DE3490758C3

DE3490758C3 - Verfahren zum Steuern der Bundbildungstemperatur beim Warmwalzen

Info

Publication number: DE3490758C3
Application number: DE3490758A
Authority: DE
Inventors: Akinobu Ogasawara; Yuzo Ohshima; Rikichi Kubo; Toshihiko Kawahara; Seinji Konishi
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1984-08-29
Filing date: 1984-08-29
Publication date: 1995-08-03
Anticipated expiration: 2004-08-30
Also published as: KR910010145B1; DE3490758T1; WO1986001440A1; KR870700419A; DE3490758C2

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum Steuern der Bundbildungstemperatur, das die Steuerung der Kühlgeschwindigkeit und der Temperaturmustersteuerung in Längsrichtung eines Bandes beim Kühlverfahren des Warmwalzens verwirklicht.

Die Bundbildungstemperatur nach dem Fertigwalzen beim Warmwalzen beeinflußt den Qualitätsgrad eines Bandes, insbesondere die mechanische Festigkeit und die Umformbarkeit beträchtlich, so daß die sogenannte Bundbildungstemperatursteuerung wesentlich ist. Ferner beeinflussen auch die sogenannte Kühlgeschwindigkeit und das Temperaturmuster in Längsrichtung des Bandes bei den Zwischenprozessen der Bandkühlung von der Austrittsseite eines Fertigwalzgerüstes zu der Bundbildungsanlage ebenfalls die Qualität der warmgewalzten Erzeugnisse, so daß es erforderlich ist, eine Kühlgeschwindigkeitssteuerung bei dem Kühlverfahren des Warmwalzens durchzuführen und den Sollwert der Bundbildungstemperatur in Längsrichtung des Bandes derart zu ändern, daß die mechanischen Eigenschaften über die Gesamtlänge des Bandes nach dem Aufwickeln des Bandes gleichbleibend werden.

Es ist jedoch schwierig, Thermometer für jeden Abschnitt gegebenenfalls für die Steuerung der Kühlgeschwindigkeit einzubauen, was auf die physikalische Auslegung einer Kühleinrichtung auf einem Auslaufgang, die Schwierigkeiten der Meßumgebung für Thermometer und auf weitere Schwierigkeiten zurückzuführen ist. Zusätzlich war es bisher unmöglich, quantitativ ein Verfahren zum Ändern der Bundbildungstemperatur in Längsrichtung eines Bandes im Hinblick auf die unterschiedlichen Abmessungen des Stahls durchzuführen.

Vorschläge auf diesem Gebiet umfassen "Verfahren zum Steuern der Bundbildungstemperatur bei warmgewalztem Stahl" in der geprüften japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 15 202/1983, sowie "Verfahren zum Steuern der Bundbildungstemperatur bei warmgewalzten Stahl" in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2370/1978 (JP-OS 53-2370).

Beim erstgenannten Verfahren wird der Kühlprozeß in Abschnitte mit gleichen Intervallen unterteilt und die Anzahl der erforderlichen Kühlabschnitte, die für eine vorbestimmte Bundbildungstemperatur notwendig ist, wird auf der Basis der Beschleunigungs- und Verzögerungsraten einer Walzmaschine bestimmt. Da bei diesem Verfahren die Kühlgeschwindigkeit durch die vorbestimmten Beschleunigungs- und Verzögerungsraten kompensiert wird, führt eine Korrektur, wie das Eingreifen einer Bedienungsperson, direkt zu einem Fehler. Da zusätzlich im Hinblick auf die Kühlgeschwindigkeit der Temperaturgradient am Auslaufgang auf der Basis der geschätzten Steuermusterart beeinflußt wird, ergeben sich Schwierigkeiten bei der Bewertung der Kühlgeschwindigkeit.

Beim letztgenannten Verfahren andererseits wird eine Optimalwertsteuerung beschrieben, die folgende Schritte aufweist: selektives Bestimmen der Anzahl der laminaren Spritzdüsen, die Wasser ausgeben, auf der Basis der Koeffizienten der Wärmeleitfähigkeit und der Solltemperatur für das Austrittsende eines betreffenden Abschnitts, die nach Maßgabe der Kühlgeschwindigkeit jedes Abschnitts, der Geschwindigkeit des Bandes und der Solltemperatur am Austrittsende eines vorhergehenden Abschnitts bestimmt wird; Ermitteln der Austrittsendtemperatur für jeden Abschnitt gemäß Modellformeln unter Verwendung der Koeffizienten der Wärmeleitfähigkeit auf der Basis der tatsächlichen Resultate des Verfahrens einschließlich jener der Banddicke, der Bandgeschwindigkeit und der selektiv bestimmten Anzahl von laminaren Spritzdüsen; und Korrigieren des Parameters der Modellformeln, wenn ein Fehler in Relation zu den tatsächlichen Ergebnissen der Temperatur auftritt. Da jedoch viele Parameter im Hinblick auf die Bandtemperatur nicht linear sind, ergeben sich Schwierigkeiten bei der Genauigkeit der Abschätzung und der Korrekturgeschwindigkeit der Parameter.

Im Zusammenhang mit dem Temperaturmuster in der Längsrichtung des Bandes ist ein Verfahren bereitgestellt worden, bei dem die vorderen und hinteren Teile des Bandes in üblicher Weise abgetastet wurden und bei dem Wasser nur auf spezielle Abschnitte nur dann ausgegeben wird, wenn die vorderen und hinteren Teile den Auslaufgang passieren. Bei diesen vorstehenden Verfahren jedoch ist es schwierig, eine Beurteilung betreffend die Wertung der Qualitätssteuerung und der Steuerung bezüglich der Kühlgeschwindigkeit zu treffen. Im Hinblick auf das Temperaturmuster in Längsrichtung des Bandes ist es ebenfalls schwierig, die Temperaturen der vorderen und hinteren Abschnitte des Bandes auf ein gewünschtes Muster in Relation zu dem Mittelabschnitt bei unterschiedlichen Abmessungen des Stahls einzustellen.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern der Bundbildungstemperatur der eingangs genannten Art (JP-OS 53-2370) bereitzustellen, das fähig ist, mit guter Genauigkeit die Bundbildungstemperatur im Kühlverfahren beim Warmwalzen und das Kühlverfahren zu steuern.

Hierzu wird die Temperatur des Bandes an Stellen, an denen der Einbau von Thermometern wegen der Auslegung und Umgebung unmöglich ist, durch einen Beobachter für jeden Kühlabschnitt geschätzt, so daß man eine Schätzsteuerung und eine Prozeßsteuerung mit hoher Genauigkeit bewirken kann. Auch erhält man ein gewünschtes Muster der Bandtemperatur in Längsrichtung durch Vorgabe eines Sollwertes für die Temperatur gegebenenfalls, indem beliebig ein Sollwert für die Temperatur jedes Kühlabschnitts eingestellt wird, der zuvor in Abhängigkeit von den Anlagenbedingungen, den Betriebsbedingungen, usw. ermittelt worden ist, und indem der Sollwert für jeden Kühlabschnitt nachfolgend in Abhängigkeit von der Bewegung des Bandes geändert wird.

Das Verfahren nach der Erfindung ist wie vorstehend angegeben ausgelegt und beschrieben. Daher erhält man die folgenden drei Vorteile:

(1) Wenn ein Fehler bzw. eine Abweichung zwischen dem geschätzten Temperaturwert für den Endabschnitt und den tatsächlich erhaltenen Ergebnissen auftritt, wird der geschätzte Temperaturwert für jeden Abschnitt sofort durch die tatsächliche Temperaturergebniskompensation korrigiert, so daß man ein schnelles Regelansprechen erhält und die Genauigkeit der Bundbildungstemperatur in beträchtlichem Maße verbessert werden kann.

(2) Da ein geschätzter Wert der Temperatur für jeden Kühlabschnitt als ein Absolutwert jedesmal dann bestimmt wird, wenn sich das Band um eine vorbestimmte Länge weiterbewegt, wird es möglich, die Temperatur an jeder Stelle des Auslaufgangs genau abzuschätzen. Da es somit möglich ist, die Temperatur an Stellen zu schätzen, an denen Thermometer wegen der Anlagenauslegung und der Umgebung nicht installiert werden können, wird es möglich, Abschätzungen der Qualitätssteuerung und der Steuerung bezüglich der Kühlgeschwindigkeit vorzunehmen. Zusätzlich kann die Steuerung der Kühlgeschwindigkeit mit hoher Genauigkeit bewirkt werden.

(3) Da der Temperatursollwert für jeden Abschnitt im voraus durch die vorbestimmte Ermittlung unter Berücksichtigung der Kapazität der Anlage, der Betriebsbedingungen, der Stahlsorte, der Größe desselben usw. aufgefunden wird, ist es möglich, mit guter Genauigkeit die Temperaturmusterregelung in Längsrichtung des Bandes zu bewirken.

Dank der vorstehend angegebenen verschiedenen Vorteile wird es möglich, mit hoher Genauigkeit die Bundbildungstemperatur zu regeln, durch die die Qualität des Materials stark beeinflußt wird und zugleich ist es möglich, Erzeugnisse nach Maßgabe jeder Qualitätsart durch die Steuerung der Kühlgeschwindigkeit gesondert herzustellen und Bänder herzustellen, die eine gleichförmige Materialqualiät durch die Temperaturmustersteuerung in Längsrichtung des Bandes haben. Die Erfindung ermöglicht also extrem bedeutungsvolle wirtschaftliche Vorteile einschließlich der Verbesserung der Ausbeute durch die Verminderung der Anzahl von ungeeigneten Erzeugnissen und die Herstellung von qualitativ hochwertigen Erzeugnissen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht zur Verdeutlichung des Kühlverfahrens des gewalzten Stahles vom Austrittsende des Fertigwalzgerüstes zu einer Auflaufhaspel und zur Erläuterung eines Verfahrens zum Steuern der Bundbildungstemperatur gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ein Blockdiagramm zur Verdeutlichung der Auslegungsform der Bundbildungstemperatursteuerung nach der Erfindung,

Fig. 3 eine schematische Ansicht der Listen zur Verdeutlichung der Position der Speicherdaten, die bei der Erfindung verwendet werden,

Fig. 4 ein Blockdiagramm der Steuerung nach der Erfindung zur Verdeutlichung von Einzelheiten der Auslegungform nach Fig. 2, und

Fig. 5 ein Diagramm zur Verdeutlichung eines Beispiels der bei der Anwendung der Erfindung erhaltenen Vorteile.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Zur leichteren Erklärung werden die geometrischen Gegebenheiten des Verfahrens entsprechend Fig. 1 verdeutlicht. In anderen Worten wird der Abschnitt der Kühlzone zwischen einer Fertigwalzgerüstaustrittsendtemperatur FT und einer Bundbildungseinrichtungstemperatur CT in gleiche Längsstücke L₀ unabhängig von der Unterscheidung eines Wasserkühlbereiches und eines Luftkühlbereiches unterteilt und jeder Abschnitt ausgehend von der Seite der Fertigwalzgerüstaustrittsendtemperatur FT wird mit No. 1, No. 2, . . ., No.i bezeichnet, der am weitesten stromab liegende Abschnitt wird als No.n bezeichnet.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel umfaßt die Wasserkühlzone 21 Abschnitte, während die Luftkühlzone 6 Abschnitte umfaßt. Ferner bezeichnet das Bezugszeichen F in Fig. 1 ein Fertigwalzgerüst, während MT sich auf ein Mittelthermometer bezieht.

Fig. 2 zeigt eine Gesamtauslegung des Steuerverfahrens nach der Erfindung. Ein Steuerblock zur Verdeutlichung desselben wird durch grobe Angabe der Funktionen in vier Teile unterteilt, d. h. eine Bandfestlängenmikroabtastfunktion A, eine Beobachtungsfunktion B, eine Optimiersteuerungsfunktion C und eine Istwertverarbeitungsfunktion D.

(1) Die Bandabschnittfestlängenmikroabtastfunktion A

Bei dieser Funktion wird der Bewegungsabstand des Bandes durch Integration der Bandgeschwindigkeit ermittelt und es erfolgt jedesmal eine Datenübertragung, wenn sich das Band um einen Längsabschnitt L₀ weiterbewegt, wobei das Fertigwalzgerüstaustrittsthermometer FT als Ausgangspunkt dient. Die zu übertragenden Daten umfassen Arbeitsanweisungsdaten, Arbeitsbedingungen usw., die für jede Dicke H des Bands und jedes Walzgut vorgegeben sind.

(2) Beobachtungsfunktion B

Die Austrittsendtemperatur T_i für jeden Abschnitt wird aus der Gleichung (1) unter Verwendung der Arbeitsanweisungsdaten, der Bandabschnittsdicke, der Bandgeschwindigkeit, der Kühlwassertemperatur, den tatsächlich erhaltenen Werten von FT und CT, usw. ermittelt. Dabei werden die Spritzdüsen nachfolgend auch als Kopfstücke bezeichnet.

wobei
T_i: Austrittsendtemperatur des Abschnitts i,
T_{i -1}: Einlaßseitentemperatur des Abschnitts i (gemessen durch FT)
T_w: Temperatur des Kühlwassers
αi: ein Koeffizient der Wärmeleitfähigkeit im Abschnitt i
ρ: spezifisches Gewicht des gewalzten Materials
hi: Plattendicke im Abschnitt i
Ci: spezifische Wärme im Abschnitt i
V: Bandgeschwindigkeit
L₀: feste Länge (Abschnittslänge)

Zusätzlich sind αi und Ci folgende Funktionen:

αi = f (T_{i -1}, n_Ti, n_Bi) (2)
Ci = f (T_{i -1}, K) (3)

wobei
n_Ti: Anzahl der oberen Kopfstücke
n_Bi: Anzahl der unteren Kopfstücke
K: Modul für die Stahlsorte

Aus der Gleichung (1) wird die geschätzte Temperatur für den Abschnitt No. 1 bis zum Abschnitt No. 27 aufeinanderfolgend ermittelt.

Als Folge der Ermittlungen kann ein Fehler ΔTi zwischen der geschätzten Austrittsendtemperatur und der Bundbildungstemperatur für den Abschnitt No. 27 auftreten und dieser Fehler wird auf jeden vorangehenden Abschnitt nach der Formel (4) verteilt. Diese ist eine Vorverarbeitung für CT in Fig. 3 und entspricht der Kompensation durch die tatsächlichen Ergebnisse von CT.

ΔTi = Gi/(1 +TiS) × (CT -₂₇)
i_n = i_v +ΔTi (4)

wobei
Gi: eine Fehlerverteilungsrate im Abschnitt i
TiS: Parameter für Leerzeit unter Berücksichtigung der Regelverzögerung im Abschnitt i
ΔTi: Größe der Fehlerverteilung im Abschnitt i
CT: tatsächlicher Wert der Bundbildungstemperatur
i_v: geschätzter Wert für die Austrittstemperatur im Abschnitt i vor der Korrektur
i_n: ein geschätzter Wert für die Austrittsendtemperatur im Abschnitt i nach der Korrektur

Somit kann die Ermittlung der geschätzten Austrittsendtemperatur in jedem Abschnitt durch Abschätzsteuerung und Prozeßsteuerung gemäß den Gleichungen (1) und (4) erfolgen.

(3) Optimiersteuerfunktion C

Die von den Kopfstücken abgegebene Wassermenge in jedem Abschnitt wird derart bestimmt, daß der geschätzte Wert der Temperatur für jeden Abschnitt mit einem Sollwert übereinstimmt, der zuvor für jeden Abschnitt aus den Arbeitsbedingungen bei einem regulären Arbeitszyklus aufgefunden wurde, der die Ansprechcharakteristika eines Ventils berücksichtigt.

Zuerst wird der erforderliche Koeffizient der Wärmeleitfähigkeit αi für jeden Abschnitt aufgefunden.

wobei
T_Mi: Sollwert für die Austrittsendtemperatur im Abschnitt i

Unter Berücksichtigung der Funktion für die Bandtemperatur läßt sich αi auf die folgende Weise ausdrücken:

αi = f (w, i_{i -1}, A, B, C) (6)

wobei

A: Koeffizient für die Wirkung eines Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten auf die Platte
B: Koeffizient der Wirkung eines Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten auf die Menge des auszugebenden Wassers,
C: Koeffizient der Wärmeleitfähigkeit zum Zeitpunkt der Luftkühlung
w: Koeffizient der von den Kopfstücken abgegebenen Wassermenge

Zusätzlich hat w den folgenden Zusammenhang in Abhängigkeit von den Bedingungen beim Wasserausgeben im unteren Abschnitt:

w = f (n_Ti, n_Bi, N_T, N_B, D, E) (7)

wobei
n_Ti: Anzahl der oberen Kopfstücke
n_Bi: Anzahl der unteren Kopfstücke
N_T: Anzahl der oberen Kopfstücke der Anlage in einem Abschnitt
N_B: Anzahl der unteren Kopfstücke der Anlage in einem Abschnitt
D: Koeffizient für die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers auf der Platte
E: Koeffizient des Kühlvermögens eines unteren Kopfstückes, wenn man jenes des oberen Abschnitts mit 1,0 annimmt.

Wenn ein Koeffizient für die von den Kopfstücken abgegebene Wassermenge aus den Gleichungen (5), (6) und (7) gefunden ist, wird die Anzahl der Kopfstücke, die Wasser ausgeben sollen, für die zugeordneten oberen und unteren Abschnitte in Abhängigkeit davon bestimmt, ob bestimmungsgemäß das Wasser für das obere oder untere laminare Kopfstück gemäß den Betriebsanweisungsdaten erfolgen soll, die für jedes Walzgut vorliegen. Wenn Wasser durch die oberen und unteren Kopfstücke ausgegeben wird, so wird ferner so vorgegangen, daß das Ausgabeverhältnis zwischen den oberen und unteren Kopfstücken 1 : 1 unter Berücksichtigung der Durchlaufcharakteristika des Bandes auf dem Auslaufgang wird.

(4) Ist-Wertverarbeitungsfunktion D

Diese Funktion wird in regelmäßigen Intervallen gestartet und führt die Überprüfung der Vernunftmäßigkeit der Prozeßdaten und den Prozeß des Filterns durch.

Nunmehr wird auf die Art und Weise näher eingegangen, wie die vorstehend genannten vier Funktionen (1) bis (4) bei der tatsächlichen Steuerung einwirken.

Zum Zeitpunkt, wenn ein zu steuerndes Band das Fertigwalzgerüst erreicht hat, werden zuerst folgende Einzelheiten aus den Modellformeln für die Ermittlung der Anfangseinstellung bestimmt: ein Sollwert für die Austrittsendtemperatur jedes Abschnitts im Mittelabschnitt des Bandes in Längsrichtung desselben in Abhängigkeit von den Arbeitsbedingungen des Bandes, den Anlagengegebenheiten an dieser Verbindungsstelle und der tatsächlichen Temperatur des Kühlwassers, ein Sollwert für die Austrittsendtemperatur jedes Abschnitts an den vorderen und hinteren Abschnitten des Bandes zum Zeitpunkt der Temperaturmustersteuerung in Längsrichtung des Bandes, ob Wasser mittels der oberen oder unteren laminaren Kopfstücke ausgegeben wird und der Anfangsbefehl zum Ausgeben des Wassers für das jeweilige laminare Kopfstück. Dann werden zusammen mit den ermittelten Bedingungen einschließlich solcher numerischer Werte wie die der Ermittlung der Anfangseinstellung zu diesem Zeitpunkt verwendeten Parameter als Betriebsbefehlsdaten der Bandabschnittfestlängenmikroabtastfunktion A zugeführt.

Die Bandabschnittfestlängenmikroabtastfunktion A führt aufeinanderfolgend Änderungen der Geschwindigkeit durch, wie der Geschwindigkeit eines Fertigwalzgerüstes, der Umfangsgeschwindigkeit einer Auflaufhaspel, der Haltegeschwindigkeit des Fertigwalzgerüstes, usw. wobei das Fertigwalzgerüstaustrittsendthermometer FT als Ausgangspunkt in Abhängigkeit von der Position des Bandes an jeder Stelle dient, bis das Band sich von dem Bundbildungsthermometer CT weg bewegt. Ferner werden die tatsächlichen Ergebnisse der Dicke H jedes Bandabschnitts und die Arbeitsbefehlsdaten jedesmal dann übertragen, wenn sich das Band um die Breite des Abschnitts weiterbewegt hat und es wird dann die Statusbeobachtungsfunktion B eingeleitet.

Unter Anlagengegebenheiten ist hierbei das Kühlvermögen jedes Kühlabschnitts zu verstehen und unter Arbeitsbedingungen sind die Bedingungen zu verstehen, die jene Arbeiten spezifizieren, die von dem Zeitpunkt aus auszuführen sind, wenn das Band das Fertigwalzgerüst verläßt bis zum Zeitpunkt der Aufnahme an der Auflaufhaspel. Die Arbeitsbedingungen umfassen die vordere Hälfte der Kühlung oder die gleichförmige Kühlung auf dem Auslaufgang, Bestimmung der Wasserausgabe am oberen laminaren Abschnitt und die Bestimmung der Wasserabgabe an den oberen und unteren Abschnitten unter Berücksichtigung der Durchlaufkennwerte. Zusätzlich ist es selbstverständlich, daß die Arbeitsbedingungen auch solche Arbeitseinzelheiten, wie die Berücksichtigung der Stahlsorte und die Größe des Bandes, des Sollwertes für die Bundbildungstemperatur, usw. umfaßt.

Die Statusbeobachtungsfunktion B führt eine Vorgabe jener Daten in einer Dickenübergabeliste und einer Betriebsanweisungsliste von der Dicke des Bandabschnitts und den Arbeitsanweisungsdaten aus, die durch die Bandabschnittfestlängenmikroabtastfunktion A übertragen wurden, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist und zwar in synchroner Zuordnung mit der Bandabschnittsmikroabtastung. Auch die Statusbeobachtungsfunktion B gibt in einer Sollwertliste einen Sollwert für jeden Abschnitt vor, der in den Betriebsanweisungsdaten gespeichert ist.

Anschließend wird zur Abschätzung eines Koeffizienten der Wärmeleitfähigkeit α für jeden Abschnitt der Koeffizient der Wärmeleitfähigkeit α aus der Gleichung (9) auf der Basis des Ausgabezustandes des in der oberen Kopfstückliste und der unteren Kopfstückliste jeweils bestimmten laminaren Kopfstückes sowie ein geschätzter Wert für die Austrittsendtemperatur in jedem Abschnitt, der in der Temperaturschätzwertliste gezeigt ist, bestimmt und er wird dann in einer Schätzwertliste für die jeweiligen Abschnitte vorgegeben.

Zuerst erhält man aus der Gleichung (8) den Koeffizienten der von den Kopfstücken abgegebenen Wassermenge w

wi = (D·n_Ti + E·n_Bi)/(N_T + N_B·E) (8)
αi = A·wi·_{i -1} + B·wi +C (9)

Wenn der Koeffizient der Wärmeleitfähigkeit αi für jeden Abschnitt bestimmt ist, erhält man einen geschätzten Wert für die Austrittsendtemperatur in jedem Abschnitt und dieser wird in einer Liste für eine geschätzte Temperatur vorgegeben.

Wenn anschließend eine Differenz zwischen dem geschätzten Wert der ausgabeseitigen Temperatur im Endabschnitt und dem Wert der tatsächlichen Ergebnisse des Bundthermometers vorhanden ist, wird die geschätzte Temperatur unter Verwendung der Formel (4) korrigiert.

Eine geschätzte Temperatur am Austrittsende jedes Abschnittes wird aus der Formel (1) ermittelt und die Ermittlung für die Korrektur erfolgt aus dem Wert der tatsächlichen Ergebnisse des Thermometers und der korrigierte geschätzte Wert für die Temperatur jedes Abschnittes wird in der Liste für die geschätzten Temperaturwerte vorgegeben. Der Kühltemperaturgradient auf dem Auslaufgang kann hieraus ermittelt werden.

Die Optimiersteuerfunktion D liest den Inhalt der Dickenübertragungsliste, der Solltemperaturliste, der Arbeitsanweisungsliste und der Liste für die geschätzte Temperatur, die in dem Steuerfeld in Fig. 3 gezeigt sind, in dem Daten aus der Bandabschnittsfestlängenmikroabtastfunktion A und aus der Statusbeobachtungsfunktion B vorgegeben sind, unter regelmäßigen Zyklen in Abhängigkeit von den Ansprechcharakteristika des Ventils, die hierbei berücksichtigt werden. Dann wird die Anzahl der Kopfstücke, die Wasser ausgeben sollen, für jeden Abschnitt auf der Basis der tatsächlichen Ergebnisse bestimmt, die die Bandgeschwindigkeit zu diesem Zeitpunkt und die Kühlwassertemperatur enthalten, und diese Anzahl wird in der Liste für die oberen Kopfstücke und in der Liste für die unteren Kopfstücke jeweils vorgegeben. Zuerst erhält man einen Koeffizienten der Wärmeleitfähigkeit αi für jeden Abschnitt, der erforderlich ist, um die austrittsendseitige Sollwerttemperatur in jedem Abschnitt zu erreichen. Dann erhält man den Koeffizienten der von den Kopfstücken abgegebenen Wassermenge wi aus den Gleichungen (9) und (10).

Hierbei ist die Gleichung (10) aus der Gleichung (9) abgeleitet.

wi = (αi -C)/(A-_{i -1} + B) (10)

Wenn man wi aus der Gleichung (10) erhält und die Bedingungen für die Wasserausgabe in den Arbeitsanweisungsdaten spezifiziert ist, läßt sich die Anzahl der Kopfstücke, die Wasser ausgeben sollen, für jeden Abschnitt auffinden, wenn man annimmt, daß das obere und untere Ausgabeverhältnis bei der Bestimmung der oberen oder unteren laminaren Kopfstücke 1:1 ist und man aus der Gleichung (8) annimmt, daß:

n = wi· (N_T + N_B · E)/(D + E) (11)

ist.

Wenn in der Gleichung (11) die Anzahl der Kopfstücke n, die Wasser ausgeben sollen, größer als die Anzahl der Kopfstücke der Anlage N_T, N_B ist, dann wird angenommen, daß n = N_T (=N_B).

Entsprechend den vorstehend genannten Schritten wird die Anzahl der Kopfstücke, die Wasser ausgeben sollen, für jeden Abschnitt ermittelt und alle Daten werden in der Liste für die oberen Kopfstücke und der Liste für die unteren Kopfstücke vorgegeben. Anschließend erfolgt die Ausgabe der tatsächlichen Steuerung (Bestimmung der Öffnung und Schließung des laminaren Kopfventils).

Ein Blockdiagramm der Steuerung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Steuerverfahrens ist in Fig. 4 gezeigt. Fig. 4 faßt die bisher gegebenen Erläuterungen zusammen und man kann sagen, daß in Fig. 4 das in Fig. 2 gezeigte Diagramm detaillierter dargestellt entwickelt ist. Jedesmal, wenn sich das Band um die feste Länge L₀ bewegt, wird die Bandabschnittsfestlängenmikroabtastfunktion A eingeleitet, um Daten zu übertragen und die Beobachterfunktion B zu betreiben, während die Beobachterfunktion B ihrerseits die Verarbeitungen zur Ermittlung der Bandabschnittstemperatur auf der Basis der Formel (1) mit Hilfe der Verarbeitung der von der Festlängenabtastfunktion übertragenen Daten ausführt. Die Korrektur der geschätzten Temperatur erfolgt unter Verwendung der Formel (4) auf der Basis der tatsächlichen Temperaturresultate.

Für Regelzyklen, bei denen die Ansprechcharakteristik des Ventils in der Optimiersteuerung C berücksichtigt wird, wird die Anzahl der Kopfstücke, die Wasser ausgeben sollen, für jeden Abschnitt unter Verwendung der Formel (7) auf der Basis des Inhalts der verschiedenen Datenlisten in der Steuerliste gemäß Fig. 3 ermittelt. Die Anzahl der Kopfstücke, die Wasser ausgeben sollen, wird in die Ausgabe zur Ventilsteuerung übertragen und diese Ausgabe dient zur Steuerung des Öffnens und Schließens der entsprechenden Ventile, d. h. der tatsächlichen Steuerung.

Fig. 5 zeigt ein Diagramm zur Verdeutlichung eines speziellen Beispiels für die Vorteile bei der Erfindung. Hierbei ist die Rate zur Bereitstellung einer richtigen Schätzung der Bundbildungstemperatur unter den Bedingungen der Verwendung eines üblichen Stahls (Zugfestigkeit: 20 bis 80 kg/mm²) als Typisierung der Stahlsorte und dem Sollsteuerwert mit +20°C im Größenverhältnis der Bandlänge gezeigt. Das Diagramm zeigt, daß eine hohe Rate zur Bereitstellung einer richtigen Schätzung für jede Dicke erreicht worden ist.

Claims

Ein Verfahren zum Steuern der Bundbildungstemperatur im Kühlschritt beim Warmwalzen wobei eine Kühlstraße, die sich zwischen einem Endaustrittsthermometer und einem Bundbildungsthermometer befindet, in Abschnitte eines vorbestimmten Intervalls, die eine Mehrzahl von steuerbaren Spritzdüsen haben, unterteilt ist mit folgenden Schritten: Messen der Temperatur eines Bandes am Austrittsende einer vorbestimmten Kühlzone mittels eines Thermometers, das an der Kühlstraße angeordnet ist, und Bestimmen der Betriebsgröße für die Steuerung der Kühlung für jeden Abschnitt auf der Basis einer Solltemperatur für jeden Abschnitt und den tatsächlichen Resultaten der Banddicke, der Bandgeschwindigkeit und der Kühlwassertemperatur für jeden Abschnitt, gekennzeichnet durch Vorgabe der Solltemperatur für das Austrittsende des Bandes für jeden Abschnitt, die in Abhängigkeit von den Anlageverhältnissen und den Betriebsbedingungen in Verbindung mit der Bewegung des Bandes äquivalent zur Länge des Abschnittes vorbestimmt ist; Abschätzen der Temperatur des Bandes am Austrittsende jedes Abschnittes in Abhängigkeit von der Bewegung des Bandes aus einer Modellgleichung; Korrigieren der geschätzten Temperaturen anhand der gemessenen Temperatur des Bandes am Austrittsende der vorbestimmten Kühlzone und gemäß einer vorgebbaren Fehlerverteilungsrate und Verwenden der korrigierten Temperaturen beim Bestimmen der Betriebsgröße für die Steuerung der Kühlung für jeden Abschnitt.