CN103717323A - 用于轧制金属带的方法、计算机程序和轧机机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于冷轧金属带(200)的方法、计算机程序以及轧机机组。为了实现缩短不希望的偏差长度，根据本发明的方法设置成，金属带(200)的带头(210)已在轧机机组的第一主动轧机机架(n)中经历厚度减小且然后被继续运输至接下来的轧机机架，以便在那里经历进一步的厚度减小。根据本发明的方法此外设置成根据在此期间建立的在第n+1个与第n个轧机机架之间的拉应力进一步减小在第n个轧机机架处的轧制厚度。

Description

用于轧制金属带的方法、计算机程序和轧机机组

技术领域

本发明涉及一种用于轧制金属带的方法、计算机程序和轧机机组。轧机机组包括在轧制方向上相继布置的N个主动轧机机架。

背景技术

在现有技术中原理上已知这样的方法、计算机程序和轧机机架。由此由国际公布文件WO 2009/049964 A1已知一种带有至少两个轧机机架的轧机机组，其中，金属带在经过轧机机架时分别经历厚度减小，因为轧机机架的辊隙分别调节到预定的轧制厚度(Anstechdicke)上。来监控且如果需要借助于合适的调节器件合适地来调节尤其在两个轧机机架之间的带张力。在轧件头进入辊隙中之前将其在竖直方向上大致调节到进入侧的轧件头厚度上。在轧件头进入辊隙中之后将其锁闭到预定的值上且基本上与锁闭同时地根据辊隙的大小来改变、尤其提高工作辊的圆周速度。

接下来无文字证明地参考图3来详细阐述在那里示出的方法(其是现有技术)。起始点是四机架的串列轧机机组(Tandemwalzstraße)10，其前置有开卷机(Abwickelhaspel)8而后置有卷起机(Aufwickelhaspel)12。在图3中所示的用于冷轧金属带200的方法设置成，首先驶过串列机组10的所有机架，使得首先无厚度减小地以带头210引导金属带通过轧机机架的辊隙直至卷起机12，以便在那里被卷绕；参见图3a和b)。随着卷绕在金属带中在卷起机12与开卷机8之间产生拉应力；参见图3c)。

在建立拉应力之后，在轧压在第一机架(在其中使其工作辊驶到带有预定的轧制厚度的辊隙上；参见图3e))处开始之前，首先将轧机机架的工作辊全部安放到金属带200上，参见图3d)。以该方式由第一轧机机架引起的在金属带中的厚度跃变(Dickensprung)然后依次驶过串列机组10的所有接下来的轧机机架。一旦上述厚度跃变经过相应的机架，在此在各个机架处依次开始轧压；参见图3f和3g)。优选地将串列机组的最后的轧机机架调节到对于金属带所希望的目标厚度上。

对于执行该方法存在两个重要的原因：一方面在轧制时的力和功需求无拉力的情况明显高于有拉力的情况，而另一方面特别在冷轧较薄的厚度时带非常快地变得不平(如果辊隙轮廓不匹配于金属带的进入的轮廓且由此轧件在带宽上经历不同的伸长)。带有不平度的金属带通常不能被绕或被后续机架进一步轧制、即在厚度上被进一步减小。

该方法不利的是，在带头处金属带的显著的长度不具有所希望的厚度且因此必须作为偏差长度(Abmasslaenge)被报废。在带末端处产生相似的状况。一旦带离开开卷机8或贴靠束带的最后的卷圈，在这里就缺少回拉力(Rück-Zug)。在传统的运行方式中在这里同样将各个轧机机架的辊隙打开；在这里也产生偏差长度。

发明内容

从该现有技术出发本发明目的在于改进一种用于冷轧金属带的方法、计算机程序和轧机机组，使得明显缩短不希望的偏差长度。

该目的通过在权利要求1中所要求保护的方法来实现。该方法特征在于，根据在第n个与第n+1个轧机机架之间的拉应力将轧机机组的第n个轧机机架的轧制厚度进一步减小到小于第n个主动轧机机架的第一轧制厚度的预定的第二轧制厚度上。

概念“主动轧机机架”表示轧机机组的通过其辊隙高度的相应小的调节有助于金属带的厚度减小的轧机机架。带有打开的辊隙的轧机机架在本发明的意义中不属于主动轧机机架；然而其完全可布置在轧机机组内的两个主动轧机机架之间。在该情况中带有打开的辊隙的轧机机架然而对于根据本发明的方法不重要。

不必严格遵循根据权利要求1的根据本发明的方法的步骤的顺序。由此步骤a和b以及步骤d和e分别也可在其顺序上来交换。这意味着，对于根据本发明的方法在金属带被运输到相应的轧机机架处之前或者在金属带或金属带的带头已到达轧机机架的进入侧上之后是否实现将辊隙调节到预定的轧制厚度上无所谓。当金属带的分别相关的部位(从其起应实现厚度减小)到达辊隙中时，然而在任何情况中应结束辊隙的调节。

参数n表示轧机机组的在轧制方向上相继布置的主动轧机机架。

参数k表示每个轧制过程对于每个轧机机架轧制厚度的所执行的改变、尤其减小的数目。

参数x表示前置于轧机机架n的轧机机架。

轧制厚度在本说明书中分别以这两个参数k和n来设定参数。轧制厚度典型地是时间的函数；这意味着，轧制厚度的改变与时间有关地实现。

拉应力的建立在本发明中指拉应力的增大。

根据本发明的方法的优点在于，在第n个与第n+1个轧机机架之间在金属带中所建立的且识别出的改变的拉应力被用于进一步减小在第n个主动轧机机架处的轧制厚度。根据本发明的方法以该方式使能够在带头到达卷起机且被其卷绕之前已随着金属带的冷轧、也就是说随着金属带的厚度减小开始建立拉应力。换句话说：拉应力的建立通过根据本发明的方法在空间上和时间上远离卷起机地被前移到第一主动轧机机架上。以该方式实现相当显著地减小不希望的偏差长度。

偏差长度的进一步减少由此来实现，即分别对于n=n+1到n=N-1来重复步骤d)至h)。换句话说：根据权利要求1的方法特别有利地不仅被运用到轧机机组的相邻的两个主动轧机机架n和n+1上，而且优选地被运用到轧机机组的所有轧机机架或轧机机架对上。在根据本发明的方法在轧制方向上的这样的“水平的”延展中，最终几乎所有轧机机架n(其中n≤n≤N-1)相继不仅分别被调节到第一轧制厚度上、而且至少被调节到进一步减少的预定的第二轧制厚度上。如前所述，这将导致不希望的偏差长度的进一步减小。

偏差长度的还进一步的减小有利地可由此实现，即在第n个与第n+1个轧机机架之间建立拉应力之后不仅第n个轧机机架的辊隙、而且进一步前置的轧机机架中的至少一个x(其中1≤x≤n-1)被进一步减小到预定的轧制厚度上。这在技术上是可能的，因为在两个轧机机架之间的拉应力的改变也影响到在前置的轧机机架之间的金属带的拉应力上。以该方式可实现，鉴于最终所追求的目标厚度各个轧机机架的轧制厚度不仅可两次k=2地、而且还更经常k≥2地连续越来越精细地来优化。换句话说，利用所说明的根据本发明的方法实现已在轧机机组的第一轧机机架中在近似迭代过程的范围中连续地进一步减少轧制厚度、也就是说将较强的厚度减小前移到轧机机组的较早的机架上。以该方式还进一步减小偏差长度。

当卷起机被用于在卷起机与轧机机组的第N个轧机机架之间建立拉应力且由此产生的拉应力在其方面被用于进一步减小在第N个轧机机架处的轧制厚度时，实现偏差厚度的此外还进一步的减小。第N个轧机机架的预定的第二轧制厚度小于第N个轧机机架的第一轧制厚度D_{k =1,N}且小于第N-1个轧机机架的当前的轧制厚度D_k,N-1。

刚才所说明的各个轧机机架的轧制厚度的相应的调节或改变被在轧机机组的控制装置中分别预先计算。在此计算和确定分别实现成使得对于每个轧机机架在考虑金属带的材料特性和待期待的拉应力的情况下以及在考虑技术限制、进入厚度和所追求的目标厚度的情况下分别来调节对于金属带的最大可能的厚度减小。这导致进一步优化根据本发明的方法且因此导致进一步减小不希望的偏差长度。

轧机机组的全部n个轧机机架的全部轧制厚度k(其中1≤k≤K)优选地彼此被协调成使得第N个轧机机架的预定的第K轧制厚度D_K,N是对于金属带的所希望的目标厚度。

根据本发明的方法优选地已在相应的金属带的带头处开始，同样以减小偏差长度。不同于现有技术，带起始端在根据本发明的方法中即不首先通过全部机架的打开的辊隙，而是已在带头通过轧机机组的轧机机架时已在带头处实现金属带的轧制。

在各个轧机机架中轧制厚度的减小优选地不在跃变函数的意义中不连续地、而是连续地例如斜坡状地在时间过程上实现。

仅当金属带的由在前的轧机机架中的一个所产生的、例如楔形的厚度减小的区域到达第n+1个轧机机架时，有利地那么才开始在第n+1个轧机机架中的轧制厚度的减小。

上述目的此外通过一种计算机程序产品来实现，其程序编码构造用于根据所要求保护的方法操控轧机机组的轧机机架和运输金属带。

最后，上述目的通过带有用于执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法的控制装置的轧机机组来实现。

计算机程序产品以及轧机机组的优点相应于上面参考所要求保护的方法所提及的优点。

图4显示用于调节在轧机机架中的工作辊的辊隙的轧制规划计算(Stichplanberechnung)的边界条件，如其由现有技术所已知的那样。相应地在考虑技术上的边界条件(如在进入和排出侧上金属带的拉力、进入厚度、所追求的目标厚度以及技术限制)的情况下实现轧制规划计算。此外在附加考虑待轧制的金属带的材料、在工作辊与金属带之间的摩擦的情况下以及在考虑另外的机架数据情况下实现最大可能的轧制厚度的计算。轧制模块那么由所有所提及的数据计算对于工作辊的调节必需的参数，也就是说轧制力、轧制力矩、轧制曲度(Walzenbiegung)、位移、排出厚度以及技术调节的加强因子(Verstärkungsfaktor)和尤其还有所述最大可能的轧制厚度。

附图说明

本说明书总共附有四幅图，其中：

图1a)-f)显示不带卷起机的根据本发明的方法；

图2a)-d)显示带有卷起机的根据本发明的方法；

图3a)-h)显示根据现有技术的冷轧方法；以及

图4显示根据现有技术的用于轧制规划计算的边界条件。

具体实施方式

接下来参考图1和图2来详细说明本发明。在图1和图2中以相同的附图标记来表示相同的技术元件。成对地彼此上下布置的两个圆或滚子在图1和图2中分别总是表示带有张开的辊隙的工作辊对。

根据图1，根据本发明的方法在第一方法步骤a)中设置成，在金属带200以带头210经过第n个轧机机架的辊隙之前将第n个轧机机架的辊隙调节到预定的第一轧制厚度D_1,n上；参见图1a)。然后将金属带200以其带头200继续引导到第n个轧机机架处，在那里其包括其带头210在其厚度上被减小到第一轧制厚度D_1,n上；参见图1b)。然后根据图1c)将金属带200从第n个轧机机架继续运输至第n+1个轧机机架，以便在那里通过第n+1个轧机机架的被调节到第一轧制厚度D_1,n+1(其中D_1,n+1<D_1,n)上工作辊经历进一步的厚度减小。然后在第n+1个与第n个轧机机架之间在金属带中建立拉应力。借助于拉应力测量装置50、例如拉应力测量辊来测量该拉应力。根据本发明的方法然后进一步设置成，接着将在第n个轧机机架处的轧制厚度进一步减小到预定的第二轧制厚度D_2,n上。第n个轧机机架的第二轧制厚度小于其第一轧制厚度。

在第n个轧机机架处的轧制厚度的该减小优选地斜坡状地关于时间实现，由此导致金属带200的厚度的楔形的减小。在第n+1个与第n+2个轧机机架之间的拉应力的建立可被用于还在第n+1个轧机机架中执行第二厚度减小到预定的第二轧制厚度D_2,n+1上。该厚度减小优选地还斜坡状地作为时间的函数实现。理想地，预定的第二轧制厚度D_2,n+1已相应于对于金属带所追求的目标厚度，参见图1f)。

根据总共必需的厚度减小，可以是必需的是，轧机机组必须具有多于两个主动轧机机架300。在该情况中，所说明的根据本发明的方法优选地可延展到轧机机组的所有轧机机架上、也就是说近似在水平方向上。在该情况中、也就是说在轧机机组中多于两个轧机机架时此外有利的是，在第n个与第n+1个轧机机架之间建立拉应力之后还将进一步前置的轧机机架中的至少一个的辊隙进一步减小到相应预定的轧制厚度上。

图2显示在轧机机组的最后的轧机机架、也就是说第N个轧机机架与卷起机400之间所建立的拉应力最后还可如何被用于在第N个轧机机架处优选地朝向所追求的目标厚度实现进一步的厚度减小。对此，首先带头210在卷起机400的方向上离开最后的第N个轧机机架300，以便在那里被卷绕；参见图2a)和b)。卷绕导致在卷起机400与第N个轧机机架300之间在金属带中的拉应力的建立，拉应力通过拉应力测量装置50来探测；参见图2c)。在卷起机400与第n个轧机机架之间的拉力建立的该识别出的提高可被用于将在第N个轧机机架处的轧制厚度进一步优选地减小到所希望的目标厚度上。如果由此实现的金属带的轧制厚度的减小足以在轧机机组的第N个轧机机架的出口处轧制所希望的目标厚度，那么实现在第一轧机机架处的辊隙的最后的调节。

有利地，根据本发明的方法也运用于可逆地工作的冷轧机组中。在第一次通过可逆的机组之后，金属带那么在机架N处通常还未达到所希望的目标厚度。然后对于至少一个回程和重新前行通过机组来重复该方法直至达到所希望的目标厚度。

Claims (11)

1. 一种用于在带有在轧制方向上相继布置的1 ≤ n ≤ N且N ≥ 2个主动轧机机架的轧机机组中轧制金属带(200)的方法，其包括以下步骤：

a) 将第n个轧机机架(300)的辊隙调节到预定的第一轧制厚度D_k,n上，其中k=1；

b) 将所述金属带以所述带头(210)向前运输至第n个轧机机架(300)；

c) 在第n个轧机机架(300)中将所述金属带轧制到第一轧制厚度D_k=1,n上；

d) 将第n+1个轧机机架(300)的辊隙调节到小于第n个主动轧机机架的第一轧制厚度D_k=1,n的预定的第一轧制厚度D_k=1,n+1上；

e) 将所述金属带运输至第n+1个轧机机架；

f) 将所述金属轧制到第n+1个轧机机架的第一轧制厚度D_k=1,n+1上；并且

g) 建立在第n个与第n+1个轧机机架之间的在金属带中的拉应力；

其特征在于

h) 根据在第n个与第n+1个轧机机架之间的拉应力将第n个轧机机架的轧制厚度减小到小于第n个主动轧机机架的第一轧制厚度D_k=1,n的预定的第二轧制厚度D_2,n上。

2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于n=n+1直到n=N-1分别重复所述步骤d)直到h)。

3. 根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，在第n个与第n+1个轧机机架之间的拉应力建立之后，还将进一步布置在前面的轧机机架中的至少一个x的辊隙进一步减小到相应预定的轧制厚度上，其中1 ≤ x ≤ n-1。

4. 根据权利要求2或者3所述的方法，其特征在于：

在通过带有所述第一轧制厚度D_k=1,N的第N个轧机机架之后将所述金属带继续运输至卷绕装置；

将所述金属带的带起始端卷起在所述卷绕装置(400)上；并且

在所述卷绕装置与第N个轧机机架之间在所述金属带中建立拉应力；并且

根据在第N个轧机机架与所述卷绕装置(400)之间的拉应力将第N个轧机机架的轧制厚度减小到预定的第二轧制厚度D_2,N上，其小于第N个轧机机架的第一轧制厚度D_k=1,N且小于第N-1个轧机机架的当前的轧制厚度D_k,N-1。

5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对于各个轧机机架(300)所调节的轧制厚度或者辊隙高度被预先计算成使得其在考虑所述金属带的材料特性和待期望的拉应力的情况下分别使对于所述金属带的最大可能的厚度减小成为可能。

6. 根据权利要求3和/或4所述的方法，其特征在于，对于所述金属带的轧制所述轧机机组的所有主动轧机机架(300)的轧制厚度和轧制厚度的分配被预先计算成使得第N个轧机机架的预定的第k轧制厚度D_k,N是对于所述金属带的所希望的目标厚度。

7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述金属带通过所述轧机机组的轧机机架时，所述金属带的轧制优选地还包括所述带头的轧制一起。

8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述轧机机架的轧制厚度的减小在时间过程上斜坡状地实现。

9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，仅当所述金属带的由在前的轧机机架中的一个所产生的、例如楔形地厚度减小的区域到达第n+1个轧机机架时，那么才开始在第n+1个轧机机架中的所述轧制厚度的减小。

10. 一种计算机程序产品，其带有用于在带有多个轧机机架的轧机机组的操控装置中的微处理器上运行的程序编码，其特征在于，所述程序编码构造用于根据权利要求1-9中任一项所述的方法操控所述轧机机架和运输所述金属带。

11. 一种轧机机组，其带有：

在轧制方向上相继布置的1 ≤ n ≤ N且N > 2个主动轧机机架(300)；

用于测量在相继布置的两个主动机架之间的拉应力的拉应力测量装置(50)；以及

用于将所述轧机机架的辊隙单独调节到分别预定的轧制厚度上的控制装置，

其特征在于，所述控制装置和所述轧机机组构造用于执行根据权利要求1-9中任一项所述的方法。

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