CN102481608B

CN102481608B - 在轧制机架上具有质量流调节的冷轧机列

Info

Publication number: CN102481608B
Application number: CN201080041410.0A
Authority: CN
Inventors: H-J.费尔克尔
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: The German Co., Ltd of primary metal science and technology
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2010-09-10
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2030-09-10
Also published as: RU2518831C2; EP2477763B1; EP2298461A1; BR112012006033A2; PL2477763T3; WO2011032888A1; CN102481608A; RU2012111278A; EP2477763A1

Abstract

冷轧机列具有多个由冷轧带材（1）先后穿过的轧制机架（2）。以测量技术检测的实际速度（v），以该速度使冷轧带材（1）从轧制机架（2）的一个轧制机架（2-1）中输出。将测得的实际速度（v）与对应的理论速度（v*）进行比较。借助于比较调整用于相关轧制机架（2-1）的轧辊圆周速度（vU）的理论值（vU*），由此使实际速度（v）调节到理论速度（v*）。对应于用于相关轧制机架（2-1）的轧辊圆周速度（vU）的调整的理论值（vU*）控制相关的轧制机架（2-1）。此外检测带材厚度（d），以该带材厚度使冷轧带材（1）从相关轧制机架（2-1）中输出。至少借助于测得的带材厚度（d）这样调整相关轧制机架（2-1）的轧制间隙（s），使冷轧带材（1）的实际速度（v）与带材厚度（d）的乘积相当于理论质量流（M*）。

Description

在轧制机架上具有质量流调节的冷轧机列

技术领域

本发明涉及一种用于冷轧机列的调节方法，该冷轧机列具有多个由冷轧带材先后穿过的轧制机架，其中以测量技术检测的实际速度，以该速度使冷轧带材从轧制机架中输出，其中还检测带材厚度，以该带材厚度冷轧带材从相关轧制机架中输出。

本发明还涉及一种用于冷轧机列的控制装置，它具有多个由冷轧带材先后穿过的轧制机架，其中给该控制装置输送以测量技术检测的实际速度，以该实际速度所述冷轧带材从轧制机架输出，其中给该控制装置还输送以测量技术检测的带材厚度，以该带材厚度冷轧带材从相关轧制机架输出。

本发明还涉及计算机程序，它具有机器编码，它可由多机架式冷轧机列的控制装置直接执行，并且其通过控制装置的执行使得控制装置按照上述形式的调节方法调节冷轧机列。

最后本发明涉及冷轧机列，

-其中该冷轧机列具有多个由冷轧带材先后穿过的轧制机架，

-其中该冷轧机列具有速度检测装置，该速度检测装置后置于其中一个轧制机架，并且利用该速度检测装置以测量技术检测的实际速度，以该实际速度所述冷轧带材从其中一个轧制机架输出，

-其中该冷轧机列具有厚度检测装置，该厚度检测装置后置于相关的轧制机架并且利用该厚度检测装置检测带材厚度，以该带材厚度冷轧带材从相关轧制机架输出，

-其中该冷轧机列具有上述形式的控制装置，由此使冷轧机列按照上述形式的调节方法运行。

背景技术

例如由WO 2009/095323 A1已知上述的内容。

在WO 2009/095323 A1中检测冷轧机列的第一轧制机架前面和后面的带材厚度以及在冷轧机列的第一轧制机架后面的冷轧带材的实际速度。借助于这些参量这样调整第一轧制机架的轧制圆周速度的理论值，使通过第一轧制机架的质量流对应于理论质量流。同时借助于冷轧机列的第一轧制机架前面的带材厚度和带材速度将前置于第一轧制机架的带材输入装置（例如卷取机或S辊组）同样调节到理论质量流。WO 2009/095323 A1的教导基于这样的理论，对冷轧带材在冷轧机列的第一轧制机架前面通过带材输入装置影响理论质量流，并且间接通过冷轧机列的第一轧制机架后面的冷轧带材的实际速度调整冷轧机列的第一轧制机架后面的带材厚度。

由WO 2009/095323 A1已知的方法导致良好的效果，如果可以这样控制带材输入装置，使得它主动地改变质量流（“可以影响理论质量流”）。但是也存在冷轧机列，其中带材输入装置尽管被动地跟随变化的质量流，但是本身不能主动地调整质量流。这种冷轧机列的一个示例是这样的冷轧机列，其中带材输入装置在拉力调节的运行中工作，即对应于在带材输入装置与冷轧机列的第一轧制机架之间在冷轧带材中存在的拉力来调整质量流。

发明内容

本发明的目的是，如果前置于第一轧制机架的带材输入装置不能主动地调整质量流，实现一种能够以简单的方式且精确地调整质量流的可能性。

这个目的在方法技术上通过一种用于冷轧机列的调节方法得以实现，该冷轧机列具有多个由冷轧带材先后穿过的轧制机架，

-其中以测量技术检测的实际速度，以该实际速度所述冷轧带材从轧制机架中的一个轧制机架输出，

-其中将测得的实际速度与对应的理论速度进行比较，并且借助于比较调整用于相关轧制机架的轧辊圆周速度的理论值，由此使实际速度调节到理论速度，

-其中对应于用于相关轧制机架的轧辊圆周速度的调整的理论值控制相关轧制机架，

-其中还检测带材厚度，以该带材厚度冷轧带材从相关轧制机架输出，

-其中至少借助于测得的带材厚度这样调整相关轧制机架的轧制间隙，使冷轧带材的实际速度与带材厚度的乘积相当于理论质量流。

按照本发明，附加地对于上述的特征，规定，

-将测得的实际速度与对应的理论速度进行比较，并且借助于比较调整用于相关轧制机架的轧辊圆周速度的理论值，由此使实际速度调节到理论速度，

-对应于用于相关轧制机架的轧辊圆周速度的调整的理论值来控制相关轧制机架，并且

-至少借助于测得的带材厚度这样调整相关轧制机架的轧制间隙，使冷轧带材的实际速度与带材厚度的乘积相当于理论质量流。

在按照本发明的调节方法的优选扩展结构中规定，借助于理论速度和模型支持地求得的超前量，求得用于相关轧制机架的轧辊圆周速度的理论值，并且这样实现调整用于相关轧制机架的轧辊圆周速度的理论值，即借助于实际速度与理论速度的比较来匹配模型，利用该模型求得所述超前量。通过这个扩展结构尤其可以在实际速度的检测受到干扰的情况下保持紧急运行。因为在这种情况下只需中断匹配模型，利用该模型求得所述超前量。

冷轧带材的实际速度、带材厚度和质量流三个参量中的一个参量是冗余的，因为实际速度与带材厚度的乘积相当于质量流。因为在本发明范围内直接调节实际速度，于是能够仅仅借助于测得的带材厚度调整相关轧制机架的轧制间隙。但是借助于冷轧带材的实际速度与带材厚度的乘积调整相关轧制机架的轧制间隙通常导致更好的结果。

按照本发明的调节方法原则上可以在冷轧机列的轧制机架的一个任意轧制机架中使用。也能够使按照本发明的调节方法同时在冷轧机列的多个轧制机架中使用。优选的是，以按照本发明的方式至少调节由冷轧带材最先穿过的冷轧机列的轧制机架。

所述目的在装置技术方面通过一种冷轧机列的控制装置得以实现，该冷轧机列具有多个由冷轧带材先后穿过的轧制机架，

-其中给该控制装置输送以测量技术检测的实际速度，以该实际速度所述冷轧带材从轧制机架中的一个轧制机架输出，

-其中该控制装置将输送到它的实际速度与对应的理论速度进行比较，并且借助于比较调整用于相关轧制机架的轧辊圆周速度的理论值，由此使实际速度调节到理论速度，

-其中该控制装置对应于用于相关轧制机架的轧辊圆周速度的调整的理论值控制相关轧制机架，

-其中给该控制装置还输送以测量技术测得的带材厚度，冷轧带材以该带材厚度从相关轧制机架输出，

-其中该控制装置至少借助于输送到它的带材厚度这样调整相关轧制机架的轧制间隙，使冷轧带材的实际速度与带材厚度的乘积相当于理论质量流。

按照本发明规定，附加地对于上述特征，该控制装置

-将输送到该控制装置的实际速度与对应的理论速度进行比较，并且借助于比较调整用于相关轧制机架的轧辊圆周速度的理论值，由此使实际速度调节到理论速度，

-对应于用于相关轧制机架的轧辊圆周速度的调整的理论值控制相关轧制机架，并且

-至少借助于输送到该控制装置的带材厚度这样调整相关轧制机架的轧制间隙，使冷轧带材的实际速度与带材厚度的乘积相当于理论质量流。

所述控制装置的有利扩展结构在其内容上对应于调节方法的扩展结构。附加地可以使控制装置由可软件编程的控制装置构成。

所述目的还通过上述形式的计算机程序得以实现，其通过控制装置的执行使得控制装置按照本发明的调节方法调节冷轧机列。该计算机程序以可机器读取的形式存储在数据载体上。

最后，所述目的通过冷轧机列得以实现，其中，附加地对于上述的特征，该控制装置以按照本发明的方式构成，由此使冷轧机列按照本发明的调节方法运行。

附图说明

由下面的实施例描述结合附图给出其它优点和细节。以原理图示出：

图1简示出冷轧机列，

图2示出调节速度的可能的扩展结构，

图3示出调节轧辊间隙的优选扩展结构。

具体实施方式

按照图1用于轧制冷轧带材1的冷轧机列具有多个轧制机架2。由冷轧带材1先后穿过轧制机架2。

因为下面一般只谈及冷轧机列的轧制机架2，所以对于轧制机架2只使用标记符号2本身。但是有时对标记符号2通过一个短线“-”分开地后置一个数字或字母。在这种情况下“2-1”表示由冷轧带材1先穿过的轧制机架，“2-2”表示由冷轧带材1接着穿过的轧制机架等。“2-n”表示由冷轧带材1最后穿过的冷轧机列的轧制机架。此外由于更简化的描述方式下面将相应的轧制机架2-1、2-2等简称为第一轧制机架、第二轧制机架等直到包括最后的轧制机架。

对冷轧机列前置一个带材输入装置3，通过它将冷轧带材1输送到第一轧制机架2-1。按照图1所述带材输入装置3由退卷机构成。

对至少其中一个轧制机架2、按照图1的视图对第一轧制机架2-1后置有速度检测装置4。利用速度检测装置4以测量技术测得实际速度v，以该实际速度所述冷轧带材1从前置于速度检测装置4的轧制机架2（在这里：第一轧制机架2-1）输出。测得的实际速度v（除了不可避免的测量误差以外）直接与事实上的冷轧带材1速度一致。实际速度v尤其不涉及前置的轧制机架2的轧辊圆周速度vU，即只通过超前量与冷轧带材1的事实上的速度耦连的参量。也不涉及后置的轧制机架2、按照图1轧制机架2-2的轧辊圆周速度vU'。

可以按照需要实现速度检测装置4的扩展结构。例如可以对应于图1的视图将滚子靠放到冷轧带材1上，它与冷轧带材1一起移动并且检测其转速，例如利用脉冲发生器。也公知光学的测量方法，尤其激光测量方法。

对同一轧制机架2-1还后置带材厚度测量装置5。利用带材厚度测量装置5以测量技术检测的带材厚度d，以该带材厚度所述冷轧带材1从前置于带材厚度测量装置5的轧制机架2（在这里也是：第一轧制机架2-1）输出。

实际上能够无延迟地测量实际速度v。因此速度检测装置4的准确布置是次要的。而只能延迟地检测带材厚度d，因为带材厚度d只能局部就地由带材厚度测量装置5测得，并且使冷轧带材1从前置的轧制机架2-1输出直到达到带材厚度测量装置5已经逝去一个输运时间。因此优选使带材厚度测量装置5尽可能靠近前置的轧制机架2-1，用于保持尽可能少的输运时间并因此达到尽可能高的动态性。

将测得的实际速度v和测得的带材厚度d输送到冷轧机列的控制装置6。该控制装置6评价输送到它的实际速度v和输送到它的带材厚度d并且相应地控制相关的轧制机架2，按照图1的扩展结构控制第一轧制机架2-1。这一点如下实现：

所述控制装置6将测得的冷轧带材1的实际速度v与对应的理论速度v*进行比较，即与冷轧带材1应该从前置的轧制机架2-1中输出的速度进行比较。借助于比较该控制装置6调整用于相关轧制机架2-1的轧辊圆周速度vU的理论值vU*，由此使冷轧带材1的实际速度v适配于理论速度v*。对应于用于轧辊圆周速度vU的调整的理论值vU*，该控制装置6控制相关的轧制机架2-1。

为了调整用于轧辊圆周速度vU的理论值vU*，所述控制装置6可以对应于图1的视图在最简单的情况下实施从属的调节器结构：外部的理论-实际-调节器借助于冷轧带材1的实际速度v与对应的理论速度v*的差值求得用于轧辊圆周速度vU的理论值vU*，内部的调节器借助于轧辊圆周速度vU的理论值vU*与轧辊速度vU本身的差值调节轧辊圆周速度vU。但是优选过程不同。下面结合图2详细解释优选的工作原理。

按照图2存在轧制间隙模型7，利用它借助于机架参量和带材参量求得超前量a，即系数，它表示冷轧带材1的理论速度v*与用于轧辊圆周速度vU的理论值vU*相互间的关系：

a=v*/vU*

将超前量a的倒数输送到乘法器8，它借助于冷轧带材1的理论速度v*求得相应的用于轧辊圆周速度vU的理论值vU*。

按照图2，借助于比较冷轧带材1的理论速度v*与实际速度v，尤其借助于差值，求得修正系数k，借助于它匹配轧制间隙模型7。由于轧制间隙模型7的匹配，（尤其）由轧制间隙模型7求得的超前量a发生改变。按照图2也间接地实现调整用于轧辊圆周速度vU的理论值vU*，即，借助于比较冷轧带材1的实际速度v与理论速度v*匹配于轧制间隙模型7。

所述控制装置6还利用相应的控制量s*调整相关轧制机架2-1的轧制间隙s，使冷轧带材1的实际速度v与带材厚度d的乘积相当于理论质量流M*。对应于图1的视图能够使控制装置6仅仅借助于带材厚度d（和对应的理论带材厚度d*）调整轧制间隙s。因为由于冷轧带材1的实际速度v调节到理论速度v*，这种形式的调整也给出确定的质量流。但是优选按照图3在乘法器9中形成冷轧带材1的实际速度v与带材厚度d的乘积并且调节这个乘积（=实际质量流）到理论质量流M*。

所述控制装置6可以在个别情况下以电路技术实现。但是通常该控制装置6对应于图1的视图由可软件编程的控制装置6构成。这在图1中通过字母“μp”（用于微处理器）表示。在这种情况下该控制装置6执行计算机程序10，控制装置6以该计算机程序编程。

按照图1该计算机程序10具有机器编码11，它可以由控制装置6直接执行。在这种情况下通过控制装置6执行机器编码11，使控制装置6按照上面解释的调节方法调节冷轧机列。

可以以任意的方式输送计算机程序10到控制装置6。例如通过计算机-计算机连接实现输送。例如适合的计算机-计算机连接是LAN（局域网）和万维网。可选择通过数据载体12输送计算机程序10到控制装置6，在数据载体12上以可机器读取的形式存储计算机程序10。例如适合的数据载体12是CD-ROM、USB记忆棒或SD存储卡。在图4中数据载体12纯示例地由USB记忆棒构成。

本发明具有许多优点。尤其以简单的方式可以实现确定的质量流同时实现正确的带材厚度。因此在后置于按照本发明调节的轧制机架2-1的轧制机架2中，只还需要正确地调整各轧制机架2的轧辊圆周速度vU'。这一点备选地可以这样实现，即在相应轧制机架2（例如第二轧制机架2-2）后面利用相应的速度检测装置13测量并且调节这个轧制机架2后面的事实上的实际速度，或者通过相应的轧制间隙模型模拟相应超前量，并且使在这个轧制机架2-2的输出端所期望的带材速度换算成相应的轧辊圆周速度vU'。在最后的轧制机架2-n后面可以设有用于最终带材厚度的最后的精细修正（即用于最后轧制机架2-n后面的冷轧带材1的带材厚度）的常见的监控调节装置。

按照本发明的质量流调节不仅在静态运行条件下，而且主要也在动态变化的运行条件下，例如穿带运行、焊缝通过或理论速度v*变化的条件下显示出其优点。在这些运行状态也得到最终带材厚度的更好的尺寸保持性。此外所需的轧辊间隙模型7的匹配程度是用于轧制间隙模型7的质量的直接指标。这个指标一般也可以用于优化冷轧机列的工艺模型。调节的动态性，即在动态的运行状态中，只受到速度调节的快速性的限制。此外也能够在速度检测失效时继续冷轧机列的运行。

上面的描述仅仅用于解释本发明。而本发明的保护范围仅仅通过从属的权利要求确定。

Claims

1.一种用于冷轧机列的调节方法，该冷轧机列具有多个由冷轧带材（1）先后穿过的轧制机架（2），

-其中以测量技术检测的实际速度（v），所述冷轧带材（1）以该实际速度从轧制机架（2）中的一个轧制机架（2-1）输出，

-其中将测得的实际速度（v）与对应的理论速度（v*）进行比较，并且借助于比较调整用于相关轧制机架（2-1）的轧辊圆周速度（vU）的理论值（vU*），由此使实际速度（v）调节到理论速度（v*），

-其中对应于用于相关轧制机架（2-1）的轧辊圆周速度（vU）的调整的理论值（vU*）控制相关轧制机架（2-1），

-其中还检测带材厚度（d），冷轧带材（1）以该带材厚度从相关轧制机架（2-1）输出，

-其中至少借助于测得的带材厚度（d）调整相关轧制机架（2-1）的轧制间隙（s），使冷轧带材（1）的实际速度（v）与带材厚度（d）的乘积相当于理论质量流（M*）。

2.如权利要求1所述的调节方法，其特征在于，借助于理论速度（v*）和模型支持地求得的超前量（a）求得用于相关轧制机架（2-1）的轧辊圆周速度（vU）的理论值（vU*），并且这样实现调整用于相关轧制机架（2-1）的轧辊圆周速度（vU）的理论值（vU*），即借助于实际速度（v）与理论速度（v*）的比较来匹配模型（7），利用该模型求得所述超前量（a）。

3.如权利要求1或2所述的调节方法，其特征在于，仅仅借助于测得的带材厚度（d）调整相关轧制机架（2-1）的轧制间隙（s）。

4.如权利要求1或2所述的调节方法，其特征在于，借助于冷轧带材（1）的实际速度（v）与带材厚度（d）的乘积调整相关轧制机架（2-1）的轧制间隙（s）。

5.如权利要求1或2所述的调节方法，其特征在于，所述相关轧制机架（2-1）是冷轧机列的由冷轧带材（1）最先穿过的轧制机架（2-1）。

6.冷轧机列的控制装置，该冷轧机列具有多个由冷轧带材（1）先后穿过的轧制机架（2），

-其中给该控制装置输送以测量技术检测的实际速度（v），所述冷轧带材（1）以该实际速度从轧制机架（2）中的一个轧制机架（2-1）输出，

-其中该控制装置将输送到它的实际速度（v）与对应的理论速度（v*）进行比较，并且借助于比较调整用于相关轧制机架（2-1）的轧辊圆周速度（vU）的理论值（vU*），由此使实际速度（v）调节到理论速度（v*），

-其中该控制装置对应于用于相关轧制机架（2-1）的轧辊圆周速度（vU）的调整的理论值（vU*）控制相关轧制机架（2-1），

-其中给该控制装置还输送以测量技术测得的带材厚度（d），冷轧带材（1）以该带材厚度从相关轧制机架（2-1）输出，

-其中该控制装置至少借助于输送到它的带材厚度（d）调整相关轧制机架（2-1）的轧制间隙（s），使冷轧带材（1）的实际速度（v）与带材厚度（d）的乘积相当于理论质量流（M*）。

7.如权利要求6所述的控制装置，其特征在于，该控制装置借助于理论速度（v*）和模型支持地求得的超前量（a）求得用于相关轧制机架（2-1）的轧辊圆周速度（vU）的理论值（vU*），并且该控制装置这样实现调整用于相关轧制机架（2-1）的轧辊圆周速度（vU）的理论值（vU*），即借助于实际速度（v）与理论速度（v*）的比较来匹配模型（7），利用该模型求得所述超前量（a）。

8.如权利要求6或7所述的控制装置，其特征在于，该控制装置仅仅借助于测得的带材厚度（d）调整相关轧制机架（2-1）的轧制间隙（s）。

9.如权利要求6或7所述的控制装置，其特征在于，该控制装置借助于冷轧带材（1）的实际速度（v）与带材厚度（d）的乘积调整相关轧制机架（2-1）的轧制间隙（s）。

10.如权利要求6或7所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置由可软件编程的控制装置构成。

11.冷轧机列，

-其中该冷轧机列具有多个由冷轧带材（1）先后穿过的轧制机架（2），

-其中该冷轧机列具有速度检测装置（4），它后置于轧制机架（2）中的一个轧制机架（2-1），并且利用所述速度检测装置以测量技术检测实际速度（v），所述冷轧带材（1）以该实际速度从相关轧制机架（2-1）输出，

-其中该冷轧机列具有厚度检测装置（5），它后置于相关的轧制机架（2-1），并且利用所述厚度检测装置检测带材厚度（d），冷轧带材（1）以该带材厚度从相关轧制机架（2-1）输出，

-其中该冷轧机列具有如权利要求6至10中任一项所述的控制装置（6），由此使冷轧机列按照如权利要求1至5中任一项所述的调节方法运行。