CN104245166B - 铝板的热机械轧制 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在具有多个轧制道次的轧制过程中热机械地逆向轧制铝板的方法。在此，预设用于轧制过程的热引导的特征数据(4)，持续地测定状态参量(3)的值，由该状态参量能推导出铝板温度，并且根据状态参量(3)的所测定的值和特征数据(4)测定轧制过程的道次表(5)。道次表(5)在至少两个依次连续的轧制道次之间设置了一个轧制间歇，在轧制间歇期间中断对铝板的轧制以便冷却铝板。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在具有多个轧制道次的轧制过程中热机械地逆向轧制铝板的方法。
背景技术
已公知不同的用于热机械地逆向轧制的方法。例如，WO 2008/043684公开了一种在控制用于逆向加工热钢板或热钢带的轧机列的范畴中用于跟踪热钢板或热钢带的物理状态的方法。在此，在起始点能够在模型中确定热钢板或热钢带的初始状态，从该初始状态中能推导出至少一个物理状态参量，并且在加工热钢板期间在使用模型的情况下循环地更新该状态，其中考虑了热钢板或热钢带的路径跟踪和影响和/或描述状态的运行参数。
EP 2 111 309 B1公开了一种用于根据轧制模式为在具有至少一个轧机机座的轧机中将一批金属板坯热机械控制地轧制成板或带的方法，该轧制模式包括至少两个轧制阶段并且应用到该批的每个板坯上。在对至少一个轧机机座上的这批进行轧制期间，多次出现，在用于板坯或板或带的轧制阶段之后跟随了用于该轧机机座上的其他的板坯或板或其他带的另一个轧制阶段。其中，对于两个依次连续轧制的板坯而言，在其轧制阶段的这些开始时间点之间的时间段始终小于所有轧制阶段的和轧制模式的所有冷却阶段的持续时间之和。
EP 1 958 711 A1公开了一种用于热机械控制地轧制金属板坯的方法，其中，每个金属板坯在至少两个被冷却阶段中断的轧制阶段期间轧制，并且同时轧制多个金属板坯。
EP 2 305 392 A1公开了一种用于轧制轧件的方法，其中轧制过程包括在两个热轧成型之间的冷却阶段。在冷却阶段期间，通过加热边缘区域来抵消在轧件的中间区域和边缘区域之间的温差。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于热机械地逆向轧制铝板的改进方法。
在根据本发明的用于在具有多个轧制道次的轧制过程中热机械地逆向轧制铝板的方法中，预设用于轧制过程的热引导的特征数据，并且持续地测定至少一个状态参量的值，从该状态参量中能推导出铝板的温度。根据至少一个状态参量的所测定的值和特征数据测定轧制过程的道次表，其在至少两个依次连续的道次之间设置了一个轧制间歇，在该间歇期间，中断铝板的轧制以便冷却铝板。在此，特征数据为至少一个道次分配一个铝板期望厚度，并且一旦铝板在该道次中达到或者低于为其分配的期望厚度时，道次表设置开始轧制间歇。
在本发明中铝板应理解为由铝或者铝合金构成的板。
优选地，测定在铝板的厚度上平均的温度或者表面温度或者铝板的残余淬火(Restverfertigung)或者相比例(Phasenantile)或者颗粒大小或者焓作为状态参量。
因此，在根据本发明的方法中，温度引导地轧制铝板。由此，在轧制过程期间能够监控并控制铝板的温度。在此，对温度的控制借助轧制间歇来进行，在轧制间歇中冷却铝板。这是有利的，因为轧制温度明显影响铝板的已公知的材料属性。特别是在轧制过程期间，能够如下地控制铝板的温度，使得跟随在轧制后的、由现有技术已知的用于热产生铝板材料的特定机械属性的后续处理步骤变成不必要的。这种生产步骤例如是铝的固溶退火、淬火或者硬化。
此外，插入轧制间歇还能够达到预设的铝板厚度。由此，能够有利地实现对铝板的分级轧制，其中通过轧制间歇根据铝板的温度和厚度受控地中断轧制，用于冷却铝。
本发明的一个优选设计方案提出，特征数据为至少一个轧制间歇分配一个再次轧制温度，并且一旦铝板的温度达到该再次轧制温度，道次表设置结束此次轧制间歇。
以这种方式实现的是，在轧制间歇期间，使铝板冷却到定义的温度，即冷却到其所属的再次轧制温度。由此，有利地改进了在轧制过程期间对铝板温度的监控和控制。
本发明的另一个设计方案提出，特征数据包含目标温度，并且道次表确定轧制间歇的持续时间或者在轧制间歇之后的铝板再次轧制温度，使得铝板在最后的轧制道次后的温度与目标温度一致。由此，不仅实现定义的最终厚度，还能够达到铝板在最后的轧制道次中的目标温度。这实现了，在结束轧制过程时不需要成本高昂的后续处理就已经在轧制过程结束时设定了铝板的有利的材料属性。此外，在适当地策划道次表时，通过的目标温度能够抵抗铝板中的不期望的晶粒生长，其在常用方法中会在跟随于轧制过程之后的热处理中出现。
本发明的另一个设计方案提出，特征数据包含冷却温度，并且在最后的轧制道次之后将铝板输送给冷却设备，并且借助冷却设备将铝板冷却到冷却温度上。在此，特征数据优选地还包含冷却率，并且在最后的轧制道次后借助冷却设备以该冷却率将铝板冷却到冷却温度上。
这有利地实现了，在轧制过程后通过受控的冷却继续改进铝的材料属性。
本发明的一个特别优选的设计方案提出，在至少一个轧制间歇期间，执行另一个铝板的至少一个轧制道次。为此，例如应用由EP 2 111 309B1已知的用于轧制多个铝板的方法。
由此，轧制间歇能够有利地用于加工另外的铝板，从而能够优化轧机列的装料。
本发明的另一个设计方案提出，将轧制力阈值预设作为铝板的至少一个状态变量的函数，并且道次表在轧制期间根据该至少一个状态变量的值将轧制力限定到相应的轧制力阈值。替代地或者附加地，将厚度减小阈值预设作为铝板的至少一个状态变量的函数，并且通过道次表在每次轧制道次期间根据该至少一个状态变量的值将铝板厚度的减小限定到相应的厚度减小阈值。
在此，优选地使用铝板的厚度作为状态变量。替代地或者附加地，其他的几何变量、例如铝板的曲率或者轮廓，或者热动力学的变量、例如铝板温度适合作为状态变量。
由此，能够继续改进铝的材料属性，并且特别是能够抵抗铝板中的不期望的晶粒生长。
本发明的另一个设计方案提出，铝板在至少一个轧制间歇期间通过冷却设备来冷却。
由于铝板通常在相对低的温度中轧制，并且铝板的被动冷却因而将消耗大量时间，因此使用冷却设备来冷却铝板是有利的。
本发明的另一个设计方案提出，持续地检测至少一个与铝板温度相关的测量参量的测量值，并且根据所检测的测量值借助分析该测量值的温度模型来测定至少一个状态参量的值。为了测定铝板的当前温度，特别适用由WO 2008/043684已知的用于跟踪铝板物理状态的方法。
这种用于根据温度模型测定铝板当前温度的方法因此特别是有利的，这是因为通常很难对铝板温度进行足够精确的直接测量，或者其极其耗费成本，并且因此使用用于测定温度的模型是有益的。
本发明的另一个设计方案提出，持续地、例如在铝板每次经历过冷却设备之后，更新道次表。
这种更新有利的实现了，在实际数据与计划数据有偏差时校正地进行干涉，并且使道次表适合于当前的条件。
附图说明
结合下面借助附图详细阐述的对实施例的说明，本发明的上述属性、特征和优势以及实现这些的方式方法会更清晰易懂。
附图示出借助自动化系统执行的方法的流程图，该方法用于在具有多个轧制道次的轧制过程中将铝板热机械地逆向轧制成铝片。
具体实施方式
在该方法中，检测至少一个与铝板的温度相关的测量参量的测量值1。这种测量值特别地是铝板不同位置上的温度和表征铝板的参量，如组织结构。
作为铝板的状态参量3，根据所检测的测量值1借助分析该测量值1的、例如由WO 2008/043684已知的铝板温度模型2测定铝板的当前温度。
此外，预设用于轧制过程的热引导的特征数据4，并且将该特征数据存储在自动化系统中。这种特征数据特别地包括期望厚度、再次轧制温度、目标温度、冷却温度和冷却率。
根据测定的铝板当前温度和特征数据4，测定轧制过程的道次表5，轧制过程还包括用于实现特征数据4所必需的控制件6。这种控制件6包括在空气冷却铝板时的冷却时间、轧制道次数量、铝板穿过轧机机座的穿过速度和/或冷却设备的水量。
根据道次表5，在每次轧制道次期间将铝板轧制到为相应的轧制道次所分配的期望厚度。随后，通过轧制间歇中断对铝板的轧制，直到铝板冷却到后续轧制道次的为该轧制间歇分配的再次轧制温度。在此，铝板能够被动地或主动地借助冷却设备来冷却。期望厚度和再次轧制温度取决于材料和铝板的目标几何形状。例如在铝板由铝铜合金或者铝镁合金构成的情况下，这些参量有时能由阶段流程图推导出，但是其通常被经验性地测定。
在最后的轧制道次之后，将铝板输送给冷却设备并且借助冷却设备以冷却率将铝板冷却到冷却温度。
在本实施例的设计方案中，除了用于热引导轧制过程的特征数据4以外，道次表还考虑了其他的特征数据，例如作用到铝板上的最大轧制力和/或在各个轧制道次期间的铝板的最大厚度减小量。
在本实施例的其他的、替代的或附加的设置方案中，循环地、例如在铝板每次穿过冷却设备之后，根据所测定的当前温度更新道次表，其中特别是还更新用于继续冷却的控制件6。因此特别地，在实际数据与计划数据有偏差时，总是能够进行校正地干预，以便达到目标参量(特别是目标厚度和铝板的目标温度)。
在本实施例的其他的、替代的或附加的设计方案中，在冷却铝板期间，在轧制间歇预轧制至少一个另外的铝板。为此，使用由EP 2 111 309 B1已知的用于分阶段轧制多个铝板的方法。
尽管在细节上通过优选实施例详细阐述并说明了本发明，但本发明并不受所公开实例的限制，并且本领域技术人员能够由此推导出其他变体，而不离开本发明的保护范围。
Claims (23)
1.一种用于在具有多个轧制道次的轧制过程中热机械地逆向轧制铝板的方法，其中
-预设用于所述轧制过程的热引导的特征数据(4)，
-测定用于所述轧制过程的道次表(5)，并且
-所述道次表(5)在至少两个依次连续的轧制道次之间设置轧制间歇，在所述轧制间歇期间中断对所述铝板的所述轧制以便冷却所述铝板，
其特征在于，
-持续地测定至少一个状态参量(3)的值，能从所述状态参量中推导出所述铝板的温度，
-根据所述至少一个状态参量(3)的所测定的所述值和所述特征数据(4)测定所述轧制过程的所述道次表(5)，
-所述特征数据(4)为至少一个所述轧制道次分配所述铝板的期望厚度，并且
-一旦在所述轧制道次中所述铝板的厚度达到或者低于为所述轧制道次所分配的所述期望厚度，所述道次表设置开始轧制间歇。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特征数据(4)为至少一个轧制间歇分配一个再次轧制温度，并且一旦所述铝板的所述温度达到所述再次轧制温度，所述道次表设置结束所述轧制间歇。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述特征数据(4)包含目标温度，并且所述道次表确定轧制间歇的持续时间或者在轧制间歇之后的所述铝板的再次轧制温度，使得所述铝板在最后的所述轧制道次后的温度与所述目标温度一致。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，作为状态参量(3)测定在所述铝板的厚度上平均的温度或者表面温度或者所述铝板的相比例或者颗粒大小或者焓。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，作为状态参量(3)测定在所述铝板的厚度上平均的温度或者表面温度或者所述铝板的相比例或者颗粒大小或者焓。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述特征数据(4)包含冷却温度，并且在最后的所述轧制道次之后将所述铝板输送给冷却设备，并且借助所述冷却设备将所述铝板冷却到所述冷却温度上。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述特征数据(4)包含冷却温度，并且在最后的所述轧制道次之后将所述铝板输送给冷却设备，并且借助所述冷却设备将所述铝板冷却到所述冷却温度上。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述特征数据(4)包含冷却率，并且在最后的所述轧制道次后将所述铝板借助所述冷却设备以所述冷却率冷却到所述冷却温度上。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述特征数据(4)包含冷却率，并且在最后的所述轧制道次后将所述铝板借助所述冷却设备以所述冷却率冷却到所述冷却温度上。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在至少一个所述轧制间歇期间，执行另一个铝板的至少一个轧制道次。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在至少一个所述轧制间歇期间，执行另一个铝板的至少一个轧制道次。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将轧制力阈值预设作为所述铝板的至少一个状态变量的函数，并且所述道次表在所述轧制期间根据所述至少一个状态变量的值将轧制力限定到相应的所述轧制力阈值上。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将轧制力阈值预设作为所述铝板的至少一个状态变量的函数，并且所述道次表在所述轧制期间根据所述至少一个状态变量的值将轧制力限定到相应的所述轧制力阈值上。
14.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将厚度减小阈值预设作为所述铝板的所述至少一个状态变量的函数，并且所述道次表在每次所述轧制道次期间根据所述至少一个状态变量的值将所述铝板的厚度的减小限定到相应的所述厚度减小阈值上。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，将厚度减小阈值预设作为所述铝板的所述至少一个状态变量的函数，并且所述道次表在每次所述轧制道次期间根据所述至少一个状态变量的值将所述铝板的厚度的减小限定到相应的所述厚度减小阈值上。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，使用所述铝板的厚度作为状态变量。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，使用所述铝板的厚度作为状态变量。
18.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述铝板在至少一个所述轧制间歇期间通过冷却设备来冷却。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述铝板在至少一个所述轧制间歇期间通过冷却设备来冷却。
20.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，持续地检测至少一个与所述铝板的温度相关的测量参量的测量值(1)，并且根据所检测的所述测量值(1)借助分析所述测量值(1)的温度模型(2)来测定所述至少一个状态参量(3)的所述值。
21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，持续地检测至少一个与所述铝板的温度相关的测量参量的测量值(1)，并且根据所检测的所述测量值(1)借助分析所述测量值(1)的温度模型(2)来测定所述至少一个状态参量(3)的所述值。
22.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，持续地更新所述道次表(5)。
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，持续地更新所述道次表(5)。
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