DE19858423C1 - Method and device for controlling sliding rollers - Google Patents

Method and device for controlling sliding rollers

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    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/40—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using axial shifting of the rolls

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Abstract

Process for rolling metal strips using a roll stand comprises pushing the rolls on rolling at least two metal strips so that deviation of the profile of the strips from the required theoretical profile is minimal. An Independent claim is also included for an apparatus for rolling metal strips comprising a calculating device for determining an optimal pushing position to the pushing of the rollers so that deviation of the profile of subsequent strips from the required theoretical profile is minimal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Walzen von Metallbändern mittels zumindest eines Walzgerüstes, das verschiebbare Arbeitswalzen aufweist.The present invention relates to a method and a Device for rolling metal strips by means of at least of a roll stand that has slidable work rolls.

Beim Flachwalzen gelten die Einhaltung der Bandplanheit und des technologisch vorgegebenen Bandprofils nach der Fertig­ straße als wichtige Qualitätsmerkmale. Zur Erfüllung dieser Anforderungen ist es wünschenswert, die Abweichung des Dic­ kenverlaufs eines Metallbands von der idealen Bandkontur zu minimieren.In the case of flat rolling, compliance with the strip flatness and applies the technologically specified belt profile after the finish street as important quality features. To accomplish this Requirements, it is desirable to consider the deviation of the Dic of a metal strip from the ideal strip contour minimize.

Zur Veranschaulichung dieser Gegebenheiten ist in Fig. 1 die Kontur eines Metallbandes in beispielhafter Form dargestellt. Die ideale Bandkontur yideal(x) berechnet sich näherungsweise aus Abmessungen des Bandquerschnitts (Bandbreite b, Bandkan­ tenabstand Cx) sowie aus Anteilsfaktoren a2, a4 und a6 zu
To illustrate these conditions, the contour of a metal strip is shown in an exemplary form in FIG. 1. The ideal strip contour y ideal (x) is calculated approximately from the dimensions of the strip cross section (strip width b, strip edge spacing C x ) and from factors a 2 , a 4 and a 6

Die Abweichung von dieser approximierten idealen Bandkontur resultiert insbesondere aus dem pro Metallband zunehmenden Verschleiß der Arbeitswalzen. Die maximale Abweichung wird als Konturfehler bezeichnet.The deviation from this approximated ideal band contour results in particular from the increasing per metal strip Wear on the work rolls. The maximum deviation is referred to as contour error.

Um den Walzenverschleiß zu minimieren und somit die Walzen­ laufleistung der Arbeitwalzen zu erhöhen, werden Schiebewal­ zen verwendet. Diese Walzen werden zwischen den Walzvorgängen der einzelnen Metallbänder um einige Millimeter quer zur Laufrichtung der Metallbänder verschoben. Dadurch wird ver­ hindert, daß sich scharfe Verschleißkanten auf den Laufflä­ chen der Arbeitswalzen bilden. Eine Verschiebestrategie für solche Schiebewalzen sollte einer Minimierung des Konturfeh­ lers sowie der Einhaltung der geforderten Bandplanheit die­ nen. Das Verschieben der Arbeitswalzen wird vor allem dann durchgeführt, wenn die einzelnen Metallbänder eines Walzpro­ gramms so angeordnet sind, daß das jeweils zu walzende Me­ tallband breiter ist als sein Vorgänger. Ohne Verschieben würde sich eine beim Walzen eines schmaleren Metallbandes entstandene Verschleißkante negativ auf die Oberflächenquali­ tät des nachfolgenden breiteren Metallbandes auswirken.To minimize roller wear and thus the rollers To increase the mileage of the work rolls, sliding whale zen used. These rolls are between the rolling operations of the individual metal strips a few millimeters across Direction of movement of the metal strips shifted. This ver prevents sharp wear edges on the tread  form the work rolls. A move strategy for such sliding rollers should minimize the contour as well as compliance with the required band flatness nen. The shifting of the work rolls is especially then performed when the individual metal strips of a rolling pro gramms are arranged so that the Me to be rolled in each case tallband is wider than its predecessor. Without moving would become one when rolling a narrower metal strip resulting wear edge negatively on the surface quality effect of the subsequent wider metal band.

Das Profil pr kann z. B. als Differenz zwischen der Mittendic­ ke hG und dem arithmetischen Mittel der beiden Randdicken hL und hR definiert werden:
The profile p r can e.g. B. Defined as the difference between the center thickness ke h G and the arithmetic mean of the two edge thicknesses h L and h R :

Das Profil pr der gewalzten Metallbänder kann durch eine Ver­ schiebung der Arbeitswalzen, durch eine Walzkraft und/oder durch eine Rückbiegekraft als Stellgrößen beeinflußt werden.The profile p r of the rolled metal strips can be influenced by shifting the work rolls, by a rolling force and / or by a bending force as manipulated variables.

Aus der DE 43 09 986 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zum Walzen eines Walzbandes bekannt, bei dem Walzgerüste mit horizontal einstellbaren oberen und unteren Walzen vor­ handen sind. Dabei sind Stellglieder für das Walzband vorge­ sehen, wobei eine erste Gruppe von Stellgliedern bei oberhalb der kritischen Dicke liegenden Walzbanddicken zum Einsatz ge­ bracht werden und die Kontur des Walzbandes bezogen auf die Bandmitte beeinflussen, während eine zweite Gruppe von Stell­ glieder bei unterhalb der kritischen Dicke liegenden Walz­ banddicken im Bandkantenbereich zum Einsatz gebracht werden.DE 43 09 986 A1 describes a method and a device device for rolling a rolled strip is known in the rolling stands with horizontally adjustable upper and lower rollers are available. Actuators for the rolled strip are featured see, with a first group of actuators at above the critical thickness of the rolled strip thickness is used be brought and the contour of the rolled strip based on the Affect the middle of the band, while a second group of Stell limbs when the roll is below the critical thickness strip thicknesses can be used in the strip edge area.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Ansteuerung von Schiebewalzen vorzustellen, bei dessen Anwendung die geforderte Bandplanheit gewährleistet ist und der Konturfehler der gewalzten Metallbänder minimiert wird. In contrast, it is an object of the present invention Introduce methods for controlling sliding rollers at whose application ensures the required flatness of the strip and the contour error of the rolled metal strips is minimized becomes.  

Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen an­ gegeben. Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist unter Angabe der zugehörigen Algorithmen für die bei der Er­ findung verwendete Recheneinrichtung in Patentanspruch 6 an­ gegeben.This object is achieved by a method according to claim 1 solved. Developments are in the dependent claims given. A facility for performing the procedure is stating the associated algorithms for the Er Computing device used in the invention in claim 6 given.

Bei der Erfindung werden bei einem Walzgerüst, das verschieb­ bare Arbeitswalzen aufweist, die Arbeitswalzen zum Hinterein­ anderwalzen zumindest zweier Metallbänder, d. h. aufeinander­ folgenden Walzen der Metallbänder, derart verschoben, daß die Abweichung des Profils der zumindest zweier Metallbänder von einem gewünschten Sollprofil über die zumindest zwei Metall­ bänder betrachtet minimal ist. Vorzugsweise wird über die beiden Metallbänder gemittelt. Es hat sich gezeigt, daß mit diesem Verfahren das Profil von Metallbändern unterschiedli­ cher Breite, die nacheinander im Walzgerüst gewalzt werden, deutlich verbessert werden. In the invention, a rolling stand that moves bare work rolls, the work rolls behind other rolling at least two metal strips, d. H. on each other following rolls of metal strips, shifted so that the Deviation of the profile of the at least two metal strips from a desired target profile over the at least two metal considered bands is minimal. Preferably, the averaged both metal strips. It has been shown that with This process differentiated the profile of metal strips width, which are rolled successively in the roll stand, be significantly improved.  

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vor Beginn des Walzens für eine Gruppe zumindest zweier Metallbänder ein Wert für die optimale Verschiebung der Arbeitswalzen über die Gruppe der zumindest zwei Metallbänder betrachtet ermittelt.In an advantageous embodiment of the invention, before the start of rolling for a group of at least two metal strips Value for the optimal displacement of the work rolls over the Group of the at least two metal strips considered determined.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Wert für die optimale Verschiebung der Arbeitswalzen über die Gruppe der zumindest zwei Metallbänder betrachtet so ge­ wählt, daß die über alle Metallbänder dieser Gruppe ermittel­ te Abweichung des Profils dieser Metallbänder von einem vor­ gegebenen Sollprofil minimal ist.In a further advantageous embodiment of the invention the value for the optimal shift of the work rolls over the group of at least two metal strips considered ge chooses to investigate all metal tapes in this group te deviation of the profile of these metal strips from one before given target profile is minimal.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird aus den Werten für die optimale Verschiebung der Arbeitswal­ zen über die Gruppe der zumindest zwei Metallbänder betrach­ tet, einer minimalen Verschiebung und einer maximal möglichen Verschiebung ein Optimierungskoeffizient gebildet.In a further advantageous embodiment of the invention from the values for the optimal shift of the working whale Consider the group of the at least two metal strips tet, a minimum shift and a maximum possible Shift formed an optimization coefficient.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird in Abhängigkeit des Wertes für die optimale Verschiebung der Arbeitswalzen über die Gruppe der zumindest zwei Metallbänder betrachtet oder des Optimierungskoeffizienten für einzelne oder alle der zu walzenden Metallbänder der Gruppe der zu walzenden Metallbänder eine optimale Verschiebungsposition in bezug auf das jeweils vorangegangene Metallband bestimmt.In a further advantageous embodiment of the invention depending on the value for the optimal displacement of the Work rolls over the group of at least two metal strips considered or the optimization coefficient for individual or all of the metal strips of the group of to be rolled rolling metal strips in an optimal shift position determined with respect to the previous metal strip.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Er­ findung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungs­ beispiels. Im einzelnen zeigen:Further details and advantageous embodiments of the Er invention result from the description of an embodiment for example. In detail show:

Fig. 1 den Querschnitt eines Metallbandes, Fig. 1 shows the cross-section of a metal strip,

Fig. 2 einen Algorithmus zur Berechnung einer optimierten Verschiebeposition. Fig. 2 is an algorithm for calculating an optimized shift position.

Fig. 1 zeigt Profil und Kontur eines Metallbandes. Darin be­ zeichnen
yideal ideale Bandkontur
CX Bandkantenabstand
hG Mittendicke
hL Randdicke links
hR Randdicke rechts
b halbe Bandbreite
x Position Fig. 1 shows the profile and contour of a metal strip. Mark in it
y ideal ideal belt contour
C X band edge distance
h G center thickness
h L left edge thickness
h R right edge thickness
b half bandwidth
x position

Die ideale Bandkantenkontur yideal(x) berechnet sich dabei nä­ herungsweise gemäß Gleichung (1). Zur Vereinfachung kann da­ bei vorgesehen werden, daß gilt a6 = 0.The ideal strip edge contour y ideal (x) is calculated approximately according to equation (1). For simplification, it can be provided that a 6 = 0.

Zur Berechnung der optimierten Verschiebeposition ΔSRopt der Arbeitswalzen eines Walzgerüstes ist ein Algorithmus gemäß Fig. 2 vorgesehen. Zunächst wird aus den durch den Datenblock 31 repräsentierten Banddaten für n Metallbänder eines Walz­ programms mittels eines im Funktionsblock 32 dargestellten Optimierungsalgorithmus' ein Wert SRopt für die optimale Ver­ schiebung der Arbeitswalzen über die Gruppe der n Metallbän­ der betrachtet berechnet. Dieser Wert SRopt für eine optimale Verschiebung der Arbeitswalzen über die n Metallbänder be­ trachtet ist die Summe der Beträge der Verschiebungen der Ar­ beitswalzen über die n Metallbänder betrachtet:
An algorithm according to FIG. 2 is provided for calculating the optimized displacement position ΔSR opt of the work rolls of a roll stand. First, a value SR opt for the optimal displacement of the work rolls over the group of the n metal strips is calculated from the strip data represented by the data block 31 for n metal strips of a rolling program using an optimization algorithm shown in the function block 32 . This value SR opt for an optimal displacement of the work rolls over the n metal strips is considered the sum of the amounts of the displacements of the work rolls over the n metal strips:

Dabei werden die Bänder so angeordnet, daß der Konturfehler minimal ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die n Metallbänder zur Berechnung des Werts SRopt derart angeordnet, daß der Term
The strips are arranged so that the contour error is minimal. In the present exemplary embodiment, the n metal strips for calculating the value SR opt are arranged such that the term

minimal ist. Dabei ist KFi der Konturfehler, d. h. die Abwei­ chung des Profils des i-ten Metallbandes von der idealen Bandkontur des i-ten Metallbandes. is minimal. Here, KF i is the contour error, ie the deviation of the profile of the i-th metal strip from the ideal strip contour of the i-th metal strip.

Aus diesem Wert und den bekannten Werten für die minimal mög­ liche Verschiebung SRmin der Arbeitswalzen (im Normalfall 0 mm) und der maximal möglichen Verschiebung SRmax der Ar­ beitswalzen (beispielsweise 20 mm) wird ein Optimierungskoef­ fizient ϕopt gemäß
From this value and the known values for the minimum possible shift SR min of the work rolls (normally 0 mm) and the maximum possible shift SR max of the work rolls (for example 20 mm), an optimization coefficient ϕ opt according to

gebildet, so daß der für n Metallbänder eines Walzprogrammes der aufsummierte Konturfehler minimal ist. Für jedes einzelne der n Metallbänder wird unabhängig davon aufgrund von aus dem Datenblock 33 stammenden Banddaten das Walzspaltprofil zwi­ schen den Arbeitswalzen berechnet. Diese Berechnung repräsen­ tiert der Funktionsblock 34. Anschließend wird im Funktions­ block 35 die Differenz zwischen dem berechneten Walzspaltpro­ fil des letzten Gerüstes und dem (z. B. aus Verbandprofil und Walzspaltprofilen der vorherigen Gerüste berechneten) Band­ profil 36 ermittelt. Die Differenz zwischen Walzspalt- und Bandprofil bildet die für die geforderte Bandplanheit pro Me­ tallband notwendige Walzspaltprofiländerung ΔWSPi. Mittels des durch Funktionsblock 37 präsentierten Zusammenhangs
formed so that the accumulated contour error is minimal for n metal strips of a rolling program. Independently of this, the roll gap profile between the work rolls is calculated for each of the n metal strips on the basis of strip data originating from data block 33 . Function block 34 represents this calculation. The difference between the calculated roll gap profile of the last stand and the strip profile 36 (eg calculated from the dressing profile and roll gap profiles of the previous stands) is then determined in function block 35 . The difference between roll gap and strip profile is the change in the roll gap profile ΔWSP i required for the required strip flatness per metal strip. By means of the relationship presented by function block 37

mit der Verschiebung ΔSR, der Walzkraftänderung ΔFR und der Rückbiegekraftänderung ΔFB als Stellgrößen werden minimale und maximale Verschiebungswerte ΔSRmin und ΔSRmax gebildet:
With the displacement ΔSR, the rolling force change ΔFR and the bending force change ΔFB as manipulated variables, the minimum and maximum displacement values ΔSR min and ΔSR max are formed:

wobei ΔWSPRest,min,i und ΔWSPRest,max,i der minimal mögliche und der maximal mögliche Wert ΔWSPRest,i mit
where ΔWSP rest, min, i and ΔWSP rest, max, i the minimum possible and the maximum possible value ΔWSP rest, i with

sind.are.

Die Werte ΔSRmin und ΔSRmax bilden zusammen mit dem Optimie­ rungskoeffizienten ϕopt die Grundlage zur Berechnung (Funktionsblock 39) der optimierten Verschiebeposition ΔSRopt für das i-te Metallband, für das ΔSRmax,i und ΔSRmin,i mittels des Funktionsblocks 38 berechnet worden sind. Die Berechnung der optimierten Verschiebeposition ΔSRopt im Funktionsblock 39 erfolgt dabei gemäß folgendem Zusammenhang:
The values ΔSR min and ΔSR max together with the optimization coefficient ϕ opt form the basis for calculating (function block 39 ) the optimized displacement position ΔSR opt for the i-th metal strip, for the ΔSR max, i and ΔSR min, i by means of the function block 38 have been calculated. The optimized displacement position ΔSR opt is calculated in function block 39 according to the following relationship:

ΔSRopt,i = ΔSRmin,i + ϕopt . (ΔSRmax,i - ΔSRmin,i) (8)ΔSR opt, i = ΔSR min, i + ϕ opt . (ΔSR max, i - ΔSR min, i ) (8)

Die in Fig. 2 dargestellten Funktionsblöcke 32, 34, 35, 37, 39 sind vorteilhafterweise auf einer nicht dargestellten Rechen­ einrichtung implementiert.The function blocks 32 , 34 , 35 , 37 , 39 shown in FIG. 2 are advantageously implemented on a computing device, not shown.

Claims (7)

1. Verfahren zum Walzen von Metallbändern mittels zumindest eines Walzgerüstes, das verschiebbare Arbeitswalzen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Hin­ tereinanderwalzen zumindest zweier Metallbänder die Arbeits­ walzen unterschiedlicher Abmessungen derart verschoben wer­ den, daß die Abweichung des Profils der zumindest zwei Me­ tallbänder von einem gewünschten Sollprofil über die zumin­ dest zwei Metallbänder betrachtet, vorzugsweise gemittelt, minimal ist.1. A method for rolling metal strips by means of at least one roll stand which has displaceable work rolls, characterized in that for rolling at least two metal strips, the work rolls of different dimensions are shifted in such a way that the deviation of the profile of the at least two metal strips from a desired one Target profile over which at least two metal strips are viewed, preferably averaged, is minimal. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vor Beginn des Hintereinanderwalzens einer Gruppe von zumindest zwei Metallbändern ein Wert (SRopt) für die optimale Verschiebung der Arbeitswalzen über die Gruppe der zumindest zwei Metallbänder betrachtet ermittelt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that before starting the sequential rolling of a group of at least two metal strips, a value (SR opt ) is determined for the optimal displacement of the work rolls over the group of at least two metal strips. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wert (SRopt) für die optimale Ver­ schiebung der Arbeitswalzen über die Gruppe der zumindest zwei Metallbänder betrachtet so gewählt wird, daß die über alle Metallbänder dieser Gruppe gemittelte Abweichung des Profils dieser Metallbänder von einem vorgegebenen Soll- Profil minimal ist.3. The method according to claim 2, characterized in that the value (SR opt ) for the optimal Ver shift of the work rolls over the group of at least two metal strips viewed is chosen so that the average of all metal strips of this group deviation of the profile of these metal strips of a given target profile is minimal. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß aus den Werten für die opti­ male Verschiebung (SRopt) der Arbeitswalzen über die Gruppe der zumindest zwei Metallbänder betrachtet, einer minimalen Verschiebung (SRmin) und einer maximal möglichen Verschiebung (SRmax) ein Optimierungskoeffizient (ϕopt) gebildet wird.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that viewed from the values for the optimal displacement (SR opt ) of the work rolls over the group of at least two metal strips, a minimum displacement (SR min ) and a maximum possible displacement ( SR max ) an optimization coefficient (ϕ opt ) is formed. 5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit des Wer­ tes (SRopt) für die optimale Verschiebung der Arbeitswalzen über die Gruppe der zumindest zwei Metallbänder betrachtet oder des Optimierungskoeffizienten (ϕopt) für einzelne oder al­ le der zu walzenden Metallbänder der Gruppe der zu walzenden Metallbänder eine optimale Verschiebeposition (ΔSRopt,i) zur Verschiebung der Arbeitswalzen zum Walzen des i-ten Metall­ bandes ermittelt wird.5. The method according to claim 2, 3 or 4, characterized in that depending on the value tes (SR opt ) for the optimal displacement of the work rolls viewed over the group of at least two metal strips or the optimization coefficient (ϕ opt ) for individual or al le of the metal strips to be rolled in the group of metal strips to be rolled, an optimal shift position (ΔSR opt, i ) for shifting the work rolls for rolling the i-th metal strip is determined. 6. Einrichtung zum Walzen von Metallbändern gemäß dem Verfah­ ren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Walzgerüst mit zwei verschiebbaren Arbeitswalzen vorhan­ den ist, gekennzeichnet durch eine Rechen­ einrichtung (31-39) zur Ermittlung einer optimalen Ver­ schiebeposition (ΔSRopt,i) zur derartigen Verschiebung der Ar­ beitswalzen, daß die Abweichung des Profils von zumindest zwei hintereinander gewalzten Metallbändern von einem ge­ wünschten Sollprofil über die zumindest zwei Metallbänder be­ trachtet, vorzugsweise gemittelt, minimal ist.6. Device for rolling metal strips according to the method according to one of the preceding claims, wherein at least one roll stand with two displaceable work rolls is present, characterized by a computing device ( 31-39 ) for determining an optimal shifting position (ΔSR opt, i ) beitswalzen to such a shift of the Ar that the deviation of the profile of at least two successively rolled metal strips from a desired target profile ge on the at least two metal strips, preferably averaged, preferably minimal. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Recheneinrichtung (31-­ 39) folgende Algorithmen zum Einsatz kommen:
wobei ΔWSPi die Walzprofiländerung und SRk die Verschiebung der Arbeitswalzen mit k als maximaler, minimaler oder optima­ ler Wert darstellen.7. Device according to claim 6, characterized in that in the computing device ( 31- 39 ) the following algorithms are used:
where ΔWSP i represent the roll profile change and SR k the displacement of the work rolls with k as the maximum, minimum or optimal value.
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