DE102016114404B4 - Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung und Haspeltemperatursteuerungsverfahren - Google Patents

Abstract

Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung (100), die aufweist:eine Kühlanlage (57), die zwischen einer Fertigstraße (52) und einer Haspelanlage (55) angeordnet ist und mehrere Kühlbalken (61) aufweist, wobei jeder Kühlbalken (61) eine Düse aufweist, die entsprechend einer Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung geöffnet bzw. geschlossen wird, und wobei durch die mehreren Kühlbalken (61) Wasser auf ein aus der Fertigstraße (52) kommendes Stahlband (51) gespritzt wird, das gekühlt werden soll, bevor das Stahlband (51) an der Haspelanlage (55) aufgewickelt wird;einen ersten Kühlanweisungsberechnungsblock, der eine Haspeltemperatur des Stahlbandes (51) prognostiziert, wenn das Stahlband (51) die Kühlanlage (57) mit einer vorgegebenen Stahlbandgeschwindigkeit durchläuft, und die Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung so berechnet, dass die prognostizierte Haspeltemperatur im Wesentlichen einer vorgegebenen Sollhaspeltemperatur entspricht, bevor das Stahlband (51) mit Hilfe der Kühlanlage (57) gekühlt wird;einen Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock (31), der die Stahlbandgeschwindigkeit des Stahlbandes (51) erfasst und, während das Stahlband (51) mit Hilfe der Kühlanlage (57) gekühlt wird, einen Korrekturwert für die Haspeltemperatur berechnet, der der Auswirkung einer Veränderung entspricht, die die Stahlbandgeschwindigkeit auf eine Materialeigenschaft des Stahlbandes hat; undeinen zweiten Kühlanweisungsberechnungsblock, der die von dem ersten Kühlanweisungsberechnungsblock berechnete Kühlbalken-Öffnen/Schlie-ßen-Anweisung auf Basis des von dem Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock (31) berechneten Korrekturwertes für die Haspeltemperatur korrigiert und die korrigierte Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung an die Kühlanlage (57) ausgibt, gekennzeichnet durcheinen Materialeigenschaftsprognoseblock (13), der zumindest einen Wert einer Materialeigenschaft des Stahlbandes (51) aus der Gruppe Zugfestigkeit, Härte und Duktilität auf Basis einer von einem übergeordneten Computer (40) erhaltenen Information über die chemische Zusammensetzung des Stahlbandes (51) und die Vorgeschichte bezüglich Walzen und Kühlen des Stahlbandes (51) berechnet; undeinen Auswirkungsfaktorberechnungsblock (12), der einen ersten Auswirkungsfaktor, der der Auswirkung eines Wertes einer Änderung der Stahlbandgeschwindigkeit auf den Wert der zumindest einen Materialeigenschaft entspricht, und einen zweiten Auswirkungsfaktor berechnet, der der Auswirkung eines Wertes einer Änderung der Haspeltemperatur auf den Wert der zumindest einen Materialeigenschaft entspricht,wobei der Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock (31) den Korrekturwert für die Haspeltemperatur unter Verwendung des Wertes der Änderung der Stahlbandgeschwindigkeit sowie des ersten Auswirkungsfaktors und/oder des zweiten Auswirkungsfaktors berechnet.

Description

• TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung und ein Haspeltemperatursteuerungsverfahren, die eingesetzt werden, um die Haspeltemperatur eines Stahlbandes zu steuern, das in einer Walzstraße aufgewickelt wird.
• STAND DER TECHNIK
• Es ist ein Verfahren zur Steuerung der Haspeltemperatur eines Stahlbandes in einer Warmwalzstraße bekannt, bei dem die Sollhaspeltemperatur in Längsrichtung des Stahlbandes, das aufgewickelt wird, variiert wird, wobei dieses Verfahren häufig für verschiedene Zielsetzungen eingesetzt wird.
• Beispielsweise ist in der Druckschrift JP 2009-214112 A ein Beispiel für ein Haspeltemperatursteuerungsverfahren offenbart, bei dem die Haspeltemperatur für einen Endabschnitt des Stahlbandes erhöht wird. Bei diesem Haspeltemperatursteuerungsverfahren wird eine solche Temperatursteuerungsanweisung in einer schräg verlaufenden Form oder Stufenform ausgegeben, dass die Sollhaspeltemperatur an einem Endabschnitt des Stahlbandes um einen vorgegebenen Temperaturanstieg Δt höher ist als die Sollhaspeltemperatur an einer Position des Stahlbandes, die in Längsrichtung des Stahlbandes von dem Endabschnitt eine Länge ΔL beabstandet ist, wenn das gewalzte Stahlband gewickelt wird. Gemäß diesem Haspeltemperatursteuerungsverfahren schrumpft ein äußerer gehaspelter Teil des Stahlbandes nach dem Abkühlen des Stahlbandes mehr als ein innerer gehaspelter Teil des Stahlbandes. Dadurch wird das Stahlband durch den äußeren gehaspelten Teil so fest gehalten, dass verhindert wird, dass sich das aufgewickelte Stahlband löst.
• JP 2015-66587 A offenbart ein Beispiel für das Aufwickeln eines vorderen Abschnitts und eines Endabschnitts eines Stahlbandes bei einer höheren Haspeltemperatur und eines dazwischenliegenden Abschnitts des Stahlbandes bei einer niedrigeren Temperatur gemäß einem Sollhaspeltemperaturprofil in Längsrichtung des Stahlbandes, das als U-förmiges Schema bezeichnet wird. Nach diesem Haspeltemperatursteuerungsverfahren unter Verwendung des U-förmigen Sollhaspeltemperaturprofils wird das Stahlband fest auf einen Haspel gewickelt, da die Haspeltemperatur am vorderen Abschnitt des Stahlbandes höher ist als an dem dazwischenliegenden Abschnitt des Stahlbandes. Zudem kann ein Effekt der besseren Kühlung des äußeren gehaspelten Bereichs auftreten, der durch eine Haspeltemperatur im Endabschnitt besser kompensiert wird, die im Vergleich mit dem dazwischenliegenden Abschnitt höher ist.
• Aus der JP H10 5845 A ist eine Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
• ZUSAMMENFASSUG DER ERFINDUNG
• Die in JP 2009-214112 A und JP 2015-66587 A beschriebenen Haspeltemperatursteuerungsverfahren sollen die Einfachheit des Walzvorgangs und die Qualität eines vorderen Abschnitts und Endabschnitts eines Stahlbandhaspels verbessern, indem die Haspeltemperaturen in solchen begrenzten Bereichen des Haspels wie dem vorderen Abschnitt und dem Endabschnitt des Haspels höher eingestellt werden als in dem dazwischenliegenden Abschnitt. Nach diesen Haspeltemperatursteuerungsverfahren ist vorgesehen, die Haspeltemperaturen in einem Abschnitt des Stahlbandes, der sich bei dem fertig gewalzten Stahlband ein Stück weg vom vorderen Abschnitt befindet, und einem Abschnitt des zu walzenden Stahlbandes zu verändern, der sich ein vorgegebenes Stück weg vom Endabschnitt befindet, wobei nicht berücksichtigt wird, welche Auswirkung beispielsweise eine Geschwindigkeitsänderung des Stahlbandes während des Walzvorgangs auf die Materialeigenschaftswerte des Stahlbandes hat. Demnach offenbaren diese Haspeltemperatursteuerungsverfahren keinen Steuerungsprozess, bei dem die Haspeltemperatur des Stahlbandes als Reaktion auf die Geschwindigkeitsänderung des Stahlbandes verändert wird, wenn das Stahlband abgekühlt und nach dem Walzen gehaspelt wird.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung und ein Haspeltemperatursteuerungsverfahren anzugeben, die es ermöglichen, die Auswirkung der Geschwindigkeitsänderung des Stahlbandes auf die Materialeigenschaftswerte (wie Festigkeit, Härte und Duktilität) zu vermindern und die Homogenität der Materialeigenschaften des Stahlbandes zu verbessern.
• Diese Aufgabe wird durch eine Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Haspeltemperatursteuerungsverfahren gemäß Anspruch 5 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen und der Beschreibung angegeben.
• Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung dazu beiträgt, die Auswirkungen zu reduzieren, die eine Veränderung der Stahlbandgeschwindigkeit beim Walzen und insbesondere Kühlen und Haspeln des Stahlbandes auf Materialeigenschaften (Festigkeit, Härte und Duktilität) des Stahlbandes hat, und die Homogenität der Materialeigenschaften in Längsrichtung des Stahlbandes zu verbessern.
• KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• 1 zeigt eine Konfiguration einer Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung und eines durch die Vorrichtung zu steuernden Objekts.
• 2 zeigt ein Beispiel einer Haspeltemperaturtabelle, die in einem Sollhaspeltemperaturspeicherblock gespeichert ist.
• 3 zeigt ein Beispiel einer Geschwindigkeitsverlaufstabelle, die in einem Geschwindigkeitsverlaufstabellenspeicherblock gespeichert ist.
• 4 zeigt ein Beispiel einer Kühlbalkenprioritätsrangtabelle, die in einem Kühlbalkenprioritätsrangtabellenspeicherblock gespeichert ist.
• 5 zeigt ein Beispiel für ein Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Schema, dem die Steuerungscodes zugeordnet sind, die für die Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung verwendet werden.
• 6 zeigt ein Beispiel für einen Prozessablauf eines Berechnungsverfahrens für eine Kühlanweisungsvorgabe, der von einem Kühlanweisungsvorgabeberechnungsblock auszuführen ist.
• 7 zeigt ein Beispiel für einen detaillierten Prozessablauf eines Prognosehaspeltemperaturberechnungsverfahrens (entspricht Schritt S15) in dem Kühlanweisungsvorgabeberechnungsverfahren.
• 8 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren, bei dem die Steuerungscodes in dem in 6 gezeigten Berechnungsverfahren der Kühlanweisungsvorgabe optimiert werden.
• 9 zeigt ein Beispiel für einen Prozessablauf eines Auswirkungsfaktorberechnungsverfahrens, das von einem Auswirkungsfaktorberechnungsblock durchgeführt wird.
• 10 zeigt ein Beispiel für einen Prozessablauf eines Materialeigenschaftsprognoseverfahrens, das von einem Materialeigenschaftsprognoseblock durchgeführt wird.
• 11 zeigt ein Beispiel für einen Prozessablauf eines Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsverfahrens, das von einem Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock durchgeführt wird.
• 12 zeigt ein Beispiel für einen Prozessablauf eines Haspeltemperaturanweisungsberechnungsverfahrens, das von einem Haspeltemperaturanweisungsberechnungsblock durchgeführt wird.
• 13 zeigt ein Beispiel für einen Prozessablauf eines Kühlbalkenanweisungsberechnungsverfahrens, das von einem Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock durchgeführt wird.
• AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
• Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
• 1 zeigt ein Beispiel für eine Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung 100 und ein Steuerobjekt 50, das von der Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung 100 gesteuert wird. Die Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung 100 empfängt verschiedene Signale von dem Steuerobjekt 50 und sendet verschiedene Signale an das Steuerobjekt 50. Im Folgenden wird eine Konfiguration des Steuerobjekts 50 unter Bezugnahme auf 1 erläutert.
• In Bezug auf diese Ausführungsform ist das Steuerobjekt 50 eine Haspeltemperatursteuerungsanlage für den Warmwalzprozess. In der Haspeltemperatursteuerungsanlage wird ein aus einer Fertigstraße 52 kommendes Stahlband 51 durch eine vor der Haspelanlage gelegene Kühlanlage 57 an einer Position gekühlt, die kurz vor der Haspelanlage 55 liegt, die das Stahlband 51 aufwickelt. Genauer wird das Stahlband 51, das mit Hilfe der Fertigstraße 52 gewalzt wird, die von mehreren, jeweils mit zwei Arbeitswalzen ausgerüsteten Walzgerüsten gebildet wird, und das beispielsweise eine Temperatur von 850 bis 900°C aufweist, durch die vor der Haspelanlage gelegene Kühlanlage 57 gekühlt und von der Haspelanlage 55 aufgewickelt. Es wird darauf hingewiesen, dass das Stahlband 51 in eine Richtung transportiert wird, die in 1 in der Nähe des Stahlbandes 51 durch einen Pfeil gezeigt ist (von rechts nach links) und von der Haspelanlage 55 aufgewickelt wird.
• Die vor der Haspelanlage gelegene Kühlanlage 57 umfasst eine Oberseitenkühlanlage 58 zum Kühlen der Oberseite des Stahlbandes 51 und eine Unterseitenkühlanlage 59 zum Kühlen der Unterseite des Stahlbandes 51. Die Oberseitenkühlanlage 58 und die Unterseitenkühlanlage 59 weisen jeweils mehrere (beispielsweise 120) Kühlbalken 61 auf, die in Längsrichtung des Stahlbandes 51 angeordnet sind. Jeder Kühlbalken 61 weist mehrere (beispielsweise 20) Düsen auf, durch die Wasser gespritzt wird, wobei die mehreren Düsen in Richtung der Breite des Stahlbandes 51 angeordnet sind. Jede festgelegte Anzahl (beispielsweise 5) von Kühlbalken 61, die in Längsrichtung des Stahlbandes 51 angeordnet sind, bildet eine Gruppe. Jede Gruppe von Kühlbalken wird als Bank 60 bezeichnet.
• Eine Haspeltemperaturmessvorrichtung 56 ist zum Messen einer Temperatur des Stahlbandes 51 ausgebildet, das die vor der Haspelanlage gelegene Kühlanlage 57 passiert hat und nun von der Haspelanlage 55 aufgewickelt werden soll, wobei die gemessene Temperatur an die Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung 100 übermittelt wird. Es ist noch eine weitere Temperaturmessvorrichtung angebracht, um die Temperatur des Stahlbandes 51 zu messen, nachdem es die Fertigstraße 52 gerade passiert hat, die jedoch in 1 nicht dargestellt ist. Eine Zielsetzung der Temperatursteuerung der Haspeltemperatur besteht darin, die mit der Haspeltemperaturmessvorrichtung 56 gemessene Haspeltemperatur gemäß einer Sollhaspeltemperatur so zu steuern, dass Materialeigenschaftswerte des Stahlbandes 51 vorgegebenen Werten entsprechen und über die Längsrichtung des Stahlbandes 51 homogen sind. Die Sollhaspeltemperatur kann für alle in Längsrichtung unterteilte Abschnitte als konstant festgelegt werden und sie kann im vorderen Abschnitt und Endabschnitt höher als im mittleren Bereich sein.
• Als Nächstes wird eine Konfiguration der Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung 100 erläutert. Wie in 1 dargestellt ist, ist die Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung 100 grob in eine Steuerungsvorgabesektion 10 und eine dynamische Steuerungssektion 30 unterteilt.
• Die Steuerungsvorgabesektion 10 ist so ausgebildet, dass sie Funktionsblöcke wie beispielsweise einen Kühlanweisungsvorgabeberechnungsblock 11, einen Auswirkungsfaktorberechnungsblock 12, einen Materialeigenschaftsprognoseblock 13, einen Sollhaspeltemperaturspeicherblock 21, einen Geschwindigkeitsverlaufsspeicherblock 22, einen Kühlbalkenprioritätsrangspeicherblock 23 und einen Bandtemperaturschätzmodellblock 24 umfasst.
• Der Sollhaspeltemperaturspeicherblock 21, Geschwindigkeitsverlaufsspeicherblock 22 und Kühlbalkenprioritätsrangspeicherblock 23, die oben genannt wurden, speichern vorab jeweilige Informationsdaten von Sollhaspeltemperaturen verschiedener Arten von Stahlbändern 51, die an der Fertigstraße 52 gewalzt werden, Geschwindigkeitsverläufe für die verschiedenen Arten von Stahlbändern 51 und Prioritätsränge der Kühlbalken. Der Bandtemperaturschätzmodellblock 24 speichert zudem ein Berechnungsmodell zum Schätzen einer Temperatur des Stahlbandes 51, während das Stahlband 51 gekühlt wird. Die Informationsdaten und das Berechnungsmodell, die in diesen Speicherblöcken gespeichert sind, können von einem übergeordneten Computer 40 über ein (nicht dargestelltes) Kommunikationsnetzwerk geliefert werden oder von einem tragbaren Speichermedium wie einem USB (Universal Serial Bus)-Speicher zur Verfügung gestellt werden.
• Bevor das Stahlband 51 gekühlt wird, erhält der Kühlanweisungsvorgabeberechnungsblock 11 erforderliche Informationsdaten in Bezug auf Stahlsorte (Art des Stahls) und Banddicke und Bandbreite des Stahlbandes 51 von dem Sollhaspeltemperaturspeicherblock 21, Geschwindigkeitsverlaufsspeicherblock 22 und Kühlbalkenprioritätsrangspeicherblock 23 und berechnet unter Verwendung des in dem Bandtemperaturschätzmodellblock 24 gespeicherten Bandtemperaturschätzmodells ein Kühlbalkenschema entsprechend der Öffnen/Schließen-Anweisungsinformationsdaten an den Düsen, die verwendet werden, um die Sollhaspeltemperatur zu erreichen. Der Kühlanweisungsvorgabeberechnungsblock 11 gibt ferner einen Steuerungscode, der dem berechneten Kühlbalkenschema entspricht, an die dynamische Steuerungssektion 30 aus.
• Informationsdaten wie der Steuerungscode, der die Düsen der Kühlbalken 61 anweist, zu öffnen bzw. zu schließen, werden ganz allgemein als Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung bezeichnet. In der nachstehenden Erläuterung wird das Öffnen und Schließen der Düsen der Kühlbalken 61 als Öffnen und Schließen der Kühlbalken 61 bezeichnet.
• Der Materialeigenschaftsprognoseblock 13 ist so ausgebildet, dass er Materialeigenschaftswerte des von der Haspelanlage 55 aufgewickelten Stahlbandes 51 unter Verwendung der chemischen Zusammensetzung und des Walzplans des Stahlbandes 51, eines Abwalzgrades des Walzgerüstes und einer Temperaturänderung des Stahlbandes 51 prognostiziert. Der Auswirkungsfaktorberechnungsblock 12 erhält die berechneten Ergebnisse von dem Materialeigenschaftsprognoseblock 13 und berechnet einen Auswirkungsfaktor gemäß einer Beziehung zwischen Änderungen in der Walzgeschwindigkeit und der Haspeltemperatur und Änderungen der Materialeigenschaftswerte.
• Die dynamische Steuerungssektion 30 ist so ausgebildet, dass sie einen Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock 31, einen Vorsteuerungsblock 32, einen Haspeltemperaturanweisungsberechnungsblock 33, einen Rückkopplungsblock 34 und einen Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock 35 umfasst. Die dynamische Steuerungssektion 30 erhält nicht nur solche Informationsdaten wie den von dem Steuerungsvorgabeblock 10 vor dem Kühlen des Stahlbandes 51 ausgegebenen Steuerungscode, sondern auch eine von der Messvorrichtung 56 gemessene Messtemperatur und eine Transportgeschwindigkeit des Stahlbandes 51 (Stahlbandgeschwindigkeit), während das Stahlband 51 gekühlt wird. Die dynamische Steuerungssektion 30 korrigiert den von dem Steuerungsvorgabeblock 10 erhaltenen Steuerungscode in Übereinstimmung mit Werten, die die dynamische Steuerungssektion 30 von der Steuerungsvorgabesektion 10 erhält, in geeigneter Weise, wandelt den Steuerungscode in eine Balkenschemaausgabe um und gibt das umgewandelte Balkenschema an das Steuerobjekt 50 aus.
• Wenn sich die Stahlbandgeschwindigkeit ändert, erhält der Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock 31 die Änderung der Stahlbandgeschwindigkeit und berechnet unter Verwendung des von dem Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock 31 berechneten Auswirkungsfaktor einen Korrekturwert für die Haspeltemperatur, um die Haspeltemperatur konstant zu halten. Der Vorsteuerungsblock 32 berechnet einen Wert der Änderung des Steuerungscodes, der dem von dem Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock 31 berechneten Korrekturwert für die Haspeltemperatur entspricht. Der Haspeltemperaturanweisungsberechnungsblock 33 berechnet einen in dem eigentlichen Steuerungsprozess zu verwendenden Anweisungswert (gesteuerte Sollhaspeltemperatur) für die Haspeltemperatur auf Basis der Sollhaspeltemperatur und des von dem Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock 31 berechneten Korrekturwerts für die Haspeltemperatur. Der Rückkopplungsblock 34 berechnet einen Wert der Änderung des Steuerungscodes, der dem Wert einer Änderung des von dem Haspeltemperaturanweisungsberechnungsblock 33 berechneten Anweisungswertes für die Haspeltemperatur entspricht und verwendet wird, um einen Unterschied zwischen dem Anweisungswert für die Haspeltemperatur und der von der Haspeltemperaturmessvorrichtung 56 gemessenen Haspeltemperatur zu vermindern. Der Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock 35 berechnet auf Basis des von dem Kühlanweisungsvorgabeberechnungsblock 11 ausgegebenen Steuerungscodes, des von dem Vorsteuerungsblock 32 berechneten Steuerungscodes und des von dem Rückkopplungsblock 34 berechneten Steuerungscodes ein Balkenschema und gibt das berechnete Balkenschema an die vor der Haspelanlage gelegene Kühlanlage 57 aus.
• Die Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung 100, die die oben erläuterte Konfiguration und die oben erläuterten Funktionen aufweist, wird unter Verwendung eines Computers oder einer Workstation, die einen Prozessor und eine Speichervorrichtung aufweisen, realisiert. Der Kühlanweisungsvorgabeberechnungsblock 11, Auswirkungsfaktorberechnungsblock 12, Materialeigenschaftsprognoseblock 13, Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock 31, Vorsteuerungsblock 32, Haspeltemperaturanweisungsberechnungsblock 33, Rückkopplungsblock 34 und Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock 35 werden jeweils durch einen Prozessor realisiert, der ein in der Speichervorrichtung gespeichertes vorgegebenes Programm ausführt, wobei die Speichervorrichtung von einer Vorrichtung wie einem Halbleiterspeicher oder einem Festplattenlaufwerk gebildet wird. Der Sollhaspeltemperaturspeicherblock 21, Geschwindigkeitsverlaufsspeicherblock 22, Kühlbalkenprioritätsrangspeicherblock 23 und Bandtemperaturschätzmodellblock 24 wird jeweils realisiert, indem vorgegebene Daten in einem zugewiesenen Bereich der Speichervorrichtung gespeichert sind.
• 2 zeigt ein Beispiel einer Haspeltemperaturtabelle 21T, die in der Sollhaspeltemperaturspeichersektion 21 gespeichert ist. Wie aus 2 ersichtlich ist, listet die Sollhaspeltemperaturtabelle 21T Arten von Stahlbändern 51 (Stahlsorten) und mit den Arten von Stahlbändern verknüpfte Sollhaspeltemperaturen auf, wobei es sich bei den Sollhaspeltemperaturen jeweils um eine Solltemperatur handelt, bei der eine der Stahlbandarten von der Haspelanlage 55 aufgewickelt werden soll. Gemäß dem in 2 dargestellten Beispiel der Sollhaspeltemperaturtabelle 21T ist das Stahlband 51 aus SS400 mit der Sollhaspeltemperatur 630°C verknüpft. Der Kühlanweisungsvorgabeberechnungsblock 11 prüft, um welche Art von Stahlband 51 es sich handelt und erhält eine mit der Art des Stahlbandes verknüpfte Sollhaspeltemperatur aus der Sollhaspeltemperaturtabelle 21T.
• Die Sollhaspeltemperaturen sind in 2 in der Sollhaspeltemperaturtabelle 21T lediglich nach dem Beispiel des Stahlbandes 51 (Stahlsorte) eingeteilt. Die Sollhaspeltemperaturen können jedoch auch nach der Banddicke oder Breite des Bandes klassifiziert werden. Es ist demnach möglich, dass die Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung 100 nicht mit dem Sollhaspeltemperaturspeicherblock 21 ausgestattet ist und stattdessen eine Sollhaspeltemperatur erhält, die in Informationsdaten über das Stahlband 51 enthalten ist, die von einem übergeordneten Computer 40 immer dann übermittelt werden, wenn das Walzen (d.h. das Haspeln) durchgeführt wird.
• 3 zeigt ein Beispiel der Geschwindigkeitsverlaufstabelle 22T, die in der Geschwindigkeitsverlaufstabellenspeichersektion 22 gespeichert ist. Wie aus 3 ersichtlich ist, listet die Geschwindigkeitsverlaufstabelle 22T Walzgeschwindigkeiten des Stahlbandes 51 auf, das aus der Fertigstraße 52 austritt, wobei jede Geschwindigkeit aus einer Anfangsgeschwindigkeit, einer ersten Beschleunigung, einer zweiten Beschleunigung, einer konstanten Geschwindigkeit, einer Verlangsamung und einer Endgeschwindigkeit des Stahlbandes 51 gebildet wird und mit einer Kombination aus Stahlsorte, Banddicke und Bandbreite des Stahlbandes 51 verknüpft ist. Die Anfangsgeschwindigkeit ist eine Walzgeschwindigkeit am vorderen Abschnitt des Stahlbandes 51, das aus der Fertigstraße 52 austritt. Die konstante Geschwindigkeit ist eine konstante Walzgeschwindigkeit des Stahlbandes 51, das aus der Fertigstraße 52 austritt, nach Beendigung einer Beschleunigung des Stahlbandes 51. Die Endgeschwindigkeit ist eine Walzgeschwindigkeit am Endabschnitt des Stahlbandes 51, das aus der Fertigstraße 52 austritt, nach Beendigung einer Verlangsamung des Stahlbandes 51. Bei diesem Walzvorgang wird das Stahlband 51 von der Anfangsgeschwindigkeit über mehrere Beschleunigungsstufen mit einer ersten Beschleunigung und einer zweiten Beschleunigung in die konstante Geschwindigkeit beschleunigt und von der konstanten Geschwindigkeit über eine Verlangsamungsstufe einer einzigen Verlangsamung in die Endgeschwindigkeit abgebremst.
• Betrachtet man das Beispiel der Geschwindigkeitsverlaufstabelle 22T in 3, ist das Stahlband 51 aus der Stahlsorte SS400, dessen Banddicke kleiner oder gleich 1,4 mm ist und dessen Bandbreite im Bereich von 1000 bis 1400 mm liegt, mit der Anfangsgeschwindigkeit von 650 mpm (Meter pro Minute), der ersten Beschleunigung von 2 mpm/s (Meter pro Minute pro Sekunde), der zweiten Beschleunigung von 12 mpm/s (Meter pro Minute pro Sekunde), der konstanten Geschwindigkeit von 1050 mpm, der Verlangsamung von 30 mpm/s und der Endgeschwindigkeit von 900 mpm verknüpft.
• 4 zeigt ein Beispiel einer Kühlbalkenprioritätsrangtabelle 23T, die in einer Kühlbalkenprioritätsrangspeichersektion gespeichert ist. Wie aus 4 ersichtlich ist, gibt die Kühlbalkenprioritätsrangtabelle 23T eine Reihenfolge der Kühlbalken an, die für jede Kombination aus Stahlsorte und Stahldicke bevorzugt zu öffnen sind. Genauer gibt die Kühlbalkenprioritätsrangtabelle 23T Identifizierungsdaten eines Kühlbalkens 61 für jeden Prioritätsrang von 1 bis 120 Prioritätsrängen für jede Kombination aus Stahlsorte und Stahldicke an. Bei den Prioritätsrängen gibt 1 die höchste Priorität an und je höher die Rangzahl ist, desto niedriger ist die Priorität.
• Die Identifizierungsdaten des Kühlbalkens 61 bestehen aus einem Satz von Zahlenpaaren. Die linke Zahl des Satzes von Zahlenpaaren bezeichnet eine Identifizierungsnummer einer Bank 60 (im Folgenden „Banknummer“ genannt), wohingegen die rechte Zahl eine Identifizierungsnummer eines Kühlbalkens 61 (im Folgenden „Kühlbalkennummer“ genannt) der Bank 60 bezeichnet. Identifizierungsdaten (1, 2) für einen Kühlbalken stehen beispielsweise für den zweiten Kühlbalken (Kühlbalkennummer 2) in der ersten Bank (Banknummer 1). Sowohl die Banknummern als auch die Balkennummern sind jeder Bank bzw. jedem Balken in aufsteigender Reihenfolge ausgehend von einer Seite nahe der Fertigstraße zugeordnet.
• In dieser Ausführungsform sind die Oberseitenkühlanlage 58 und die Unterseitenkühlanlage 59 spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet und weisen jeweils soviele Bänke 60 und soviele Kühlbalken auf wie die jeweils andere. In der nachfolgenden Erläuterung werden jeweils 15 Bänke an der Oberseitenkühlanlage und Unterseitenkühlanlage 58, 59 verwendet und es gibt 8 Kühlbalken in jeder Bank. Es sind 120 Paare von Kühlbalken 61 an der Oberseitenkühlanlage und Unterseitenkühlanlage 58, 59 angebracht.
• Die Prioritätsränge der zu öffnenden Kühlbalken 61 sind zu bestimmende Teilinformationen, wobei die Kühlgeschwindigkeit, die Kühlspezifikation und die Kühlleistung zu berücksichtigen sind, die für das Stahlband 51 erforderlich sind. Wenn das Stahlband 51 beispielsweise relativ dünn ist, gibt es wahrscheinlich keinen Temperaturunterschied zwischen der Oberfläche und dem Inneren des Stahlbandes 51. In diesem Fall werden unter Berücksichtigung der Kühlleistung vorzugsweise die Kühlbalken 61 in der Nähe der Fertigstraße 52 geöffnet, wo die Temperatur des Stahlbandes 51 hoch ist. Daher erhalten die Kühlbalken 61 in der Nähe der Fertigstraße 52 hohe Prioritätsränge. Wenn das Stahlband 51 dagegen dick ist, kann der Temperaturunterschied zwischen der Oberfläche und dem Inneren des Stahlbandes 51 unter Ausnutzung eines Wärmerückgewinnungseffektes bei der Luftkühlung innerhalb einer Toleranz gehalten werden. Demnach werden Prioritätsränge für die zu öffnenden Kühlbalken den Kühlbalken 61 zugeordnet, wobei so weit als möglich darauf geachtet wird, dass nicht zwei benachbarte Kühlbalken 61 in Richtung vorne-hinten geöffnet bleiben.
• In dem Kühlprozess werden sowohl Wasserkühlung als auch Luftkühlung in geeigneter Weise gemischt, und der Temperaturunterschied zwischen der Oberfläche und dem Inneren des Stahlbandes 51 kann gesteuert werden. Wenn beispielsweise ein Band aus DP-Stahl gewalzt wird, ist es erforderlich eine gewünschte metallurgische Struktur zu erzeugen, und man setzt einen ziemlich komplizierten Kühlprozess ein. Das Stahlband 51 aus DP-Stahl wird, insbesondere um die Präzipitation von Bainit und Perlit zu verhindern und eine Phase aus Martensit-Präzipitat zu erhalten, für eine vorgegebene Zeitspanne auf einer Zwischentemperatur luftgekühlt und anschließend schnell abgekühlt, unmittelbar bevor das Stahlband 51 mit der Haspelanlage 55 aufgewickelt wird. Daher werden den Kühlbalken 61 in der Nähe der Fertigstraße 52 oder in der Nähe der Haspelanlage 55 höhere Prioritätsränge für die zu öffnenden Kühlbalken gegeben, wohingegen den Kühlbalken 61 zwischen der Fertigstraße 52 und der Haspelanlage 55 niedrigere Prioritätsränge zugeordnet werden. Zudem werden die Kühlbalken 61 so gesteuert, dass eine solche Anzahl von Kühlbalken 61 geöffnet wird, dass die Haspeltemperatur des Stahlbandes 51 mit der Sollhaspeltemperatur übereinstimmt.
• In dem Beispiel von 4 werden die zu öffnenden Kühlbalken 61, wenn das Stahlband 51 aus SS400 besteht und eine Dicke von 1,2 bis 1,8 mm aufweist, vorzugsweise in der Reihenfolge (1, 1), (1, 2), (1, 3), (1, 4), (1, 5), (2, 1), ------ (15, 7), (15, 8) gewählt. Da das Stahlband 51 relativ dünn ist, werden genauer die näher an der Fertigstraße 52 gelegenen Kühlbalken unter Berücksichtigung der Kühleffizienz bevorzugt geöffnet. Wenn das Stahlband 51 aus SS400 besteht und eine Dicke von 3,2 bis 4,2 mm aufweist, werden die zu öffnenden Kühlbalken 61 dagegen vorzugsweise in der Reihenfolge (1, 1), (1, 4), (2, 1), (2, 4), (3, 1) ------ (15, 5), (15, 8) ausgewählt. Da das Stahlband 51 relativ dick ist, werden die Prioritätsränge so zugewiesen, dass nicht zwei benachbarte Kühlbalken gleichzeitig geöffnet werden.
• Bei dieser Ausführungsform kann einem Kühlbalken in der Oberseitenkühlanlage 58 und einem Kühlbalken in der Unterseitenkühlanlage 59, die ein Paar bilden, der gleiche Prioritätsrang zugeordnet werden, und man kann das Öffnen und Schließen dieser Kühlbalken mit einem identischen Steuerungscode steuern. Es ist auch möglich, diesen Kühlbalken unterschiedliche Prioritätsränge zuzuordnen, und diese Kühlbalken zu steuern.
• 5 zeigt ein Beispiel für Öffnen- und Schließen-Schemata der Kühlbalken 61, die Steuerungscodes zugeordnet sind, die für die Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung 100 verwendet werden. Wie aus 5 ersichtlich ist, sind alle Kühlbalken 61 geschlossen, wenn der Steuerungscode 0 ist, was bedeutet, dass über den gesamten Kühlbereich der vor der Haspelanlage gelegenen Kühlanlage 57 mit Luft gekühlt wird. Wenn der Steuerungscode dagegen 120 ist, sind alle Kühlbalken 61 geöffnet, was bedeutet, dass über den gesamten Kühlbereich der vor der Haspelanlage gelegenen Kühlanlage 57 mit Wasser gekühlt wird.
• Ferner ist, wenn der Steuerungscode 1 ist, nur ein Kühlbalken 61 mit Prioritätsrang 1 geöffnet, während die anderen Kühlbalken 61 geschlossen sind. Wenn der Steuerungscode 2 ist, sind nur Kühlbalken 61 mit Prioritätsrang 1 oder 2 geöffnet, während die anderen Kühlbalken 61 geschlossen sind. Wenn der Steuerungscode 3 ist, sind nur Kühlbalken 61 mit Prioritätsrang 1, 2 oder 3 geöffnet, während die anderen Kühlbalken 61 geschlossen sind. Für die anderen Steuerungscodes werden die Öffnen- und Schließen-Schemata der Kühlbalken in der oben erläuterten Art und Weise ermittelt.
• 6 zeigt ein Beispiel für einen Prozessablauf eines Berechnungsverfahrens, bei dem eine Kühlanweisungsvorgabe durch die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 ausgeführt wird. Das Verfahren zur Berechnung der Kühlanweisungsvorgabe besteht darin, den Steuerungscode in Übereinstimmung mit einem Kühlbalkenschema zu berechnen, mit dem die Sollhaspeltemperatur realisiert werden soll, wenn das Stahlband 51 gemäß einem vorgegebenen Walzschema gewalzt wird, bevor das Stahlband 51 gekühlt wird.
• Die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 erhält zunächst Daten aus einer Zeile der Geschwindigkeitsverlaufstabelle 22T für die Stahlsorte, die Banddicke und die Bandbreite des zu walzenden Stahlbandes 51. Die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 bestimmt auf Basis der erhaltenen Daten in der Zeile anschließend durch Berechnen der ersten Beschleunigungsstartposition, der zweiten Beschleunigungsstartposition, der Startposition für die gleichbleibende Geschwindigkeit, der Verlangsamungsstartposition und der Verlangsamungsendposition einen Geschwindigkeitsverlauf des Stahlbandes 51 (Schritt S11).
• In Schritt S11 ist die erste Beschleunigungsstartposition SL_1S eine Position des Stahlbandes 51, an der begonnen wird, das Stahlband 51 mit der in der Geschwindigkeitsverlaufstabelle 22T angegebenen ersten Beschleunigung zu beschleunigen, wobei sie gemäß der folgenden Gleichung (1) berechnet wird. $${\text{SL}}_{1\text{S}}={\text{L}}_{\text{SC}}$$

  

  wobei Lsc eine Konstante bedeutet.
• Die zweite Beschleunigungsstartposition SL_2S ist eine Position des Stahlbandes 51, an der begonnen wird, das Stahlband 51 mit der in der Geschwindigkeitsverlaufstabelle 22T angegebenen zweiten Beschleunigung zu beschleunigen, wobei sie gemäß der folgenden Gleichung (2) berechnet wird. $${\text{SL}}_{2\text{S}}={\text{L}}_{\text{md}}$$

  

  wobei L_md den Abstand von einer Austrittseite der Fertigstraße 52 bis zur Haspelanlage 55 bedeutet.
• Die Startposition für die gleichbleibende Geschwindigkeit SLcs ist eine Position des Stahlbandes 51, an der die Stahlbandgeschwindigkeit zu der in der Geschwindigkeitsverlaufstabelle 22T angegebenen gleichbleibenden Geschwindigkeit wird, wobei sie gemäß der folgenden Gleichung (3) berechnet wird. $$\begin{array}{l}{\left({\text{V}}_{1\text{a}}\right)}^2={\text{L}}_{\text{md}}\cdot 2\cdot {\text{Acc}}_1+{\text{V}}_{\text{max}}\cdot {\text{V}}_{\text{max}}\\ {\text{SL}}_{\text{CS}}=\left\{{\text{L}}_{\text{md}}+\left({\text{V}}_{\text{max}}-{\text{V}}_{1\text{a}}\right)/{\text{Acc}}_2\cdot \left({\text{V}}_{\text{max}}+{\text{V}}_{1\text{a}}\right)/2\right\}\end{array}$$

  

  wobei V_1a eine Geschwindigkeit bezeichnet, bei der die erste Beschleunigung endet, Acc₁ eine erste Beschleunigung bezeichnet, Acc₂ eine zweite Beschleunigung bezeichnet und V_max eine Maximalgeschwindigkeit ist.
• Die Verlangsamungsstartposition SL_ds ist eine Position des Stahlbandes 51, an der eine in der Geschwindigkeitsverlaufstabelle 22T angegebene Verlangsamung beginnt, wobei sie gemäß der folgenden Gleichung (4) berechnet wird. $${\text{SL}}_{\text{ds}}={\text{ST}}_{\text{len}}-\left({\text{V}}_{\text{max}}-{\text{V}}_{\text{f}}\right)/{\text{D}}_{\text{CC}}\cdot \left({\text{V}}_{\text{max}}+{\text{V}}_{\text{f}}\right)/2-{\text{D}}_{\text{CCmgn}}$$

  

  wobei ST_len eine Länge des Stahlbandes 51 bezeichnet, V_f eine Endgeschwindigkeit ist, Dcc eine Verlangsamung ist und D_CCmgn übereinstimmend damit, wie lange ein Stahlband 51 in der Fertigstraße noch gewalzt werden muss, wenn die Verlangsamung aufhört, einer Spanne einer Länge des Stahlbandes 51 entspricht.
• Die Verlangsamungsendposition SL_de ist eine Position des Stahlbandes 51, an der die Stahlbandgeschwindigkeit zu der in der Geschwindigkeitsverlaufstabelle 22T angegebenen Endgeschwindigkeit wird und die Verlangsamung aufhört, wobei sie gemäß der folgenden Gleichung (5) berechnet wird. $${\text{SL}}_{\text{de}}={\text{ST}}_{\text{len}}-{\text{D}}_{\text{CCmgn}}$$

  
• In Schritt S12 und den Prozessschritt S12 folgenden Schritten wird ein Kühlbalkenschema berechnet, um die Sollhaspeltemperatur für jeden der Abschnitte des Stahlbandes 51, die in Längsrichtung die gleiche Länge (z.B. 5 m) aufweisen und in die das mit einer in Schritt S11 berechneten Geschwindigkeit transportierte Stahlband 51 unterteilt wird. Anschließend wählt die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 die Abschnitte des Stahlbandes einen nach dem anderen vom vorderen Ende bis zum hinteren Ende aus (Schritt S12). In Schritt S13 und den Schritt S13 folgenden Prozessschritten wird ein Kühlbalkenschema berechnet, das für jeden der gewählten Abschnitte des Stahlbandes 51 festgelegt wird und dem Steuerungscode für die Kühlbalken 61 entspricht.
• Zur Berechnung des Steuerungscodes für die Kühlbalken 61 für jeden Abschnitt des Stahlbandes 51 in Schritt S13 und den Schritt S13 folgenden Prozessschritten wird ein so genanntes inverses lineares Interpolationsverfahren eingesetzt. Das inverse lineare Interpolationsverfahren kann als binäre Suche für eine optimale Lösung angesehen werden. Genauer wird in dem Prozess von Schritt S13 bis S17 ein optimaler Steuerungscode berechnet, um die Sollhaspeltemperatur zu erreichen. Der optimale Steuerungscode bezeichnet einen Steuerungscode zum Einstellen einer Temperatur, die so nahe wie möglich an der Sollhaspeltemperatur liegt, wobei dieser im Folgenden als Lösungscode bezeichnet wird.
• Zur Durchführung des inversen linearen Interpolationsverfahrens nimmt die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 an, dass der Lösungscode zwischen einem Paar von Steuerungscodes C_nL, C_nH liegt und setzt die Anfangswerte der Steuerungscodes C_nL, C_nH (mit C_nL < C_nH) auf 0 bzw. 120 (Schritt S13). C_nL = 0 bedeutet dabei, dass alle Kühlbalken geschlossen sind, und C_nH = 120 bedeutet, dass alle Kühlbalken geöffnet sind (siehe 5).
• Im Falle des in 5 gezeigten Beispiels der Steuerungscodes nimmt die Zahl der geöffneten Kühlbalken mit steigendem Wert des Steuerungscodes zu. Wenn unter der Annahme C_nL < C_nH eine Haspeltemperatur T_c1 auf Basis eines zu dem Steuerungscode C_nL gehörenden Kühlbalkenschemas erhalten wird und eine Haspeltemperatur T_c2 auf Basis eines zu dem Steuerungscode C_nH gehörenden Kühlbalkenschemas erhalten wird, gilt T_c1 > T_c2. Demnach kann bestimmt werden, dass der Lösungscode zwischen C_nL und C_nH liegt.
• Die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 setzt einen temporären Lösungscode C_nO auf einen Zwischensteuerungscode von (C_nL + C_nH) / 2 (Schritt S14). Dabei bezeichnet „int“ eine Funktion, die eine Zahl abrundet.
• Als Nächstes berechnet die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 einen prognostizierten Haspeltemperaturwert T_c0 des Stahlbandes 51, das nach einem zu dem temporären Lösungscode C_nO gehörenden Kühlbalkenschema gekühlt wird, unter Verwendung des in dem Haspeltemperaturvorhersagemodellspeicherblock 24 gespeicherten Haspeltemperaturvorhersagemodells (Schritt S15). Ein Prozess, bei dem der prognostizierte Haspeltemperaturwert T_c0 des Stahlbandes 51 (im Folgenden als Prognosehaspeltemperaturberechnungsprozess bezeichnet) berechnet wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf 7 ausführlich erläutert.
• Anschließend vergleicht die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 den in Schritt S15 berechneten prognostizierten Haspeltemperaturwert T_c0 mit der Sollhaspeltemperatur T_Target. Wenn T_c0 < T_Target gilt, wird C_nH auf C_nO gesetzt, wenn T_e0 > T_Target gilt, wird C_nL auf C_nO gesetzt und bei T_c0 = T_Target ist C_nO ein Lösungscode (Schritt S16). In diesem Schritt bezeichnet die Sollhaspeltemperatur T_Target eine Solltemperatur, die mit der Art des Stahlbandes 51 verknüpft ist und die in der Sollhaspeltemperaturtabelle 21T aufgelistet ist.
• Der in Schritt S16 beschriebene Prozess wird nun noch weiter erläutert. Wenn T_c0 < T_Target gilt, sollte der Lösungscode zwischen C_nL und C_nO liegen, da T_Target zwischen Tc₀ und T_c1 liegt. Dann wird C_nH auf C_nO (C_nH = C_nO) aktualisiert und der Prozess wird nochmals wiederholt. Wenn dagegen T_c0 > T_Target gilt, sollte der Lösungscode zwischen C_nO und C_nH liegen, da T_Target zwischen T_c2 und T_c0 liegt. Dann wird C_nL auf C_nO (C_nL = C_nO) aktualisiert und der Prozess wird nochmals wiederholt.
• Wenn in Schritt S16 T_c0 = T_Target gilt, erhält man einen Lösungscode und der Prozess endet. Im Allgemeinen tritt der Fall T_c0 = T_Target wegen Fehlern wie Rundungsfehlern durch einen Computer jedoch kaum auf. Zur Bestimmung, ob der Prozess zu Ende ist, überprüft die Kühlanweisungsberechnung daher, ob eine der drei folgenden Beendigungsbedingungen (a) bis (c) erfüllt ist.
1. (a) Die Anzahl der Wiederholungen bei der Durchführung von Schritt S14 bis S16 erreicht eine vorgegebene Zahl (beispielsweise 8).
2. (b) Der Unterschied zwischen dem prognostizierten Haspeltemperaturwert T_c0 und dem Sollhaspeltemperaturwert T_Target ist kleiner oder gleich einer vorgegebenen Temperatur (beispielsweise 5°C).
3. (c) Der temporäre Code C_nO entspricht entweder C_nL oder C_nH.
• Wenn keine der drei Bedingungen (a) bis (c) zutrifft („Nein“ in Schritt S17), kehrt die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 zu Schritt S14 zurück und wiederholt den Prozess ab Schritt S14. Wenn andererseits eine der drei Bedingungen (a) bis (c) zutrifft („Ja“ in Schritt S17), setzt die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 den temporären Lösungscode C_nO nun für einen Abschnitt des Stahlbandes 51 auf den Lösungscode (Schritt S18).
• In Schritt S19 bestimmt die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11, ob alle Abschnitte des Stahlbandes 51 gewählt wurden. Wenn noch ein Abschnitt des Stahlbandes 51 zu wählen ist („Nein“ in Schritt S19), wird der Prozess ab Schritt S12 wiederholt. Wenn dagegen alle Abschnitte des Stahlbandes 51 gewählt wurden („Ja“ in Schritt S17), beendet die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 den Kühlanweisungsvorgabeberechnungsprozess.
• 7 zeigt ein Beispiel für einen detaillierten Prozessablauf eines Prognosehaspeltemperaturberechnungsverfahrens (entspricht Schritt S15) in dem Kühlanweisungsvorgabeberechnungsverfahren von 6. Wie 7 zu entnehmen ist, berechnet das Prognosehaspeltemperaturberechnungsverfahren die prognostizierte Haspeltemperatur T_c0 für jeden Abschnitt des Stahlbandes 51 basierend auf Berechnungen von Temperaturen an Positionen des Stahlbandes 51 in konstanten Zeitintervallen Δ während des oben genannten Zeitraums, wobei angenommen wird, dass das Stahlband 51 in Übereinstimmung mit dem in Schritt S11 von 6 berechneten Geschwindigkeitsschema während einer Zeitspanne vom Austritt des vorderen Endes des Stahlbandes 51 aus der Fertigstraße bis zu dem Zeitpunkt, an dem das hintere Ende des Stahlbandes 51 die Haspeltemperaturmessvorrichtung 56 passiert, transportiert wird, und dass Wasser von den Kühlbalken 61 gemäß dem in Schritt S14 der 6 erhaltenen temporären Lösungscode C_nO auf das Stahlband 51 gespritzt wird. Genauer wird die prognostizierte Haspeltemperatur T_c0 auf Basis eines Vorschubs und einer Wärmeableitung für jeden konstanten Zeitraum und für jeden der Abschnitte, in die das Stahlband 51 in Längsrichtung unterteilt ist, berechnet. Bei der Wärmeableitung eines Abschnitts des Stahlbandes wird berücksichtigt, ob der Abschnitt luftgekühlt ist oder mit Wasser gekühlt wird.
• Die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 aktualisiert zunächst die zur Berechnung zu verwendende aktuelle Zeit (im Folgenden als „Berechnungszeit“ bezeichnet) und berechnet die Stahlbandgeschwindigkeit Vt bei der Berechnungszeit aus dem in Schritt S11 von 6 erhaltenen Geschwindigkeitsverlauf (Schritt S21). Anschließend berechnet die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 eine aus der Fertigstraße abgewalzte Länge Ln des Stahlbandes 51 unter Verwendung der in dem vorhergehenden Schritt berechneten Stahlbandgeschwindigkeit (Schritt S22). Die abgewalzte Länge Ln entspricht einer Länge des Stahlbandes, mit der das Stahlband 51 aus der Fertigstraße 52 ausgegeben wurde, wobei sie gemäß der folgenden Gleichung (6) berechnet wird. $${\text{L}}_{\text{n}}={\text{L}}_{\text{n}-1}+\Delta \cdot \text{Vt}$$

  

  wobei L_n-1 einer abgewalzten Länge Ln zu einer Berechnungszeit entspricht, die ein konstantes Zeitintervall vor der aktuellen Berechnungszeit liegt.
• Dann bestimmt die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11, ob ein Berechnungsverfahren zum Berechnen der prognostizierten Haspeltemperatur beendet ist oder nicht (Schritt S23). Insbesondere wenn die abgewalzte Länge Ln größer ist als eine Summe aus der Gesamtlänge des Stahlbandes 51 und dem Abstand von der Fertigstraße 52 bis zur Haspeltemperaturmessvorrichtung 56, ist die Berechnung der prognostizierten Haspeltemperatur für ein gesamtes Stahlband abgeschlossen und das Berechnungsverfahren ist beendet.
• Wenn die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 ermittelt, dass das Berechnungsverfahren zur Berechnung der prognostizierten Haspeltemperatur noch nicht abgeschlossen ist („Nein“ in Schritt S23) beginnt die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 eine Temperaturverfolgung an dem Stahlband 51 (Schritt S24). Genauer erhält die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 bei der Temperaturverfolgung eine Strecke, um die das Stahlband 51 transportiert wurde, auf Basis der abgewalzten Längen L_n-1 bzw. L_n für die vorhergehende Zeit und die aktuelle Zeit, wenn ein einziges konstantes Zeitintervall Δ verstrichen ist, und verschiebt eine Temperaturverteilung um diese Strecke vom Auslass der Fertigstraße 52 zur Haspeltemperaturmessvorrichtung 56. In diesem Schritt wird die Temperatur des Stahlbandes 51 am Auslass der Fertigstraße 52 als vorgegebene Solltemperatur angenommen.
• Im Anschluss daran spezifiziert die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 einen Abschnitt des Stahlbandes 51, der mit jedem der Kühlbalken 61 der vor der Haspelanlage gelegenen Kühlanlage 57 verknüpft ist. Dann bestimmt die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11, ob die jeweiligen Kühlbalken 51 basierend auf einem dem spezifizierten Abschnitt übermittelten Steuerungscode geöffnet oder geschlossen sind, sowie den Prioritätsrang jedes Kühlbalkens 61, der aus der Kühlbalkenprioritätsrangtabelle 23T erhalten wird (Schritt S25).
• Der Abschnitt des Stahlbandes 51, der mit einem Kühlbalken 61 verknüpft ist, entspricht einem Abschnitt des Stahlbandes 51, der sich genau über oder unter einem Kühlbalken 61 befindet. Von dem Zeitpunkt, an dem die Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung 100 eine Anweisung zum Öffnen oder Schließen an jeden der Kühlbalken 61 sendet, bis zu dem Zeitpunkt, an dem sich die Oberfläche des Stahlbandes ändert, gibt es jedoch eine Zeitverzögerung von 1 bis 2 Sekunden. Die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 berücksichtigt jedoch diese Zeitverzögerung und ermittelt den Abschnitt des Stahlbandes 51, der mit einem Abschnitt verknüpft ist.
• Anschließend ermittelt die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11, ob jeder der Abschnitte, in die das Stahlband 51 vom Auslass der Fertigstraße 52 bis zur Haspeltemperaturmessvorrichtung 56 beispielsweise in Aufreihungsrichtung der Kühlbalken 61 (die der Längsrichtung des Stahlbandes 51 entspricht) unterteilt ist, jeweils mit Luft oder mit Wasser gekühlt werden müssen (Schritt S26). Das Verfahren von Schritt S26 wird an jedem Abschnitt des Stahlbandes 51 nach seiner Auswahl durchgeführt.
• Wenn als Ergebnis der Bestimmung in Schritt S26 ermittelt wird, dass der Abschnitt, für den der prognostizierte Haspeltemperaturwert berechnet werden soll, mit Wasser zu kühlen ist (wassergekühlt in Schritt S26), berechnet die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 einen Wärmeübertragungswert h_w beispielsweise auf Basis einer Randbedingung der Wasserkühlung gemäß der folgenden Gleichung (7) (Schritt S27) $${\text{h}}_{\text{w}}=\mathrm{9,72}\cdot {10}^5\cdot {\mathrm{\omega }}^{\mathrm{0,355}}\cdot {\left\{\left(\mathrm{2,5}-\mathrm{1,15}\cdot \text{logTw}\right)\cdot \text{D}/\left(\text{pl}\cdot \text{pc}\right)\right\}}^{\mathrm{0,646}}/\left(\text{Tsu}-\text{Tw}\right)$$

  

  wobei ω eine Wasserdichte bedeutet (Wassermenge, die auf eine Oberfläche einer Flächeneinheit des Stahlbandes 51 für eine Zeiteinheit gespritzt wird);
• Tw eine Wassertemperatur bezeichnet (°C);
• D ein Düsendurchmesser ist;
• pl ein Düsenabstand in Aufreihungsrichtung (Längsrichtung des Stahlbandes 51) ist;
• pc ein Düsenabstand in einer Richtung senkrecht zur Aufreihungsrichtung ist; und
• Tsu eine Oberflächentemperatur des Stahlbandes 51 angibt.
• Mit Gleichung (7) wird der so genannte Wärmeübertragungswert für laminare Kühlung berechnet. Es gibt verschiedene andere Kühlverfahren, wie beispielsweise eine Sprühkühlung, wobei es für diese zur Berechnung eines Wärmeübertragungswerts jeweils eine bekannte Gleichung geben sollte. Es kann mehrere Gleichungen für den Wärmeübertragungswert für das gleiche Kühlverfahren geben, wobei einige von ihnen basierend auf den aktuellsten Ergebnissen und Kenntnissen erstellt wurden und unterschiedliche Werte hervorbringen können.
• Wenn dagegen ermittelt wird, dass der Abschnitt, für den der prognostizierte Haspeltemperaturwert berechnet werden soll, mit Luft zu kühlen ist (luftgekühlt in Schritt S26), berechnet die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 einen Wärmeübertragungswert hr beispielsweise auf Basis einer Randbedingung der Luftkühlung gemäß der folgenden Gleichung (8) (Schritt S28) $${\text{h}}_{\text{r}}=\mathrm{\sigma }\cdot \mathrm{\epsilon }\cdot \left[{\left\{\left(273+{\text{T}}_{\text{su}}\right)/100\right\}}^4-{\left\{\left(273+{\text{T}}_{\text{a}}\right)/100\right\}}^4\right]/\left({\text{T}}_{\text{su}}-{\text{T}}_{\text{a}}\right)$$

  

  wobei σ der Stefan-Boltzman-Koeffizient (= 4,88) ist;
• ε eine Strahlungsrate bedeutet;
• T_a eine Lufttemperatur (°C) bezeichnet; und
• T_su eine Oberflächentemperatur des Stahlbandes ist (Stahlbandtemperatur).
• Nach Berechnung des Wärmeübertragungswertes h_w oder h_r entweder in Schritt S27 oder in Schritt S28 berechnet die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 eine von der Oberfläche des Stahlbandes 51 abgeführte Wärmemenge und die Temperatur des Abschnitts (Schritt S29). Genauer berechnet die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 die Temperatur eines Abschnitts, die prognostiziert werden soll, beispielsweise gemäß der folgenden Gleichung (9) auf Basis der Temperatur des Abschnitts einen einzigen Zeitabschnitt Δ vor der aktuellen Zeit und einer abgeführten Wärmemenge für den einen Zeitabschnitt Δ vor der aktuellen Zeit. $${\text{T}}_{\text{n}}={\text{T}}_{\text{n}-1}-\left({\text{h}}_{\text{t}}+{\text{h}}_{\text{b}}\right)\cdot \Delta /\left(\mathrm{\rho }\cdot \text{C}\cdot \text{B}\right)$$

  

  wobei Tn eine aktuelle Bandtemperatur bedeutet;
• T_n-1 eine Bandtemperatur einen Zeitabschnitt Δ vor der aktuellen Zeit bezeichnet;
• h_t ein Wärmeübertragungswert der Oberseite des Stahlbandes 51 ist;
• h_b ein Wärmeübertragungswert der Unterseite des Stahlbandes 51 ist;
• ρ die Dichte des Stahlbandes ist;
• C die spezifische Wärme ist; und
• B die Dicke des Stahlbandes angibt.
• Auch wenn Gleichung (9) hergeleitet wird, ohne dass eine Wärmeleitung in Dickenrichtung des Stahlbandes 51 berücksichtigt wird, kann eine wohlbekannte Wärmegleichung verwendet werden, um die Wärmeleitung in Dickenrichtung einzubeziehen. Beispielsweise wird die Wärmeleitung in Dickenrichtung gemäß der folgenden Gleichung (10) berechnet, wobei es unter Verwendung eines Computers verschiedene Wege zur Lösung der Gleichung mittels unterschiedlicher Berechnungen gibt, die in mehreren technischen Dokumenten veröffentlicht sind. $$\partial \text{T}/\partial \text{t}=\left\{\mathrm{\lambda }/\left(\mathrm{\rho }\cdot \text{C}\right)\right\}\cdot \left({\partial }^2\text{T}/\partial {\text{x}}^2\right)$$

  

  wobei λ die Wärmeleitungsrate ist;
• T die Temperatur des Stahlbandes angibt;
• X eine Position in Dickenrichtung ist; und
• T eine Zeit bedeutet.
• Als nächstes bestimmt die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11, ob die Temperaturberechnung für alle Abschnitte abgeschlossen ist, in die das Stahlband 51 vom Auslass der Fertigstraße 52 bis zur Haspeltemperaturmessvorrichtung 56 unterteilt ist (Schritt S30). Wenn die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 ermittelt, dass die Temperaturberechnung noch nicht für alle Abschnitte abgeschlossen ist („Nein“ in Schritt S30), werden die Prozessschritte von Schritt S26 wiederholt.
• Wenn die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 dagegen ermittelt, dass die Temperaturberechnung für alle Abschnitte abgeschlossen ist („Ja“ in Schritt S30), bedeutet dies, dass die Temperatur für jeden Abschnitt vom Auslass der Fertigstraße 52 bis zur Haspeltemperaturmessvorrichtung 56 für einen Zeitpunkt berechnet wurde, d.h. dass eine Temperaturverteilung für diesen Zeitpunkt erhalten wird. Die Temperaturverteilung beinhaltet eine prognostizierte Haspeltemperatur an der Position der Haspeltemperaturmessvorrichtung 56. Danach kehrt die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 zu Schritt S21 zurück, erhöht die Berechnungszeit um ein Zeitintervall Δ und wiederholt die Prozessschritte ab Schritt S21.
• Wenn die Kühlanweisungsvorgabeberechnungssektion 11 schließlich in Schritt S23 ermittelt, dass das Verfahren abgeschlossen ist, was einem Zeitpunkt entspricht, bei dem die abgewalzte Länge Ln des Stahlbandes 51 aus der Fertigstraße 52 größer wird als die Summe aus der Gesamtlänge des Stahlbandes 51 und dem Abstand von der Fertigstraße 52 bis zur Haspeltemperaturmessvorrichtung 56, ist der Prognosehaspeltemperaturberechnungsprozess abgeschlossen.
• 8 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren, bei dem die Steuerungscodes in dem in 6 gezeigten Berechnungsverfahren der Kühlanweisungsvorgabe optimiert werden. Der optimale Steuerungscode für die Kühlbalken wird erhalten, um die Sollhaspeltemperatur in den zwischen Schritt S14 und Schritt S17 wiederholten Prozessschritten zu realisieren, wobei in 8 ein Weg aufgezeigt ist, den Steuerungscode mit zunehmender Zahl von Wiederholungen zu optimieren. In diesem Verfahren wird der Steuerungscode für jeden der 5 m langen Abschnitte berechnet, in die das Stahlband 51 in Längsrichtung unterteilt ist.
• Bei der in 8 erläuterten Berechnungsmethode sind Anfangswerte, die einem Paar von Steuerungscodes als C_nL = 0 und C_nH = 120 (siehe Schritt S13 in 6) zugeordnet sind, für die Abschnitte des Stahlbandes 51 identisch. Ein erster temporärer Lösungscode von CnO = 60 gilt daher, wie aus 8 ersichtlich ist, für jeden Abschnitt des Stahlbandes 51.
• Bei der zweiten Wiederholung der oben genannten wiederholten Verfahrensschritte variiert ein zweiter temporärer Lösungscode C_nO für den zweiten Wiederholungsprozess in Abhängigkeit davon, ob die prognostizierte Haspeltemperatur T_c0 an jedem Abschnitt des Stahlbandes 51, die durch Berechnung unter der Annahme erhalten wird, dass das Stahlband 51 gemäß dem Kühlbalkenschema gekühlt wird, das mit dem ersten temporären Lösungscode C_nO = 60 verknüpft ist, größer als die Sollhaspeltemperatur T_Target ist oder nicht. In dem Beispiel von 8 ändert sich der zweite temporäre Lösungscode für Abschnitte, die näher an dem vorderen Ende oder dem hinteren Ende des Stahlbandes 51 liegen und deren Stahlgeschwindigkeiten relativ gering sind, von dem ersten temporären Lösungscode in einen Steuerungscode, bei dem mehr Kühlbalken 61 geschlossen sind. Die temporären Lösungscodes für die Abschnitte, die im mittleren Bereich des Stahlbandes 51 liegen, deren Stahlgeschwindigkeit relativ hoch ist, ändert sich der erste temporäre Lösungscode in einen Steuerungscode, bei dem mehr Kühlbalken 61 geöffnet sind.
• Im Falle der Abschnitte des Stahlbandes 51, die in der Nähe des vorderen Endes oder hinteren Endes des Stahlbandes 51 liegen, werden genauer in dem ersten Wiederholungsprozess in Schritt S15 C_nL und C_nH auf C_nl = 0 und C_nH = 60 aktualisiert, und der zweite, in dem zweiten Wiederholungsprozess erhaltene temporäre Lösungscode C_nO = 30. Im Falle der Abschnitte des mittleren Bereichs des Stahlbandes 51 (entsprechend dem Abschnitt zwischen 500 und 505 m und dem Abschnitt zwischen 505 und 510 m in 8) werden C_nL und C_nH andererseits in dem ersten Wiederholungsprozess in Schritt S15 auf C_nl = 60 und C_nH = 120 aktualisiert, und der zweite, in dem zweiten Wiederholungsprozess erhaltene temporäre Lösungscode C_nO = 90.
• Wie erläutert wird der temporäre Lösungscode jedes Abschnitts kontinuierlich aktualisiert, wenn die Prozessschritte zwischen Schritt S14 und Schritt S17 von 6 wiederholt ausgeführt werden. Im Anschluss wird der Lösungscode C_nO, der erhalten wird, wenn die wiederholten Prozessschritte beendet sind, als Steuerungscode angesehen, mit dem eine Haspeltemperatur realisiert wird, die der Sollhaspeltemperatur am nächsten ist. In dem in 8 dargestellten Beispiel ist der Lösungscode des Abschnitts bis 5 m ab dem vorderen Ende „37“, der Lösungscode des Abschnitts zwischen 5 m und 20 m ist „38“, ..........., der Lösungscode des Abschnitts zwischen 500 m und 505 m ist „72“, ............ und der Lösungscode des Abschnitts am hinteren Ende ist „46“.
• 9 zeigt ein Beispiel für einen Prozessablauf eines Auswirkungsfaktorberechnungsverfahrens, das von einer Auswirkungsfaktorberechnungssektion durchgeführt wird. Wie in 9 angegeben ist, berechnet die Auswirkungsfaktorberechnungssektion 12 zunächst eine Standardstahlbandgeschwindigkeit Vs eines vorgegebenen Abschnitts des Stahlbandes 51, die einer mittleren Stahlbandgeschwindigkeit von einem Zeitpunkt, an dem der vorgegebene Abschnitt aus der Fertigstraße 52 austritt, bis zu einem Zeitpunkt entspricht, an dem der vorgegebene Abschnitt von der Haspelanlage 55 aufgewickelt wird, sowie die Haspeltemperatur CT_t und führt danach das Materialeigenschaftsprognoseverfahren aus (siehe 10) (Schritt S41). Als Ergebnis dieses Prozesses erhält man eine Zugfestigkeit y₁, eine Härte H₁ und eine Duktilität E₁ des Stahlbandes 51 nach dem Kühlen, bei denen es sich um Materialeigenschaftswerte des Stahlbandes 51 handelt (Schritt S42). Bei diesem Berechnungsverfahren kann eine Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalze 54 des Walzgerüstes 53 als Wert verwendet werden, der die Standardstahlbandgeschwindigkeit Vs darstellt. Ansonsten kann die Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalze multipliziert mit einem Zunahmeverhältnis einer ausgabesseitigen Bandgeschwindigkeit zur Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalze 54 als präziserer Wert eingesetzt werden.
• Dann addiert die Auswirkungsfaktorberechnungssektion 12 ΔV zu Vs und nimmt Vs = Vs + ΔV an, schätzt die Haspeltemperatur CT_t und lässt den Materialeigenschaftsprognoseblock 13 ein Materialeigenschaftsprognoseverfahren ausführen (Schritt S43). Als Ergebnis des Materialeigenschaftsprognoseverfahrens erhält man die Zugfestigkeit y₂, Härte H₂ und Duktilität E₂ des Stahlbandes 51, wenn die Standardstahlbandgeschwindigkeit Vs um ΔV erhöht ist (Schritt S44).
• Anschließend berechnet der Auswirkungsfaktorberechnungsblock 12 erste Auswirkungsfaktoren, die durch die folgenden Gleichungen (11-1), (11-2) und (11-3) definiert sind. Genauer werden ein Änderungsverhältnis (∂_γ /∂V) der Zugfestigkeit γ zu einem Änderungswert ΔV der Standardstahlbandgeschwindigkeit Vs, ein Änderungsverhältnis (∂H / ∂V) der Härte H zu dem Änderungswert ΔV der Standardstahlbandgeschwindigkeit Vs und ein Änderungsverhältnis (∂E / ∂V) der Duktilität E zu dem Änderungswert ΔV der Standardstahlbandgeschwindigkeit Vs berechnet (Schritt S45). $$\left({\partial }_{\mathrm{\gamma }}/\partial \text{V}\right)=\left({\mathrm{\gamma }}_2-{\mathrm{\gamma }}_1\right)/\Delta \text{V}$$

  

  $$\left(\partial \text{H}/\partial \text{V}\right)=\left({\text{H}}_2-{\text{H}}_1\right)/\Delta \text{V}$$

  

  $$\left(\partial \text{E}/\partial \text{V}\right)=\left({\text{E}}_2-{\text{E}}_1\right)/\Delta \text{V}$$

  
• Als Nächstes addiert der Auswirkungsfaktorberechnungsblock 12 ΔCT_t zu CT_t, und nimmt CT_t = CT_t + ΔCT_t an, bestimmt die Standardstahlbandgeschwindigkeit für CT_t = CT_t + ΔCT_t und lässt den Materialeigenschaftsprognoseblock 13 das Materialeigenschaftsprognoseverfahren ausführen (Schritt S46). Als Ergebnis des Materialeigenschaftsprognoseverfahrens erhält man die Zugfestigkeit γ₃, Härte H₃ und Duktilität E₃ des Stahlbandes 51, wenn die Haspeltemperatur CT_t um ΔCT_t ansteigt (Schritt S47).
• Anschließend berechnet der Auswirkungsfaktorberechnungsblock 12 zweite Auswirkungsfaktoren, die durch die folgenden Gleichungen (12-1), (12-2) und (12-3) definiert sind. Genauer werden ein Änderungsverhältnis (∂γ / ∂CT) der Zugfestigkeit γ zu dem Änderungswert ΔCT_t der Haspeltemperatur CT_t, ein Änderungsverhältnis (∂H / ∂CT) der Härte H zu dem Änderungswert ΔCT_t der Haspeltemperatur CT_t und ein Änderungsverhältnis (∂E / ∂CT) der Duktilität E zu dem Änderungswert ΔCT_t der Haspeltemperatur CT_t berechnet (Schritt S48). $$\left({\partial }_{\mathrm{\gamma }}/\partial \text{CT}\right)=\left({\mathrm{\gamma }}_3-{\mathrm{\gamma }}_1\right)/\Delta \text{CT}$$

  

  $$\left(\partial \text{H/}\partial \text{CT}\right)=\left({\text{H}}_3-{\text{H}}_1\right)\text{/}\Delta \text{CT}$$

  

  $$\left(\partial \text{E/}\partial \text{CT}\right)=\left({\text{E}}_3-{\text{E}}_1\right)\text{/}\Delta \text{CT}$$

  
• Anschließend bestimmt der Auswirkungsfaktorberechnungsblock 12, ob die durch die Gleichungen (11-1), (11-2) und (11-3) gegebenen ersten Auswirkungsfaktoren und die durch die Gleichungen (12-1), (12-2) und (12-3) gegebenen zweiten Auswirkungsfaktoren an allen an dem Stahlband 51 in Längsrichtung vorgegebenen Berechnungspositionen berechnet wurden (Schritt S49). Wenn die Berechnungen noch nicht an allen vorgegebenen Berechnungspositionen erfolgt sind („Nein“ in Schritt S49), wird die Berechnung an den vorgegebenen Berechnungspositionen fortgesetzt, deren Berechnung noch nicht erfolgt ist. Wenn die Berechnungen an allen vorgegebenen Berechnungspositionen durchgeführt wurden („Ja“ in Schritt S49), ist das Auswirkungsfaktorberechnungsverfahren beendet.
• Als vorgegebene Berechnungspunkte können beispielsweise drei vorgegebene Berechnungspositionen wie eine Position am vorderen Ende, eine Position in der Mitte und eine Position am hinteren Ende des Stahlbandes 51 gewählt werden, die der Variation der Stahlbandgeschwindigkeit des Stahlbandes 51 entsprechen. Der Einfachheit halber kann die Auswirkungsfaktorberechnung auch nur an einer Position an dem Stahlband 51 durchgeführt werden (wie der Mitte), die die Materialeigenschaftswerte in Längsrichtung des Stahlbandes 51 repräsentieren kann. Die Auswirkungsfaktorprognoseberechnung kann an vielen Positionen eines dünnen Stahlbandes 51 (z.B. mit einer Dicke von kleiner oder gleich etwa 1,8 mm) durchgeführt werden. Andererseits kann die Auswirkungsfaktorprognoseberechnung an dem dicken Stahlband 51 an weniger Positionen durchgeführt werden. In dem hier erläuterten Beispiel erfolgt die Auswirkungsfaktorprognoseberechnung lediglich an der Position des vorderen Endes des Stahlbandes 51.
• 10 zeigt ein Beispiel für den Prozessablauf des Materialeigenschaftsprognoseverfahrens, das von dem Materialeigenschaftsprognoseblock 13 durchgeführt wird. Das Materialeigenschaftsprognoseverfahren wird in dem in 9 gezeigten Auswirkungsfaktorberechnungsverfahren durchgeführt. In dem Materialeigenschaftsprognoseverfahren werden die prognostizierte Zugfestigkeit γ₁, die prognostizierte Härte H₁ und die prognostizierte Duktilität E₁ des Stahlbandes 51 nach dem Haspeln an der Haspelanlage 55 und nach dem Abkühlen berechnet. Die Berechnungsergebnisse werden dann an den Auswirkungsfaktorberechnungsblock 12 übergeben.
• Wie in 10 dargestellt ist, erhält der Materialeigenschaftsprognoseblock 13 zunächst die Standardstahlbandgeschwindigkeit Vs und die Haspeltemperatur CT_t, die beide in dem Auswirkungsfaktorberechnungsverfahren (siehe 9) von dem Auswirkungsfaktorberechnungsblock 12 bestimmt werden (Schritt S51). Dann erhält der Materialeigenschaftsprognoseblock 13 ein Walzschema für ein zu walzendes Stahlband 51 von dem übergeordneten Computer 40 sowie Informationen über verschiedene Verlaufsdaten, die in dem Vorwalzverfahren und dem Fertigwalzverfahren vor dem Abkühlverfahren erhalten werden (Schritt S52). Anschließend erhält der Materialeigenschaftsprognoseblock 13 Temperaturänderungen und andere Daten des Stahlbandes 51, mit denen die Berechnung der Materialeigenschaftsprognose von dem Kühlanweisungsvorgabeberechnungsblock 11 durchgeführt wird (Schritt S53). Im Anschluss daran berechnet der Materialeigenschaftsprognoseblock 13 die prognostizierte Zugfestigkeit γ₁, die prognostizierte Härte H₁ und die prognostizierte Duktilität E₁ des Stahlbandes 51 bei Raumtemperatur, wenn das Stahlband 51 bei der Standardstahlbandgeschwindigkeit Vs und der Haspeltemperatur CT_t gekühlt wird, die in dem Auswirkungsfaktorberechnungsverfahren (siehe 9) bestimmt werden, und gibt die prognostizierten Materialeigenschaftswerte an den Auswirkungsfaktorberechnungsblock 12 aus (Schritt S54).
• Die prognostizierte Zugfestigkeit γ₁, die prognostizierte Härte H₁ und die prognostizierte Duktilität E₁ des gekühlten Stahlbandes 51 bei Raumtemperatur kann nicht nur unter Verwendung der Stahlsorte und der chemischen Zusammensetzung des Stahlbandes 51 berechnet werden, sondern auch unter Verwendung von Informationen über Temperaturverlaufsdaten des Stahlbandes 51 vor dem Walzen, Temperaturerniedrigungsdaten nach dem Aufheizen, die Walztemperatur, eine Deformationsgeschwindigkeit beim Walzen, Temperaturerniedrigungsverhalten beim Abkühlen während des Aufwickelns und dergleichen. Die Erläuterung zu Berechnungsgleichungen und Berechnungsverfahren für die Materialeigenschaftsprognose wurde weggelassen, Einzelheiten sind jedoch beispielsweise in „Report of Discussion on FEM Analysis Technology for Creation of Material Function“, Juni, 2001, veröffentlicht von Discussion on FEM Analysis Technology for Creation of Material Function in Rolling Theory Division of The Iron and Steel Institute of Japan verfügbar.
• 11 zeigt ein Beispiel für einen Prozessablauf eines Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsverfahrens, das von dem Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock 31 durchgeführt wird. Wie in 11 dargestellt erhält der Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock 31 zunächst von dem Steuerobjekt 50 eine Walzgeschwindigkeit des Fertigwalzgerüstes der Fertigstraße 52 und berechnet einen Änderungswert ΔV der Standardstahlbandgeschwindigkeit Vs (Schritt S61).
• Dann berechnet der Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock 31 einen Korrekturwert ΔCT_γ für die Haspeltemperatur CT_γ, um die Änderung der Zugfestigkeit γ zu vermindern, die sich aus der Geschwindigkeitsänderung des Stahlbandes 51 ergibt, und um die Zugfestigkeit γ des Stahlbandes 51 in Längsrichtung des Stahlbandes 51 homogen zu halten (Schritt S62). In ähnlicher Weise berechnet der Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock 31 einen Korrekturwert ΔCT_H für die Haspeltemperatur CT_H, um die Änderung der Härte H zu vermindern, die sich aus der Geschwindigkeitsänderung des Stahlbandes 51 ergibt, und um die Härte H des Stahlbandes 51 in Längsrichtung des Stahlbandes 51 homogen zu halten (Schritt S63). Ferner berechnet der Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock 31 einen Korrekturwert ΔCT_E für die Haspeltemperatur CT_E, um die Änderung der Duktilität E zu vermindern, die sich aus der Geschwindigkeitsänderung des Stahlbandes 51 ergibt, und um die Duktilität E des Stahlbandes 51 in Längsrichtung des Stahlbandes 51 homogen zu halten (Schritt S64).
• Die Änderungswerte ΔCT_γ, ΔCT_H, ΔCT_E, werden gemäß den folgenden Gleichungen (13-1), (13-2), (13-3) berechnet. $$\Delta {\text{CT}}_{\text{Y}}=\left({\partial }_{\text{Y}}\text{/}\partial \text{V}\right)\text{/}\left({\partial }_{\text{Y}}\text{/}\partial \text{CT}\right)\cdot \Delta \text{V}$$

  

  $$\Delta {\text{CT}}_{\text{H}}=\left(\partial \text{H/}\partial \text{V}\right)\text{/}\left(\partial \text{H/}\partial \text{CT}\right)\cdot \Delta \text{V}$$

  

  $$\Delta {\text{CT}}_{\text{E}}=\left(\partial \text{E/}\partial \text{V}\right)\text{/}\left(\partial \text{E/}\partial \text{CT}\right)\cdot \Delta \text{V}$$

  
• Als nächstes berechnet der Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock 31 einen Korrekturwert ΔCT_t für die Haspeltemperatur CT₁ gemäß der folgenden Gleichung 14, um die Zugfestigkeit y, die Härte H und Duktilität E kollektiv homogen zu gestalten (Schritt S65). $$\Delta {\text{CT}}_{\text{t}}={\text{a}}_1\cdot \Delta {\text{CT}}_{\text{Y}}+{\text{a}}_2\cdot \Delta {\text{CT}}_{\text{H}}+{\text{a}}_3\cdot \Delta {\text{CT}}_{\text{E}}$$

  

  worin α₁, α₂ und α₃ jeweils entweder 0 oder eine positive Konstante bedeuten und α₁ + α₂ + α₃ = 1.
• In der Gleichung (14) sind α₁, α₂ und α₃ Konstanten, um ein Verhältnis der Beiträge anzugeben, die die Zugfestigkeit y, die Härte H und die Duktilität E auf die Änderung der Stahlbandgeschwindigkeit aufgrund der Änderung der Materialeigenschaftswerte des Stahlbandes 51 haben sollten. Wenn α₁ 1 ist, was dazu führt, dass α₂ und α₃ 0 bedeuten, wird der Korrekturwert ΔCT_γ für die Haspeltemperatur CT so berechnet, dass die Zugfestigkeit γ konstant gehalten wird. Wenn α₂ 1 ist, was dazu führt, dass α₁ und α₃ 0 bedeuten, wird der Korrekturwert ΔCT_H für die Haspeltemperatur CT so berechnet, dass die Härte H konstant gehalten wird. Wenn α₃ 1 ist, was dazu führt, dass α₁ und α₂ 0 bedeuten, wird der Korrekturwert ΔCT_E für die Haspeltemperatur CT so berechnet, dass die Duktilität E konstant gehalten wird. Wenn α₁, α₂ und α₃ größer 0 sind, sind die Beiträge, die die Zugfestigkeit y, die Härte H und die Duktilität E auf die Änderung der Stahlbandgeschwindigkeit haben sollten, gemäß den Werten von α₁, α₂ und α₃ verteilt.
• Zuletzt gibt der Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock 31 den Korrekturwert ΔCT_t für die Haspeltemperatur CT, der in Schritt S65 berechnet wurde, an den Vorsteuerungsblock 32 und den Haspeltemperaturanweisungsberechnungsblock aus (Schritt S66), worauf die Haspeltemperaturanweisungsberechnung endet.
• 12 zeigt ein Beispiel für einen Prozessablauf eines Haspeltemperaturanweisungsberechnungsverfahrens, das von einem Haspeltemperaturanweisungsberechnungsblock 33 durchgeführt wird. Während die Kühlungssteuerung in Gang ist, berechnet der Haspeltemperaturanweisungsberechnungsblock 33 eine Steuerungssollhaspeltemperatur CT_tc, die zur Echtzeitsteuerung eingesetzt werden soll, unter Verwendung der Haspeltemperatur CT_t, und dem Korrekturwert für die Haspeltemperatur ΔCT_t, der von dem Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock 31 erhalten wird, und gibt die berechnete Steuerungssollhaspeltemperatur CT_tc an den Rückkopplungsblock 34 aus.
• Danach erhält der Haspeltemperaturanweisungsberechnungsblock 33 die Haspeltemperatur CT_t von dem Kühlanweisungsvorgabeberechnungsblock 11 (Schritt S71) und dann den Korrekturwert ΔCTt für die Haspeltemperatur von dem Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock 31 (Schritt S72). Als Nächstes berechnet der Haspeltemperaturanweisungsberechnungsblock 33 die berechnete Steuerungssollhaspeltemperatur CT_tc gemäß der folgenden Gleichung (15) in Echtzeit, während eine Kühlungssteuerung vorgenommen wird (Schritt S73). $${\text{CT}}_{\text{tc}}={\text{CT}}_{\text{t}}+\text{ß}\cdot \Delta {\text{CT}}_{\text{t}}$$

  

  worin β ein Korrekturfaktor ist (0 ~ 1).
• Dann gibt der Haspeltemperaturanweisungsberechnungsblock 33 die berechnete Steuerungssollhaspeltemperatur CT_tc, die gemäß Gleichung (15) berechnet wurde, an den Rückkopplungsblock 34 aus (Schritt S74), wodurch das Temperaturberechnungsverfahren endet.
• Der Vorsteuerungsblock 32 (dessen Prozessablauf nicht dargestellt ist) erhält den Korrekturwert ΔCT_t für die Haspeltemperatur von dem Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock 31 und berechnet einen solchen Änderungswert ΔN_FF für den Steuerungscode, dass sich die tatsächliche Haspeltemperatur des Stahlbandes 51 in Übereinstimmung mit dem Korrekturwert ΔCT_t für die Haspeltemperatur ändert. Der Änderungswert ΔN_FF für den Steuerungscode ist beispielsweise gemäß der folgenden Gleichung (16) zu berechnen. $$\Delta {\text{N}}_{\text{FF}}={\text{a}}_1\cdot \left(\partial \text{N/}\partial \text{CT}\right)\cdot \Delta {\text{CT}}_{\text{t}}$$

  

  worin α₁ einen Steuerungsfaktor und (∂N / ∂CT) einen Auswirkungsfaktor bedeutet, der einen Steuerungscode zur Kompensation der Änderung darstellt und eine Konstante sein sollte.
• Der Rückkopplungsblock 34 (dessen Prozessablauf nicht dargestellt ist) erhält die aktuell gemessene Haspeltemperatur CT_a des Stahlbandes 51 von der Haspeltemperaturmessvorrichtung 56 und berechnet einen solchen Änderungswert ΔN_FB für den Steuerungscode, dass ein Unterschied ΔCT_a zwischen der aktuell gemessenen Haspeltemperatur CT_a und der berechneten Steuerungssollhaspeltemperatur CT_tc aufgehoben wird. Der Änderungswert ΔN_FB für den Steuerungscode wird beispielsweise gemäß der folgenden Gleichung (17) berechnet. $$\Delta {\text{N}}_{\text{FB}}={\text{a}}_2\cdot \left(\partial \text{N/}\partial \text{CT}\right)\cdot \Delta {\text{CT}}_{\text{a}}$$

  

  mit ΔCT_a = CT_t, - CT_a und worin α₂ einen Steuerungsfaktor bedeutet.
• 13 zeigt ein Beispiel für einen Prozessablauf eines Kühlbalkenanweisungsberechnungsverfahrens, das von dem Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock 35 durchgeführt wird. Der Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock 35 korrigiert den Steuerungscode, der durch Berechnung vor dem Kühlen auf Basis des von dem Vorsteuerungsblock 32 berechneten Änderungswertes für den Steuerungscode und des von dem Rückkopplungsblock 34 berechneten Änderungswertes für den Steuerungscode erhalten wurde. Der Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock 35 überträgt dann den korrigierten Steuerungscode in ein Kühlbalkenschema, das schließlich an die vor der Haspelanlage gelegene Kühlanlage 57 ausgegeben werden soll, und gibt das übertragene Kühlbalkenschema an die vor der Haspelanlage gelegene Kühlanlage 57 aus.
• Der Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock 35 erhält von dem Kühlanweisungsvorgabeberechnungsblock 11 einen Vorgabewert Npsi des Steuerungscodes, der für jeden der Abschnitte (Abschnitt i) des Stahlbandes 51 berechnet wurde (Schritt S81). Dann erhält der Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock 35 den Änderungswert ΔN_FF für den Steuerungscode von dem Vorsteuerungsblock 32 für die Vorsteuerung (Schritt S82) und anschließend den Änderungswert ΔN_FB für den Steuerungscode von dem Rückkopplungsblock 34 für die Rückkopplung (Schritt S83).
• Im Anschluss daran korrigiert der Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock 35 den Vorgabewert Npsi des Steuerungscodes auf einen für die tatsächliche Steuerung zu verwendenden Steuerungscode Ncti auf Basis des Änderungswert ΔN_FF für den Steuerungscode zur Vorsteuerung und des Änderungswerts ΔN_FB für den Steuerungscode zur Rückkopplungssteuerung gemäß der folgenden Gleichung (18) (Schritt S84). $${\text{Nct}}_{\text{i}}={\text{Nps}}_{\text{i}}+\Delta {\text{N}}_{\text{FF}}+\Delta {\text{N}}_{\text{FB}}$$

  

  wobei i die Abschnittsnummer des Stahlbandes 51 angibt.
• Die Berechnungsformel zur Berechnung des Steuerungscodes Ncti kann Gewichtungskoeffizienten w₁ und w₂ umfassen, die, wie aus der folgenden Gleichung (19) hervorgeht, mit ΔN_FF bzw. ΔN_FB zu multiplizieren sind. $${\text{Nct}}_{\text{i}}={\text{Nps}}_{\text{i}}+{\text{w}}_1\cdot \Delta {\text{N}}_{\text{FF}}+{\text{w}}_2\cdot \Delta {\text{N}}_{\text{FB}}$$

  

  wobei w₁ und w₂ Konstanten sind, die 0 oder positiv sind und die folgende Beziehung erfüllen: w₁ + w₂ = 1.
• Dann wird der Steuerungscode Ncti nach dem folgenden Prozess in ein Kühlbalkenschema übersetzt, das an die vor der Haspelanlage gelegene Kühlanlage 57 ausgegeben werden soll. Dieser Prozess wird an allen Kühlbalken 61 ausgeführt, die an der vor der Haspelanlage gelegenen Kühlanlage 57 angebracht sind.
• Zunächst wählt der Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock 35 einen der Kühlbalken 61, der zu einem aus einem Oberseitenkühlbalken und einem Unterseitenkühlbalken bestehenden Paar gehört, und berechnet einen Abstand Lh vom vorderen Ende des Stahlbandes 51, das zwischen den ausgewählten Oberseiten- und Unterseitenkühlbalken hindurchgeführt werden soll (Schritt S85). Da die Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung 100 für die Bestimmung der Position des Stahlbandes eine Funktion zum Erfassen des Abstandes vom vorderen Ende des aus der Fertigstraße 52 austretenden Stahlbandes 51 aufweist, kann der Abstand Lh ohne Weiteres berechnet werden.
• Dann bestimmt der Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock 35, ob der Abstand Lh kleiner als 0 ist (Schritt S86). Wenn als Ergebnis der Bestimmung der Abstand kleiner 0 ist („Ja“ in Schritt S86), hat das vordere Ende des Stahlbandes 51 die ausgewählten Balken 61 noch nicht erreicht und der Prozess überspringt Schritt S87 und Schritt S88 und geht zu Schritt S89. Wenn dagegen der Abstand Lh größer oder gleich 0 ist („Nein“ in Schritt S86), hat das vordere Ende des Stahlbandes 51 die ausgewählten Balken 61 erreicht und der Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock 35 erhält den Steuerungscode Ncti für den Abschnitt des Stahlbandes 51, der dem Abstand Lh entspricht (Schritt S87). Genauer erhält der Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock 35 den Steuerungscode Ncti für einen Abschnitt des Stahlbandes 51 mit dem Abstand Lh vom vorderen Ende des Stahlbandes 51.
• Als Nächstes bestimmt der Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock 35, ob die ausgewählten Kühlbalken 61 geöffnet oder geschlossen sind (Schritt S88). Genauer werden die ausgewählten Kühlbalken 61 als geöffnet bestimmt, wenn ein Prioritätsrang der Kühlbalken 61 kleiner oder gleich dem für den Abschnitt des Stahlbandes 51 mit einem Abstand Lh vom vorderen Ende des Stahlbandes 51 erhaltenen Steuerungscode Ncti ist. Andernfalls werden die ausgewählten Kühlbalken 61 als geschlossen bestimmt. Daraufhin bestimmt der Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock 35, ob bereits ermittelt wurde, ob jedes Paar von Kühlbalken 61 geöffnet oder geschlossen ist (Schritt S89). Wenn als Ergebnis der Bestimmung in Schritt S89 der Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock 35 die Ermittlung, ob jedes Paar von Kühlbalken 61 geöffnet oder geschlossen ist, noch nicht beendet hat („Nein“ in Schritt S89), kehrt der Prozess zu Schritt S85 zurück und die Prozessschritte ab Schritt S85 werden wiederholt.
• Wenn dagegen der Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock 35 die Ermittlung, ob jedes Paar von Kühlbalken 61 geöffnet oder geschlossen ist, beendet hat („Ja“ in Schritt S89), gibt der Kühlbalkenanweisungsberechnungsblock 35 das ermittelte Öffnen/Schließen-Schema an die vor der Haspelanlage gelegene Kühlanlage 57 aus (Schritt S90) und beendet das Kühlbalkenanweisungsberechnungsverfahren 35.
• Bei der erläuterten Ausführungsform wird zunächst ein Verhältnis (erster Auswirkungsfaktor) der Änderung der Materialeigenschaftswerte zu dem Änderungswert der Standardstahlbandgeschwindigkeit Vs und ein Verhältnis (zweiter Auswirkungsfaktor) der Änderungen der Materialeigenschaftswerte zu dem Änderungswert der Haspeltemperatur CT_t berechnet. Wenn festgestellt wird, dass sich die Materialeigenschaftswerte aufgrund einer Veränderung der Standardstahlbandgeschwindigkeit Vs verändert haben, wird eine Beziehung zwischen dem ersten Auswirkungsfaktor und dem zweiten Auswirkungsfaktor verwendet und die Veränderung der Materialeigenschaftswerte wird durch die Veränderung der Haspeltemperatur CT_t ausgeglichen. Wenn sich die Standardstahlbandgeschwindigkeit Vs während des Kühlverfahrens und des Haspelverfahrens ändert, können demnach die Materialeigenschaftswerte des Stahlbandes 51 unverändert beibehalten werden. Demgemäß trägt die in der vorliegenden Ausführungsform beschriebene Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung 100 dazu bei, die Homogenität der Materialeigenschaften des Stahlbandes 51, das gewalzt und von der Haspelanlage 55 aufgewickelt wird, in Längsrichtung zu verbessern.
• Es wurde zwar die Zugfestigkeit γ in der vorliegenden Ausführungsform, die beschrieben wurde, für die Festigkeit des Stahlbandes 51 gewählt, der Parameter für die Festigkeit ist jedoch nicht auf die Zugfestigkeit γ beschränkt und es können auch andere Festigkeitswerte wie Streckgrenze, Druckfestigkeit oder Scherfestigkeit für die Festigkeit des Stahlbandes 51 festgesetzt werden. Es können auch andere Materialeigenschaftswerte als die Festigkeit y, die Härte H oder die Duktilität E verwendet werden, wie beispielsweise Sprödigkeit, Bearbeitbarkeit, Verschleißfestigkeit und Umformbarkeit. Der Materialeigenschaftsprognoseblock 13 kann diese Materialeigenschaftswerte durch Berechnung innerhalb der einer Prognose zugänglichen Grenzen prognostizieren und ihre Auswirkungsfaktoren berechnen. Gemäß diesem Beispiel ist es möglich, Materialeigenschaften, wie Sprödigkeit, Bearbeitbarkeit, Verschleißfestigkeit und Umformbarkeit, in Längsrichtung des Stahlbandes 51 homogen zu gestalten.
• Bei der beschriebenen Ausführungsform werden sowohl der Materialeigenschaftsprognoseprozess als auch der Auswirkungsfaktorberechnungsprozess an jedem zu walzenden und zu kühlenden Stahlband 51 ausgeführt. Die einmal berechneten Auswirkungsfaktoren können jedoch auch in Kombination mit Prozessbedingungen wie Stahlsorte, Banddicke, Bandbreite, Sollhaspeltemperatur, Geschwindigkeitsverlauf und Erwärmungsvorgeschichte gespeichert werden. Wenn ein neues Stahlband 51 gewalzt und gekühlt wird, können, wenn es gespeicherte Auswirkungsfaktoren gibt, für die die Prozessbedingungen identisch mit denen des zu walzenden und zu kühlenden neuen Stahlbandes 51 sind, die gespeicherten Prozessbedingungen verwendet werden, ohne dass der Materialeigenschaftsprognoseprozess und der Auswirkungsfaktorberechnungsprozess ausgeführt werden.
• Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern auch verschiedene Modifikationen umfasst. Die oben beschriebene Ausführungsform dient zur übersichtlichen Erläuterung der vorliegenden Erfindung und ist nicht zwingend auf eine Form beschränkt, die alle oben beschriebenen Elemente umfasst. Es ist zudem möglich, ein in einigen Ausführungsformen enthaltenes Element durch andere, in anderen Ausführungsformen vorhandene Elemente zu ersetzen. Es ist auch möglich, einen Teil oder alle Elemente, die in einigen Ausführungsformen enthalten sind, einer anderen Ausführungsform hinzuzufügen.

Claims (8)

1. Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung (100), die aufweist: eine Kühlanlage (57), die zwischen einer Fertigstraße (52) und einer Haspelanlage (55) angeordnet ist und mehrere Kühlbalken (61) aufweist, wobei jeder Kühlbalken (61) eine Düse aufweist, die entsprechend einer Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung geöffnet bzw. geschlossen wird, und wobei durch die mehreren Kühlbalken (61) Wasser auf ein aus der Fertigstraße (52) kommendes Stahlband (51) gespritzt wird, das gekühlt werden soll, bevor das Stahlband (51) an der Haspelanlage (55) aufgewickelt wird; einen ersten Kühlanweisungsberechnungsblock, der eine Haspeltemperatur des Stahlbandes (51) prognostiziert, wenn das Stahlband (51) die Kühlanlage (57) mit einer vorgegebenen Stahlbandgeschwindigkeit durchläuft, und die Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung so berechnet, dass die prognostizierte Haspeltemperatur im Wesentlichen einer vorgegebenen Sollhaspeltemperatur entspricht, bevor das Stahlband (51) mit Hilfe der Kühlanlage (57) gekühlt wird; einen Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock (31), der die Stahlbandgeschwindigkeit des Stahlbandes (51) erfasst und, während das Stahlband (51) mit Hilfe der Kühlanlage (57) gekühlt wird, einen Korrekturwert für die Haspeltemperatur berechnet, der der Auswirkung einer Veränderung entspricht, die die Stahlbandgeschwindigkeit auf eine Materialeigenschaft des Stahlbandes hat; und einen zweiten Kühlanweisungsberechnungsblock, der die von dem ersten Kühlanweisungsberechnungsblock berechnete Kühlbalken-Öffnen/Schlie-ßen-Anweisung auf Basis des von dem Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock (31) berechneten Korrekturwertes für die Haspeltemperatur korrigiert und die korrigierte Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung an die Kühlanlage (57) ausgibt, gekennzeichnet durch einen Materialeigenschaftsprognoseblock (13), der zumindest einen Wert einer Materialeigenschaft des Stahlbandes (51) aus der Gruppe Zugfestigkeit, Härte und Duktilität auf Basis einer von einem übergeordneten Computer (40) erhaltenen Information über die chemische Zusammensetzung des Stahlbandes (51) und die Vorgeschichte bezüglich Walzen und Kühlen des Stahlbandes (51) berechnet; und einen Auswirkungsfaktorberechnungsblock (12), der einen ersten Auswirkungsfaktor, der der Auswirkung eines Wertes einer Änderung der Stahlbandgeschwindigkeit auf den Wert der zumindest einen Materialeigenschaft entspricht, und einen zweiten Auswirkungsfaktor berechnet, der der Auswirkung eines Wertes einer Änderung der Haspeltemperatur auf den Wert der zumindest einen Materialeigenschaft entspricht, wobei der Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock (31) den Korrekturwert für die Haspeltemperatur unter Verwendung des Wertes der Änderung der Stahlbandgeschwindigkeit sowie des ersten Auswirkungsfaktors und/oder des zweiten Auswirkungsfaktors berechnet.
2. Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, die ferner aufweist: einen Vorsteuerungsblock (32), der einen Wert einer Änderung der Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung berechnet, um den von dem Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock (31) berechneten Korrekturwert für die Haspeltemperatur anzugleichen, wobei der zweite Kühlanweisungsberechnungsblock die von dem ersten Kühlanweisungsberechnungsblock berechnete Kühlbalken-Öffnen/Schlie-ßen-Anweisung unter Verwendung des von dem Vorsteuerungsblock berechneten Korrekturwertes für den Wert der Änderung der Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung korrigiert.
3. Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, die ferner aufweist: einen Haspeltemperaturanweisungsberechnungsblock (33), der eine Steuerungssollhaspeltemperatur auf Basis des von dem Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock (31) berechneten Korrekturwertes für die Haspeltemperatur und der von dem ersten Kühlanweisungsberechnungsblock verwendeten Sollhaspeltemperatur berechnet; und einen Rückkopplungsblock (34), der einen Wert einer Änderung der Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung berechnet, um eine Differenz zwischen der von dem Haspeltemperaturanweisungsberechnungsblock (33) berechneten Steuerungssollhaspeltemperatur und einem Messwert der Haspeltemperatur zu verringern, wobei der zweite Kühlanweisungsberechnungsblock die von dem ersten Kühlanweisungsberechnungsblock berechnete Kühlbalken-Öffnen/Schlie-ßen-Anweisung unter Verwendung des von dem Rückkopplungsblock berechneten Wertes der Änderung der Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung korrigiert.
4. Haspeltemperatursteuerungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, die ferner aufweist: einen Vorsteuerungsblock, der einen ersten Wert einer Änderung der Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung berechnet, um den von dem Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock (31) berechneten Korrekturwert für die Haspeltemperatur anzugleichen, einen Haspeltemperaturanweisungsberechnungsblock (33), der eine Steuerungssollhaspeltemperatur auf Basis des von dem Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsblock (31) berechneten Korrekturwertes für die Haspeltemperatur und der von dem ersten Kühlanweisungsberechnungsblock verwendeten Sollhaspeltemperatur berechnet; und einen Rückkopplungsblock (34), der einen zweiten Wert einer Änderung der Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung berechnet, um eine Differenz zwischen der von dem Haspeltemperaturanweisungsberechnungsblock (33) berechneten Steuerungssollhaspeltemperatur und einem Messwert der Haspeltemperatur zu verringern, wobei der zweite Kühlanweisungsberechnungsblock die von dem ersten Kühlanweisungsberechnungsblock berechnete Kühlbalken-Öffnen/Schlie-ßen-Anweisung unter Verwendung eines dritten Wertes einer Änderung korrigiert, der durch Addieren des ersten mit einem ersten Gewichtungsfaktor multiplizierten Änderungswertes und des zweiten mit einem zweiten Gewichtungsfaktor multiplizierten Änderungswertes erhalten wird.
5. Haspeltemperatursteuerungsverfahren, um mit Hilfe eines Computers (40) eine Kühlanlage (57) zu steuern, die zwischen einer Fertigstraße (52) und einer Haspelanlage (55) angeordnet ist und mehrere Kühlbalken (61) aufweist, wobei jeder Kühlbalken (61) eine Düse aufweist, die entsprechend einer Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung geöffnet bzw. geschlossen wird, und wobei durch die mehreren Kühlbalken (61) Wasser auf ein aus der Fertigstraße (52) kommendes Stahlband (51) gespritzt wird, das gekühlt werden soll, bevor das Stahlband (51) an der Haspelanlage (55) aufgewickelt wird, wobei das Haspeltemperatursteuerungsverfahren folgende von dem Computer (40) ausgeführte Schritte aufweist: einen ersten Kühlanweisungsberechnungsschritt zum Prognostizieren einer Haspeltemperatur des Stahlbandes (51), wenn das Stahlband (51) die Kühlanlage (57) mit einer vorgegebenen Stahlbandgeschwindigkeit durchläuft, und zum Berechnen der Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung, sodass die prognostizierte Haspeltemperatur im Wesentlichen einer vorgegebenen Sollhaspeltemperatur entspricht, bevor das Stahlband (51) mit Hilfe der Kühlanlage (57) gekühlt wird; einen Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsschritt zum Erfassen der Stahlbandgeschwindigkeit des Stahlbandes (51) und zum Berechnen eines Korrekturwerts für die Haspeltemperatur, der der Auswirkung entspricht, die eine Veränderung der Stahlbandgeschwindigkeit auf eine Materialeigenschaft des Stahlbandes (51) hat, während das Stahlband (51) mit Hilfe der Kühlanlage (57) gekühlt wird; und einen zweiten Kühlanweisungsberechnungsschritt zum Korrigieren der im ersten Kühlanweisungsberechnungsschritt berechneten Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung auf Basis des im Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsschritt berechneten Korrekturwertes für die Haspeltemperatur und zum Ausgeben der korrigierten Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung an die Kühlanlage, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende von dem Computer (40) ausgeführte Schritte aufweist: einen Materialeigenschaftsprognoseschritt zum Berechnen von zumindest einem Wert einer Materialeigenschaft des Stahlbandes (51) aus der Gruppe Zugfestigkeit, Härte und Duktilität auf Basis einer von einem übergeordneten Computer erhaltenen Information über die chemische Zusammensetzung des Stahlbandes (51) und die Vorgeschichte bezüglich Walzen und Kühlen des Stahlbandes (51); und einen Auswirkungsfaktorberechnungsschritt zum Berechnen eines ersten Auswirkungsfaktors, der der Auswirkung eines Wertes einer Änderung der Stahlbandgeschwindigkeit auf den Wert der zumindest einen Materialeigenschaft entspricht, und eines zweiten Auswirkungsfaktors, der der Auswirkung eines Wertes einer Änderung der Haspeltemperatur auf den Wert der zumindest einen Materialeigenschaft entspricht, wobei der Computer (40) in dem Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsschritt den Korrekturwert für die Haspeltemperatur unter Verwendung des Wertes der Änderung der Stahlbandgeschwindigkeit sowie des ersten Auswirkungsfaktors und/oder des zweiten Auswirkungsfaktors berechnet.
6. Haspeltemperatursteuerungsverfahren nach Anspruch 5, das ferner folgende von dem Computer (40) ausgeführte Schritte aufweist: einen Vorsteuerungsschritt zum Berechnen eines Wertes einer Änderung der Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung, um den im Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsschritt berechneten Korrekturwert der Haspeltemperatur anzugleichen, wobei der Computer (40) im zweitem Kühlanweisungsberechnungsschritt die im ersten Kühlanweisungsberechnungsschritt berechnete Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung unter Verwendung des im Vorsteuerungsschritt berechneten Korrekturwertes für den Wert der Änderung der Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung korrigiert.
7. Haspeltemperatursteuerungsverfahren nach Anspruch 5, das ferner folgende von dem Computer (40) ausgeführte Schritte aufweist: einen Haspeltemperaturanweisungsberechnungsschritt zum Berechnen einer Steuerungssollhaspeltemperatur auf Basis des im Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsschritt berechneten Korrekturwertes für die Haspeltemperatur und der im ersten Kühlanweisungsberechnungsschritt verwendeten Sollhaspeltemperatur; und einen Rückkopplungsschritt zum Berechnen eines Wertes einer Änderung der Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung, um eine Differenz zwischen der im Haspeltemperaturanweisungsberechnungsschritt berechneten Steuerungssollhaspeltemperatur und einem Messwert der Haspeltemperatur zu verringern, wobei der Computer (40) im zweiten Kühlanweisungsberechnungsschritt die im ersten Kühlanweisungsberechnungsschritt berechnete Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung unter Verwendung des im Rückkopplungsschritt berechneten Wertes der Änderung der Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung korrigiert.
8. Haspeltemperatursteuerungsverfahren nach Anspruch 5, das ferner folgende von dem Computer (40) ausgeführte Schritte aufweist: einen Vorsteuerungsschritt zum Berechnen eines Wertes einer Änderung der Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung, um den im Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsschritt berechneten Korrekturwert für die Haspeltemperatur anzugleichen; einen Haspeltemperaturanweisungsberechnungsschritt zum Berechnen einer Steuerungssollhaspeltemperatur auf Basis des im Haspeltemperaturkorrekturwertberechnungsschritt berechneten Korrekturwertes für die Haspeltemperatur und der im ersten Kühlanweisungsberechnungsschritt verwendeten Sollhaspeltemperatur; und einen Rückkopplungsschritt zum Berechnen eines Wertes einer Änderung der Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung, um eine Differenz zwischen der im Haspeltemperaturanweisungsberechnungsschritt berechneten Steuerungssollhaspeltemperatur und einem Messwert der Haspeltemperatur zu verringern, wobei der Computer (40) im zweiten Kühlanweisungsberechnungsschritt die im ersten Kühlanweisungsberechnungsschritt berechnete Kühlbalken-Öffnen/Schließen-Anweisung unter Verwendung eines dritten Wertes einer Änderung korrigiert, der durch Addieren des ersten mit einem ersten Gewichtungsfaktor multiplizierten Änderungswertes und des zweiten mit einem zweiten Gewichtungsfaktor multiplizierten Änderungswertes erhalten wird.

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