu verstehen. 



  Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zum Beizen eines Metallbandes anzugeben, mittels dessen das Beizergebnis verbessert wird. Ferner ist es wünschenswert, die Kosten für das Beizen eines Metallbandes zu verringern. 



  Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren gemäss Anspruch 1 bzw. eine Einrichtung gemäss Anspruch 10 gelöst. Dabei wird bei einem Beizprozess oben bezeichneter Art das Beizergebnis gemessen und zumindest ein Beizparameter in Abhängigkeit der Messung des Beizergebnisses im Sinne einer Verbesserung des Beizergebnisses automatisch verändert. Die automatische Veränderung erlaubt es, auf eine Einstellung des entsprechenden Beizparameters durch eine Bedienungsperson zu verzichten. Auf diese Weise wird ein konstanteres und besseres Beizergebnis erreicht. Ferner wird entsprechendes Bedienpersonal eingespart. Als einzustellende Beizparameter kommen besonders die Temperatur der Beizflüssigkeit in der Beizanlage, die z.

   B. aus der Temperatur der Beizflüssigkeit im Zulauf in die Beizanlage und der Temperatur der Beizflüssigkeit im Ablauf von der Beizanlage bestimmt wird, die Geschwindigkeit des Metallbandes, die Säureparameter der Beizflüssigkeit, die Eisenkonzentration in der Beizflüssigkeit, der Turbulenzdruck der Beizflüssigkeit in der Beizanlage sowie die Eigenschaften des Metallbandes, wie dessen Material und dessen geometrische Abmessungen, in Frage. Besonders geeignet für eine automatische Einstellung ist dabei der Beizparameter Temperatur der Beizflüssigkeit.

   Da die Temperatur der Beizflüssigkeit in der Beizanlage schwer messbar und schwer regelbar ist, werden vorteilhafterweise die Zulauftemperatur der Beizflüssigkeit in die Beizanlage, die Ablauftemperatur der Beizflüssigkeit aus der Beizanlage oder beide Temperaturen an Stelle der Temperatur der Beizflüssigkeit in der Beizanlage verwendet. 



  Das Beizergebnis wird vorteilhafterweise durch Messung von Defekten und/oder nicht abgebeizten Stellen auf dem Metallband gemessen. Die Defekte und/oder nicht abgebeizten Stellen werden vorteilhafterweise klassifiziert und gezählt. Die Klassifikation der Defekte und/oder nicht abgebeizten Stellen erfolgt dabei vorteilhafterweise in bezug auf ihre Grösse und/oder ihre Form. 



  Die so klassifizierten und gezählten Defekte und/oder nicht abgebeizten Stellen werden vorteilhafterweise bewertet. Die Bewertung erfolgt mittels eines Fuzzy-Bewerters, mittels eines neuro- 

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 nalen Netzes oder mittels eines Neuro-Fuzzy-Bewerters. Die Messwerte können jedoch auch direkt, d.h. unklassifiziert, durch einen Fuzzy-Bewerter, ein neuronales Netz oder einen NeuroFuzzy-Bewerter bewertet werden, jedoch ist die indirekte Bewertung, d. h. die Bewertung der klassifizierten und gezählten Defekte und/oder nicht abgebeizten Stellen, vorteilhafter. Das Ergebnis der Bewertung mittels eines Fuzzy-Bewerters, mittels eines neuronalen Netzes oder mittels eines Neuro-Fuzzy-Berwerters sind Sollwerte für zumindest einen Beizparameter. 



  Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Im einzelnen zeigen: FIG 1 eine erfindungsgemäss betriebene Bandanlage FIG 2 eine Anordnung zum Trainieren eines Bewerters. 



  In FIG 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine Beizanlage, durch die ein Metallband 2 in Richtung des mit Bezugszeichen 3 bezeichneten Pfeils durchläuft. Das Metallband 2 wird in der Beizanlage 1 mit einer Beizflüssigkeit abgebeizt. Die Beizflüssigkeit wird der Beizanlage 1 über Zuleitungen 18,19 und einen Wärmetauscher 10 aus einem Beizflüssigkeitstank 13 zugeführt. Zum Abbeizen wird die Beizflüssigkeit aus Düsen 6,7 gegen das Metallband 2 gesprüht. Das ablaufende Beizmittel wird aufgefangen und über eine Leitung 20 dem Beizflüssigkeitstank 13 zugeleitet. 



  Der Wärmetauscher 10 dient der Erwärmung der Beizflüssigkeit. Dazu wird dem Wärmetauscher über eine Dampfleitung 16 Dampf aus einem Dampferzeuger 12 zugeleitet. Die Menge des Dampfes ist dabei über ein Ventil 11 einstellbar. Im Wärmetauscher 10 kondensiert der Dampf. Das so entstandene Wasser wird über eine Kondensatleitung 17 dem Dampferzeuger 12 zugeführt. 



  Das Beizergebnis, also die Menge des abgetragenen Materials, oder die Menge des auf dem Metallband 2 verbliebenen unerwünschten Materials, wie etwa Zunder, hängt von Beizparametern ab. Diese Beizparameter können z. B. die Temperatur der Beizflüssigkeit in der Beizanlage 1, die Geschwindigkeit v des Metallbandes 1, die Säureparameter cs der Beizflüssigkeit, die Eisenkonzentration CFe in der Beizflüssigkeit, der Turbulenzdruck p der Beizflüssigkeit in der Beizanlage 1 sowie die Eigenschaften B des Metallbandes, wie dessen Material und dessen geometrische Abmessungen sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nur der Beizparameter Temperatur der Beizflüssigkeit beeinflusst. Dieses ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, jedoch wird das Beizergebnis weiter verbessert, wenn in analoger Weise weitere Beizparameter eingestellt werden. 



  Die Temperatur Tz der Beizflüssigkeit im Zulauf bzw. die Temperatur TA der Beizflüssigkeit im Ablauf werden mit Temperaturmessgeräten 9 bzw. 8 gemessen. 



  Das Beizergebnis wird mittels eines optischen Messgerätes 4 gemessen. Das Signal des Messgerätes 4 wird einem Klassifikator 5 zugeleitet, in dem Defekte auf dem Metallband bzw. nicht abgebeizte Stellen eines abzubeizenden Materials wie etwa Zunder klassifiziert und gezählt werden. Die Defekte bzw. Stellen nicht abgetragenen Materials können z.

   B. nach den Defektkategorien "Loch", "dunkler Fleck", "heller Fleck", "lange dunkle Streifen", "lange helle Streifen", "kurze dunkle Streifen" und "kurze helle Streifen" entsprechend folgender Tabelle klassifiziert werden : 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> Defekt- <SEP> Definition <SEP> in <SEP> Abhängigkeit <SEP> von <SEP> der
<tb> kategorien <SEP> Geschwindigkeit
<tb> v <SEP> = <SEP> 360 <SEP> v <SEP> = <SEP> 600 <SEP> v <SEP> = <SEP> 1400 <SEP> v <SEP> = <SEP> beliebig <SEP> 
<tb> m/min <SEP> m/min <SEP> m/min
<tb> 
 
 EMI3.2 
 
 EMI3.3 
 
<tb> 
<tb> Fleck
<tb> heller <SEP> Fleck <SEP> # <SEP> # <SEP> 0,85 <SEP> mm <SEP> # <SEP> # <SEP> 1,0 <SEP> mm <SEP> # <SEP> # <SEP> 1,75 <SEP> mm
<tb> lange <SEP> dunkle <SEP> Breite <SEP> Breite <SEP> Breite <SEP> # <SEP> 0,25 <SEP> mm
<tb> Streifen <SEP> # <SEP> 0,25 <SEP> mm <SEP> # <SEP> 0,

  25 <SEP> mm <SEP> # <SEP> 0,25 <SEP> mm
<tb> (kontrastarm) <SEP> Länge <SEP> Länge <SEP> Länge
<tb> 
 
 EMI3.4 
 
 EMI3.5 
 
<tb> 
<tb> lange <SEP> helle <SEP> Breite <SEP> Breite <SEP> Breite <SEP> > <SEP> 0,25 <SEP> mm
<tb> 
 
 EMI3.6 
 
 EMI3.7 
 
<tb> 
<tb> (kontrastarm) <SEP> Länge <SEP> Länge <SEP> Länge
<tb> 
 
 EMI3.8 
 
 EMI3.9 
 
<tb> 
<tb> kurze <SEP> dunkle <SEP> Breite <SEP> Breite <SEP> Breite
<tb> 
 
 EMI3.10 
 
 EMI3.11 
 
<tb> 
<tb> (kontrastreich) <SEP> Länge <SEP> Länge <SEP> Länge
<tb> # <SEP> 15 <SEP> mm <SEP> >20mm <SEP> # <SEP> 30 <SEP> mm
<tb> kurze <SEP> helle <SEP> Breite <SEP> Breite <SEP> Breite
<tb> Streifen <SEP> > <SEP> 0,25 <SEP> mm <SEP> > <SEP> 0,25 <SEP> mm <SEP> # <SEP> 0,25 <SEP> mm
<tb> (kontrastreich)

   <SEP> Länge <SEP> Länge <SEP> Länge
<tb> 
 
 EMI3.12 
 Die Häufigkeiten der einzelnen Defektkategorien werden einem Bewerter 15 zugeleitet. Dieser ermittelt aus den Häufigkeiten der Defektkategorien, aus der Temperatur TA der Beizflüssigkeit im Ablauf, der Temperatur Tz der Beizflüssigkeit im Zulauf, der Geschwindigkeit v des Metallbandes 2, dem Säureparameter cs der Beizflüssigkeit, der Eisenkonzentration CFe in der Beizflüssigkeit, dem Turbulenzdruck p der Beizflüssigkeit sowie den Eigenschaften B des Metallbandes 2 einen Sollwert Tz* für die Temperatur der Beizflüssigkeit im Zulauf. 



  Der Bewerter 15 wird vorteilhafterweise als Fuzzy-Bewerter, als neuronales Netz oder als Neuro-Fuzzy-Bewerter ausgeführt. Als   Neuro-Fuzzy-Bewerter   kommt dabei ein Neuro-FuzzySystem gemäss dem Artikel "Neuro-Fuzzy", H. -P. Preuss, V. Tresp, VDI-Berichte 113, ISBN 3-18-091113-1,1994, Seiten 89 bis 122, vorteilhafterweise in Frage. 



  Die Sollwerte TZ* für die Temperatur der Beizflüssigkeit im Zulauf werden einem Regler 14 zugeführt, der das Ventil 11in Abhängigkeit der Temperatur Tz der Beizflüssigkeit im Zulauf und dem Sollwert TZ* der Temperatur der Beizflüssigkeit im Zulauf einstellt. 



  FIG 2 zeigt eine der in FIG 1 ähnliche Einrichtung. Dem Regler 14 wird jedoch ein Sollwert TZ*3 von einer Bedien 21 vorgegeben. Der Sollwert Tz* der Temperatur der Beizflüssigkeit im Zulauf, der vom Bewerter 15 ermittelt wird, geht nicht in den Regler 14 ein. Die Einrichtung gemäss FIG 2 weist einen Lernalgorithmus 23 auf, mittels dessen der Bewerter 15 in Abhängigkeit des 

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 Sollwerts TZ* der Temperatur der Beizflüssigkeit im Zulauf, der vom Bewerter 15 ermittelt wird, dem Sollwert Tz*3 der Temperatur der Beizflüssigkeit im Zulauf, der von der Bedienungsperson 21 ermittelt wird, sowie in Abhängigkeit weiterer Beizparameter Temperatur Tz Beizflüssigkeit im Zulauf, Temperatur TA der Beizflüssigkeit im Ablauf, der Geschwindigkeit v des Metallbandes 2, die Säureparameter cs der Beizflüssigkeit, die Eisenkonzentration CFe in der Beizflüssigkeit,

   dem Turbulenzdruck p der Beizflüssigkeit in der - Beizanlage sowie den Eigenschaften B des Metallbandes 2 ermittelt. 



  Patentansprüche: 1. Verfahren zum Beizen eines Metallbandes (2), insbesondere eines Walzbandes, mittels einer Beizanlage (1), durch die das Metallband (2) durchläuft und in der das Metallband (2) mit einer Beizflüssigkeit abgebeizt wird, wobei das Beizergebnis von Beizparametern (Tz, TA, v, CS, CFe, B, p) abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Beizergebnis durch Messung der Oberflächenbeschaffenheit des Metallbandes (2) gemessen wird und zumindest einer der Beizparameter Temperatur (Tz) der Beizflüssigkeit im Zulauf, Temperatur (TA) der Beizflüssigkeit im Ablauf, Geschwindigkeit (v) des Metall- bandes (2), Säureparameter (cs) der Beizflüssigkeit, Eisenkonzentration   (cFe)   in der Beiz- flüssigkeit, Turbulenzdruck (p) der Beizflüssigkeit in der Beizanlage (1) und Eigenschaften (B) des Metallbandes (2)

   in Abhängigkeit der Messung des Beizergebnisses im Sinne einer
Verbesserung des Beizergebnisses automatisch verändert wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Beizflüssigkeit im Sinne einer Verbesserung des Beizergebnisses automatisch verändert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Beizergebnis durch Messung von Defekten und/oder nicht abgebeizten Stellen auf dem Metallband (2) gemessen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Defekte und/oder nicht abgebeizten Stellen auf dem Metallband (2) klassifiziert und gezählt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Defekte und/oder nicht abgebeizten Stellen auf dem Metallband (2) in bezug auf ih- re Grösse und/oder ihre Form klassifiziert und gezählt werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Beizparameter (Tz, TA, v, CS, CFe, B, p) in Abhängigkeit der Defekte und/oder nicht abgebeizten Stellen auf dem Metallband (2) im Sinne einer Verbesserung des Beizergebnisses mittels eines Fuzzy-Bewerters, mittels eines neuronalen Netzes oder mittels eines Neuro-Fuzzy-Bewerters automatisch verändert wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Beizparameter (Tz, TA, v, cs, CFe, B, p) in Abhängigkeit der Klassifikation der Defekte und/oder nicht abgebeizten Stellen auf dem Metallband (2) im Sinne einer <Desc/Clms Page number 5> Verbesserung des Beizergebnisses mittels eines Fuzzy-Bewerters, mittels eines neurona- len Netzes oder mittels eines Neuro-Fuzzy-Bewerters automatisch verändert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Trainieren des neuronalen Netzes oder des Neuro-Fuzzy-Bewerters die Beizpa- rameter (Tz, TA, v, cs, CFe, B, p) von einer Bedienungsperson (21) der Beizanlage (1) einge- stellt werden, dass die von der Bedienungsperson (21) ermittelten Beizparameter (Tz*3 , TA*3) mit den von dem neuronalen Netz oder dem Neuro-Fuzzy-Bewerter ermittelten Beizpara- metern (T*Z, T*A) verglichen werden und dass das neuronale Netz oder der Neuro-Fuzzy- Bewerter im Sinne einer Verringerung der Abweichung zwischen den von der Bedienungs- person ermittelten Beizparametern (TZ*3, TA*3) und dem vom neuronalen Netz oder dem Neuro-Fuzzy-Bewerter ermittelten Beizparametern (T*z, T*A) trainiert werden.

9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Beizanlage (1), durch die das Metallband (2) durchläuft und in der das Metallband (2) mit einer Beizflüssigkeit abgebeizt wird, wobei das Beizergebnis von Beizparametern (Tz, TA, v, CS, CFe, B, p) abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein Messgerät (4) zum Messen von Defekten auf dem Metallband (2) bzw. nicht abgebeizte Stellen eines abzubeizenden Materials auf dem Metallband (2) auf- weist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Klassifikator (5) zum Klassifizieren und Zählen von Defekten auf dem Metall- band (2) bzw. nicht abgebeizte Stellen eines abzubeizenden Materials auf dem Metallband (2) aufweist.

11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen als Fuzzy-Bewerter, als neuronales Netz oder als Neuro-Fuzzy-Bewerter ausgebildeten Bewerter 15 aufweist.