DE19851053A1 - Verfahren und Einrichtung zum Regeln der Breite eines Metallbandes - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum Regeln der Breite eines Metallbandes

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    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/22Lateral spread control; Width control, e.g. by edge rolling

Abstract

Verfahren zum Regeln der Breite (w) eines Metallbandes (4) in einer Walzstraße mit zumindest einem Walzgerüst, wobei die Breite (w) des Metallbandes (4) hinter dem Walzgerüst gemessen wird, wobei zur Einstellung der Breite (w) des Metallbandes (4) der Zug im Metallband (4) vor dem Walzgerüst in Abhängigkeit der hinter dem Walzgerüst gemessenen Breite (w) des Metallbandes (4) eingestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zum Regeln der Breite eines Metallbandes in einer Walzstraße mit zumindest einem Walzgerüst.
Aus der EP 0 375 095 B1 ist ein Verfahren zum kontinuierli­ chen Regeln der Bandbreite beim Fertigwalzen von Warmband auf einer mehrgerüstigen Walzstraße bekannt, wobei die Bandbreite zumindest hinter der Fertigstaffel und die Banddicke hinter dem letzten Gerüst gemessen und Dickenänderungen über einen Dickenregelkreis am letzten Gerüst ausgeregelt werden. Dabei wird die Bandbreite kontinuierlich unmittelbar nach dem letz­ ten Stich und vor dem vorletzten Stich gemessen. Die Meßwerte werden einem Breitenregler mit Vorsteuerung zugeführt, der die Breite des Metallbandes durch Beeinflussung des Walzspal­ tes am letzten Gerüst regelt. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß durch den Eingriff auf die Einstellung des letzten Gerüsts auch die Banddicke verändert wird, wenn sie nicht durch aufwendige Kompensation konstant gehalten wird.
Entsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Einrichtung anzugeben, mittels der die Bandbreite ohne unzulässig hohe Rückwirkungen auf die Bandbreite geregelt wird. Dabei soll das Verfahren möglichst einfach und robust sein. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder gemäß Anspruch 6 bzw. eine Einrichtung gemäß Anspruch 13 oder Anspruch 14 gelöst.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsge­ mäßen Einrichtung zum Regeln der Breite eines Metallbandes in einer Walzstraße mit zumindest einem Walzgerüst, wobei die Breite des Metallbandes hinter dem Walzgerüst gemessen wird, wird zur Einstellung der Breite des Metallbandes der Zug im Metallband vor dem Walzgerüst in Abhängigkeit der hinter dem Walzgerüst gemessenen Breite des Metallbandes eingestellt. In alternativer und erfinderischer Weise wird bei einem Verfah­ ren bzw. einer Einrichtung zum Regeln der Breite eines Me­ tallbandes in einer Walzstraße mit zumindest zwei Walzgerü­ sten, die Breite des Metallbandes vor einem ersten Walzgerüst gemessen. Zur Einstellung der Breite des Metallbandes wird der Zug im Metallband mittels eines Breitenreglers vor einem dem ersten Walzgerüst nachgeordneten zweiten Walzgerüst in Abhängigkeit der vor dem ersten Walzgerüst gemessenen Breite des Metallbandes eingestellt.
Auf diese Weise ist es möglich, die Breite des Metallbandes deutlich besser einem gewünschten Sollwert anzunähern, so daß für eine Walzstraße mehrere Tonnen Stahl pro Jahr eingespart werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Walz­ straße zumindest zwei Walzgerüste auf, wobei die Breite des Metallbandes hinter dem zweiten Walzgerüst gemessen wird, und wobei zur Einstellung der Breite des Metallbandes der Zug im Metallband vor dem zweiten Walzgerüst in Abhängigkeit der hinter dem zweiten Walzgerüst gemessenen Breite des Metall­ bandes eingestellt wird.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Walzstraße als mehrgerüstige Walzstraße mit mehr als zwei Walzgerüsten ausgeführt, wobei die Breite des Metallbandes hinter dem letzten Walzgerüst gemessen wird, und wobei zur Einstellung der Breite des Metallbandes der Zug im Metallband vor dem letzten Walzgerüst in Abhängigkeit der hinter dem letzten Walzgerüst gemessenen Breite des Metallbandes einge­ stellt wird.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Breitenregler, insbesondere on-line, an die Eigenschaften der Walzstraße adaptiert wird.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Breite des Metallbandes hinter dem zweiten Walzgerüst ge­ messen und der Breitenregler, insbesondere on-line, in Abhän­ gigkeit der hinter dem zweiten Walzgerüst gemessenen Breite des Metallbandes an die Eigenschaften der Walzstraße adap­ tiert.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Breitenregler in Abhängigkeit von Walzparametern an die Eigenschaften der Walzstraße adaptiert.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind das erste und das zweite Walzgerüst die letzten beiden Walz­ gerüste einer mehrgerüstigen Walzstraße.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Zug im Metallband mittels eines Schlingenhebers einge­ stellt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Zug im Metallband mittels einer Minimalzugregelung einge­ stellt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Zug im Metallband durch Vorgage eines Zusatzsollwertes für eine Zugregelung eingestellt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus nachfol­ gender Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine Zugregelung mittels Schlingenregler,
Fig. 2 eine Minimalzugregelung,
Fig. 3 einen Breitenregler mit Monitorregler,
Fig. 4 einen Breitenregler mit Adaption.
In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 4 ein Metallband, das in einer Walzstraße gewalzt wird. Die Walzstraße weist Walzgerü­ ste auf, die in Fig. 1 durch die Walzen 5, 6, 7 und 8 angedeu­ tet sind. In Fig. 1 bezeichnen die Indices i die Nummer der Walzgerüstes. So ist das Walzgerüst mit den Walzen 5 und 6 das i-1-te und das Walzgerüst mit den Walzen 7 und 8 das i-te Walzgerüst. Die Walzgerüste werden durch Motoren 9 und 10 an­ getrieben, die ihre Solldrehzahlen n*i-1 bzw. n*i von einem übergeordneten Drehzahl-Sollwertgeber 13 erhalten. Zwischen dem i-1-ten und dem i-ten Walzgerüst ist ein Schlingenheber 12 angeordnet, mittels dessen der Zug im Metallband 4 zwi­ schen dem i-1sten und dem i-ten Walzgerüst eingestellt wird. Eingangsgröße in den Drehzahl-Sollwertgeber 13 ist u. a. der Schlingenheberwinkel α. Der Schlingenheber wird mittels eines Schlingenreglers 2 geregelt. Hinter dem i-ten Walzgerüst ist ein Breitenmeßgerät 11 angeordnet, das einen Meßwert w für die Breite des Metallbandes 4 liefert. Dieser Meßwert w der Breite des Metallbandes 4 wird mittels eines Summationspunk­ tes 17 von einem Sollwert w* der Breite des Metallbandes ab­ gezogen. Diese Differenz ist Eingangsgröße für einen Breiten­ regler 1, der einen Bandzug-Zusatzsollwert ΔT* liefert. Mit­ tels eines Summationspunktes 18 wird dieser Bandzug-Zusatz­ sollwert ΔT* zu einem Bandzug-Sollwert T* hinzuaddiert. Die Summe bildet den Sollwert für den Bandzugregler 2.
Während Fig. 1 den beispielhaften Einsatz der Erfindung im Zu­ sammenhang mit einer Einstellung des Bandzugs mittels eines Schlingenhebers 12 zeigt, zeigt Fig. 2 den beispielhaften Ein­ satz der Erfindung für eine Walzstraße mit Minimalzugrege­ lung. Dabei haben Bezugszeichen 4 bis 11, 17, i-1, i, w, und w* die gleiche Bedeutung wie in Fig. 1. Im vorliegenden Aus­ führungsbeispiel ist ein Breitenregler 19 vorgesehen, der ei­ nen Bandzug-Zusatzsollwert ΔT*i-1,i in Abhängigkeit der Diffe­ renz zwischen dem Sollwert w* der Breite des Metallbandes 4 und dem Meßwert w der Breite des Metallbandes 4 ermittelt. Ferner ist ein Bandzugmeßgerät 15 vorgesehen, das einen Meß­ wert Ti-1,i des Bandzuges zwischen dem i-1-ten und dem i-ten Walzgerüst liefert. Dieser Meßwert Ti-1,i wird einem Drehzahl- Sollwertgeber 14 zugeführt.
Eingangsgrößen in den Drehzahl-Sollwertgeber 14 sind u. a. der Meßwert Ti-1,i sowie der Bandzug-Zusatzsollwert ΔT*i-1,i.
Der Drehzahl-Sollwertgeber 14 ermittelt die Sollwerte n*i-1 und n*i für die Drehzahlen des i-1-ten und i-ten Walzgerüstes derart, daß sich zwischen ihnen ein Zug entsprechend der Sum­ me T*i-1,i + ΔT*i-1,i einstellt.
Fig. 3 zeigt das Zusammenwirken eines Breitenreglers 26 mit einem Monitorregler 27. Zwar ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ein Schlingenheber 12 vorgesehen, jedoch kann der Moni­ torregler 27 entsprechend auch im Zusammenhang mit einer Mi­ nimalzugregelung - wie in Fig. 2 beschrieben - eingesetzt wer­ den. Bezugszeichen 4 bis 8, 11, 12, 18, i-1, i, w, w*, T* und ΔT* entsprechen den entsprechenden Bezugszeichen in Fig. 1. Der Monitorregler 27 weist in beispielhafter Ausgestaltung ein PT1-Glied 20 und ein Totzeitglied 21 auf. Eingang des Mo­ nitorreglers ist der Bandzug-Zusatzsollwert, der von dem Breitenregler 26 ermittelt wird. Der Ausgang des Monitorreg­ lers 27 wird mittels eines Summationspunktes 22 zum Meßwert w der Breite des Metallbandes 7 hinzuaddiert. Diese Summe wird in vorteilhafter Weise mittels eines Istwertfilters 5 gefil­ tert. Der Ausgang des Istwertfilters 25 wird mittels eines Summationspunktes 24 vom Sollwert w* der Breite des Metall­ bandes 4 subtrahiert. Diese Differenz ist Eingang des Brei­ tenreglers 26.
Fig. 4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, wobei ein Breitenregler 35 adaptiert wird. Fig. 4 zeigt drei Walzgerü­ ste: ein i-2-tes Walzgerüst, angedeutet durch die Walzen 40 und 41, ein i-1-tes Walzgerüst, angedeutet durch die Walzen 42 und 43, sowie ein i-tes Walzgerüst, angedeutet durch die Walzen 44 und 45. Mittels dieser Walzgerüste wird ein Metall­ band 4 gewalzt. Zur Einstellung des Bandzugs sind Schlingen­ heber 12 und 33 vorgesehen. Jedoch ist das gezeigte Ausfüh­ rungsbeispiel auch im Zusammenhang mit einer Minimalzugrege­ lung wie in Fig. 2 entsprechend einsetzbar.
Bezugszeichen 2, 4, 11, 12, 17, 18, w*, T* und ΔT* in Fig. 4 entsprechen den entsprechenden Bezugszeichen in Fig. 1. wi in Fig. 4 entspricht w in Fig. 1. Gemäß Fig. 4 ist ein weiteres Breitenmeßgerät 30 vor dem i-1-ten Walzgerüst vorgesehen. Das Breitenmeßgerät 30 liefert einen Meßwert wi-2 der Breite des Metallbandes 4 vor dem i-1-ten Walzgerüst. Der Meßwert wi-2 wird mittels eines Summationspunktes 34 von einem Sollwert w* für die Breite des Metallbandes 4 subtrahiert. Die Differenz ist Eingangsgröße in einem Breitenregler 35, der einen Band­ zug-Zusatzsollwert ΔT* für den Zug im Metallband 4 zwischen dem i-1-ten und dem i-ten Walzgerüst ermittelt. Der Breiten­ regler 35 wird mittels eines Adaptierers 36 in Abhängigkeit von Walzparametern x1 bis xn sowie der Differenz der Werte w* und wi adaptiert. Die Adaption erfolgt derart, daß die Diffe­ renz zwischen w* und wi möglichst klein bzw. Null ist.
Die Adaption erfolgt vorteilhafterweise mittels eines neuro­ nalen Netzes oder mittels eines Verfahrens zur Parameteriden­ tifikation.
Die Erfindung wird in den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 4 an einer beliebigen Stelle in einer mehrgerüstigen Walzstraße eingesetzt. Es kann ferner vorgesehen werden, sie an mehreren Stellen in einer mehrgerüstigen Walzstraße einzu­ setzen. Besonders vorteilhaft kommt die Walzstraße jedoch am Ende einer, insbesondere mehrgerüstigen, Walzstraße zum Ein­ satz. Dabei bezeichnet das i-te Walzgerüst das letzte Walzge­ rüst der Walzstraße und das i-1-te Walzgerüst das vorletzte Walzgerüst der Walzstraße.

Claims (15)

1. Verfahren zum Regeln der Breite (w) eines Metallbandes (4) in einer Walzstraße mit zumindest einem Walzgerüst, wobei die Breite (w) des Metallbandes (4) hinter dem Walzgerüst gemes­ sen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Breite (w) des Metallbandes (4) der Zug im Metallband (4) vor dem Walzgerüst in Abhängigkeit der hinter dem Walzgerüst gemessenen Breite (w) des Metallbandes (4) eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzstraße zumindest zwei Walzgerüste aufweist, wobei die Breite (w) des Metallbandes (4) hinter dem zweiten Walz­ gerüst gemessen wird, und daß zur Einstellung der Breite (w) des Metallbandes (4) der Zug im Metallband (4) vor dem zwei­ ten Walzgerüst in Abhängigkeit der hinter dem zweiten Walzge­ rüst gemessenen Breite (w) des Metallbandes (4) eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzstraße als mehrgerüstige Walzstraße mit mehr als zwei Walzgerüsten ausgeführt ist, wobei die Breite (w) des Metallbandes (4) hinter dem letzten Walzgerüst gemessen wird, und daß zur Einstellung der Breite (w) des Metallbandes (4) der Zug im Metallband (4) vor dem letzten Walzgerüst in Ab­ hängigkeit der hinter dem letzten Walzgerüst gemessenen Brei­ te (w) des Metallbandes (4) eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Breitenregler an die Eigenschaften der Walzstraße ad­ aptiert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Breitenregler on-line an die Eigenschaften der Walz­ straße adaptiert wird.
6. Verfahren zum Regeln der Breite (w) eines Metallbandes (4) in einer Walzstraße mit zumindest zwei Walzgerüsten, wobei die Breite (w) des Metallbandes (4) vor einem ersten Walzge­ rüst gemessen wird, und wobei zur Einstellung der Breite (w) des Metallbandes (4) der Zug im Metallband (4) mittels eines Breitenreglers vor einem dem ersten Walzgerüst nachgeordneten zweiten Walzgerüst in Abhängigkeit der vor dem ersten Walzge­ rüst gemessenen Breite (w) des Metallbandes (4) eingestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (w) des Metallbandes (4) hinter dem zweiten Walzgerüst gemessen wird und daß der Breitenregler, insbeson­ dere on-line, in Abhängigkeit der hinter dem zweiten Walzge­ rüst gemessenen Breite (w) des Metallbandes (4) an die Eigen­ schaften der Walzstraße adaptiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Breitenregler in Abhängigkeit von Walzparametern an die Eigenschaften der Walzstraße adaptiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Walzgerüst die letzten beiden Walzgerüste einer mehr­ gerüstigen Walzstraße sind.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zug im Metallband (4) mittels eines Schlingenhebers eingestellt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zug im Metallband (4) mittels einer Minimalzugrege­ lung eingestellt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Zug im Metallband (4) durch Vorgage eines Bandzug- Zusatzsollwertes (ΔT*, ΔT*i-1,i) für eine Zugregelung einge­ stellt wird.
13. Einrichtung zum Regeln der Breite (w) eines Metallbandes (4) mit zumindest einem Walzgerüst zur Durchführung des Ver­ fahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 10 bis 12, wobei die Einrichtung zum Regeln der Breite (w) des Metallbandes (4) eine Breitenmeßeinrichtung zur Messung der Breite (w) des Metallbandes (4) hinter dem Walzgerüst aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Regeln der Breite (w) des Metallban­ des (4) einen Breitenregler zur Einstellung des Zuges im Me­ tallband (4) vor dem Walzgerüst in Abhängigkeit der hinter dem Walzgerüst gemessenen Breite (w) des Metallbandes (4) aufweist.
14. Einrichtung zum Regeln der Breite (w) eines Metallbandes (4) in einer Walzstraße mit zumindest zwei Walzgerüsten zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei die Einrichtung zum Regeln der Breite (w) des Me­ tallbandes (4) eine Breitenmeßeinrichtung zur Messung der Breite (w) des Metallbandes (4) vor einem ersten Walzgerüst aufweist und die Einrichtung zum Regeln der Breite (w) des Metallbandes (4) einen Breitenregler zur Einstellung des Zu­ ges im Metallband (4) vor einem dem ersten Walzgerüst nachge­ ordneten zweiten Walzgerüst in Abhängigkeit der vor dem er­ sten Walzgerüst gemessenen Breite (w) des Metallbandes (4) aufweist.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Breitenmeßeinrichtung zur Messung der Breite (w) des Metallbandes (4) hinter dem zweiten Walzgerüst aufweist und daß sie einen Adaptierer zur Adaption des Breitenreglers in Abhängigkeit der hinter dem zweiten Walzgerüst gemessenen Breite (w) des Metallbandes (4) an die Eigenschaften der Walzstraße aufweist.
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