AT513750A4

AT513750A4 - Bestimmung der ferritischen Phasenanteile beim Abkühlen eines Stahlbands

Info

Publication number: AT513750A4
Application number: AT3712013A
Authority: AT
Inventors: Rainer Burger; Robert Dipl Ing Linsbod; Bernd Dipl Ing Dr Linzer; Axel Dipl Ing Rimnac
Original assignee: Siemens Vai Metals Tech Gmbh
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2013-05-03
Publication date: 2014-07-15
Also published as: AT513750B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Computerprogrammproduktzur Bestimmung der Summe der ferritischenPhasenanteile fix~)- beim Abkühlen eines Stahlbands (2)in einer metallurgischen Anlage. Außerdem betrifft die Erfindungeine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. DieAufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mitdem die Summe der ferritischen Phasenanteile im Stahlband (2)online, rasch, und mit möglichst einfachen Mitteln bestimmtwerden kann. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst,das folgende Verfahrensschritte aufweist:- Messen einer Breite wFM und einer Temperatur TFM desStahlbands (2), wobei sich das Stahlband (2) während der Messungenvollständig im austenitischen Zustand befindet;- Abkühlen des Stahlbands (2), wobei im Stahlband (2)zumindest teilweise eine Phasenumwandlung y->a vom austenitischenZustand y in einen ferritischen Zustand a stattfindet;- Messen einer Breite w und einer Temperatur T des zumindestteilweise umgewandelten Stahlbands (2);- Bestimmen der Summe der ferritischen Phasenanteiledurch

Description

3. Mai 2013 13:10

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Nr. 4779 S. 4/22 • · 201301281 • ·' • ·

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Beschreibung

Bestimmung der ferritischen Phasenanteile beim Abkühlen eines Stahlbands 5

Gebiet der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Computerprogrammprodukt zur Bestimmung der Summe der ferriti-10 sehen Phasenanteile beim Abkühlen eines Stahlbands in einer metallurgischen Anlage, wie einem Warmwalzwerk. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. 15 Stand der Technik

Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, die Phasenanteile in einem Stahlband über das sog. Barkhausen-Rauschen oder die Messung der magnetischen Hysterese zu bestimmen. Außerdem ist 20 es bekannt, die Phasenanteile in einem Stahlband durch eine sog. post-mortem Analyse zu bestimmen, umfassend die Schritte Probennahme, Probenaufbereitung und eine metallkundliche Analyse der aufbereiteten Probe. Durch die post-mortem Analyse kann indirekt (d.h. über das Gefüge) die in der Kühlstrecke 25 vorhandenen Prozessbedingungen rückgeschlossen werden.

Nachteilig an der Messung des Barkhausen-Rauschens oder der Messung der magnetischen Hysterese ist, dass der Messkopf sehr nahe an das Band herangeführt werden muss. Außerdem sind 30 zusätzliche Messgeräte notwendig, die in einer metallurgischen Anlage typischerweise nicht vorhanden sind.

Nachteilig an der post-mortem Analyse ist, dass erst längere Zeit nachdem die Herstellung des Stahlbands abgeschlossen 35 ist, auf das Erreichen der geforderten Eigenschaften des ausgebildeten Gefüges rückgeschlossen werden kann. Durch die lange Zeitverzögerung bei der post-mortem Analyse kann sie für den geregelten Ausgleich transienter Bedingungen bei der 03/05/2013 13:12

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Herstellung des Stahlbands - z.B. bei einer Verlangsamung der Gießgeschwindigkeit aufgrund eines Pfannenwechsels, die bei einer Gieß-Walz-Verbundanlage mit einer Reduktion der Durchlaufgeschwindigkeit des Stahlbands durch eine Kühlstrecke 5 einhergeht - nicht eingesetzt werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands 10 der Technik zu überwinden und ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Summe der ferri tischen Phasenanteile beim Abkühlen eines Stahlbands in einem metallurgischen Prozessschritt anzugeben, mit denen die Summe der ferritischen Phasenanteile am Ende des Prozess-15 schritts unter der Voraussetzung eines austenitischen Anfangszustandes am Beginn des Prozessschritts - online, d.h. ohne Unterbrechung des laufenden Betriebs, - rasch, d.h. innerhalb einer kurzen Zeit für die Mes- 20 sung und Auswertung, - mit möglichst einfachen Mitteln, d.h. ohne aufwändige Messgeräte, - ohne eine aufwändige Auswertung, und - mit ausreichend hoher Genauigkeit bestimmt werden 25 kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Bestimmung der Summe der ferritischen Phasenanteile Σί*«·* beim Abkühlen ei- nes Stahlbands gelöst, das folgende Verfahrensschritte auf-30 weist: - Messen einer Breite wtM und einer Temperatur TtM des Stahlbands, wobei sich das Stahlband während der Messungen vollständig im austenitischen Zustand befindet; - Abkühlen des Stahlbands, wobei im Stahlband zumindest 35 teilweise eine Phasenumwandlung y -»a vom austenitischen Zustand y in einen ferritischen Zustand a stattfindet; - Messen einer Breite w und einer Temperatur T des zumindest teilweise umgewandelten Stahlbands; 03/05/2013 13:12

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Nr. 4779 S. 6/22 201301281 • · · # · • · · · · • · · · · • · · *'·.· • I ·» ·· 3 - Bestimmen der Summe der ferritischen Phasenanteile Σί^αdurch Σ^(0 _ w[l + aY(TFM — T0)] — wFM — wFMaY(T — T0) wtM[aa(T - To) - αγ(Τ - T„)]

Dabei wird - typischerweise unmittelbar nach dem austeniti-5 sehen Fertigwalzen (wobei das Stahlband beim letzten Walz-stich ein vollständig austenitisches Gefüge aufweist) des Stahlbands - die Breite wFM und die Temperatur TFM des Stahl-bands gemessen. Beide Messungen erfolgen vorteilhafterweise berührungslos, z.B. durch eine optische Breitenmessung bzw. 10 einen Pyrometer. Für eine: möglichst hohe Genauigkeit ist es vorteilhaft, wenn beide Messungen ungefähr zur selben Zeit auf demselben Abschnitt des - typischerweise ungeschnittenen - Bands erfolgen. Anschließend wird das Stahlband, z.B. in einer Laminar-Kühlstrecke, abgekühlt, wodurch das Gefüge des 15 Stahlbands zumindest teilweise; vom austenitischen Zustand γ d.h. vom Austenit) in einen ferritischen Zustand a (z.B. in einen Ferrit, einen Martensit...) umgewandelt wird. Nach dem Abkühlen des Stahlbands inkl. der vollständigen oder partiellen Umwandlung des Gefüges im Stahlband, wird wiederum die 20 Breite w und die Temperatur T des zumindest teilweise umgewandelten Stahlbands ermittelt. Auch hierbei ist es vorteilhaft, wenn beide Messungen ungefähr zur selben Zeit auf demselben Abschnitt des Bands erfolgen. Schließlich wird die Summe der ferritischen Phasenanteile Σί*® durch die Formel V1 ^(i) _ w[l + oy(7m ~ W] ~ wfm ~ wFMay(T ~ 7p) V“ wFM[aa(T-T0)-ccr(T-T0)] 25 bestimmt, wobei zur Bestimmung neben den Breiten wFM und w, den Temperaturen TfM und T, lediglich einige physikalische Parameter für das Stahlband, wie die Längenausdehnungsfunktionen ay für Austenit und aa für Ferrit verwendet werden. Diese Funktionen werden typischerweise als linear angenommen; 30 deren Parameter - in der Literatur meist als linear Längen-ausdehnungskoeffizienten bezeichnet - sind dem Fachmann bekannt, z.B. aus http://www.memory- metalle.de/html/03 knowhow/PDF/MM 04 properties d.pdf bzw. http;//www.attempo.com/Daten/Kernmaterialien.pdf. Schließlich 03/05/2013 13:13

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4 201301281 handelt es sich bei um eine Referenztemperatur von typischerweise 20 °C,

Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird an-5 stelle des linearen Längenausdehnungskoeffizienten der sog. räumliche Längenausdehnungskoeffizient verwendet. Dabei wird über die Längen- und Breitenänderung des Stahlbands während einer Abkühlung auf die Summe der ierri tischen Phasenanteile rückgeschlossen. 10

Durch die Erfindung kann der umgewandelte Gefügeanteil online, d.h. während des laufenden Betriebs der metallurgischen Anlage, mit einer ausreichend hohen Genauigkeit und im Wesentlichen durch Gerätschaften bestimmt werden, die typi-15 scherweise bereits in metallurgischen Anlagen vorhanden sind. Zudem kann die Summe der - während des betrachteten Prozessschrittes entstandenen - Phasenanteile durch die obige Formel einfach und rasch ausgewertet werden. 20 Durch die Erfindung sollen auch jene Falle mitumfasst werden, bei denen das Stahlband anfangs nicht vollständig, jedoch im hinreichenden Maße bzw. im Wesentlichen - austenitisch vorliegt. Die angegebene Formel gilt exakt für den vollständig austenitischen Anfangszustand und kann als hinreichend genaue 25 Näherung für annähernd austenitische Anfangszustände verwendet werden.

Im Allgemeinen ist es vorteilhaft, das erfindungsgemäße Verfahren in einer Warmwalzstraße einzusetzen, bei dem das 30 Stahlband vor dem Messen der Breite wFM und der Temperatur Τ'FM des Stahlbands vollständig im austenitischen Zustand warmgewalzt wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Messen der Breite wtM und der Temperatur Tfm des Stahlbands unmittelbar nach dem Warmwalzen des Stahibands erfolgt. Dadurch 35 wird eine teilweise Phasenumwandlung vom austenitischen Zustand zwischen dem Warmwalzen und den Messungen verhindert. 03/05/2013 13:14

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Beim Warmwalzen kann es zweckmäßig sein, wenn das Messen der Breite w und der Temperatur T des zumindest teilweise umgewandelten Stahlbands unmittelbar vor dem Aufwickeln erfolgt. Allerdings konnten diese Messungen auch vorher, z.B. am Ende 5 der Kühlstrecke, erfolgen.

Typischerweise wird das Stahlband nach dem Messen der Breite wFM und der Temperatur TtM in einer Kühlstrecke abgekühlt. 10 Die Phasenumwandlung kann besonders genau eingestellt werden, wenn die Kühlung in der Kühlstrecke in Abhängigkeit der auf diesem Wege ermittelten Summe der ferritischen Phasenanteile Σίeingestellt wird. 15 Im einfachsten Fall wird die Kühlstrecke gesteuert eingestellt. Eine besonders genaue Einstellung der Phasenumwandlung erfolgt geregelt, d.h. durch einen Soll-Ist-Vergleich, wobei die Abweichung zwischen dem Soll- und dem Ist-Wert der Summe der ferritischen Phasenanteile für die 20 Einstellung der Kühlstrecke verwendet wird. Dadurch kann selbst bei transienten Betriebsbedingungen der Umwandlungsgrad in der Kühlstrecke genau vorgegeben werden.

Ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des erfindungs-25 gemäßen Verfahrens, dem Werte für die Breite wFM, die Breite w, die Temperatur TFM r und die Temperatur T des Stahlbands zuführbar sind, weist ein Rechenmodul zur Berechnung von Σχ(ί) _ w|l + ar(TfM ~ ?o)] ~ WFM ~ wFMay(T ~ Tt>)

Wi.M[aa(T — Tu) — αγ(Τ — Tu)] auf. Somit kann das Computerprogrammprodukt in einen Rechner geladen werden, der das erfindungsgemäße Verfahren, bspw. in 30 einer metallurgischen Anlage, ausführt.

Eine Vorrichtung zur Bestimmung der Summe der ferritischen Phasenanteile Σιxa^ beim Abkühlen eines Stahlbands in einer Kühlstrecke, insbesondere zur Durchführung des erfindungsge-35 mäßen Verfahrens, weist auf P.008/022 03/05/2013 13:14 Nr.: R716 6/22 3. Mai 2013 13:13 201301281

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6 — eine erste Temperaturmesseinrichtung zur Messung von Tfm und eine erste Breitenmesseinrichtung zur Messung von wfm ; 5 10 15 - eine zweite Temperaturmesseinriehtung zur Messung von T und eine zweite Breitenmesseinrichtung zur Messung von w, wobei die erste Temperaturmesseinrichtung und die erste Breitenmesseinrichtung vor der Kühlstrecke und die zweite Temperaturmesseinrichtung und die zweite Breitenmesseinrichtung nach der Kühlstrecke angeordnet sind; und - eine Recheneinheit zur Bestimmung der Summe der ferri-tischen Phasenanteile 1,4° = wobei die Recheneinheit signaltechnisch mit der ersten Temperaturmesseinrichtung, der ersten Breitenmesseinrichtung, der zweiten Temperaturmesseinrichtung und der zweiten Breitenmesseinrichtung verbünden ist.

Eine Beeinflussung der Phasenumwandlung während des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist möglich, wenn die Kühlstrecke zumindest eine Kühldüse mit einer Stelleinrichtung 20 aufweist, wobei die Recheneinheit signaltechnisch mit der

Stelleinrichtung verbunden ist, sodass die Summe der ferriti-schen Phasenanteile in der Kühlstrecke eingestellt werden kann. 25 Die Stelleinrichtung kann z.B. als ein Ventil, bspw. ein Kugelhahn mit Drehantrieb, ausgeführt sein, wobei das Ventil vom Kühlmedium (z.B. Wasser, Luft oder Wasser mit Luft etc.) durchströmt wird. Bei einer anderen Ausführungsform kann z.B die Drehzahl einer Kreiselpumpe eingestellt werden, wodurch 30 der Druck des Kühlmediums eingestellt werden kann.

Zweckmäßig ist es, wenn zwischen der Recheneinheit und der Stelleinrichtung eine Steuereinrichtung ist. Vorteilhaft ist es, wenn dazwischen eine Regeleinrichtung angeordnet ist.

Vorteilhaft ist es, wenn die Kühlstrecke in der Transportrichtung des Stahlbands zumindest zwei Abschnitte aufweist, 03/05/2013 13:15

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7 wobei vor jedem Abschnitt eine erste Temperaturmesseinrichtung und eine erste Breitenmesseinrichtung und nach jedem Abschnitt eine zweite Temperaturmesseinrichtung und eine zweite Breitenmesseinrichtung angeordnet sind, und jeder 5 Abschnitt eine Recheneinheit zur Bestimmung der Summe der ferritischen Phasenanteile aufweist. Dadurch kann die

Phasenumwandlung auch innerhalb der Abschnitte der Kühlstrecke ermittelt werden. 10 Besonders vorteilhaft ist es, wenn jede Kühlstrecke zumindest eine Kühldüse mit einer Stelleinrichtung aufweist, und die Recheneinheit signaltechnisch mit der Stelleinrichtung verbunden ist, sodass die Summe der ferritischen Phasenanteile in der Kühlstrecke eingestellt werden kann. Dadurch kann die 15 Phasenumwandlung innerhalb der Kühlstrecke ganz gezielt beeinflusst werden, z.B. gesteuert oder geregelt.

Um eine Verfälschung der Temperaturmesswerte TtM und T durch Kühlwasser zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn vor der 20 ersten und/oder der zweiten Temperaturmesseinrichtung eine Abblaseeinrichtung zum Abblasen des Stahlbands angeordnet ist. Bei der Abblaseeinrichtung kann es sich z.B. um eine Luftdüse handeln, die durch Druckluft Kühlwasser vom Stahlband abbläst. 25

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht ein-30 schränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die folgenden Figuren Bezug genommen wird, die Folgendes zeigen:

Fig 1 eine Seitenansicht und eine Darstellung im Grundriss eines Teils eines Warmwalzwerks mit einer Vorrich-35 tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens P.010/022 03/05/2013 13:15 Nr.: R716 8/22

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Fig 2 eine Seitenansicht eines Teils eines Warmwalzwerks mit einer Variante der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens 5 Beschreibung der Ausführungsformen

Die Fig 1 zeigt einen hinteren Teil eines Warmwalzwerks zur Produktion eines Stahlbands. Konkret wird im Warmwalzwerk ein Stahlband 2 aus dem Werkstoff CK60 mit einer Dicke von 2 mm 10 und einer Breite von 1800 mm produziert. Das Stahlband 2 wird im letzten Walzgerüst 1 der nicht vollständig dargestellten Fertigwalzstraße vollständig im austenitischen Zustand bei einer Temperatur von Tfm — 800®C fertiggewalzt und verlässt das letzte Walzgerüst 1 mit einer Transportgeschwindigkeit 15 von bspw. 6 bis 8 m/s. Unmittelbar nach dem Fertigwalzen wird die Temperatur T'tM des Stahlbands 2 durch eine erste Temperaturmesseinrichtung 4a, konkret einen Pyrometer, erfasst. Zeitgleich dazu wird die Breite des Stahlbands 2 durch eine erste Breitenmesseinrichtung 5a, die hier als Kamera ausge-20 bildet ist, erfasst. Anschließend wird das Stahlband 2 in einer Kühlstrecke 6 abgekühlt, wodurch sich der austenitische Phasenanteil y im Gefüge des Stahlbands 2 zumindest teilweise in ferritische Phasenanteile a umwandelt. Ziel der Erfindung ist es, den Grad der Umwandlung γ-»a in der Kühlstrecke 6 25 bzw. nach der Kühlstrecke (z.B. vor dem Aufwickeln in der Wickeleinrichtung 3) zu bestimmen. Dazu wird das Stahlband 2 in der durch den Pfeil dargestellten Transportrichtung durch die Kühlstrecke 6 bewegt und dabei abgekühlt. Die Abkühlung des Bands 2 erfolgt durch mehrere Kühldüsen, die nicht extra da r-30 gestellt worden sind. Nach der Kühlstrecke 6 wird die Temperatur T und die Breite w des Stahlbands 2 durch eine zweite Temperaturmesseinrichtung 4b, konkret einen Pyrometer oder eine Wärmekamera, und eine zweite Breitenmesseinrichtung 5b erfasst. Anschließend wird das Stahlband durch die Wickelein-35 richtung 3 zu einem Haspel (engl, coli) aufgewickelt.

Durch die Kenntnis der Temperaturen und Breiten an zumindest zwei Stellen des Bands vor und nach einer Abkühlung sowie un- 03/05/2013 13:16

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Nr. 4779 8, 12/22 201301281 ter der Voraussetzung eines vollständig austeni tischen Anfangszustandes und der Längenausdehnungskoeffizienten für Ferrit und Austenit, kann die Summe der ferritischen Phasenanteile ermittelt werden. Dies wird nachfolgend skizziert: 5 Die Breite w eines Stahlbands in Abhängigkeit der Temperatur T ist gegeben durch w = w0[l + a(X — To)], wobei w0 der Breite des Stahlbands bei einer Referenztemperatur T0 von typischerweise 20°C entspricht und a der lineare Temperaturausdeh-10 nungskoeffizient ist. Selbstverständlich kann anstelle des linearen Ansatzes auch ein polynomialer Ansatz mit höherer Ordnung verwendet werden. 15

Da die austenitische Phase γ einen anderen Längenausdehnungskoeffizient αγ als eine ferritische Phase a® mit a^ aufweist, kann die Breite eines Stahlbands, das einen Anteil (i) xa einer ferritischen Phase (i) und einen Anteil χγ der austentischen Phase γ aufweist, in einem gemischten Ansatz wie folgt angeschrieben werden w = w0 1 + χγαγ(Τ - To) + ^ - ^ü) i 20

Nimmt man weiter an, dass nur eine ferritische Phase im Stahlband bei der Abkühlung vorhanden ist, so vereinfacht sich die vorige Ausdruck zu w = wu[l + XyCty(T- T0) + xa aa (T - Tu)] 25 Weiter ist bekannt, dass die Summe der austenitischen Phase Und aller ferritischen Phasen stets 1 beträgt, d.h.*r+2/«) = 1 i Liegt nur eine ferritische Phase vor, so gilt Xy + xa =1 30 Für den Fall mit nur einer ferritischen Phase gilt somit w = w0[l + (1 - xa)aY(T - TQ) + χα aa (T - T0)]

Somit gilt für den ferritischen Phasenanteil 03/05/2013 13:16 Nr.: R716 P.012/022 10/22 3. Mai 2013 13:15

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» · * · · * · * ·♦· ··· • · · · · · • · ♦ · ♦ · · «« · ·· ··· 10 £-1 -OyV-To) “ (T — T0)(aa — ay)

Die Breite wFM des Stahlbands bei einer Temperatur TpM beim austenitischen Walzen ist gegeben durch WFM = woU + αγ(ΤρΜ ~ ^b)] wobei aY der lineare Ausdehnungskoeffizient von Austenit ist. 5

Durch Kombination der letzten zwei Gleichungen gilt w[l + aY(TFM — Γ0)] — wFM — wmaY(T — 7p) wfm [αα(^ — T0) — aY(T — 7o)]

Konkret ergibt sich für αγ = 1·10-s1/K Und aa = 6 · 10 6 \/K aus der letzten Gleichung bei 7’ = 400 °C und ei -10 ner Breite von w = 1,7923 m ein ferritischer Phasenanteil xa = 20%.

Die Fig 2 zeigt eine weitere Seitenansicht eines hinteren Teils eines anderen Warmwalzwerks zur Erzeugung eines Stahl-15 bands 2. Hierin sind die Temperaturmesswerte TFm und T der ersten und zweiten Temperaturmesseinrichtungen 4a und 4b, sowie die Breitenmesswerte wFM und w der ersten und zweiten Breitenmesseinrichtungen 5a und 5b symbolisch dargestellt.

Die Messwerte TFM, T, wFM und w werden in einer Recheneinheit 20 9 verarbeitet, wobei unter Berücksichtigung weiterer physika lischer Parameter des Stahls der Ist-Wert der Summe der fer-rizischen Phasenanteile Σίχα^ bestimmt wird. Zum Einen wird der Ist-Wert in einer als Display ausgebildeten Ausgabeeinheit 12 angezeigt, zum Anderen wird der Ist-Wert einer Regel-25 einrichtung 11 zugeführt, die durch einen Soll-Ist-Vergleich mit einem Soll-Wert der Summe der ferritischen Phasenanteile eine nicht dargestellte Regelabweichung berechnet. In Abhängigkeit der Regelabweichung gibt die Regeleinrichtung zumindest eine Stellgröße u aus, die im konkreten Fall einem 30 Elektromotor M als Stelleinrichtung 8 zugeführt wird. In Abhängigkeit der Stellgröße u verändert der Motor M seine Drehzahl, was wiederum den Druck des Kühlmediums beeinflusst, der von der Kreiselpumpe 14 den einzelnen Kühldüsen 7 der Kühl- 03/05/2013 13:17

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11 201301281 strecke 6 zugeführt wird. Durch diese Anordnung wird sichergestellt, dass der Ist-Wert der Summe der ferritischen Phasenanteile im Stahlband 2 dem Soll-Wert weitgehend entspricht, und zwar im Wesentlichen unabhängig von transienten 5 Veränderungen in der Betriebsführung des Warmwalzwerks. Die beiden Breitenmesseinrichtung 5a, 5b sind bei dieser Ausführungsform als sog. Zeilenkameras unterhalb des Bands 2 ausgebildet. Nicht dargestellt sind die beiden als Druckluftdüsen ausgebildeten Abblaseeinrichtungen bei den Pyrometern 4a, 4b. 10

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus 15 abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. 03/05/2013 13:17

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Bezugszeichenli ste 1 Walzgerüst 2 Stahlband 3 Wickeleinrichtung 4a erste Temperaturmesseinrichtung 4b zweite Temperaturmesseinrichtung 5a erste Breitenmesseinrichtung 5b zweite Breitenmesseinrichtung 6 Kühlstrecke 7 Kühldüse 8 Stelleinrichtung 9 Recheneinheit 11 Regeleinrichtung 12 Ausgabeeinheit 14 Kreiselpumpe a linearer Wärmeausdehnungskoeffizient T Temperatur u Stellgröße w Breite x Phasenanteil P.015/022 03/05/2013 13:17 Nr. : R716 13/22

Claims

3. Mai 2013 13:16 Siemens CIC P Nr. 4779 S. • · ·· ·«·· ···· ·♦ ···· • Φ • • • · • · • · · • · · · · • ·♦· • • • · • » · · • • • ·· • · ·· • · · · · ·· · ·· • ·»· 13 201301281 Ansprüche 1. Verfahren zur Bestimmung der Summe der ferritischen Phasenanteile Σΐ*«·* beim Abkühlen eines Stahlbands (2), aufwei-5 send die Verfahrensschritte: - Messen einer Breite wFM und einer Temperatur TVm des Stahlbands (2) , wobei sich das Stahlband (2) während der Messungen vollständig im austenitischen Zustand befindet; - Abkühlen des Stahlbands (2), wobei im Stahlband (2) 10 zumindest teilweise eine Phasenumwandlung γ-* a vom austenitischen Zustand y in einen ferritischen Zustand a stattfindet; - Messen einer Breite w und einer Temperatur T des zumindest teilweise umgewandelten Stahlbands (2);
15 - Bestimmen der Summe der ferritischen Phasenanteile Σί*«·* durch Σ^(ϊ) _ w[l + aY(TFM — 70)] — wFM — wFMaY(T — T0) ™ΡΜ[<*α(Τ-Τ0)-αγ(Τ-Τ0)]
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlband (2) vor dem Messen der Breite wFM und der Tem-20 peratur TFM warmgewalzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Messen der Breite WFm und der Temperatur Tfm des Stahl-· bands (2) unmittelbar nach dem Warmwalzen des Stahlbands (2) 25 erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messen der Breite w und der Temperatur T des zumindest teilweise umgewandelten Stahlbands (2) 30 unmittelbar vor dem Aufwickeln des erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlband (2) nach dem Messen der Breite WFM und der Temperatur TFM in einer Kühlstrecke (6) 35 abgekühlt wird. P.016/022 03705/2013 13:18 Nr.: R716 14/22 Mai 2013 13:17 Si e ra e π s C1C P Nr. 4779 S. 17/22 • · • · 201301281 14
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlung innerhalb der Kühlstrecke (6) in Abhängigkeit der Summe der ferritischen Phasenanteile Σϊ^α^ eingestellt wird. 5 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Kühlstrecke (6) gesteuert erfolgt. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Kühlstrecke (6) geregelt erfolgt. 10 9. Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Computerprogramm Werte für die Breite wFM, die Breite w, die Temperatur Tfm' und die Temperatur T des Stahl- 15 bands zuführbar sind, und das Computerprogrammprodukt eine Rechenmodul zur Berechnung von Σχ(ί) _ w[l + <Xy(JfM ~ 7q)] ~ WFM — wFMaY(T — T0) ° WFM \aa(J ~ T0) — αγ(Τ — T0)] aufweist. 20
10. Vorrichtung zur Bestimmung der Summe der ferritischen Phasenanteile Σϊ·*οΡ beim Abkühlen eines Stahlbands (2) in einer Kühlstrecke (6), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend - eine erste Temperaturmesseinrichtung (4a) zur Messung von TpM und eine erste Breitenmesseinrichtung (5a) zur Mes 25 30 sung von Wj.M ; - eine zweite Teraperaturmesseinrichtung (5a) zur Messung von T und eine zweite Breitenmesseinrichtung (5b) zur Messung von w, wobei die erste Temperaturmesseinrichtung (4a) und die erste Breitenmesseinrichtung (5a) vor der Kühlstrecke (6) und die zweite Temperaturmesseinrichtung (4b) und die zweite Breitenmesseinrichtung (5b) nach der Kühlstrecke (6) angeordnet sind; - eine Recheneinheit ferritischen Phasenanteile (9) zur Bestimmung der Summe der y (i) _ w[i+qK(rpM-,j0)j-M'FM-wfMgK(’r-,j'p) Li " ~ wPM[aa(.T-T0)-ay(T-To)] 35 wobei die Recheneinheit (9) signaltechnisch mit der ersten 03/05/2013 13:18 Nr.: R716 P.017/022 15/22 3- Mai 2013 13:17 Si emens CIC P Nr. 4779 S. 18/22 201301281 ···· ··♦· • · • · · ► 15 Temperaturmesseinrichtung (4a), der ersten Breitenmesseinrichtung (5a), der zweiten Temperaturmesseinrichtung (4b) und der zweiten Breitenmesseinrichtung (5b) verbunden ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Kühlstrecke (6) zumindest eine Kühldüse (7) mit einer Stelleinrichtung (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (9) signaltechnisch mit der Stelleinrichtung (8) verbunden ist, sodass die Summe der ferritischen Phasenanteile in der Kühl-10 strecke (6) eingestellt werden kann.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Recheneinheit (9) und der Stelleinrichtung (8) eine Steuereinrichtung oder eine Regeleinrichtung (11) 15 angeordnet ist, wobei die Steuer- oder Regeleinrichtung (11) signaltechnisch mit der Recheneinheit (9) und der Stelleinrichtung (8) verbunden ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch 20 gekennzeichnet, dass die Kühlstrecke (6) in der Transport- richtung des Stahlbands (2) zumindest zwei Abschnitte aufweist, wobei vor jedem Abschnitt eine erste Temperaturmesseinrichtung (4a) und eine erste Breitenmesseinrichtung (5a) und nach jedem Abschnitt eine zweite Temperaturmessei nri ch-25 tung (4b) und eine zweite Breitenmesseinrichtung (5b) angeordnet sind, und jeder Abschnitt eine Recheneinheit (9) zur Bestimmung der Summe der ferritischen Phasenanteile Σι*«^ aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kühlstrecke (6) zumindest eine Kühldüse (7) mit einer Stelleinrichtung (8) aufweist, und die Recheneinheit (9) signaltechnisch mit der Stelleinrichtung (8) verbunden ist, sodass die Summe der ferritischen Phasenanteile in der Kühl-35 strecke (6) eingestellt werden kann.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass vor der ersten und/oder der zweiten Tem- P.018/022 03/05/2013 13:19 Nr.: R716 16/22 3. Mai 2013 13:18 Siemens CIC P Nr. 4779 S. 19/22 • # O ···· ···· ·· ··*· ad·· * · · * 201301281 ϊ i; . · · ····*· ·*·· ·*!! . • »· ·« · · · · · M ·· ·· · ·* ··* peraturmesseinrichtung (4a,4b) eine Abblaseeinrichtung zum Abblasen des Stahlbands (2) angeordnet ist. P.019/022 03/05/2013 13:19 Nr.: R716 17/22