DE202014011231U1

DE202014011231U1 - System für dynamische Reduktionsverschiebung (DSR) zum Regeln einer Temperatur in Tandem-Walzwerken

Info

Publication number: DE202014011231U1
Application number: DE202014011231.2U
Authority: DE
Original assignee: Novelis do Brasil Ltda
Current assignee: Novelis do Brasil Ltda
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2018-09-13
Anticipated expiration: 2024-12-20
Also published as: CA2934185A1; KR20160107203A; HUE039632T2; PL3089833T5; US10016799B2; BR112016014320B1; EP3089833B1; CN106029244A; EP3089833B2; KR101832644B1; CN106029244B; PL3089833T3; US20150174629A1; BR112016014320A2; EP3089833A1; CA2934185C; WO2015092770A1

Abstract

System, umfassend:ein erstes Gestell (102), umfassend ein erstes Paar von Arbeitswalzen (118, 120) zum Reduzieren einer Dicke eines Materials auf einen ersten festgelegten Punkt;ein zweites Gestell (104), umfassend ein zweites Paar von Arbeitswalzen (130, 132) zum Reduzieren der Dicke des Materials auf einen zweiten festgelegten Punkt;einen Temperatursensor (148), welcher dazu positioniert ist, die Temperatur des Materials zu messen, wenn es aus dem zweiten Gestell (104) austritt, gekennzeichnet durch ein Steuergerät (146), welches mit dem Temperatursensor (148), dem ersten Gestell (102) und dem zweiten Gestell (104) gekoppelt ist, um wenigstens einen aus dem ersten festgelegten Punkt und dem zweiten festgelegten Punkt auf Grundlage der von dem Temperatursensor (148) gemessenen Temperatur des Materials anzupassen, mit der es aus dem zweiten Gestell (104) austritt.

Description

Technisches Feld
Die vorliegende Erfindung betrifft Tandem-Walzwerke allgemein und insbesondere ein Bereitstellen eines geschlossenen Temperatur-Regelkreissystems zur Verwendung mit Tandem-Walzwerken.
Hintergrund
Walzen ist ein Metall-Formprozess, in welchem Rohbleche oder -bänder durch wenigstens ein Paar von Walzen geführt werden. Tandem-Walzwerke sind derart eingerichtet, dass das Walzen in einem Durchgang durch mehr als ein Paar von Walzen durchgeführt wird, anstelle von mehreren Durchgängen durch ein Paar von Walzen. Ein Tandem-Walzwerk umfasst wenigstens zwei Gestelle, wobei jedes Gestell wenigstens ein Arbeitswalzen-Paar aufweist, welches das Material walzt, um die Dicke des Materials zu reduzieren. Insbesondere wird das Material zwischen dem Arbeitswalzen-Paar derart gewalzt, dass es sich von einer dickeren Dicke zu einer dünneren Dicke bewegt. Die Interaktion zwischen den Arbeitswalzen und dem Material wird manchmal als der Walzenbiss bezeichnet. Die Gestelle sind in Abfolge platziert, so dass die Reduktionen sukzessive durchgeführt werden. Tandem-Walzen können entweder Walzwerk-Typen vom heißen oder vom kalten Typ sein.
Manche Tandem-Walzwerke umfassen Rückhalte-Walzen, die ein steifes Abstützen der Arbeitswalzen bereitstellen und es daher erlauben, den Durchmesser der Arbeitswalzen zu reduzieren. Tandem-Walzwerke weisen eine Vielzahl von Konfigurationen auf und können zwei-hoch, drei-hoch, vier-hoch, sechs-hoch, usw. sein. Eine zwei-hohe Walze kann zwei Arbeitswalzen aufweisen, von welchen jede an gegenüberliegenden Seiten eines Metallbands angeordnet ist. Eine vier-hohe Walze kann vier Walzen aufweisen, einschließlich zwei Arbeitswalzen, die an gegenüberliegenden Seiten eines Metallbands angeordnet sind, sowie zwei Rückhalte-Walzen, von welchen jede an gegenüberliegenden Seiten einer Arbeitswalze von dem Metallband angeordnet ist.
Nachdem Rohbleche oder -bänder durch das Tandem-Walzwerk hindurchtreten, kann das Endprodukt entweder eine Metallrolle oder ein Metallblock sein, abhängig von der Endverwendung des Materials. Nachdem das Material den Walzprozess durchlaufen hat, weist es im Allgemeinen eine Temperatur auf, die größer als die Raumtemperatur ist, aufgrund der Wärme, die während des Walzprozesses erzeugt wird, es sei denn, das Material wird nach dem Walzenbiss einem Kühlprozess unterzogen. Die Ausgangstemperatur des Materials ist eine Variable, die sorgfältig überwacht und gesteuert/geregelt werden muss, da die Ausgangstemperatur des Materials direkt die mechanischen Eigenschaften des Material beeinflusst.
Abriss der Erfindung
Der Begriff „Ausführungsform“ und ähnliche Begriffe sind dazu vorgesehen, sich breit auf alle Gegenstände dieser Offenbarung und der beiliegenden Ansprüche zu beziehen. Formulierungen, die diese Begriffe enthalten, sollten nicht so verstanden werden, dass sie die hierin beschriebenen Gegenstände einschränken oder die Bedeutung oder den Umfang der beiliegenden Ansprüche einschränken. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden durch die beiliegenden Ansprüche abgedeckt und nicht durch diesen Abriss. Dieser Abriss ist eine hochrangige Übersicht von verschiedenen Aspekten der Offenbarung und führt einige der Konzepte ein, die im Abschnitt „Detaillierte Beschreibung“ weiter unten weitergehend beschrieben werden. Dieser Abriss ist nicht dazu vorgesehen, wichtige oder essentielle Merkmale der beanspruchten Gegenstände zu identifizieren, und auch nicht dazu vorgesehen, isoliert oder zum Feststellen des Umfangs der beanspruchten Gegenstände verwendet zu werden. Die Gegenstände sollten unter Bezugnahme auf geeignete Abschnitte der gesamten Spezifikation dieser Offenbarung, einer oder allen Zeichnungen und jedem Anspruch verstanden werden.
Das Dokument JP 2013-220471 A offenbart den Gegenstand des Oberbegriffs der unabhängigen Ansprüche. Das Dokument US 3,940,598 offenbart ein System, umfassend ein erstes Gestell, welches ein erstes Paar von Arbeitswalzen zum Reduzieren einer Dicke eines Materials auf einen ersten festgelegten Punkt und ein zweites Gestell umfasst, welches ein zweites Paar von Arbeitswalzen zum Reduzieren der Dicke des Materials auf einen zweiten festgelegten Punkt umfasst.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System bereitzustellen, welches Temperaturdifferenzen über die Länge des Materials reduziert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Aspekte der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf ein geschlossenes Temperatur-Regelkreissystem zur Verwendung in Tandem-Walzwerken. Das geschlossene Temperatur-Regelkreissystem verwendet dynamische Informationen über die Temperatur des Materials, das sich durch das Werk bewegt, um die Arbeitswalzen anzupassen, um die Menge einer Dickenreduktion zwischen Walzgestellen anzupassen, um die Temperatur des Materials zu steuern/regeln, während es sich durch das Werk bewegt. In einer Ausführungsform ist das Regelsystem dazu eingerichtet, Temperaturdifferenzen über der Länge des Materials zu beseitigen oder zu reduzieren, während sich das Material durch Stufen eines Beschleunigens, eines Gleichgewichtszustands, und eines Abbremsens des Walzprozesses bewegt.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Regelsystem einen oder mehrere Sensoren, die kontinuierlich Daten von dem Material sammeln, während es durch das Werk gewalzt wird, und die die Daten an ein oder mehrere Steuergeräte bereitstellen, die Programme mit einer Logik zum Anweisen von einem oder mehreren Aktuatoren enthalten, die jedes Gestell anpassen, um die Arbeitswalzen derart zu positionieren, dass sie die gewünschte Reduktion der Dicke des Materials durchführen werden.
Figurenliste
Illustrative Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden unten detailliert unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben:

1 ist eine schematische Seitenansicht eines vier-hohen Tandem-Walzwerks mit zwei Gestellen gemäß bestimmter Aspekte der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine schematische Seitenansicht des vier-hohen Tandem-Walzwerks aus 1 gemäß einiger Aspekte der vorliegenden Offenbarung.
3 ist ein Satz von Graphen, die verschiedene Charakteristiken eines Metallbands zeigen, das durch ein Werk mit zwei Gestellen gewalzt wird, wie beispielsweise das Werk aus 1, gemäß einiger Aspekte der vorliegenden Offenbarung.
4 ist ein Verfahren zum Walzen eines Bands gemäß einiger Aspekte der vorliegenden Offenbarung.
5 ist ein Satz von Graphen, die eine Bandtemperatur gemäß bestimmter Aspekte der vorliegenden Offenbarung darstellen.
6 ist eine Darstellung einer Schnittstelle gemäß einiger Aspekte der vorliegenden Offenbarung.
7 ist eine exemplarische Analyse von Daten, die von einer Rolle erhalten wurden, die unter Verwendung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gewalzt worden war.

Detaillierte Beschreibung
Bestimmte Aspekte und Merkmale der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf ein Temperatur-Regelsystem zur Verwendung in Tandem-Walzwerk-Betriebsvorgängen. Das Regelsystem überwacht die Temperatur des Materials, das sich durch das Werk bewegt und stellt eine dynamische Reduktionsverschiebung (DSR) zum Regeln der Temperatur des Materials bereit. Insbesondere verwendet das System die Fähigkeit des Walzprozesses, mehr oder weniger Wärme in dem Band in jedem Gestell durch Anpassen der Menge an Dickenreduktion des Bands zu erzeugen. Indem die Menge an Dickenreduktion zwischen den Gestellen eines Werks mit mehreren Gestellen dynamisch verschoben wird, kann die während des Walzbisses erzeugte Wärme angepasst werden, um die Temperatur des Materials zu regeln, während es sich durch das Werk bewegt. Insbesondere kann die Temperatur des Materials während der Stufen der Beschleunigung, des Gleichgewichtszustands und des Abbremsens geregelt werden, so dass die Temperatur des Materials über der Länge des Materials gleichmäßiger wird.
In einem Beispiel wird in ein Verfahren zum Verwenden des offenbarten Temperatur-Regelsystems die Dicke innerhalb eines Gestells (die Dicke des Materials zwischen Gestellen) auf einen Anfangswert auf Grundlage der Austrittsdicke des Materials festgelegt. Das Werk wird dann in Betrieb genommen. Wenn das Werk seine Geschwindigkeit von null zu seiner Höchstgeschwindigkeit erhöht, erwärmen sich die Motoren und erwärmen wiederum die Arbeitswalzen und das Material. Der eine oder die mehreren Sensoren des Regelsystems erhalten die Temperatur des Materials (in einigen Ausführungsformen die Temperatur des Materials, wenn es das Werk verlässt) und senden diese Informationen an ein oder mehrere Steuergeräte. Das eine oder die mehreren Steuergeräte verarbeiten diese Daten und nahmen eine Bestimmung über die Temperatur des Materials vor und wie diese Temperatur sich zu der gewünschten Endtemperatur verhält. Wenn bestimmt wird, dass die Temperatur des Materials niedrig ist, beispielsweise wenn die Arbeitswalzen und das Material sich während der Beschleunigungsphase des Prozesses noch aufheizen, können das eine oder die mehreren Steuergerät den festgelegten Punkt der Dicke zwischen Gestellen erhöhen, was eine höhere Reduktion bei dem zweiten Gestell erfordert, so dass mehr Wärme bei dem zweiten Gestell erzeugt wird und die Endtemperatur des Materials erhöht wird. Dies erzeugt wiederum mehr Wärme und die Zieltemperatur des Materials wird schneller erreicht. Die Beschleunigung der Walze auf ihre maximale Geschwindigkeit wird als Beschleunigungsstörung des Materials bezeichnet.
Nachdem ein Teil des Materials die Zieltemperatur erreicht hat, erwärmt sich das Material weiter, bis es den maximalen Grenzwert für die Temperatur erreicht, welcher zuvor festgelegt worden ist. Das Regelsystem kann dann dazu programmiert sein, vorzugeben, für wie lange das Material an der maximalen Grenzwert-Temperatur verbleiben wird (z.B. um zusätzliche Wärme in diesem Bereich aufzubauen, der aufgrund der Beschleunigungsstörung zu Beginn des Prozesses einen Temperaturmangel aufgewiesen hatte). Nachdem diese Zeit verstrichen ist, verringert das Regelsystem den festgelegten Punkt der Dicke zwischen Gestellen, was eine geringere Dickenreduktion an dem zweiten Gestell notwendig macht, wodurch die Menge an Wärme verringert wird, die an dem zweiten Gestell erzeugt wird und die Endtemperatur des Materials verringert, bis es erneut in den Regel-Grenzwert eintritt. Wenn das Werk seine maximale Betriebsgeschwindigkeit erreicht, wird das als Gleichgewichtszustands-Bereich des Materials bezeichnet.
Sobald das Material in die Regel-Grenzwerte der Temperatur eintritt, sendet der eine oder die mehreren Sensoren Daten an das eine oder die mehreren Steuergeräte, die die Daten verarbeiten und die Dickenreduktion an dem zweiten Gestell jedes Mal erhöhen, wenn die Sensoren einen Abfall in der Endtemperatur detektieren, und die Dickenreduktion des zweiten Gestells jedes Mal verringern, wenn die Sensoren einen Anstieg in der Endtemperatur des Materials detektieren. Auf diese Weise kann die Endtemperatur des Materials derart geregelt werden, dass sie gleichförmig bleibt.
Falls gewünscht kann zusätzliches Kühlmedium durch ein Wärmeaustragmedium-System hinzugegeben werden, um das Absenken der Temperatur des Materials zu unterstützen. Beispiele von Kühlmedien können Kühlfluide wie Luft, Wasser, Öl und andere geeignete Fluide umfassen. Beispiele eines Wärmeaustragmedium-Systems können ein Fluidpumpen-System oder ein anderes geeignetes System zum Liefern von Kühlmedien umfassen. Wenn das Werk beginnt, sich zu verlangsamen, um die Materialproduktion abzuschließen, kann die zusätzliche Kühlung ausgeschaltet werden, wodurch die Temperatur während der Stufe des Abbremsens erhöht wird, um den Wärmeaustausch zu kompensieren, nachdem die Rolle von dem Dorn freigegeben worden ist und einem Kühlen bei Raumtemperatur unterzogen wird. Dies wird als die Abbrems-Störung des Materials bezeichnet.
Ein unter Verwendung der hierin beschriebenen Techniken hergestelltes Material kann eine gleichmäßigere Streckgrenze über die Länge des Materials aufweisen (z.B. einer Materialspule).
Diese illustrativen Beispiele sind dazu vorgesehen, den Leser in die allgemeinen Gegenstände einzuführen, die hier diskutiert werden, und sind nicht dazu vorgesehen, den Umfang der offenbarten Konzepte einzuschränken. Die folgenden Abschnitte beschreiben verschiedene zusätzliche Merkmale und Beispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und Richtungsbeschreibungen verwendet werden, um die illustrativen Ausführungsformen zu beschreiben, diese sollten jedoch wie die illustrativen Ausführungsformen nicht dazu verwendet werden, die vorliegende Offenbarung einzuschränken. Die in den Illustrationen enthaltenen Elemente sind nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet.
1 ist eine schematische Seitenansicht eines vier-hohen Tandem-Walzwerks 100 mit zwei Gestellen gemäß bestimmter Aspekte der vorliegenden Offenbarung. Das Werk 100 umfasst ein erstes Gestell 102 und ein zweites Gestell 104, die durch einen Abstand 106 zwischen den Gestellen getrennt sind. Ein Band 108 tritt durch das erste Gestell 102, den Raum 106 zwischen den Gestellen und das zweite Gestell 104 in der Richtung 110 hindurch. Das Band 108 kann ein Metallband sein, beispielsweise ein Aluminiumband. Wenn das Band 108 durch das erste Gestell 102 hindurchtritt, walzt das erste Gestell 102 das Band 108 auf eine kleinere Dicke. Wenn das Band 108 durch das zweite Gestell 104 hindurchtritt, walzt das zweite Gestell 104 das Band 108 auf eine noch kleinere Dicke. Der Vorwalzen-Abschnitt 112 ist der Abschnitt des Bands 108, der noch nicht durch das erste Gestell 102 hindurchgetreten ist. Der Zwischenwalzen-Abschnitt 114 ist der Abschnitt des Bands 108, der durch das erste Gestell 102 hindurchgetreten ist, jedoch noch nicht durch das zweite Gestell 104 hindurchgetreten ist. Der Nachwalzen-Abschnitt 116 ist der Abschnitt des Bands 108, der durch sowohl das erste Gestell 102 als auch das zweite Gestell 104 hindurchgetreten ist. Der Vorwalzen-Abschnitt 112 ist dicker als der Zwischenwalzen-Abschnitt 114, der dicker als der Nachwalzen-Abschnitt 116 ist.
Das erste Gestell 102 eines vier-hohen Gestells umfasst gegenüberliegende Arbeitswalzen 118, 120, durch die das Band 108 hindurchtritt. Eine Kraft 126, 128 wird auf jeweilige Arbeitswalzen 118, 120 in eine Richtung auf das Band 108 zu jeweils durch Rückhalte-Walzen 122, 124 eingewirkt. Die Kraft 126, 128 kann durch ein Abstands-Steuergerät 142 gesteuert/geregelt werden. Eine Kraft 138, 140 wird auf jeweilige Arbeitswalzen 130, 132 in eine Richtung auf das Band 108 zu jeweils durch Rückhalte-Walzen 134, 136 eingewirkt. Die Kraft 138, 140 kann durch ein Abstands-Steuergerät 144 gesteuert/geregelt werden. Die Rückhalte-Walzen stellen eine steife Abstützung für die Arbeitswalzen bereit. In alternativen Ausführungsformen wird eine Kraft direkt auf eine Arbeitswalze eingewirkt, anstelle auf die Rückhalte-Walze. In alternativen Ausführungsformen kann eine andere Anzahl von Walzen, beispielsweise von Arbeitswalzen und/oder Rückhalte-Walzen verwendet werden.
Eine Erhöhung der Kraft 126, 128, die in dem ersten Gestell 102 eingewirkt wird, führt zu einer weiteren Reduktion der Dicke des Zwischenwalzen-Abschnitts 114 des Bands 108, sowie zu einer Erhöhung der Temperatur in dem Zwischenwalzen-Abschnitt 114 des Bands 108. Eine Erhöhung der Kraft 138, 140, die in dem zweiten Gestell 104 eingewirkt wird, führt zu einer weiteren Abnahme der Dicke in dem Nachwalzen-Abschnitt 116 des Bands 108 sowie zu einer Erhöhung der Temperatur in dem Nachwalzen-Abschnitt 116 des Bands 108.
Ein Temperatursensor 148 ist dazu positioniert, die Temperatur des Nachwalzen-Abschnitts 116 des Bands 108 zu messen. Der Temperatursensor 148 kann benachbart zu dem Band 108 positioniert sein. Der Temperatursensor 148 kann ein kontaktloser Sensor sein, wie beispielsweise ein Infrarotsensor, oder jede beliebige andere Typ von Sensor.
Die Abstands-Steuergeräte 142, 144 können durch das Steuergerät 146 für dynamische Reduktionsverschiebung (DSR) gesteuert werden. Das DAR-Steuergerät 146 ist mit dem Temperatursensor 148 gekoppelt. Das DSR-Steuergerät 146 kann die erfasste Temperatur des Nachwalzen-Abschnitts 116 des Bands 108 verwenden, um den Betrag der Kraft 126, 128 anzupassen, die in dem ersten Gestell 102 eingewirkt wird, und/oder den Betrag der Kraft 138, 140, die in dem zweiten Gestell 104 eingewirkt wird. Der Temperatursensor 148 kann kontinuierlich Temperaturdaten von dem Band 108 sammeln, während es durch das Werk gewalzt wird. In einer Ausführungsform misst wenigstens ein Temperatursensor 148 die Temperatur des Bands 108, nachdem es das letzte Gestell verlässt. Der Temperatursensor 148 kommuniziert die erfassten Temperaturdaten zu einem oder mehreren Steuergeräten, wie beispielsweise dem DSR-Steuergerät 146, welches die Programmlogik zum Anweisen von einem oder mehreren Aktuatoren enthält (z.B. über die Abstands-Steuergeräte 142, 144). Das eine oder die mehreren Steuergeräte kann ein beliebiges geeignetes Steuergerät sein, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf TDC-Multiprozessor-Steuersysteme oder programmierbare Logik-Steuergeräte, die von Siemens angeboten werden.
In alternativen Ausführungsformen können mehr als zwei Gestelle verwendet werden. In alternativen Ausführungsformen kann eine beliebige Anzahl von Sensoren verwendet werden, wie beispielsweise mehrere Sensoren benachbart zu dem Nachwalzen-Abschnitt 116 oder Sensoren in dem Raum 106 zwischen den Gestellen benachbart zu dem Zwischenwalzen-Abschnitt 114.
2 ist eine schematische Seitenansicht des vier-hohen Tandem-Walzwerks 100 mit zwei Gestellen aus 1 gemäß bestimmter Aspekte der vorliegenden Offenbarung. Wie oben beschrieben kann das DSR-Steuergerät 146 Anweisungen an einen oder mehrere Aktuatoren 202, 204 bereitstellen, wie beispielsweise durch Abstands-Steuergeräte 142, 144.
Das System kann einen oder mehrere Aktuatoren für jedes Gestell umfassen, wobei jeder des einen oder der mehreren Aktuatoren dazu eingerichtet ist, die Positionierung der Arbeitswalzen bezüglich einander anzupassen, um die richtige Menge an Walzlast zu erzeugen, um die Dicke des Materials an diesem Gestell zu reduzieren. Wie in der Ausführungsform aus 2 illustriert, kann das erste Gestell 102 Aktuatoren 202 umfassen, die eine Kraft auf die Arbeitswalzen 118, 120 einwirken. Das zweite Gestell 104 kann Aktuatoren 204 umfassen, die eine Kraft auf die Arbeitswalzen 130, 132 einwirken. Jeder geeignete Aktuator kann verwendet werden, um die Arbeitswalzen einzustellen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf hydraulische Abstandszylinder, so dass die Arbeitswalzen die gewünschte Reduktion der Dicke des Materials durchführen, wie von dem einen oder den mehreren Steuergeräten angewiesen. In einer Ausführungsform versorgt ein Hochdruck-Hydrauliksystem die Zylinder, um die Walzen zu dem korrekten Abstand zu positionieren, um die gewünschte Austrittsdicke zu erhalten.
Die Temperatur des durch jedes Gestell gewalzten Materials hängt von mehreren Variablen ab. Eine dieser Variablen ist die Dickenreduktion des Materials. Insbesondere wird elektrische Energie, die die Motorantriebe versorgt, die die Arbeitswalzen zu veranlassen, sich bei einer kontrollierten Geschwindigkeit zu drehen, in den Motorantrieben in kinetische Energie umgewandelt, wo das Material durch die Arbeitswalzen hindurchtritt. Elektrische Energie wird ebenfalls in Motorantrieben in kinetische Energie umgewandelt, die die hydraulischen Pumpen antreiben, die die hydraulischen Abstandszylinder unter Druck setzen, um die Walzen gegen das Material zu drücken, um die richtige Menge an Walzlast zu erzeugen, um die Dicke des Materials (z.B. des Bands 108) auf das gewünschte Niveau zu reduzieren. Ein Teil der Energie, die verwendet wird, um die Abmessungsdicke des Materials zu ändern, wird aufgrund des Metall-Formprozesses in thermische Energie, welche in manchen Fällen, abhängig von der Temperatur des Materials, die Walzen und das Material mit thermischer Energie erwärmt, die während des Walzprozesses erzeugt wird. Wenn das Material vor dem Walzen vorerwärmt wird, kann sich das Material jedoch abkühlen, wenn die von dem Material verlorene thermische Energie diejenige übersteigt, die von der thermischen Energie hinzugewonnen wird, die während des Walzprozesses erzeugt wird. Daher können die Dicke und die thermische Energie zwischen beliebigen des Vorwalzen-Abschnitts 112, des Zwischenwalzen-Abschnitts 114 und des Nachwalzen-Abschnitts 116 verschieden sein.
Wie oben diskutiert, regelt das offenbarte Regelsystem die Temperatur entlang der Länge des Materials durch Anpassen der Reduktion der Dicke des Materials (z.B. durch Einwirken von mehr oder weniger Kraft durch die Aktuatoren 202, 204). Wie ebenfalls diskutiert, ist die Dicke des Materials nachdem sich das Material durch das System bewegt hat, eine wichtige Ausgabevariable, die präzise geregelt werden muss. Die Dicke des Materials nach jedem Durchgang durch ein Gestell kann durch das geschlossene Regelkreis-System geregelt werden, das hierin offenbart ist, um letztlich die Ziel-Austrittsdicke des Materials zu erreichen. Dickensensoren 206, 208, 210 können benachbart zu dem Vorwalzen-Abschnitt 112, dem Zwischenwalzen-Abschnitt 114 bzw. dem Nachwalzen-Abschnitt 116 des Bands 108 platziert sein. Die Dickensensoren 206, 208, 210 können mit dem DSR-Steuergerät 146 gekoppelt sein.
In einer Ausführungsform können festgelegte Punkte für die Materialdicke nach einem Durchgang durch jedes Gestell in dem Tandem-Walzwerk definiert sein, und die Anfangs-Dickenreduktion für jedes Gestell kann auf Grundlage der festgelegten Punkte für die Materialdicke bestimmt werden. Der festgelegte Punkt der Zwischengestell-Dicke bezieht sich auf die Zieldicke des Materials zwischen zwei Gestellen (z.B. die Dicke des Zwischenwalzen-Abschnitts 114 des Bands 108 nachdem es durch ein erstes Gestell 102 hindurchgetreten ist, jedoch bevor es durch das zweite Gestell 104 hindurchgetreten ist). Das DSR-Steuergerät 146 kann einen Versatz für alle festgelegten Punkte der Zwischengestell-Dicke definieren. Indem der festgelegte Zielpunkt für die Zwischengeste-Dicke geändert wird, wird die an dem ersten Gestell 102 durchzuführende Reduktion des Materials ebenfalls geändert, was mehr Wärme erzeugt, wenn die Reduktion erhöht wird, oder weniger Wärme, wenn die Reduktion verringert wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Endtemperatur des Materials zu regeln, indem die Dickenreduktion über den Gestellen variiert wird. Durch Regeln der Endtemperatur des Materials wird das Material gleichmäßigere mechanische Eigenschaften entlang seiner Länge aufweisen.
In einigen Ausführungsformen liegt ein Wärmeaustragmedium-System 212 vor. Das Wärmeaustragmedium-System 212 kann zwischen dem ersten Gestell 102 und dem zweiten Gestell 104 angeordnet sein, um Wärme aus dem Band 108 auszutragen, oder kann an einer anderen Position angeordnet sein. Das Wärmeaustragmedium-System 212 kann mit dem DSR-Steuergerät 146 gekoppelt sind und kann durch das DSR-Steuergerät gesteuert sein. Das Wärmeaustragmedium-System 212 kann ein Kühlmedium an das Band 108 liefern, wie beispielsweise ein Liefern eines Kühlfluid wie Luft, Wasser oder Öl an das Band 108, um Wärme aus dem Band 108 auszutragen. In einigen Ausführungsformen kann das Wärmeaustragmedium-System 212 einen Luftschaber, einen physischen Schaber oder eine andere geeignete Vorrichtung zum Entfernen des Kühlmediums von dem Band 108 umfassen, bevor das Band 108 in das zweite Gestell 104 eintritt.
3 ist ein Satz von Graphen, die verschiedene Charakteristiken eines Metallbands zeigen, das durch ein Werk mit zwei Gestellen gewalzt worden ist, wie beispielsweise das Werk aus 1, gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Wie oben erklärt worden ist, kann das Werk 100 drei Dickenmessungs-Vorrichtungen (z.B. Sensoren 206, 208, 210) zum Messen der Dicke des Materials (z.B. des Bands 108) umfassen. Das Werk 100 umfasst ferner ein Steuersystem (z.B. ein DSR-Steuergerät 146) mit einem Temperatursensor 148 und einem optionalen Wärmeaustragmedium-System 212, welches zwischen dem ersten Gestell 102 und dem zweiten Gestell 104 angeordnet ist. Die Graphen stellen die Charakteristiken des Metallbands dar, das während eines Beschleunigungsübergangs 330, einer Gleichgewichts-Phase 332 und eines Abbremsübergangs 334 gewalzt wird.
In einem „Austritt-Bandgeschwindigkeit“-Graph ist die Geschwindigkeit 302 des Bands 108 gezeigt, das aus dem zweiten Gestell 104 austritt. Die Geschwindigkeit 302 kann sich auf eine festgelegte Geschwindigkeit (z.B. eine Zielgeschwindigkeit) erhöhen und bei einer relativ konstanten Geschwindigkeit fortfahren. Die Geschwindigkeit 302 kann sich während des Beschleunigungsübergangs 330 erhöhen und während des Abbremsübergangs 334 abnehmen.
In einem „Eintrittsdicke“-Graph ist die Dicke 304 des Vorwalz-Abschnitts 112 des Bands 108 gezeigt. Die Dicke 304 kann durch den Sensor 206 gemessen werden. Die Zieldicke 306 ist die erwartete Dicke des Metallbands, während die Dicke 304 die tatsächlich gemessene Dicke des Metallbands ist.
In einem „Zwischengestell-Dicke“-Graph ist die Dicke 310 des Zwischenwalzen-Abschnitts 114 des Bands 108 gezeigt. Die Dicke 310 des Zwischenwalzen-Abschnitts 114 ist die Dicke des Bands 108 nachdem es durch das erste Gestell 102 gewalzt worden ist. Die Dicke 310 zeigt verschiedene Fälle, in denen das erste Gestell 102 dazu angepasst worden ist, zu ändern, wie sehr das erste Gestell 102 die Dicke des Bands 108 reduziert. Die Zwischengestell-Dicke 308 kann eine Zieldicke (z.B. ein festgelegter Punkt) für die Zwischengestell-Dicke 310 sein. Die Zwischengestell-Dicke 310 kann verwendet werden, um zu bestimmen, wie sehr das zweite Gestell 104 das Band 108 walzen sollte, um die gewünschte Austrittsdicke des Bands 108 zu erzielen. Beispielsweise wird eine größere mit dem ersten Gestell erzielte Reduktion zu einer geringeren Zwischengestell-Dicke 310 führen, die weniger Reduktion von dem zweiten Gestell erfordern würde. Die Zwischengestell-Dicke 310 kann durch den Sensor 208 gemessen werden. Die Zwischengestell-Dicke 308 kann auf einen neuen festgelegten Punkt auf Grundlage einer beliebigen Variablen festgelegten werden, wie beispielsweise der Bandtemperatur 322.
In einem „Austrittsdicke“-Graph ist die Dicke des Nachwalzen-Abschnitts 116 des Bands 108 gezeigt. Die Dicke 312 des Nachwalzen-Abschnitts 116 ist die Dicke des Bands 108 nachdem es von sowohl dem ersten Gestell 102 als auch dem zweiten Gestell 104 gewalzt worden ist. Die Dicke 312 zeigt eine relativ konstante Dicke. Die Zieldicke 314 kann ein festgelegter Punkt für die Austrittsdicke 312 sein. Die Austritts-Zieldicke 314 kann die gewünschte Enddicke des Bands 108 sein. Die Austrittsdicke 312 kann ein wenig Zeit benötigen, um die Zieldicke 314 während des Beschleunigungsübergangs 330 zu erreichen. Die Austrittsdicke 312 kann von der Zieldicke 314 während des Abbremsübergangs 334 abweichen. Die Austrittsdicke 312 kann von dem Sensor 210 gemessen werden.
In einem „Banddicke-Reduktions-%“-Graph kann eine Gesamt-Dickenreduktions-Prozentzahl 316 gezeigt sein, zusammen mit einer Dickenreduktions-Prozentzahl 318 von dem ersten Gestell 102 und einer Dickenreduktions-Prozentzahl 320 von dem zweiten Gestell 104. Wenn das erste Gestell 102 das Band 108 stärker reduziert, reduziert das zweite Gestell 104 das Band 108 weniger. Wie in 3 zu sehen ist, führt das erste Gestell die stärkere Reduktion des Bands 108 (z.B. die Reduktion des Zwischengestell-Dicke 310) über der Zeit fort, wie durch die erhöhte Dickenreduktions-Prozentzahl 318 von dem ersten Gestell 102 zu sehen ist.
Anders ausgedrückt verschiebt sich zu jedem der Zeitpunkte 336, 338, 340 und 342 die Reduktions-Prozentzahl von dem zweiten Gestell zu dem ersten Gestell, was zu einer kleineren Dickenreduktion in dem zweiten Gestell führt. Diese Verschiebung kann durch die Dickenreduktions-Prozentzahl 318 des ersten Gestells erkannt werden, die sich zu jedem der Zeitpunkt 336, 338, 340, 342 erhöht, und durch die Dickenreduktions-Prozentzahl 320 des zweiten Gestells, die zu jedem der Zeitpunkte 336, 338, 340, 342 abnimmt.
In einem „Bandtemperatur“-Graph ist die Temperatur 322 des Bands gezeigt. Die Bandtemperatur 322 kann als innerhalb eines Bereichs einer maximalen Temperatur 324 und einer minimalen Temperatur 326 verbleibend angesehen werden. Die Bandtemperatur 322 kann ebenfalls durch eine Zieltemperatur 328 festgelegt sein. Die Bandtemperatur 322 kann während des Beschleunigungsübergangs 330 langsam ansteigen und während des Abbremsübergangs 334 abnehmen. Die Bandtemperatur 322 kann durch den Temperatursensor 148 gemessen werden.
Aufgrund der DSR-Steuerung kann die Bandtemperatur 322 schnell die Zieltemperatur 328 während des Beschleunigungsübergangs 330 erreichen (z.B. durch Verschieben einer stärkeren Dickenreduktion zu dem zweiten Gestell). Zu jedem der Zeitpunkte 336, 338, 340, 342 kann das DSR-Steuergerät die Dickenreduktion von dem zweiten Gestell zu dem ersten Gestell als Reaktion darauf verschieben, dass die Bandtemperatur 322 die maximale Temperatur 423 unmittelbar vor jedem der Zeitpunkte 336, 338, 340, 342 erreicht.
Wie in 3 zu sehen ist, hat jedes Mal, wenn die Bandtemperatur 322 nahe einem Überschreiten der maximalen Temperatur 324 war, das DSR-Steuergerät 146 die Abstands-Steuergeräte 142, 144 eingestellt, um die Dickenreduktions-Prozentzahlen 318, 320 des ersten Gestells 102 und des zweiten Gestells 104 jeweils anzupassen, was dazu führt, dass sie die Bandtemperatur 322 der Zieltemperatur 328 annähert.
In den meisten Anwendungen ist die Austrittsdicke 312 des Materials (z.B. die Dicke des Materials, nachdem es durch das letzte Gestell hindurchtritt) durch einen Kunden oder eine andere dritte Partei definiert und ist daher eine fixe Variable, die sich während des Walzprozesses nicht ändert. In ähnlicher Weise ist die Eintrittsdicke 304 des Materials (z.B. die Dicke des Materials, wie es in das erste Gestell 102 eintritt) bereits bestimmt und ändert sich nicht.
4 ist ein Verfahren 400 zum Walzen eines Bands 108 gemäß bestimmter Aspekte der vorliegenden Offenbarung. Das Band wird bei dem ersten Gestell bei Block 402 gewalzt und dann bei dem zweiten Gestell bei Block 404 gewalzt. Bei Block 406 wird die Temperatur erfasst. Wenn die erfasste Temperatur zu niedrig ist, erhöht das DSR-Steuergerät die Reduktion bei Block 408. Die Reduktion kann bei Block 408 erhöht werden, indem die Reduktion des ersten Gestells oder der zweiten Gestells oder von beiden erhöht wird. In einem Beispiel kann die Reduktion bei Block 408 erhöht werden, indem die Reduktion des zweiten Gestells während des Walzens bei Block 404 erhöht wird. Wenn die erfasste Temperatur zu hoch ist, verringert das DSR-Steuergerät die Reduktion bei Block 410. Die Reduktion kann bei Block 410 durch Verringern der Reduktion des ersten Gestells oder des zweiten Gestells oder von beiden verringert werden. In einem Beispiel kann die Reduktion bei Block 410 durch Verringern der Reduktion des zweiten Gestells während des Walzens bei Block 404 verringert werden. Jede Änderung in der Reduktion bei dem zweiten Gestell kann durch Ändern der Reduktion in dem ersten Gestell durch eine annäherungsweise entgegengesetzte Menge ausgeglichen werden. Wenn beispielsweise die Reduktion in dem zweiten Gestell zu reduzieren ist, kann die Reduktion in dem ersten Gestell erhöht werden.
5 ist ein Satz von Graphen, die eine Bandtemperatur gemäß bestimmten Aspekten der vorliegenden Offenbarung darstellen. Ein „Bandtemperatur ohne DSR“-Graph stellt eine Bandtemperatur 502 verglichen mit einer Zieltemperatur 504 dar, wenn das DSR-Steuergerät die Reduktion des ersten Gestells und zweiten Gestells nicht steuert/regelt. Der „Bandtemperatur mit DSR“-Graph stellt die Bandtemperatur 506 verglichen mit der Zieltemperatur 504 dar, wenn das DSR-Steuergerät die Reduktion des ersten Gestells, zweiten Gestells oder von beiden steuert/regelt.
Wie in 5 zu sehen kann ohne DSR-Steuerung die Bandtemperatur 502 länger benötigen, um die gewünschte Zieltemperatur 504 zu erreichen und kann die Zieltemperatur 504 übersteigen. Im Gegensatz hierzu kann, wenn DSR-Steuerung verwendet wird, die Bandtemperatur 502 die Zieltemperatur 504 schneller erreichen und eine näherungsweise Zieltemperatur 504 beibehalten.
6 ist eine Darstellung einer Schnittstelle 600 gemäß einiger Aspekte der vorliegenden Offenbarung. Die Schnittstelle 600 kann verwendet werden, um ein DSR-Steuergerät zu steuern, wie beispielsweise das DSR-Steuergerät 146 des Walzwerks 100 aus 1. Die Schnittstelle 600 zeigt den Temperatur-Regelkreis, die Geschwindigkeitsreduktion, den Band-Kühlstrom und DSR, indem der minimale und maximale Reduktions-Änderungsbereich gezeigt wird.
Eine tatsächliche Temperatur 602 kann durch einen Sensor (z.B. den Sensor 148) gemessen und in der Schnittstelle 600 angezeigt werden. Eine maximale Temperatur 604 und eine minimale Temperatur 606 können festgelegt werden. Ein Temperaturziel 608 kann festgelegt oder berechnet werden, beispielsweise auf Grundlage der maximalen Temperatur 604 und der minimalen Temperatur 606. Alternativ können eine maximale Temperatur 604 und eine minimale Temperatur 606 auf Grundlage des Temperaturziels 608 berechnet werden.
Die Steuerung/Regelung 610 kann verwendet werden, um eine Temperaturkompensation durch Anpassen der Geschwindigkeit des Bands ein- oder auszuschalten. Die Änderung der Geschwindigkeit pro Änderung der Temperatur 612 kann festgelegt werden, einschließlich einer Geschwindigkeits-Zunahmeeinstellung 614 und einer Geschwindigkeits-Abnahmeeinstellung 616. Die Geschwindigkeits-Zunahmeeinstellung 614 kann eine maximale und minimale Menge umfassen, um die die Geschwindigkeit erhöht werden kann. Die Geschwindigkeits-Abnahmeeinstellung 616 kann eine maximale und minimale Menge umfassen, um die die Geschwindigkeit verringert werden kann. Die Geschwindigkeits-Rampensteuerungen 618, 620 können verwendet werden, um einzustellen, wie schnell die Änderung der Geschwindigkeit des Bands bewirkt wird (z.B. Menge der Beschleunigung), wenn die Geschwindigkeit des Bands geändert wird. Der Geschwindigkeits-Änderungswert 622 kann gezeigt werden.
Die Steuerung/Regelung 624 kann verwendet werden, um eine Temperaturkompensation durch ein Einwirken von Kühlmedium einzuschalten oder auszuschalten (z.B. durch Kühlventile eines Fluid-Einspritzelements). Die Steuerung/Regelung 626 zeigt die Verwendung der Kühlventile an (z.B. kann eine größere Anzahl mehr Kühlung bereitstellen).
Die Steuerung/Regelung 628 kann verwendet werden, um eine Temperaturkompensation einzuschalten oder auszuschalten, indem die Reduktionsmenge angepasst wird, die das Band durchläuft. Positive Reduktionseinstellungen 630 und negative Reduktionseinstellungen 632 können festgelegt werden. Positive Reduktionseinstellungen 630 können eine maximale und minimale Reduktionsmenge in die positive Richtung (z.B. mehr Reduktion) umfassen, und negative Reduktionseinstellungen 632 können eine minimale und maximale Reduktionsmenge in die negative Richtung (z.B. weniger Reduktion) umfassen. Die Steuerung/Regelung 634 zeigt die tatsächliche Prozentzahl der Reduktion an, die durch das System festgelegt ist.
Die Schnittstelle 600 kann Anzeiger 636 umfassen, um einem Benutzer eine Rückmeldung bereitzustellen. Beispielsweise kann eine „L2 angefordert“-Anzeige bedeuten, dass ein anderes Walzensystem anfordert, dass das DSR-System verwendet wird. In einem weiteren Beispiel kann eine „Regelung eingeschaltet“-Anzeige bedeuten, dass das Temperatur-Regelsystem eingeschaltet ist (z.B. bereit ist, Anpassungen vorzunehmen), und eine „Regelung aktiv“-Anzeige kann bedeuten, dass das Temperatur-Regelsystem aktiv ist (z.B. momentan Anpassungen vornimmt). Weitere Anzeiger können ebenfalls verwendet werden.
Die letzte Bandtemperatur 638 und die letzte Spulentemperatur 640 können angezeigt werden. Die letzte Spulentemperatur 640 kann die Temperatur der resultierenden Spule sein, die von dem Band 108 abgewickelt wird, nachdem es gewalzt worden ist. Ein Korrekturfaktor 626 kann angezeigt werden. Der Korrekturfaktor 626 kann ein Faktor sein, der auf die Bandtemperatur 638, die Spulentemperatur 640 oder beide angewendet werden kann, um verschiedene Varianzen zu korrigieren.
Die Steuerungen/Regelungen 644 können verwendet werden, um die Temperaturregelung einzuschalten oder auszuschalten.
7 zeigt eine Analyse 700 von Daten, welche die DSR-Hauptsignale und Beschleunigungs- und Abbremsübergänge, den Gleichgewichtszustand und eine allgemeine Regelungsstrategie gemäß einer Ausführungsform zeigen.
Indem Temperaturdifferenzen über die Länge des Materials während des Walzprozesses verringert oder eliminiert werden, wird die Effizienz der stromabwärtigen Prozesse verbessert, was Kosten verringert. Zudem erlaubt das System eine robuste Temperaturregelung für jeden instabilen Zustand des Walzwerks (beispielsweise wenn die Liniengeschwindigkeit aufgrund von Vibrationen oder Oberflächendefekten abfallen muss). Zudem erlaubt das Verwenden der offenbarten Regelungssysteme eine in-situ-Wärmebehandlung von bestimmten Produkten, welche zusätzliche Kosten zum Betreiben eines Ofens und für Medien für eine inerte Atmosphäre innerhalb des Ofens, wie beispielsweise Stickstoff, eliminiert.
Indem eine Regelungsschleife wie offenbart verwendet wird, kann das Material die gewünschte Temperatur während der Beschleunigungsstufe schneller erreichen, und die Temperatur kann während der Gleichgewichts- und Abbremsstufen geregelt werden, was ein Produkt liefert, das zu einer überlegenen Leistungsfähigkeit in der Lage ist. Insbesondere weist ein gewalztes Material, dessen Temperatur während des Walzprozesses im Wesentlichen beibehalten wird, gleichbleibende mechanische Eigenschaften über der Länge des fertiggestellten Materials auf. Im Gegensatz hierzu weist ein gewalztes Material, dessen Temperatur entlang seiner Länge fluktuiert hat, oft ein erstes Ende und ein zweites Ende mit mechanischen Eigenschaften auf, die verschieden von den Bereichen zwischen den beiden Enden sind. Die mechanischen Eigenschaften eines Materials, bei dem das offenbarte DSR-Steuergerät verwendet wird, kann zu einem Material führen, das robuster ist und das gleichförmigere mechanische Eigenschaften über seine gesamte Länge aufweist, verglichen mit einem Material, bei dem ein DSR-Steuergerät nicht verwendet wird.
Das offenbarte Regelungssystem kann in einem Tandem-Walzwerk von jeder geeigneten Konfiguration verwendet, einschließlich sowohl Kalt- als auch Heiß-Walzwerke.
Verschiedene Anordnungen der in den Zeichnungen gezeigten oder oben beschriebenen Komponenten sowie nicht gezeigte oder beschriebene Komponenten und Schritte sind möglich. In ähnlicher Weise sind einige Merkmale und Unterkombinationen nützlich und können ohne Bezugnahme auf andere Merkmale und Subkombinationen eingesetzt werden. Ausführungsformen der Erfindung sind für illustrative und nicht für einschränkende Zwecke beschrieben worden und alternative Ausführungsformen werden dem Leser dieses Patents deutlich werden. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen oder in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Ausführungsformen und Modifikationen können vorgenommen werden, ohne dass vom Umfang der untenstehenden Ansprüche abgewichen wird.
Wie unten verwendet, soll jede Bezugnahme auf eine Reihe von Beispielen als eine Bezugnahme auf jedes dieser Beispiele in disjunktiver Weise verstanden werden (z.B. „Beispiele 1-4“ soll als „Beispiele 1, 2, 3 oder 4“ verstanden werden).
Beispiel 1 ist ein System, umfassend ein erstes Gestell, umfassend ein erstes Paar von Arbeitswalzen zum Reduzieren einer Dicke eines Materials auf einen ersten festgelegten Punkt; ein zweites Gestell, umfassend ein zweites Paar von Arbeitswalzen zum Reduzieren der Dicke des Materials auf einen zweiten festgelegten Punkt; und ein Steuergerät, welches mit einem Temperatursensor, dem ersten Gestell und dem zweiten Gestell gekoppelt ist, um wenigstens einen aus dem ersten festgelegten Punkt und dem zweiten festgelegten Punkt auf Grundlage einer Temperatur des Materials anzupassen, mit der es aus dem zweiten Gestell austritt.
Beispiel 2 ist das System aus Beispiel 1, ferner umfassend einen Sensor, welcher dazu positioniert ist, die Temperatur des Materials zu messen, wenn es aus dem zweiten Gestell austritt.
Beispiel 3 ist des System aus Beispiel 1 oder 2, ferner umfassend wenigstens einen ersten Aktuator, welcher mit dem ersten Paar von Arbeitswalzen zum Anpassen einer Positionierung des ersten Paars von Arbeitswalzen gekoppelt ist; und wenigstens einen zweiten Aktuator, welcher mit dem zweiten Paar von Arbeitswalzen zum Anpassen einer Positionierung des zweiten Paars von Arbeitswalzen gekoppelt ist, wobei das Steuergerät mit dem ersten Aktuator und dem zweiten Aktuator zum Steuern/Regeln der Positionierung des ersten Paars von Arbeitswalzen und der Positionierung des zweiten Paars von Arbeitswalzen auf Grundlage der Temperatur des Materials, wenn es das zweite Gestell verlässt, gekoppelt ist.
Beispiel 4 ist das System aus den Beispielen 1-3, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, den zweiten festgelegten Punkt zu erhöhen, um die Temperatur des Materials anzuheben, wenn es aus dem zweiten Gestell austritt, und den zweiten festgelegten Punkt zu verringern, um die Temperatur des Materials zu senken, wenn es aus dem zweiten Gestell austritt.
Beispiel 5 ist das System aus den Beispielen 1-4, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, die Temperatur des Materials entlang einer Länge des Materials im Wesentlichen konstant zu halten, wenn es aus dem zweiten Gestell austritt.
Beispiel 6 ist das System aus den Beispielen 1-5, ferner umfassend ein Wärmeaustragmedium-System, welches zwischen dem ersten Gestell und dem zweiten Gestell zum Bereitstellen von Kühlmedium zu dem Material positioniert ist.
Beispiel 7 ist das System aus den Beispielen 1-6, wobei der erste festgelegte Punkt und der zweite festgelegte Punkt voneinander versetzt sind, und wobei die Regelungsschleife den ersten festgelegten Punkt und den Versatz anpasst.
Beispiel 8 ist das System aus den Beispielen 1-7, ferner umfassend wenigstens ein Dicken-Messelement zum Messen der Dicke des Materials zwischen dem ersten Gestell und dem zweiten Gestell.
Beispiel 9 ist ein Verfahren, umfassend: ein Walzen eines Materials auf eine Zwischengestell-Dicke durch ein erstes Gestell, ein Walzen des Materials auf eine zweite Dicke durch ein zweites Gestell; ein Messen einer Austrittstemperatur des Materials, wenn es aus dem zweiten Gestell austritt; und ein Regeln der Temperatur auf Grundlage der gemessenen Austrittstemperatur und einer Zieltemperatur, wobei das Regeln der Austrittstemperatur ein Anpassen des ersten Gestells oder des zweiten Gestells umfasst.
Beispiel 10 ist das Verfahren aus Beispiel 9, wobei das Regeln der Austrittstemperatur ein Erhöhen der Zwischengestell-Dicke umfasst, wenn die gemessene Austrittstemperatur unterhalb der Zieltemperatur liegt; und ein Verringern der Zwischengestell-Dicke, wenn die gemessene Austrittstemperatur oberhalb der Zieltemperatur liegt.
Beispiel 11 ist das Verfahren aus den Beispielen 9 oder 10, wobei das Regeln der Austrittstemperatur ein Durchführen von wenigstens einem aus einem Anpassen des ersten Aktuators des ersten Gestells um eine erste Menge auf Grundlage der gemessenen Austrittstemperatur und einem Anpassen eines zweiten Aktuators des zweiten Gestells auf Grundlage der ersten Menge umfasst, wobei der zweite Aktuator mehr Kraft auf das Material einwirkt, wenn die gemessene Austrittstemperatur unterhalb der Zieltemperatur liegt, und wobei der zweite Aktuator weniger Kraft auf das Material einwirkt, wenn die gemessene Austrittstemperatur oberhalb der Zieltemperatur liegt.
Beispiel 12 ist das Verfahren aus den Beispielen 9-11, ferner umfassend ein Bereitstellen von Kühlmedium zu dem Material durch ein Wärmeaustragmedium-System, welches zwischen dem ersten Gestell und dem zweiten Gestell positioniert ist.
Beispiel 13 ist das Verfahren aus den Beispielen 9-12, ferner umfassend ein Erhöhen der Zwischengestell-Dicke, wenn das Walzwerk in einem Beschleunigungsübergang ist.
Beispiel 14 ist das Verfahren aus den Beispielen 9-13, wobei das Regeln der Austrittstemperatur die Temperatur des Materials über einer Länge des Materials im Wesentlichen konstant hält.
Beispiel 15 ist ein System, umfassend einen ersten Aktuator zum Einwirken einer ersten Kraft auf einen ersten Satz von Arbeitswalzen eines ersten Gestells, wobei die erste Kraft von dem ersten Aktuator dazu verwendbar ist, die Dicke eines Materials um einen ersten Betrag zu reduzieren, das durch das erste Gestell hindurchtritt; einen zweiten Aktuator zum Einwirken einer zweiten Kraft auf einen zweiten Satz von Arbeitswalzen eines zweiten Gestells, wobei die zweite Kraft von dem zweiten Aktuator dazu verwendbar ist, die Dicke des Materials um einen zweiten Betrag zu reduzieren, das durch das zweite Gestell hindurchtritt; wenigstens einen Sensor zum Messen einer Austrittstemperatur des Materials, wenn das Material aus dem zweiten Gestell austritt; und ein Steuergerät, das mit dem wenigstens einen Sensor gekoppelt ist,um eine gemessene Temperatur zu erhalten, wobei das Steuergerät mit dem ersten Aktuator und dem zweiten Aktuator zum Anpassen der ersten Kraft, die von dem erste Aktuator eingewirkt wird, und der zweiten Kraft, die von dem zweiten Aktuator eingewirkt wird, gekoppelt ist, auf Grundlage der gemessenen Temperatur, um die gemessene Temperatur zu regeln.
Beispiel 16 ist das System aus Beispiel 15, wobei das Steuergerät einen Speicher zum Speichern einer Zieltemperatur umfasst, wobei das Steuergerät die durch den ersten Aktuator eingewirkte erste Kraft und die durch den zweiten Aktuator eingewirkte zweite Kraft anpasst, um die gemessene Temperatur nahe der Zieltemperatur zu halten.
Beispiel 17 ist das System aus den Beispielen 15 oder 16, wobei das Steuergerät einen Speicher zum Speichern einer maximalen Temperatur und einer minimalen Temperatur umfasst, wobei das Steuergerät die von dem ersten Aktuator eingewirkte erste Kraft und die von dem zweiten Aktuator eingewirkte zweite Kraft anpasst, um die gemessene Temperatur oberhalb der minimalen Temperatur und unterhalb der maximalen Temperatur zu halten.
Beispiel 18 ist das System aus den Beispielen 15-17, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, die von dem ersten Aktuator eingewirkte erste Kraft anzupassen, um eine Zwischengestell-Dicke des Materials zu ändern, und die von dem zweiten Aktuator eingewirkte zweite Kraft anzupassen, um eine Nachgestell-Dicke des Materials beizubehalten.
Beispiel 19 ist das System aus den Beispielen 15-18, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, die Austrittstemperatur durch Erhöhen der durch den ersten Aktuator eingewirkten ersten Kraft und durch Verringern der von dem zweiten Aktuator eingewirkten zweiten Kraft zu verringern.
Beispiel 20 ist das System aus den Beispielen 15-19, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, die Austrittstemperatur durch Verringern der von dem ersten Aktuator eingewirkten ersten Kraft und durch Erhöhen der von dem zweiten Aktuator eingewirkten zweiten Kraft zu erhöhen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2013220471 A [0006]
US 3940598 [0006]

Claims

System, umfassend: ein erstes Gestell (102), umfassend ein erstes Paar von Arbeitswalzen (118, 120) zum Reduzieren einer Dicke eines Materials auf einen ersten festgelegten Punkt; ein zweites Gestell (104), umfassend ein zweites Paar von Arbeitswalzen (130, 132) zum Reduzieren der Dicke des Materials auf einen zweiten festgelegten Punkt; einen Temperatursensor (148), welcher dazu positioniert ist, die Temperatur des Materials zu messen, wenn es aus dem zweiten Gestell (104) austritt, gekennzeichnet durch ein Steuergerät (146), welches mit dem Temperatursensor (148), dem ersten Gestell (102) und dem zweiten Gestell (104) gekoppelt ist, um wenigstens einen aus dem ersten festgelegten Punkt und dem zweiten festgelegten Punkt auf Grundlage der von dem Temperatursensor (148) gemessenen Temperatur des Materials anzupassen, mit der es aus dem zweiten Gestell (104) austritt.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend: wenigstens einen ersten Aktuator (202), welcher mit dem ersten Paar von Arbeitswalzen (118, 120) zum Anpassen einer Positionierung des ersten Paars von Arbeitswalzen (118, 120) gekoppelt ist; und wenigstens einen zweiten Aktuator (204), welcher mit dem zweiten Paar von Arbeitswalzen (130, 132) zum Anpassen einer Positionierung des zweiten Paars von Arbeitswalzen (130, 132) gekoppelt ist, wobei das Steuergerät (146) mit dem ersten Aktuator (202) und dem zweiten Aktuator (204) zum Steuern/Regeln der Positionierung des ersten Paars von Arbeitswalzen (118, 120) und der Positionierung des zweiten Paars von Arbeitswalzen (130, 132) auf Grundlage der Temperatur des Materials, wenn es das zweite Gestell (104) verlässt, gekoppelt ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuergerät (146) dazu eingerichtet ist, den zweiten festgelegten Punkt zu erhöhen, um die Temperatur des Materials anzuheben, wenn es aus dem zweiten Gestell (104) austritt, und den zweiten festgelegten Punkt zu verringern, um die Temperatur des Materials zu senken, wenn es aus dem zweiten Gestell (104) austritt; und/oder wobei das Steuergerät (146) dazu eingerichtet ist, die Temperatur des Materials entlang einer Länge des Materials im Wesentlichen konstant zu halten, wenn es aus dem zweiten Gestell (104) austritt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Wärmeaustragmedium-System, welches zwischen dem ersten Gestell (102) und dem zweiten Gestell (104) zum Bereitstellen von Kühlmedium zu dem Material positioniert ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste festgelegte Punkt und der zweite festgelegte Punkt voneinander versetzt sind, und wobei eine Regelungsschleife den ersten festgelegten Punkt und den Versatz anpasst.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend wenigstens ein Dicken-Messelement zum Messen der Dicke des Materials zwischen dem ersten Gestell (102) und dem zweiten Gestell (104).
System nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen ersten Aktuator (202) zum Einwirken einer ersten Kraft auf das erste Paar von Arbeitswalzen des ersten Gestells (102), wobei die erste Kraft von dem ersten Aktuator (202) dazu verwendbar ist, die Dicke des Materials um einen ersten Betrag zu reduzieren, welches durch das erste Gestell (102) hindurchtritt; einen zweiten Aktuator (204) zum Einwirken einer zweiten Kraft auf das zweite Paar von Arbeitswalzen des zweiten Gestells (104), wobei die zweite Kraft von dem zweiten Aktuator (204) dazu verwendbar ist, die Dicke des Materials um einen zweiten Betrag zu reduzieren, welches durch das zweite Gestell (104) hindurchtritt; wobei das Steuergerät (146) mit dem ersten Aktuator (202) und dem zweiten Aktuator (204) zum Anpassen der ersten Kraft, die von dem ersten Aktuator (202) eingewirkt wird, und der zweiten Kraft, die von dem zweiten Aktuator (204) eingewirkt wird, gekoppelt ist, auf Grundlage der gemessenen Temperatur, um die gemessene Temperatur zu regeln.
System nach Anspruch 7, wobei das Steuergerät (146) einen Speicher zum Speichern einer Zieltemperatur umfasst, wobei das Steuergerät (146) die durch den ersten Aktuator (202) eingewirkte erste Kraft und die durch den zweiten Aktuator (204) eingewirkte zweite Kraft anpasst, um die gemessene Temperatur nahe der Zieltemperatur zu halten.
System nach Anspruch 7, wobei das Steuergerät (146) einen Speicher zum Speichern einer maximalen Temperatur und einer minimalen Temperatur umfasst, wobei das Steuergerät (146) die von dem ersten Aktuator (202) eingewirkte erste Kraft und die von dem zweiten Aktuator (204) eingewirkte zweite Kraft anpasst, um die gemessene Temperatur oberhalb der minimalen Temperatur und unterhalb der maximalen Temperatur zu halten.
System nach Anspruch 7, wobei das Steuergerät (146) dazu eingerichtet ist, die von dem ersten Aktuator (202) eingewirkte erste Kraft anzupassen, um eine Zwischengestell-Dicke des Materials zu ändern, und die von dem zweiten Aktuator (204) eingewirkte zweite Kraft anzupassen, um eine Nachgestell-Dicke des Materials beizubehalten.
System nach Anspruch 7, wobei das Steuergerät (146) dazu eingerichtet ist, die Austrittstemperatur durch Erhöhen der durch den ersten Aktuator (202) eingewirkten ersten Kraft und durch Verringern der von dem zweiten Aktuator (204) eingewirkten zweiten Kraft zu verringern.
System nach Anspruch 7, wobei das Steuergerät (146) dazu eingerichtet ist, die Austrittstemperatur durch Verringern der von dem ersten Aktuator (202) eingewirkten ersten Kraft und durch Erhöhen der von dem zweiten Aktuator (204) eingewirkten zweiten Kraft zu erhöhen.