DE19927755A1

DE19927755A1 - Verfahren und Einrichtung zur Beeinflussung des Profils oder der Planheit eines Walzbandes

Info

Publication number: DE19927755A1
Application number: DE1999127755
Authority: DE
Inventors: Otto Gramckow; Birger Schmidt; Markus Schubert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2001-01-04

Abstract

Verfahren zur Beeinflussung relevanter Güteparameter, insbesondere des Profils oder der Planheit, eines Walzbandes in einem Walzgerüst mit Walzen durch Einstellung der Balligkeit der Walzen, d. h. der Oberflächengeometrie der Walzen in Walzenlängsrichtung, wobei die Einstellung der Balligkeit der Walzen durch eine einstellbare Kühlung der Walzen bzw. ihrer Oberfläche in Walzenlängsrichtung erfolgt, wobei die Einstellung der Kühlung der Walzen mittels eines Reglers in Abhängigkeit des Istwertes der Balligkeit und eines vorgegebenen Sollwertes der Balligkeit erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Beeinflussung des Profils oder der Planheit eines Walz bandes.

Heißes Walzgut mit Temperaturen zwischen 800-1200°C be wirkt eine spürbare Erwärmung der Arbeitswalzen und eine dar aus resultierende Wärmeausdehnung. Das Ergebnis ist die soge nannte thermische Balligkeit der Arbeitswalzen, die unmittel baren Einfluß auf Dicke, Dickenquerprofil und Planheit des Bandes hat. Diese stellen wichtige Maße für die Güte des Walzprozesses dar. Die Geometrie des Bandquerschnitts wird dabei durch die Geometrie der Walzen in einem Walzengerüst, das heißt der Balligkeit der Walzen, beeinflußt. Es ist be kannt, die thermische Balligkeit durch entsprechende Stell glieder wie Anstellung, Biegekraft, u. a. zu kompensieren. Dieses Verfahren kommt z. B. bei sogenannten CVC- oder Taper- Walzen zum Tragen. Die Voreinstellung von CVC-Walzen kann je doch nur im unbelasteten Zustand erfolgen. Sie dienen darum ausschließlich der Voreinstellung. Zudem ist dieses Verfahren äußerst aufwendig und kostenintensiv und führt zur Herabset zung der Lebensdauer eines Walzgerüstes.

Reichen dabei die Stellreserven nicht aus, so kommt es zu Einbußen der Bandqualität.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Ein richtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, das bzw. die es erlaubt, die Geometrie eines Walzbandes auf einfachere Weise zu beeinflussen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren bzw. ei ne Einrichtung zur Beeinflussung relevanter Güteparameter ei nes Walzbandes, insbesondere Profil und Planheit, gemäß An spruch 1 bzw. Anspruch 8 gelöst. Die Beeinflussung der rele vanten Güteparameter, insbesondere des Profils oder der Plan heit, des Walzbandes in einem Walzgerüst mit Walzen erfolgt durch Einstellung der Balligkeit der Walzen, d. h. der Ober flächengeometrie der Walzen in Walzenlängsrichtung, wobei die Einstellung der Balligkeit der Walzen durch eine einstellbare Kühlung der Walzen bzw. ihrer Oberfläche in Walzenlängsrich tung erfolgt, und wobei die Einstellung der Kühlung der Wal zen mittels eines Reglers in Abhängigkeit eines Istwertes der Balligkeit und eines vorgegebenen Sollwertes der Balligkeit erfolgt.

Der Regelalgorithmus des Reglers ist bevorzugt ein Fuzzy Lo gic-Algorithmus.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine vorausschauende Regelung mit Blick aufs nächste Walzband oder vorteilhafterweise auf die nächsten Bänder in Analogie zum in der DE 196 18 995 A1 offenbarten Verfahren. Dies ist sehr vorteilhaft, da die thermische Balligkeit nur träge auf die Umgebung (Wasserkühlung) reagiert (Regelstrecke mit Verzöge rung).

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Ein stellung der thermischen Balligkeit derart, daß genügend Stellreserven anderer (verzögerungsfrei wirkender) Stellgrö ßen bezüglich Profil und Planheit verfügbar bleiben. Die zweckmäßigen Reglersollwerte liefert dabei eine zugehörige Stichplanvorausberechnung.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei be zeichnet Bezugszeichen die Regelstrecke, d. h. eine Kühlein richtung sowie die Walzen eines Walzgerüstes. Dabei wird die Kühlung der Walzen entsprechend eines Wertes k eingestellt, der Ausgangsgröße eines Reglers 1 ist. Der Regler 1 berechnet die Größe k in Abhängigkeit der Differenz des Sollwertes B* und einem estimierten Wert der Balligkeit der Walzen. Der estimierte Wert der thermischen Balligkeit wird mittels ei nes Walzenmodells 3 in Abhängigkeit des Wertes k ermittelt. Die Werte B*, , B und k sind in der Regel keine Skalare, sondern Vektoren. Sie bezeichnen vorteilhafterweise in bezug auf B*, und B eine Dickenverteilung und in bezug auf k eine Kühlmittelverteilung in Längsrichtung der Walzen. Dabei ist es von besonderem Vorteil, die Dickenverteilung und die Kühl mittelverteilung nicht durch einzelne Stützstellen, sondern durch Polynome und deren Parameter darzustellen. Dies veran schaulicht Fig. 2: Die Kühlmittelverteilung wird beispielswei se durch drei Parameter p1 . . . p3 wiedergegeben. Die thermi sche Balligkeit wird durch Normierung und Approximation z. B. auf die Koeffizienten für den x²- sowie x⁴-Anteil reduziert.

Der Reglersollwert umfaßt neben den Sollparametern für das aktuelle Band auch immer noch die Sollparameter für das näch ste Band bzw. für die nächsten Bänder.

Claims

1. Verfahren zur Beeinflussung relevanter Güteparameter, ins besondere des Profils oder der Planheit, eines Walzbandes in einem Walzgerüst mit Walzen durch Einstellung der Balligkeit der Walzen, d. h. der Oberflächengeometrie der Walzen in Wal zenlängsrichtung, wobei die Einstellung der Balligkeit der Walzen durch eine einstellbare Kühlung der Walzen bzw. ihrer Oberfläche in Walzenlängsrichtung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Kühlung der Walzen mittels eines Reg lers in Abhängigkeit des Istwertes der Balligkeit und eines vorgegebenen Sollwertes der Balligkeit erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Kühlung der Walzen mittels des Reg lers in Abhängigkeit der Differenz des Istwertes der Ballig keit und dem vorgegebenen Sollwert der Balligkeit erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Balligkeit der Walzen durch eine in Walzenlängsrichtung variierbare Kühlung der Walzen, z. B. durch eine variierbare Kühlmittelmenge bzw. -aufbringungsart, erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung des Istwertes der Balligkeit mittels eines Walzenmodells erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzenmodell ein analytisches Modell ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzenmodell ein, insbesondere selbstkonfigurieren des, neuronales Netz bzw. eine Kombination von analytischem Modell und neuronalem Netz ist.

7. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Adaption des Walzenmodells oder von Teilen des Wal zenmodells an das reale Prozeßgeschehen, vorteilhafterweise on-line, insbesondere bei Verwendung eines neuronalen Netzes, durch on-line Lernen des neuronalen Netzes, erfolgt.

8. Einrichtung zur Beeinflussung relevanter Güteparameter, insbesondere des Profils oder der Planheit, eines Walzbandes in einem Walzgerüst mit Walzen, wobei die Einrichtung zur Be einflussung relevanter Güteparameter eine einstellbare Kühl einrichtung zur Einstellung der Balligkeit der Walzen, d. h. der Oberflächengeometrie der Walzen in Walzenlängsrichtung, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Beeinflussung relevanter Güteparame ter einen Regler zur Einstellung der Kühleinrichtung in Ab hängigkeit eines Istwertes der Balligkeit und eines vorgege benen Sollwertes der Balligkeit aufweist.