CN112469515B - 轧制机座调节机构的变量和带轮廓和平坦度值的确定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及求得至少一个轧制机座的主动的轮廓和平坦度调节机构的调节变量和用于求得热轧的金属带的轮廓和中心平坦度值的方法，轧制机座利用i＝1...I多个依次的道次热轧金属带。这些调节变量和值借助技术模型计算，对于技术模型预先规定金属带在最后的道次之后的理论平坦度值和理论轮廓值以及在各个道次之后的由过程决定的平坦度极限值。为了使金属带在各个道次之后的中心平坦度的波动的出现以及导致的对于轧制稳定性和产品质量的缺点得到避免，额外地对于金属带在预先确定的道次k之后的理论中心平坦度和对于在接下来的道次之后的理论中心平坦度分别规定道次特定的区间范围，在考虑这些额外条件下顺序地计算调节变量和轮廓值。

Description

轧制机座调节机构的变量和带轮廓和平坦度值的确定方法
技术领域
本发明涉及求得用于至少一个轧制机座的主动的轮廓和平坦度调节机构的调节变量以及求得用于热轧的金属带的轮廓和中心平坦度值的方法，所述轧制机座用于利用多个(i＝1...I)连续的道次(Stichen)热轧金属带。
背景技术
本发明接下来在应用大量专业概念的情况下进行描述。为了更好地理解本发明，这些都在现有技术中已知的专业概念首先参考附图3至10进行解释。
图3以示意性的图示示出用于利用在此示例性的7个终轧机座F1-F7热轧金属带的终轧生产线(Fertigwalzstraβe)。为各个终轧机座分别分配机械的调节机构用于影响金属带的中心平坦度和/或轮廓。轮廓和平坦度调节机构例如是用于在当工作轧辊具有所谓的连续地变化的Crown(冠状)CVC打磨形状(Crown CVC-Schliff)或者所谓的Smart Crown打磨形状(Smart Crown-Schliff)时轴向地推移工作轧辊的机构。图3和4示出了工作轧辊的CVC或Smart Crown打磨形状；图4额外地示出了CVC原理，其中S形打磨的工作轧辊轴向地被推移。此外，在图3中表明，金属带的轮廓随着通过的终轧机座的数量的增加被越来越微弱地影响。与此相对，尤其在终轧生产线的第一机座中被允许的中心平坦度特别高，而其在终轧生产线的后面的机座中越来越被限制。
用于待轧制的金属带的轮廓的概念在图5中进行解释。其要在概念“绝对轮廓”和“相对轮廓”之间进行区分。重要的是要理解，概念“轮廓”C在此不同于该概念的口语的意义，并不指的是例如金属带(带外形)的横截面的形状，而是实际上金属带的表面与通过在带中心的轮廓的最高点的假设的理想的水平线P沿着宽度方向看的垂直距离。如此定义的轮廓或者如此定义的垂直距离分别始终仅仅在一个与金属带的棱边相距预先确定的距离的具体宽度位置X处进行确定或者限定，例如X＝25mm。绝对的轮廓值计算为在金属带的宽度中心中的带厚度HM与金属带的在相距带棱边向内偏移X的距离的厚度Hx的差值。
此外，在图5中，概念“主体区域(Body-Bereich)”、也就是说“中心区域”，“带棱边”，“带棱边区域”以及“带外形区域”被解释。
图6解释了概念金属带的“波纹”或者相同意义的“平坦度”。在通过轧制机座时，金属带经历变形，其尤其会导致金属带的带形状(外形)的改变。对此的两个示例在图6中示出。视金属带在进入到终轧机座中之前的形状(外形)而定以及视在那儿所经历的变形而定，驶出的金属带的带形状(外形)会是不同的。驶出的金属带尤其会具有不期望的边缘波纹或者中心波纹。波峰或者波谷的形成意味着，相比于在平坦的带(没有波纹)的情况下均匀的延长L，带额外地延长。带长度在带宽度上的这种改变在图6中对于具有边缘波纹的带示例性地示出。尤其能够识别出的是，金属带在边缘处的纵向条纹相对于原始的初始长度L被延长。波纹的幅度形成得越大，这种延长就越大。在金属带的宽度B上分布地，得出例如抛物线的分布。相应出现的带延长ΔL关于原始的带长度L的变量用作金属带的中心平坦度或者波纹的尺度。ΔL相对于L的正的关系代表边缘波纹，而ΔL相对于L的负的关系代表中心波纹。
主题：在(终)轧机座中的带轮廓和中心平坦度调节此外在来源于专利文献的接下来的文件中进行叙述：
在欧洲专利EP0591291B1中描述了一种形状控制直线(Formsteuerungsgrade)。在根据直线操控终轧机座时，在轧制生产线之内的相对带轮廓(以百分比形式的、轮廓通过厚度)保持恒定，并且在跟随该直线时，特别在较薄的金属带的情况下会在终轧生产线(Fertigstraβe)的末端处调节出良好的平坦度。在该形状控制直线周围的误差窗口通过极限曲线限定并且能够在轮廓分析(Profilfindung)中被利用。对于小的端部厚度，误差范围是小的，用以不消极地影响带平坦度。带轮廓值的限定在此相应于DIN EN 10051关于棱边的参考点给出。带的在限定的中心区域中的平坦度在此未进行考虑。
专利文件DE 40 40 360 A1公开了相似内容。在此也描述了，特别对于较薄的带得出从机座至机座的相对的轮廓一致性，并且在能够接受的边界条件之下随着带厚度线性地减小了轮廓。
欧洲专利EP 0 850 704 B1涉及改善在终轧生产线之内的平坦度。在此，在带宽度上规定目标和平坦度形状。在带棱边的区域中的不平坦度也应该保持在界限内。平坦度的描述对于金属带的主体区域(也就是说中心区域)和带棱边的区域分开地进行。在此，不平坦度也应该保持在限定的界限内。
在以要轧制具有良好的中心平坦度的越来越薄的和/或高强度的金属带为目标调节终轧生产线中的轧制参数时，会出现如下的问题：
a)对于较薄的和/或高强度的金属带，当这种金属带在热带终轧生产线中被轧制时，轧制力水平是高的。轧制力在轧制生产线之内通常从前部的终轧机座至后部的终轧机座减小(参见图8a)。被挤压的长度、也就是说在工作轧辊和轧制物之间的接触区域同样相应地从前部的终轧机座至后部的终轧机座减小，甚至于过度地减小(参见图8b)。由此，轧制压力、也就是说轧制力除以接触面积(被挤压的长度乘以带宽度)从第一机座至最后的机座提高(参见图8c)。这种效果导致工作轧辊的增强的压扁(Abplattung)，其在轮廓方面在带棱边区域中以较陡的带棱边斜坡的形式、也就是说以所谓的“棱边锐化”的形式起作用。
b)
额外地，在现代的终轧生产线中，轧制程序被延长，也就是说，工作轧辊的运行时间由此同样被延长。因为在此更多的同样宽度的金属带必须被终轧，所以在工作轧辊的表面处的磨损也有提高，这导致在轧辊表面处的较深的凹槽。由此结果，棱边锐化进一步被增强，也就是说，带棱边斜坡变得较陡(参见图9a和9b)。
c)最后，也通过工作轧辊从金属带至金属带的柱形的推移、特别是在轧辊程序之内的具有几乎恒定的带宽度的通道中，使得工作轧辊磨损均匀化。工作轧辊磨损尤其在终轧生产线的最后的机座中相对较高(参见图8d)。工作轧辊的这种磨损(如在图8d和图9中示出的那样)因此尤其在终轧生产线的最后的机座中对待轧制的金属带的棱边区域具有特别负面的影响。
两种所描述的效应，也就是说不仅轧制压力的提高(参见图8c)而且还有随着提高的轧制程序长度而增加的磨损(参见图8d)导致不期望的较陡的带棱边斜坡(也就是说“带棱边锐化”)的效应。
d)在许多情况下以及特别是在以上的边界条件的情况下，带棱边斜坡或者说增加的带棱边斜坡因此会从道次(Stich)至道次或者说从机座至机座以距离带棱边的间距X(例如X＝40或者X＝25、也就是说40或者25mm)起作用，如这在图10中所示出的那样。不仅在带中心和分别配属的轮廓参考值Cx之间的带外形而且从道次至道次的带棱边蠕变以及中心平坦度形状而后不再具有纯粹的抛物线的形状。
在这种条件下，根据相应于欧洲专利EP 0 591 291 B1或者德国专利申请DE 4040 360 A1以及形状控制直线(其中例如在终轧生产线之内的相对的带轮廓几乎保持恒定并且尤其几乎保持恒定在轮廓参考值C40处，参见图7a)的现有技术中的策略通常导致主体不平坦度、也就是说在中心区域(在金属带的宽度上观察)中导致中心不平坦度。金属带的这种不平坦度(不要与根据图6的中心波纹混淆)在图7b中示出。能够识别的是，在这种策略下，待轧制的金属带的中心平坦度尤其在终轧生产线的第一机座的出口处强烈地波动。在通过终轧生产线时，中心平坦度的波动才随着增加的机座数量继续减小，其中，中心平坦度在最后的轧制机座处以暂态过程的形式接近目标平坦度0。在金属带的中心区域中的平坦度的这种水平和这种改变在轧制生产线之内妨碍轧制稳定性以及产品质量。
图7a和7b示出在现有技术中、例如在EP 0 591 291B1中描述的形状控制直线的原理。具体地，在图7a中示出，如何从0.5％的相对的预制带轮廓或者钢锭轮廓(Brammenprofil)出发在终轧生产线之内设定Cx＝1.9％的目标带轮廓。在根据现有技术的传统的设置策略(Setzstrategie)的情况下，分别配属于各个终轧机座I＝1...7的轮廓和平坦度调节机构分别如下地进行设定，即实现在用于金属带轮廓的预先确定的轮廓参考点处的相对的目标带轮廓Cx从带棱边向内偏移xmm(x＝40mm或x＝25mm)。如在图7a中所示出的那样，这几乎已经在第一终轧机座i＝1中实现并且在那儿已经快要达到的用于相对的带轮廓的1.9％的值在所有接下来的机座i＝2-7中几乎保持恒定。
然而，这种在一定程度上理想典型的准则“保持相对的带轮廓的恒定”的实现具有其代价。这种代价或者说随之而来的缺点在图7b中以如下的方式示出，即在金属带的中心区域中的、金属带的平坦度，也就是说中心平坦度尤其在终轧生产线的中间的机座中不是最佳的(如以上所描述的那样)。这种中心不平坦度会不利地影响带运转。即使当所计算的中心不平坦度位于允许的中心平坦度误差窗口之内或者在其处，这种设置也不是最佳的并且会在敏感的带中产生干扰。
发明内容
从这种现有技术出发，本发明基于如下任务，如下地改进已知的用于求得热轧金属带的至少一个轧制机座的主动的轮廓和平坦度调节机构的调节变量的方法，使得金属带的中心平坦度的波动的出现从道次k(例如k＝2)开始得到避免并且由此产生的对于轧制稳定性和产品质量的缺点得到避免。
所述任务通过用于求得至少一个轧制机座用的主动的轮廓和平坦度调节机构的调节变量和用于求得被热轧的金属带用的轮廓和中心平坦度值的方法得到解决。所述轧制机座用于利用i＝1...I个依次相继的道次热轧金属带，其中，对于每个道次，所述主动的轮廓和平坦度调节机构能够单独地进行调节；所述方法具有以下的步骤：
a1)预先规定在最后的道次之后的理论轮廓值和理论中心平坦度和在各个道次i之后的用于金属带的由过程决定的中心平坦度极限值，其中，为在所述最后的道次之后的理论中心平坦度预先规定区间范围或者单个的理论中心平坦度值，优选地＝0I-Units；
b)将预设值输入到用于仿真热轧的技术模型中；和
c)借助于基于所述预设值的所述技术模型顺序地计算用于所述主动的轮廓和平坦度调节机构的调节变量和用于各个道次的至少一个轮廓(Cx)和中心平坦度值；其特征在于，额外地也为金属带在预先确定的道次k(i＝1<k<I)之后的理论中心平坦度以及为在接下来的道次i(k<i≤I-1)之后的理论中心平坦度同样分别预先规定道次特定的区间范围，其中，所述区间范围分别处于中心平坦度极限值之内；并且在对于道次k≤i≤I额外考虑分别预先规定的、优选受限的用于金属带的理论中心平坦度的区间范围的情况下，借助于技术模型为各个道次按顺序地计算用于轮廓和平坦度调节机构的调节变量和用于金属带的轮廓和平坦度值。
概念主体平坦度、平坦度和中心平坦度在本说明书的范围中同样意义地进行应用。在金属带的直接的边缘区域中的平坦度不是本发明的主题。
概念“道次”在本说明书中始终指的是通过具有主动的轮廓和平坦度调节机构的轧制机座实施的道次。这不排除，金属带例如在终轧生产线的连接在之前的前机座和/或之前的机座中也已经经历了没有通过主动的轮廓和平坦度调节机构影响的道次。
概念“过程决定的中心平坦度极限值”指的是在上部的区域的边缘波纹极限值和在下部的区域的中心波纹极限值。所应用的概念“中心平坦度”不允许与概念“中心波纹”互换。中心平坦度根据定义是构造为或者作用为边缘或者中心波纹的平坦度(或者说不平坦度)。中心平坦度由在道次期间尤其在中心的带区域中沿着正向的或者负向的方向的带外形改变计算或者产生。依赖于过程的中心平坦度极限值意味着从过程技术的视角不是最佳的平坦度，其然而在外形或者轮廓改变方面取决于厚度、宽度、材料和/或道次数等正好还能够容忍。
概念带指的是金属带，尤其钢带。
用于理论中心平坦度的预先规定的区间范围也能够无穷小或者狭窄地规定，这由此总计等于为各个道次的单个的理论中心平坦度值的规定。
通过根据本发明做出的另外的规定，具体地，用于各个道次的理论中心平坦度应该优选地为零或者/和位于预先确定的区间范围之内，技术模型能够更精确地计算期望的调节变量、轮廓值和中心平坦度值，由此金属带的中心平坦度的波动从道次k开始以及由此导致的对于轧制稳定性和产品质量的缺点能够得到避免。
根据本发明的优选实施方式，d)优选地借助于所述技术模型检查，分别在一个道次之后、尤其在最后的道次之后，所计算的轮廓值和预先规定的用于所述金属带的理论轮廓值之间的差是否位于预先规定的误差范围之内；和
d1)当所述差位于所述误差范围之内时：
存储用于所述轮廓和平坦度调节机构的调节变量作为“匹配”；或者
d2)当所述差位于所述误差范围之外时：
扩展用于所述金属带的在步骤a2)中的道次k之后的理论中心平坦度的区间范围、优选地扩展到由过程决定的中心平坦度极限值；和
迭代地重复步骤c)和d)以及顺序地单个地扩展用于每个后续道次k＝k+1的区间范围，直到所述差位于所述误差范围之内或者迭代在上所述最后的机座处结束。
根据本发明的优选实施方式，将用于在一个单个的道次之后的理论中心平坦度的区间范围预先规定为在相应的道次之后分别由过程决定地规定的中心平坦度极限值的0％至+/-50％、优选地为0％至+/-25％以及特别优选地为0％。
根据本发明的优选实施方式，在步骤a2)中最先的/第一预先确定的道次k是第二道次，其中k＝2，为所述道次k预先规定用于金属带的中心平坦度的理论值。
根据本发明的优选实施方式，用于所述金属带的计算的轮廓值和预先规定的理论轮廓值分别基于沿着宽度方向从所述金属带的棱边向内偏移同样的预先确定的距离X、例如X＝25mm或者X＝40mm。
根据本发明的优选实施方式，所述计算的轮廓值和所述预先规定的理论轮廓值分别是绝对的或者相对的轮廓值。
根据本发明的优选实施方式，此外在步骤c)中，为每个道次迭代地计算用于轮廓和平坦度调节机构的所述调节变量，使得在每个道次之后所述计算的中心平坦度位于用于所述理论中心平坦度的预先确定的区间范围中。
根据本发明的优选实施方式，在步骤a1)中，在各个道次之后，也预先规定用于金属带的理论外形；
在步骤c)中，在每个道次之后，也计算所述金属带的带外形；以及
在步骤c)中还为每个道次迭代地计算用于所述轮廓和平坦度调节机构的所述调节变量，使得在每个道次之后，计算的带外形与预先确定的理论外形尽可能好地一致。
根据本发明的优选实施方式，在一个道次之后所述金属带的中心平坦度能够利用如下的选择中的一个求得：
a)评估在所述金属带的宽度上所计算的带延长的抛物线的份额ΔL/L；
b)如a)一样，但是在金属带的中间的区域中的带延长比在金属带的棱边的区域中具有更大的加权；
c)分别在沿着宽度方向继续向内远离所述金属带的棱边的一个固定/相同的参考点a>X处，评估所述金属带在道次i和i-1之后的相对轮廓值之间的差；
d)算数上得出在限定的宽度区域上、优选地在中间的宽度区域上不同的计算点的所计算的带延长ΔL/L；
以及/或者
e)分别在可变的参考点处，即沿着宽度方向继续向内远离金属带的棱边的距离a>X处，评估所述金属带在道次i和i-1之后所计算的相对轮廓值之间的差，其中，a取决于所述金属带的带宽度、厚度和材料特性来选择。
根据本发明的优选实施方式，所述轮廓和平坦度调节机构例如是：用于轴向地推移S形轮廓的工作轧辊的机构，这相应于所述工作轧辊冠的改变ΔCAW；
用于使所述工作轧辊交叉的机构；以及/或者用于使所述工作轧辊弯曲的弯曲机构。
根据本发明的优选实施方式，在应用所述用于轴向地推移S形轮廓的工作轧辊的机构时，优选地至少在具有主动的轮廓和平坦度调节机构的第一轧制机座适用：
ΔCAW>KAW·BL2
其中
作为因子，KAW＝0.14mm/m2或者特别优选地KAW＝0.18mm/m2
ΔCAW(单位为mm)：工作轧辊冠-调节区域＝最大AW冠-最小AW冠(关于作为参考宽度的AW辊长度的抛物线的份额)
BL(单位为m)：工作轧辊-辊长度。
根据本发明的优选实施方式，在应用所述用于轴向地推移S形轮廓的工作轧辊的机构时，优选地至少在具有主动的轮廓和平坦度调节机构的第一轧制机座处产生用于轧制机座的轮廓和平坦度调节机构的总和的等效的轧辊间隙轮廓-调节区域ΔCWS：
ΔCWS>KB·Bmax 2
其中，作为因子，KB＝0.16mm/m2或者特别优选地KB＝0.2mm/m2
ΔCWS(单位为mm)：在所述机座的轮廓调节机构的调整位置在最小/最大调节区域之间改变时轧辊间隙轮廓的改变(所计算的值没有考虑与在带轮廓参考点、例如距带棱边X＝40mm或者X＝25mm处的带的相互作用)
Bmax(单位为m)：最大的名义的带宽度。
根据本发明的优选实施方式，f)利用求得的或者存储为“匹配”的调节变量调节所述轮廓和平坦度调节机构；以及
g)利用至少一个具有根据步骤f)所调节的轮廓和平坦度调节机构的轧制机座热轧所述金属带。
根据本发明的优选实施方式，所述至少一个轧制机座是具有带有主动的轮廓和平坦度调节机构的至少一个终轧机座的终轧生产线，其中，每个终轧机座在热轧所述金属带时分别实施道次i＝1...I。
根据本发明的优选实施方式，在所述终轧生产线中，一个或者多个终轧机座能够反向于轧制方向连接在具有主动的轮廓和平坦度调节机构的第一终轧机座之前。
根据本发明的优选实施方式，所述具有主动的轮廓和平坦度调节机构的第一轧制机座被确定用于开始所述方法。
根据本发明的优选实施方式，所述至少一个轧制机座是可逆轧制机座，其中，所述可逆轧制机座的工作轧辊将依次的道次i，其中i＝1...I施加到所述金属带。
根据本发明的优选实施方式，为所述各个道次预先规定的用于所述轮廓和平坦度调节机构的调节变量的允许的绝对的值范围沿着轧制方向看从第一至最后的道次变小。
附图说明
开头所描述的由根据图3至图10的现有技术得到的概念同样适用于本发明的接下来的描述。
该说明附上10幅图，其中，
图1示出了用于说明根据本发明的方法的流程图；
图2a和2b示出了根据本发明的方法和由现有技术已知的处理方式的对照，其分别用于设定轮廓和中心平坦度值以及轧制机座的主动的轮廓和平坦度调节机构的调节变量；
图3示出了根据现有技术的用于热轧金属带的终轧生产线的和其轮廓调节机构的示意性的图示；
图4示出连续可变的Crown CVC-原理(现有技术)；
图5示出了用于待轧制的金属带的轮廓的概念(现有技术)；
图6示出了金属带的波纹度或者同样意义地中心平坦度的概念(现有技术)；
图7示出了用于求得轮廓和中心平坦度值以及例如在终轧生产线中的轧制机座的主动的轮廓和平坦度调节机构的调节变量的传统方法，其中，该传统方法目的在于：将用于金属带的相对的带轮廓尽可能恒定地保持(现有技术)；
图8示出了在较高强度的带的情况下的轧制参数(现有技术)；
图9示出了根据现有技术，磨损的或者说严重磨坏的工作轧辊对待轧制的金属带的棱边区域的影响；以及
图10示出了进行终轧的具有不期望的带棱边锐化的金属带的外形(现有技术)。
具体实施方式
本发明接下来在参考附图1和2的情况下以实施例的形式详细地说明。
本发明涉及用于求得轮廓和中心平坦度值以及热轧金属带的至少一个轧制机座的主动的轮廓和平坦度调节机构的调节变量的方法。利用多个(i＝1...I)依次连续的道次进行热轧。根据本发明所述方法具有如下的步骤，也参考附图1：
根据步骤a1)：首先预先规定在最后的道次之后的用于金属带的理论轮廓值和理论中心平坦度值以及在各个道次i之后的用于金属带的由过程决定的中心平坦度极限值，其中，为在最后的道次之后的理论中心平坦度规定区间范围(Intervallbereich)，其处于由过程决定的中心平坦度极限值之内或者由其限定。
根据步骤b)：将该预先规定输入到用于模拟热轧过程的技术模型中。根据本发明，额外地也为金属带在预先确定的道次k(i＝1...<k<...I)之后的理论中心平坦度以及为用于接下来的道次(k<i<I-1)的理论中心平坦度预先规定道次特定的区间范围(方法步骤a2)。根据本发明，借助于技术模型在考虑所有为道次k<i<I分别预先规定的用于金属带的理论中心平坦度的区间范围的情况下为各个道次计算用于轮廓和平坦度调节机构的调节变量以及计算用于金属带的至少一个轮廓和中心平坦度值。根据本发明的计算必须也明确地还为道次I执行一遍，因为其值基于为之前的道次的计算会改变。
在按顺序地计算用于轮廓和平坦度调节机构的调节变量之前有意义的是，首先确定第一道次(i＝1)或者说在终轧生产线中第一轧制机座，其中能够激活的轮廓和平坦度调节机构尤其能够供支配使用(参见上面在图1中的初始化步骤)。典型地，该第一机座在构造上和功能上固定并且其在此典型地也实际上是在终轧生产线中的第一轧制机座。然而，这不必强制性地必须这样，因为在具有能够激活的轮廓和平坦度调节机构的第一轧制机座之前也能够连接有其他的不具有能够激活的轮廓和平坦度调节机构的轧制机座。
此外，在按顺序地计算调节变量之前，也必须确定集合i＝1...<k<...I中的道次k，金属带的理论中心平坦度从该道次开始应该规定为处于预先确定的区间范围中；参见在图1中初始化之后的第二方法步骤。优选地，根据本发明，这已经从第二道次开始以及在接下来的道次或者轧制机座中进行。
利用该预先规定，而后如所述的那样借助于技术模型计算用于轮廓和平坦度调节机构的调节变量以及计算用于金属带的在各个道次之后的至少一个轮廓和中心平坦度值。特别优选地，在第一次运行模拟时，用于理论中心平坦度的区间范围从第二道次开始被置于零或者接近于零或者被置于小于技术的中心平坦度极限的一半的值。
这些描述的处理方式提供如下优点，即待轧制的带的中心平坦度已经非常提前地、理想地已经在终轧生产线之内在具有主动的轮廓和平坦度调节机构的第二终轧机座之后或者理想地在第三方法步骤(其利用主动的轮廓和平坦度调节机构执行)之后处于先前预定的区间范围之内、优选地为零；参见图2b中利用黑色三角形标示的连续线“设置策略-最佳的中心平坦度”。
更确切地说这以如下为前提，在终轧生产线中位于前置的、典型地第一轧制机座处或者说在第一道次中必须为轮廓调节机构设置大的调节范围，当调节范围应该被充分利用时该调节范围也导致在第一终轧机座的出口处在待轧制的金属带中有较大的中心平坦度值、尤其是较大的边缘和中心波纹度。然而这是不紧要的，因为对于第一终轧机座、尤其对于第一终轧机座或者对于第一道次，由过程决定地预先规定的中心平坦度极限值尤其对于金属带的边缘和中心波纹度而言还更宽。典型地，用于第一轧制机座的极限如下大地得出，即甚至在完全地利用轮廓调节机构的调节范围的情况下，在金属带中的该宽的极限中心平坦度也没有达到；参见图2b。这又具有如下优点，即在用于后续道次(Folgestiche)的预先规定的中心平坦度极限值方面，也还存在有足够的余量，用以能够对可能的干扰进行反应，而不必在此超过用于边缘和中心波纹度的中心平坦度极限值。
图2a)以线“调节策略＝最佳的中心平坦度”示出为了在终轧生产线之内或者在早的道次中根据本发明期望地快速实现理论中心平坦度必须要考虑的效果。具体地，理论中心平坦度的快速实现利用所模拟的或者计算的相对轮廓值相对较慢地(尤其在终轧生产线中最后的终轧机座的出口处或者在最后的道次中)接近到预先规定的期望轮廓值处来实现。然而因为这实际上是不重要的，因此是可以接受的。
与此相对，根据现有技术(如以上描述的那样)，在图2a)中虚线“调节策略＝恒定的相对轮廓”示出在具有轧制机座1-7的终轧生产线之内或者在道次i＝1-7中待轧制的金属带中的相对的带轮廓或者轮廓值的走向以及在图2b)中示出主体或中心平坦度的走向。
根据本发明的第一实施例，所述的按顺序的计算用于轮廓和平坦度调节机构的调节变量以及计算用于金属带的至少一个轮廓值和中心平坦度值也在额外的标准的条件下进行，即在用于金属带的所计算的轮廓值和预先规定的理论轮廓值之间的差在一个道次、尤其在最后的道次之后处于预先规定的误差范围之内，该误差范围优选地同样规定为零(方法步骤d)；参见图1。
金属带的热轧能够或者在具有多个有主动的轮廓和平坦度调节机构的终轧机座的终轧生产线中进行或者利用可逆轧制机座进行。在终轧生产线中，每个终轧机座实施一个各自的道次。在可逆轧制机座中，同样的工作轧辊将依次连续的道次实施到金属带上。
功率大的轮廓和平坦度调节机构尤其存在于用于第一道次(其可能在终轧生产线中或者在可逆机座中)的机座处有利地使得能够保持两个接下来的(边缘)条件或者预先规定：
1.能够实现，所计算的或者模拟的中心平坦度已经从第k个道次、优选地从第k＝2个道次起处于根据本发明预先确定的、用于理论中心平坦度的区间范围之内。特别优选地，中心平坦度已经从第k＝2个道次起为零或者接近于零或者在技术的中心平坦度极限之内。
2.此外能够实现，所计算的或者模拟的用于金属带的轮廓值在最后的道次之后处于预先确定的用于在最后的道次之后的理论轮廓值的误差范围之内。误差范围、也就是说还有用于理论轮廓值和计算的或者模拟的轮廓值之间的差的误差范围例如为0μm至+/-10μm、优选地0μm至+/-3μm或者理想地为0μm。
仅仅在少数情况下，在第二道次中必须还要考虑带轮廓的修正以及由此尤其中心不平坦度、也就是说中心平坦度处于预先确定的区间范围之外。
以这种方式借助于技术模型求得的用于轮廓和平坦度调节机构的调节变量被存储为“匹配地”或者用于调节轧制生产线，该调节变量实现或者保证遵守两个条件。
相反，如果在第一次运行仿真时发现，为了遵守两个提到的条件而要求的调节变量处于其极限之外，或者在应用确定的调节变量的情况下，所计算的在最后的道次之后的轮廓和所规定的金属带的理论轮廓值之间的差处于误差或者说误差范围之外，那么在步骤a2)中为直接在道次k之后至此所预先规定的用于金属带的理论中心平坦度的区间范围优选地被扩展到由过程决定的中心平坦度极限值上。轮廓和平坦度调节变量的迭代的或者顺序的计算而后利用改变的边界条件迭代地重复。这如此长地进行，直到在最后的道次之后达到用于金属带的理论轮廓值或者直到对于所有的后续道次金属带的理论中心平坦度得到了扩展。换句话说：迭代地或者顺序地计算用于主动的轮廓和平坦度调节机构的调节变量用以优化其设定如此长地进行，直到尤其为最后的道次所计算的轮廓值和预先规定的理论轮廓值之间的差处于误差范围中或者直到用于所有道次的理论轮廓值被扩展到了中心平坦度极限值上。
在一个单个的道次之后用于理论中心平坦度的区间范围例如预先规定为在相应的道次之后分别由过程决定地规定的中心平坦度极限值的0％至+/-50％、优选地0％至+/-25％并且特别优选地为0％。
所计算的轮廓值和预先规定的理论轮廓值分别涉及同一预先确定的沿着宽度方向从金属带的棱边向内偏移的距离X，其中例如X＝25mm或者X＝40mm。所计算的轮廓值和预先规定的理论轮廓值可以分别为绝对的或者相对的轮廓值；参见图5。
此外，在步骤c)中，对于每个道次，用于轮廓和平坦度调节机构的调节变量如下迭代地进行计算，使得在每个道次之后，所计算的中心平坦度与预先确定的理论中心平坦度尽可能好地一致。
除了参数中心平坦度和轮廓值，参数金属带的外形也能够在根据本发明求得调节变量时被一起考虑。为此，在步骤a1)中，在各个道次之后也预先规定用于金属带的理论外形并且在步骤c)中，金属带的带外形在每个道次之后也被计算。最后，在步骤c)中借助于技术模型，为每个道次如此迭代地计算用于轮廓和平坦度调节机构的调节变量，使得在每个道次之后，所计算的带外形与预先确定的理论外形尽可能好地一致。
为了求得金属带在一个道次之后的中心平坦度，如下的选择供支配：
a)评估在金属带的宽度上所计算的带延长的抛物线的份额ΔL/L；
b)如a)所述，但是具有在金属带的中间的区域中的带延长比在金属带的棱边的区域中更大的加权；
c)分别在沿着宽度方向继续向内远离金属带的棱边的一个固定/相同的参考点a>X处，评估在道次i和i-1处的相对轮廓值之间的差；
算数上得出在限定的宽度区域上、优选地在中间的宽度区域上不同的计算点的所计算的带延长；
以及/或者
e)评估在道次i和i-1处或者之后分别在可变的参考点处所计算的相对轮廓之间的差，其中沿着宽度方向从金属带的棱边继续向内的距离a>X，其中，a取决于金属带的带宽度、厚度和材料特性来选择。
轮廓和平坦度调节机构可以例如是用于轴向推移S形轮廓的工作轧辊的机构，其相应于改变工作轧辊冠(Arbeitswalzencrowns)；参见图4。替代地或者额外地，其可以是用于使工作轧辊交叉的机构和/或用于使工作轧辊弯曲的弯曲机构；参见图3。
轮廓或者平坦度调节机构的有效的效果能够利用工作轧辊冠的等价的改变ΔCAW来量化。工作轧辊冠的调节范围ΔCAW(其优选地能够在至少具有轮廓调节机构的第一轧制机座处产生)应该满足接下来的条件：
ΔCAW>KAW*BL2
其中
作为因子，KAW＝0.14mm/m2或者特别优选地KAW＝0.18mm/m2
ΔCAW(单位为mm)：工作轧辊冠-调节范围＝最大AW冠-最小AW冠(关于作为参考宽度的AW辊长度的抛物线的份额)
BL(单位为m)：工作轧辊-辊长度
替代地或者额外地，用于轧制机座的调节机构的总和的效果的等效的轧辊间隙轮廓-调节范围ΔCWS：
ΔCWS>KB*Bmax 2
其中，作为因子，KB＝0.16mm/m2或者特别优选地KB＝0.2mm/m2
ΔCWS(单位为mm)：在机座的轮廓调节机构的调整位置在最小/最大调节范围之间改变时轧辊间隙轮廓的改变(所计算的值没有考虑与在带轮廓参考点(例如从带棱边向内偏移X＝40mm或者X＝25mm)处的相互作用)
Bmax(单位为m)：最大的名义带宽度，优选地在至少具有轮廓调节机构的第一轧制机座处产生。
当然，根据本发明的方法理论上也就是说借助于技术模型模拟的用于轮廓和平坦度调节机构的调节变量也能够在实际中进行使用。为此，这些模拟的并且评价为最佳的或者说匹配的调节变量在实际的轧制机座处被设定并且接下来使得金属带利用在终轧生产线中的或者在可逆轧制机座(Reversierwalzgerüst)中的相应设定的轧制机座被热轧。为各个道次预先规定的、用于轮廓和平坦度调节机构的调节变量的允许的绝对值范围典型地沿着轧制方向看从第一至最后的道次变小。

Claims (29)

1.用于求得调节机构的调节变量和用于求得被热轧的金属带用的轮廓值和中心平坦度值的方法，所述调节机构是至少一个轧制机座用的主动的轮廓和平坦度调节机构，所述轧制机座用于利用i＝1...I个依次相继的道次热轧金属带，其中，对于每个道次，所述主动的轮廓和平坦度调节机构能够单独地进行调节；所述方法具有以下的步骤：
a1)预先规定在最后的道次之后的理论轮廓值和理论中心平坦度和在各个道次i之后的用于金属带的由过程决定的中心平坦度极限值，其中，为在所述最后的道次之后的理论中心平坦度预先规定区间范围或者单个的理论中心平坦度值；
b)将预设值输入到用于仿真热轧的技术模型中；和
c)借助于基于所述预设值的所述技术模型顺序地计算用于所述主动的轮廓和平坦度调节机构的调节变量和用于各个道次的至少一个轮廓(Cx)和中心平坦度值；
其特征在于，
a2)额外地也对于所述金属带在预先确定的道次k，其中i＝1<k<I之后的理论中心平坦度和对于在接下来的道次i，其中k<i≤I-1之后的所述理论中心平坦度同样分别预先规定道次特定的区间范围，其中，所述区间范围分别位于所述中心平坦度极限值之内；和
c)在额外地对于所述道次k≤i≤I考虑分别预先规定的用于所述金属带的所述理论中心平坦度的区间范围的情况下，借助于所述技术模型为所述各个道次顺序地计算用于所述轮廓和平坦度调节机构的调节变量和用于所述金属带的轮廓和中心平坦度值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单个的理论中心平坦度值＝0I-Units。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区间范围是受限的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，
d)检查，分别在一个道次之后所计算的轮廓值和预先规定的用于所述金属带的理论轮廓值之间的差是否位于预先规定的误差范围之内；和
d1)当所述差位于所述误差范围之内时：
存储用于所述轮廓和平坦度调节机构的调节变量作为“匹配”；或者
d2)当所述差位于所述误差范围之外时：
扩展用于所述金属带的在步骤a2)中的道次k之后的理论中心平坦度的区间范围；和
迭代地重复步骤c)和d)以及顺序地单个地扩展用于每个后续道次k＝k+1的区间范围，直到所述差位于所述误差范围之内或者迭代在所述最后的轧制机座处结束。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤d)中借助于所述技术模型检查。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，检查在最后的道次之后所计算的轮廓值和预先规定的用于所述金属带的理论轮廓值之间的差是否位于预先规定的误差范围之内。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤d2)中扩展到由过程决定的中心平坦度极限值。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，将用于在一个单个的道次之后的理论中心平坦度的区间范围预先规定为在相应的道次之后分别由过程决定地规定的中心平坦度极限值的0％至+/-50％。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将用于在一个单个的道次之后的理论中心平坦度的区间范围预先规定为在相应的道次之后分别由过程决定地规定的中心平坦度极限值的0％至+/-25％。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将用于在一个单个的道次之后的理论中心平坦度的区间范围预先规定为在相应的道次之后分别由过程决定地规定的中心平坦度极限值的0％。
11.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤a2)中第一预先确定的道次k是第二道次，其中k＝2，为所述道次k预先规定用于金属带的中心平坦度的理论值。
12.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，用于所述金属带的计算的轮廓值和预先规定的理论轮廓值分别基于沿着宽度方向从所述金属带的棱边向内偏移同样的预先确定的距离X。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，X＝25mm或者X＝40mm。
14.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算的轮廓值和所述预先规定的理论轮廓值分别是绝对的或者相对的轮廓值。
15.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，此外在步骤c)中，为每个道次迭代地计算用于轮廓和平坦度调节机构的所述调节变量，使得在每个道次之后所述计算的中心平坦度位于用于所述理论中心平坦度的预先确定的区间范围中。
16.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，
在步骤a1)中，在各个道次之后，也预先规定用于金属带的理论外形；
在步骤c)中，在每个道次之后，也计算所述金属带的带外形；以及
在步骤c)中还为每个道次迭代地计算用于所述轮廓和平坦度调节机构的所述调节变量，使得在每个道次之后，计算的带外形与预先确定的理论外形尽可能好地一致。
17.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，在一个道次之后所述金属带的中心平坦度能够利用如下的选择中的一个求得：
a)评估在所述金属带的宽度上所计算的带延长的抛物线的份额ΔL/L；
b)如a)一样，但是在金属带的中间的区域中的带延长比在金属带的棱边的区域中具有更大的加权；
c)分别在沿着宽度方向继续向内远离所述金属带的棱边的一个固定/相同的参考点a>X处，评估所述金属带在道次i和i-1之后的相对轮廓值之间的差；
d)算数上得出在限定的宽度区域上不同的计算点的所计算的带延长ΔL/L；
以及/或者
e)分别在可变的参考点处，即沿着宽度方向继续向内远离金属带的棱边的距离a>X处，评估所述金属带在道次i和i-1之后所计算的相对轮廓值之间的差，其中，a根据所述金属带的带宽度、厚度和材料特性来选择。
18.按照权利要求17所述的方法，其特征在于，所述限定的宽度区域是中间的宽度区域。
19.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述轮廓和平坦度调节机构是：用于轴向地推移S形轮廓的工作轧辊的机构，这相应于工作轧辊冠的改变ΔCAW；
用于使所述工作轧辊交叉的机构；以及/或者用于使所述工作轧辊弯曲的弯曲机构。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在应用所述用于轴向地推移S形轮廓的工作轧辊的机构时，至少在具有主动的轮廓和平坦度调节机构的第一轧制机座适用：
ΔCAW>KAW·BL2
其中
作为因子，KAW＝0.14mm/m2
ΔCAW：工作轧辊冠-调节区域＝最大AW冠-最小AW冠，涉及关于作为参考宽度的AW辊长度的抛物线的份额，单位为mm，
BL：工作轧辊-辊长度，单位为m。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，KAW＝0.18mm/m2。
22.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在应用所述用于轴向地推移S形轮廓的工作轧辊的机构时，至少在具有主动的轮廓和平坦度调节机构的第一轧制机座处产生用于轧制机座的轮廓和平坦度调节机构的总和的等效的轧辊间隙轮廓-调节区域ΔCWS：
ΔCWS>KB·Bmax 2
其中，作为因子，KB＝0.16mm/m2
ΔCWS：在所述机座的轮廓调节机构的调整位置在最小/最大调节区域之间改变时轧辊间隙轮廓的改变，其中所计算的值没有考虑与在带轮廓参考点处的带的相互作用，单位为mm
Bmax：最大的名义的带宽度，单位为m。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，KB＝0.2mm/m2。
24.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，
f)利用求得的或者存储为“匹配”的调节变量调节所述轮廓和平坦度调节机构；以及
g)利用至少一个具有根据步骤f)所调节的轮廓和平坦度调节机构的轧制机座热轧所述金属带。
25.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个轧制机座是具有带有主动的轮廓和平坦度调节机构的至少一个终轧机座的终轧生产线，其中，每个终轧机座在热轧所述金属带时分别实施道次i＝1...I。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，在所述终轧生产线中，一个或者多个终轧机座能够反向于轧制方向连接在具有主动的轮廓和平坦度调节机构的第一终轧机座之前。
27.根据权利要求25的方法，其特征在于，所述具有主动的轮廓和平坦度调节机构的第一轧制机座被确定用于开始所述方法。
28.按照前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于,
所述至少一个轧制机座是可逆轧制机座，其中，所述可逆轧制机座的工作轧辊将依次的道次i施加到所述金属带，其中i＝1...I。
29.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，为所述各个道次预先规定的用于所述轮廓和平坦度调节机构的调节变量的允许的绝对的值范围沿着轧制方向看从第一至最后的道次变小。
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