EP0036852A1 - Verfahren zum Teilen von Materialsträngen - Google Patents

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EP0036852A1
EP0036852A1 EP81890021A EP81890021A EP0036852A1 EP 0036852 A1 EP0036852 A1 EP 0036852A1 EP 81890021 A EP81890021 A EP 81890021A EP 81890021 A EP81890021 A EP 81890021A EP 0036852 A1 EP0036852 A1 EP 0036852A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
processing stage
change
dividing
productivity
length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP81890021A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Dipl. Ing. Dr. Kammerhofer
Reinhard Dolc
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voestalpine AG
Original Assignee
Voestalpine AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voestalpine AG filed Critical Voestalpine AG
Publication of EP0036852A1 publication Critical patent/EP0036852A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/70—Length control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/16—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
    • B21B1/18—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section in a continuous process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B21B1/466—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a non-continuous process, i.e. the cast being cut before rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B15/0007—Cutting or shearing the product
    • B21B2015/0014—Cutting or shearing the product transversely to the rolling direction

Definitions

  • the invention relates to a method for dividing material strands into partial lengths in a manufacturing process that extends over at least two processing stages, in particular in the case of rolling or continuous casting plants.
  • dividing material strands e.g. steel raw material
  • specified lower and upper limits i.e. So far, tolerances have only been important to keep waste as low as possible.
  • the separation unit was controlled accordingly.
  • the aim of the invention is now to create a method of the type mentioned at the outset, which allows the separation devices to be controlled in such a way that the requirements of the subsequent processing stages are taken into account in addition to the plant area in which the separation takes place .
  • the invention essentially consists in the fact that the change in productivity in at least one processing stage downstream of partial lengths, which results when dividing to the maximum piece weight and in the case of parts without residues, taking into account the minimum intervals to be observed between successive partial lengths is compared with the change in the output from the processing stage in which the material strands are divided, when dividing to the maximum piece weight and in the case of residue-free dividing, in the event that the result of the change in productivity in the subsequent processing stage (s) ( n) is greater than the result of the change in output from the upstream processing stage, divided to the maximum piece weight and in the event that the result of the change in output from the upstream processing stage is greater than the result of the productivity change in the downstream processing stage (s) is shared without end.
  • the method according to the invention thus consciously recognizes the occurrence of residual or short lengths in parts to a maximum piece weight and thus maximum individual piece length accepted, whereby a division to the maximum piece weight can take place taking economic considerations into account.
  • the method according to the invention provides the possibility of initiating a separation process quickly and easily at a time that optimally corresponds to the requirements for subsequent processing steps.
  • the partial lengths of the material strand that result for a division to a maximum piece weight or a residue-free division are preferably determined within predetermined limit values.
  • the specification of the limit values, which specify the optimization interval for the partial lengths, depends on the customer's wishes, whereby the upper limit can often also be selected depending on the system, for example, matched to the available cooling bed dimensions.
  • the running-in speed of the partial lengths is advantageously measured at least in a downstream processing stage and the measured value obtained is used to determine the change in productivity of the respective processing stage.
  • the change in the number of partial lengths based on a unit of time or on the processing period available in a subsequent processing stage, when dividing to the maximum piece weight compared to a residue-free division of the material strands taking into account the minimum time intervals to be observed in the downstream processing stage between two successive partial lengths to determine the change in productivity in the second processing stage.
  • the productivity of the system naturally declines with an increasing number of partial lengths due to the constant break times, i.e. the constant minimum intervals between successive partial lengths in a subsequent processing stage, since a corresponding multiple of the break times occurs with increasing number of partial lengths.
  • a division to the maximum part length and thus the maximum piece weight generally results in an increase in productivity, but this is offset by a loss in output due to the occurrence of short or remaining lengths.
  • the quotient preferably being used to determine the change in output from the processing stage in which the material strands are divided from the partial length resulting from the division to the maximum piece weight multiplied by the number of these partial lengths, which can be divided from the available strand of material, and the total length of the strand of material is used.
  • the economic assessment can be made in a simple manner by means of a corresponding proportionality factor for the effect of the productivity change and the application, and the decision as to which separation method appears to be more economical can be made in a simple manner by multiplying the difference between the productivity change by an assessment factor and the change in output multiplied by an evaluation factor is formed, and that in the event that this difference results in a value less than 0, division is carried out without end-of-the-line, and in the event of a resulting difference greater than O, the division is made according to the maximum piece weight.
  • the method according to the invention is carried out in such a way that the following determination is made for comparing the productivities when dividing to the maximum permissible piece length and in the case of parts without residues in which DP the result of the productivity increase in the relevant processing stage due to the division into maximum permissible partial lengths, BWP an evaluation factor for the productivity increase within this processing stage, T there is the total processing period within the production stage on which the selection of the cutting strategy was based, T the one to be observed Minimum time interval between two successive partial lengths within the processing stage, L max the maximum permissible partial length, L re the partial length resulting from the end-to-end division of the entire strand length to be divided and v mean the running-in speed of the partial lengths into the relevant processing stage, and that Evaluation of the change in output when dividing to the maximum permissible piece length and remnant-free dividing after the determination in which DA is the result of the increase in output with the endless division of the entire strand in the processing stage concerned, BWA an evaluation factor
  • Such a method enables the use of a computer with which other operating parameters, such as the post-acceleration that occurs after the strand of material emerges from the last rolling stand, can also be taken into account, such as the beginning to be separated at the beginning and end of each strand of material - and final crotch.
  • the separation unit can then be controlled directly by a computer.
  • the results of changes in productivity and output in the case of a primary material, in particular bloom, rough ingot or the like, are preferably determined with a defined actual length and a defined actual cross section from processing stage to processing stage in the direction of the production flow.
  • the process according to the invention can be used particularly advantageously in continuous casting.
  • the jet usually reaches the mold from the ladle with the interposition of a distributor vessel via outlet elements. This is followed by the cooling section, feed gear, bending device, straightening system, roller table and separating unit (s).
  • the amount of steel in the ladle is determined by suitable devices for weight determination such as pressure cells or the like. continuously registered.
  • the material strand of a certain cross section to be achieved can then simply be determined from the quantity of steel. Also known is the length of the strand or strands between the mold and the separating unit or units.
  • the melting point means an area of uncertainty in that it is not known exactly where the cuts in the strands resulting from these melting points are to be made in the strands. In practice, much more waste is cut away than necessary. To prevent this, one could only pour the same and similar qualities one after the other or, if different qualities follow one another, completely emptied the distribution vessel and the strand volumes in order to then start again. It is precisely here that the method according to the invention offers the decisive advantage that, based on the back calculation, with influence on the outlet elements or throttle elements of the distributor, it is known with sufficient accuracy where the melt separation point is located in the individual strands, and the waste can thereby be significantly reduced .
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a rolling mill
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a continuous caster with the control system according to the invention.
  • Fig. 1 the strand of material is designated 1.
  • the Material strand 1 passes through a photocell 2 and is captured by a first measuring roller 3.
  • the entry speed of the strand is measured, and this measured value as well as the measured values of subsequent roll stands, in particular the last roll stand 5, are made available to a computer 7 via control lines 6.
  • a separating unit 9 can be controlled by the computer via a control line 8. The operations carried out by the computer 7 are explained in more detail below using exemplary embodiments.
  • a ladle is designated.
  • the weight of the material contained in this pan is fed via a control line 11 to the control system formed by a computer 12.
  • the material to be cast is brought into a distributor 13, which has throttle elements 14, via which the casting strands can exit.
  • These throttle elements 14 are controlled by a computer and a control line 15.
  • the molds are identified by 16.
  • the position of the start or end of the strand is reported to the computer 12 by photocells 17 and 18.
  • the line speed is sensed by pulse generators 19 and made available to the computer 12.
  • the computer 12 controls the separation units 21 via a control line 20, in which case, in addition to influencing the separation units, the throttling elements 14 can also be influenced via the control line 15.
  • Example 1 On the basis of predetermined boundary conditions, in particular an optimization interval, the minimum spacing times of successive partial lengths to be observed in one processing stage, the running-in speeds, economic evaluation factors and the like, first of all checks whether it is even possible to share without end. Then the cheapest cutting strategy is selected, namely either cutting to the maximum partial length or cutting at intervals that enable a residue-free cutting.
  • the computer To check whether residual endless sharing is possible at all, the computer must be provided with inputs for L g es , the total strand length to be split in meters, L max the maximum permissible partial length in meters, and L min , the minimum permissible partial length in meters will.
  • the values are transferred to a memory register on the computer.
  • the ratio of L is first g there and L max overall forms, are suppressed and then the decimal places and added one from the computer.
  • the quotient of L g es and the maximum possible integer multiple of Lmax increased by 1 within L g es is then formed, and the value obtained is compared in a comparator with the value of L min contained in the memory register.
  • the computer For the selection of the suitable cutting strategy, the computer must have values for Tg es , the total production period of production stage 2 on which the selection of the cutting strategy is based, in minutes, T, pause (non-productive piece sequence) times in the sequence of the partial lengths in the course of further processing in production stage 2 in minutes, L max, L acid, partial length at rest end Wi dividing the total strand length, BWA, evaluation factor for Ausganserhöhung the production stage 1, BWP, weighting factor Productivity increase of production level 2, and v, running-in speed of the partial lengths in production level 2 (m / min) are available.
  • the computer then performs the subsequent operations in accordance with the equations and carried out.
  • the designations DP mean part number for parts to a maximum permissible partial length, and DA - Result of Ausbrin g enserhöhung in production stage 1 at rest end Wi dividing the total strand, while the other names have the meanings given above.
  • the value for DP can now be greater or less than the value of DA, whereby in the case of a value for DP greater than .DA, the separating units for cutting to the maximum permissible partial length, and in the case of DP less than DA, cutting to the residue-free Share, is controlled.
  • the period of time chosen as the basis for T g es can be related to a shift in a simple manner and in this way enable optimization in layers.
  • the optimization interval between L and L min depends primarily on customer requirements. v is usually a function of the processing technology of the system technology of the material to be processed or the like, while T p is essentially a function of the system technology.
  • the restless division compared to a division Maximum piece weight is calculated using the example of two successive processing stages N and N + 1.
  • the following relationships were used to compare the saving of break times due to a reduced number of pieces with maximum piece weights or lengths and extended rolling times due to increased piece lengths per shift
  • economic considerations can be carried out for several production plants connected in series, the successive plants in each case having the economic result of a long-term division of long products in plant N + i with the effects of a Productivity increase through maximum piece weights ( ⁇ -lengths) at plant N + i + 1 is compared and finally the overall result over the complete production chain is determined and the final control strategy (tailor-made division or cutting to maximum piece weights) is determined for each production section.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Das Verfahren zum Teilen von Materialsträngen in Teillängen, bei einem sich über wenigstens zwei Bearbeitungsstufen erstreckenden Herstellungsvorgang, insbesondere bei Walz- oder Stranggießanlagen, kann entweder auf maximales Stückgewicht der Teile oder auf restendloses Teilen vorgenommen werden. Als Kriterium für die Entscheidung, welches Teilverfahren angewendet werden soll, wird die Veränderung der Produktivität in wenigstens einer einer ersten Stufe nachgeschalteten Bearbeitungsstufe für Teillängen, welche sich beim Teilen auf maximales Stückgewicht und beim restendenlosen Teilen unter Berücksichtigung der einzuhaltenden Mindestzeitabstände zwischen aufeinanderfolgenden Teillängen ergeben, ermittelt, und mit der Veränderung des Ausbringens aus derjenigen Bearbeitungsstufe, in welcher die Materialstränge geteilt werden, beim Teilen auf maximales Stückgewicht und beim restendenlosen Teilen verglichen. Im Fall, daß das Ergebnis der Veränderung der Produktivität in der oder den nachgeschalteten Bearbeitungsstufe(n) größer ist als das Ergebnis der Veränderung des Ausbringens aus der vorgeschalteten Bearbeitungsstufe, wird auf maximales Stückgewicht geteilt und im Falle, daß das Ergebnis der Veränderung des Ausbringens aus der vorgeschalteten Bearbeitungsstufe größer ist als das Ergebnis der Produktivitätsänderung in der oder den nachgeschalteten Bearbeitungsstufe(n) wird restendlos geteilt. •

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Teilen von Materialsträngen in Teillängen, bei einem sich über wenigstens zwei Bearbeitungsstufen erstreckenden Herstellungsvorgang, insbesondere bei Walz- oder Stranggießanlagen. Beim Teilen von Materialsträngen, beispielsweise Stahlvormaterial, für deren Einzellängen vorgegebene Unter- und Obergrenzen, d.h. Toleranzen zulässig sind, kam es bisher lediglich darauf an, den Abfall möglichst gering zu halten. Dementsprechend wurde das Trennaggregat gesteuert.
  • Es ist bekannt, die durch Messung und Rechnung ermittelte Gesamtlänge eines Stranges zunächst in ganze Vielfachlängen der Verkaufslängen zu unterteilen, um den Aufwand beim Trennen der Restlängen von den Verkaufslängen niedrig zu halten (DE-OS 2 248 177). Dabei wurden Bedingungen, die aus der anlagetechnischen Konzeption des betreffenden Produktionsabschnittes resultieren, z.B. Kühlbettabmessungen u.dgl., berücksichtigt. Der Bereich der Anlage, der einer solchen Ermittlung zugrundegelegt wurde, war bislang jener des dem Trennaggregat zugehörigen Anlagen- bzw. Bearbeitungsabschnittes, wobei die restendenlose Aufteilung unter allen Umständen angestrebt wurde. Im Falle des gtranggießens, wo die Stranglänge durch geeignete Auslaßorgane veränderbar ist, konnte bislang eine Einflußnahme nicht erfolgreich angewendet werden, da alle Auswirkungen zeitgerecht registriert und verarbeitet werden müssen, und ein einfaches und rasches Verfahren für die Festlegung einer optimalen Steuerstrategie für das Trennen des Stranges nicht zur Verfügung stand. Bisher wurde bei keinem Trennverfahren der eingangs genannten Art berücksichtigt, daß innerhalb der Längentoleranzen, ein längerer Stab wirtschaftlich günstiger ist als ein kürzerer. Auch kann für Bearbeitungsstufen, die der dem Trennaggregat zugehörigen Bearbeitungsstufe vor- oder nachgeschaltet sind, die restendenlose Aufteilung eine ungünstige Lösung sein. Beispielsweise werden in einem Walzwerk möglichst schwere Drahtbunde angestrebt, was wiederum möglichst große Stabeinzellängen voraussetzt. Dabei ist aber dann mit Rest- oder Unterlängenanfall zu rechnen, der einem Abfall gleichkommt, welchem jedoch insbesondere unter Berücksichtigung des Schrottpreises gleichfalls wirtschaftliche Bedeutung zukommen kann.
  • Die.Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches es erlaubt, die Trennvorrichtungen in einer Weise zu steuern, bei welcher über den Anlagenbereich, in welchem die Trennung erfolgt, hinaus noch die Erfordernisse der nachfolgenden Bearbeitungsstufen berücksichtigt werden. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung'im wesentlichen darin, daß die Veränderung der Produktivität in wenigstens einer einer ersten Stufe nachgeschalteten Bearbeitungsstufe für Teillängen, welche sich beim Teilen auf maximales Stückgewicht und beim restendenlosen Teilen unter Berücksichtigung der einzuhaltenden Mindestzeitabstände zwischen aufeinanderfolgenden Teillängen ergeben, ermittelt wird, und mit der Veränderung des Ausbringens aus derjenigen Bearbeitungsstufe, in welcher die Materialstränge geteilt werden, beim Teilen auf maximales Stückgewicht und beim restendenlosen Teilen verglichen wird, wobei für den Fall, daß das Ergebnis der Veränderung der Produktivität in der oder den nachgeschalteten Bearbeitungsstufe(n) größer ist als das Ergebnis der Veränderung des Ausbringens aus der vorgeschalteten Bearbeitungsstufe, auf maximales Stückgewicht geteilt und im Falle, daß das Ergebnis der Veränderung des Ausbringens aus der vorgeschalteten Bearbeitungsstufe größer ist als das Ergebnis der Produktivitätsänderung in der oder den nachgeschalteten Bearbeitungsstufe(n), restendenlos geteilt wird. Abweichend von den bisherigen Versuchen, den Materialstrang lediglich in Hinblick auf eine Verringerung von Rest-oder Unterlängen zu teilen, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren somit bewußt das Auftreten von Rest- oder Unterlängen bei einem Teilen auf maximales Stückgewicht und damit maximale Stückeinzellänge in Kauf genommen, wobei ein Teilen auf maximales Stückgewicht unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Überlegungen erfolgen kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt hiebei die Möglichkeit, rasch und in einfacher Weise einen Trennvorgang zu einem Zeitpunkt einzuleiten, welcher den Bedürfnissen für nachfolgende Bearbeitungsschritte in optimaler Weise entspricht.
  • Hiebei werden vorzugsweise die sich für ein Teilen auf maximales Stückgewicht oder ein restendenloses Teilen ergebenden Teillängen des Materialstranges innerhalb vorgegebener Grenzwerte ermittelt. Die Vorgabe der Grenzwerte, welche das Optimierungsintervall für die Teillängen vorgeben, erfolgt in Abhängigkeit von den Kundenwünschen, wobei die Obergrenze häufig auch anlagenbedingt, beispielsweise auf die zur Verfügung stehenden Kühlbettabmessungen abgestimmt gewählt sein kann.
  • In vorteilhafter Weise wird die Einlaufgeschwindigkeit der Teillängen wenigstens in einer nachgeschalteten Bearbeitunsstufe gemessen und der erhaltene Meßwert für die Ermittlung der Produktivitätsänderung der jeweiligen Bearbeitungsstufe herangezogen. Durch die Messung der Einlaufgeschwindigkeit der Teillängen läßt sich zum einen die beispielsweise beim Walzen auftretende Beschleunigung des austretenden Materialstranges aus dem jeweiligen Walzgerüst berücksichtigen, zum anderen kann bei Kenntnis der Länge des einlaufenden Materialstranges und zweier Meßwerte für die Geschwindigkeit des Materialstranges in verschiedenen Walzgerüsten auf die gesamte aufzuteilende Stranglänge rückgerechnet werden.
  • In besonders einfacher Weise kann die auf eine Zeiteinheit bzw. auf den zur Verfügung stehenden Bearbeitungszeitraum in einer nachgeschalteten Bearbeitungsstufe bezogene Änderung der Anzahl der Teillängen bei Teilung auf maximales Stückgewicht gegenüber einer restendenlosen Teilung des Materialstranges unter Berücksichtigung der in der nachgeschalteten Bearbeitungsstufe einzuhaltenden Mindestzeitabstände zwischen zwei aufeinander folgenden Teillängen zur Ermittlung der Produktivitätsänderung in der zweiten Bearbeitungsstufe herangezogen werden. Die Produktivität der Anlage geht naturgemäß bei steigender Anzahl von Teillängen auf Grund der gleichbleibenden Pausenzeiten, das heißt, der gleichbleibenden Mindestzeitabstände zwischen aufeinanderfolgenden Teillängen in einer nachgeschalteten Bearbeitungsstufe zurück,.da bei steigender Anzahl von Teillängen ein entsprechendes Vielfaches der Pausenzeiten auftritt. Eine Teilung auf maximale Teillänge und damit maximales Stückgewicht hat somit in der Regel eine Produktivitätssteigerung zur Folge, der jedoch eine Einbuße im Ausbringen auf Grund des Auftretens von Unter- oder Restlängen gegenübersteht. Erst die Berücksichtigung der Produktivitätsveränderung gleichzeitig mit der-Berücksichtigung der Änderung des Ausbringens mit entsprechender wirtschaftlicher Bewertung ergibt eine optimale Steuerstrategie für das Trennen von Materialsträngen, wobei vorzugsweise für die Ermittlung der Veränderung des Ausbringens aus derjenigen Bearbeitungsstufe, in welcher die Materialstränge geteilt werden, der Quotient aus der sich beim Teilen auf maximales Stückgewicht ergebenden Teillänge multipliziert mit der Anzahl dieser Teillängen, welche aus dem zur Verfügung stehenden Materialstrang abgeteilt werden können, und der Gesamtlänge des Materialstranges herangezogen wird.
  • Die wirtschaftliche Bewertung kann in einfacher Weise durch einen entsprechenden Proportionalitätsfaktor für den Effekt der Produktivitätsveränderung und des Ausbringens erfolgen, wobei die Entscheidung, welches Trennverfahren wirtschaftlich günstiger erscheint, in einfacher Weise dadurch getroffen werden kann, daß die Differenz zwischen der Produktivitätsänderung multipliziert mit einem Bewertungsfaktor und der Änderung des Ausbringens multipliziert mit einem Bewertungsfaktor gebildet wird, und daß im Falle, daß diese Differenz einen Wert kleiner O ergibt, restendenlos geteilt wird, und im Falle einer sich ergebenden Differenz größer O, nach maximalem Stückgewicht geteilt wird. In besonders vorteilhafter Weise wird das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt, daß für den Vergleich der Produktivitäten beim Teilen auf maximal zulässige Stücklänge und beim restendenlosen Teilen die nachfolgende Bestimmung
    Figure imgb0001
    in welcher DP das Ergebnis der Produktivitätserhöhung in der betreffenden Bearbeitungsstufe auf Grund der Teilung auf maximal zulässige Teillängen, BWP einen Bewertungsfaktor für die Produktivitätserhöhung innerhalb dieser Bearbeituntsstufe, T ges den gesamten der Auswahl der Schnittstrategie zu Grunde gelegten Bearbeitungszeitraum innerhalb der Produktionsstufe, T den einzuhaltenden Mindestzeitabstand zwischen zwei auf-P einanderfolgenden Teillängen innerhalb der Bearbeitungsstufe, Lmax die maximal zulässige Teillänge, Lre die sich bei restendenlosem Aufteilen der gesamten aufzuteilenden Stranglänge ergebende Teillänge und v die Einlaufgeschwindigkeit der Teillängen in die betreffende.Bearbeitungsstufe bedeuten, vorgenommen wird, und die Bewertung der Änderung des Ausbringens beim Teilen auf maximal zulässige Stücklänge und restendenloses Teilen nach der Bestimmung
    Figure imgb0002
    in welcher DA das Ergebnis der Erhöhung des Ausbringens bei restendenlosem Aufteilen des Gesamtstranges in der betreffenden Bearbeitungsstufe, BWA einen Bewertungsfaktor für die Ausbringenserhöhung in dieser Bearbeitungsstufe, Nmin die Anzahl der Teillängen beim Teilen auf maximal zulässige Teillängen bzw. maximal zulässiges Stückgewicht und L ges die gesamte aufzuteilende Stranglänge bedeuten, vorgenommen wird, wobei für den Fall, daß DP größer ist als DA, auf maximal zulässiges Stückgewicht bzw. Teillänge, und für den Fall, daß DP kleiner als DA ist, restendenlos geteilt wird. Ein derartiges Verfahren ermöglicht den Einsatz eines Rechners, mit welchem auch weitere Betriebsparameter, wie beispielsweise die Nachbeschleunigung, die sich nach dem Austreten des Materialstranges aus dem letzten Walzgerüst ergibt, ebenso berücksichtigt werden kann, wie der je Materialstrang definierte am Anfang und Ende desselben abzutrennende Anfangs- und Endschopf. Von einem Rechner kann dann unmittelbar das Trennaggregat angesteuert werden. Vorzugsweise erfolgt die Ermittlung der Ergebnisse von Produktivitäts- und Ausbringensänderungen bei einem Vormaterial, insbesondere Vorblock, Rohblock od.dgl., mit definierter Istlänge und definiertem Istquerschnitt von Bearbeitungsstufe zu Bearbeitungsstufe in Richtung des Produktionsflusses.
  • Mit besonderem Vorteil läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren beim Stranggießen einsetzen. Beim Stranggießen gelangt der Strahl üblicherweise aus der Gießpfanne unter Zwischenschaltung eines Verteilergefäßes über Auslaßorgane in die Kokillen. Daran schließen sich Kühlstrecke, Vorschubgetriebe, Biegevorrichtung, Richtanlage, Rollgang und Trennaggregat(e) an. Die Menge des in der Gießpfanne befindlichen Stahles wird durch geeignete Einrichtungen zur Gewichtsbestimmung wie Druckmeßdosen od.dgl. fortlaufend registriert. Aus der Stahlmenge läßt sich dann einfach der zu erzielende Materialstrang eines bestimmten Querschnittes ermitteln. Bekannt ist weiters die Länge des Stranges bzw. der Stränge zwischen Kokille und Trennaggregat bzw. -aggregaten. In besonders vorteilhafter Weise erfolgt bei einem derartigen Verfahren, bei welchem das Vormaterial zwar einen definierten Querschnitt aufweist, dessen Länge aber in Grenzen verändert werden kann, insbesondere bei einem Stranggießverfahren, bei welchem die Stranglänge über ein in einem Verteilergefäß angeordnetes Drosselorgan beeinflußt werden kann, die Ermittlung der Änderungen der Produktivität und des Ausbringens entgegen dem Produktionsfluß. Es ist auf diese Weise auch möglich, neben der Ermittlung der Stablänge im Sinne.einer restendenlosen Aufteilung und der Ermittlung des größtmöglichen Stückgewichtes und damit einer maximalen Stablänge und des dabei resultierenden Abfalls, auch rechnergesteuerte Maßnahmen zu treffen, welche auf die Auslaßorgane, bzw. Drosselorgane am Verteilergefäß bei einem Stranggießverfahren einwirken. Wenn im Verteiler zwei Qualitäten vorhanden sind, so bedeutet die Schmelzentrennstelle einen Unsicherheitsbereich dahingehend, daß nicht genau bekannt ist, wo die Trennschnitte bezüglich des Abfalls, resultierend aus diesen Schmelzentrennstellen, in den Strängen vorzunehmen sind. In der Praxis wird dabei wesentlich mehr an Abfall weggeschnitten als nötig. Man konnte, um das zu verhindern, nur gleiche und ähnliche Qualitäten hintereinander vergießen oder, wenn unterschiedliche Qualitäten hintereinanderfolgen, das Verteilergefäß und die Strangvolumina gänzlich entlerren, um dann neu wieder anzufahren. Eben hier bietet das erfindungsgemäße Verfahren den entscheidenden Vorteil, daß auf Grund der Rückrechnung unter Einflußnahme auf die Auslaßorgane bzw. Drosselorgane des Verteilers mit ausreichender Genauigkeit bekannt ist, wo sich in den einzelnen Strängen jeweils die Schmelzentrennstelle befindet, und der Abfall dadurch wesentlich reduziert werden kann.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Walzstraße und Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Stranggießanlage mit dem erfindungsgemäßen Steuersystem.
  • In Fig. 1 ist der Materialstrang mit 1 bezeichnet. Der Materialstrang 1 passiert eine Fotozelle 2 und wird von einer ersten Meßrolle 3 erfaßt. Im ersten Walzgerüst 4 wird die Eintrittsgeschwindigkeit des Stranges gemessen und dieser Meßwert ebenso wie die Meßwerte nachfolgender Walzgerüste, insbesondere des letzten Walzgerüstes 5, über Steuerleitungen 6 einem Rechner 7 zur Verfügung gestellt. Auf Grund der Meßwerte und der dem Rechner 7 zur Verfügung gestellten Parameter kann vom Rechner über eine Steuerleitung 8 ein Trennaggregat 9 gesteuert werden. Die vom Rechner 7 durchgeführten Operationen werden in der Folge an Hand von Ausführungsbeispielep näher erläutert.
  • Zuvor soll jedoch noch die in Fig. 2 schematisch dargestellte Stranggießanlage näher beschrieben werden. Mit 10 ist eine Gießpfanne bezeichnet. Das Gewicht des in dieser Pfanne enthaltenen Materials wird über eine Steuerleitung 11 dem von einem Rechner 12 gebildeten Steuersystem zugeführt. Das zu vergießende Material wird in einen Verteiler 13 verbracht, welcher Drosselorgane 14, über welche die Gießstränge austreten können, aufweist. Die Ansteuerung dieser Drosselorgane 14 erfolgt über einen Rechner und eine Steuerleitung 15. Die Kokillen sind mit 16 bezeichnet. Von Fotozellen 17 und 18 wird die Position des Stranganfanges bzw. des Strangendes dem Rechner 12 gemeldet. Von Impulsgebern 19 wird die Stranggeschwindigkeit abgetastet und dem Rechner 12 zur Verfügung gestellt. Der Rechner 12 steuert über eine Steuerleitung 20 die Trennaggregate 21, wobei in diesem Fall neben der Beeinflussung der Trennaggregate auch die Beeinflussung der Drosselorgane 14 über die Steuerleitung 15 erfolgen kann.
  • Ausführungsbeispiele:
  • Beispiel 1: Auf Grund von vorgegebenen Randbedingungen, insbesondere eines Optimierungsintervalls, der in einer Bearbeitungsstufe einzuhaltenden Mindestabstandzeiten aufeinanderfolgender Teillängen, der Einlaufgeschwindigkeiten, von wirtschaftlichen Bewertungsfaktoren u.dgl., wird zunächst überprüft, ob ein restendenloses Teilen überhaupt möglich ist. Hierauf wird die günstigste Schnittstrategie, nämlich, entweder ein Schneiden auf maximale Teillänge, oder ein Schneiden in Abständen, welche ein restendenloses Teilen ermöglichen, ausgewählt.
  • Zur Prüfung, ob ein restendenloses Teilen überhaupt möglich ist, müssen dem Rechner Eingaben für L ges , die gesamte aufzuteilende Stranglänge in Metern, L max die maximal zulässige Teillänge in Metern, und Lmin, die minimal zulässige Teillänge in Metern, zur Verfügung gestellt werden. Die Werte werden in ein Speicherregister des Rechners übertragen. Vom Rechner wird zunächst der Quotient aus L ges und Lmax ge- bildet, worauf die Dezimalstellen unterdrückt werden und 1 addiert wird. Hierauf wird der Quotient aus L ges und dem um 1 vergrößerten maximal möglichen ganzzahligen Vielfachen von Lmax innerhalb von L ges gebildet, und in einem Komparator der erhaltene Wert mit dem im Speicherregister enthaltenen Wert von Lmin verglichen. Wenn der so erhaltene Quotient nicht größer als Lmin ist, ist ein restendenloses Teilen nicht möglich, und das Teilen erfolgt von vornherein im Sinne eines Teilens auf maximale Teillänge. Im anderen Fall ergibt sich die Teillänge bei restendenlosem Aufteilen der Gesamt- stranglänge L re in Metern unmittelbar als Quotient von L ges und dem um 1 vermehrten maximal möglichen ganzzahligen Vielfachen von L innerhalb L max ges
  • Für die Auswahl der geeigneten Schnittstrategie müssen dem Rechner Werte für Tges, gesamter der der Auswahl der Schnittstrategie zugrundegelegter Produktions-Zeitraum der Produktionsstufe 2 in Minuten, T , Pausen- (nichtproduktive Stückfolge-) zeiten bei der Aufeinanderfolge der Teillängen im Rahmen der Weiterverarbeitung in Produktionsstufe 2 in Minuten, Lmax, Lre, Teillänge bei restendenlosem Aufteilen der Gesamt-Stranglänge, BWA, Bewertungsfaktor für Ausbringenserhöhung der Produktionsstufe 1, BWP, Bewertungsfaktor für Produktivitätserhöhung der Produktionsstufe 2, und v, Einlaufgeschwindigkeit der Teillängen in Produktionsstufe 2 (m/min), zur Verfügung stehen. Vom Rechner werden hierauf die nachfolgenden Operationen in Übereinstimmung mit den Gleichunqen
    Figure imgb0003
    und
    Figure imgb0004
    durchgeführt. In diesen Gleichungen bedeuten die Bezeichnungen DP - Ergebnis der Produktivitätserhöhung in Produktionsstufe 2 infolge Teilens auf maximal zulässige Teillängen, Nmin - Teilstückzahl bei Teilen auf maximal zulässige Teillänge, und DA - Ergebnis der Ausbringenserhöhung in Produktionsstufe 1 bei restendenlosem Aufteilen des Gesamtstranges, während die übrigen Bezeichnungen die bereits oben angegebenen Bedeutungen aufweisen. Der Wert für DP kann nun größer oder kleiner als der Wert von DA sein, wobei im Falle eines Wertes für DP größer als.DA, die Trennaggregate für ein Schneiden auf maximal zulässige Teillänge, und im Falle DP kleiner als DA, ein Schneiden auf restendenloses Teilen, angesteuert wird.
  • Der Zeitraum, welcher als Basis für T ges gewählt wird, kann in einfacher Weise auf eine Schicht bezogen sein und auf diese Weise eine schichtweise Optimierung ermöglichen. Das Optimierungsintervall zwischen L und Lmin hängt in erster Linie von den Kundenwünschen ab. v ist in der Regel eine Funktion der Bearbeitungstechnologie der Anlagentechnik des zu bearbeitenden Materials od.dgl., während Tp im wesentlichen eine Funktion der Anlagentechnik ist.
    • Beispiel 2:
  • Das restendenlose Aufteilen im Vergleich zu einem Teilen auf maximales Stückgewicht, das heißt, maximale Stücklängen, wird am Beispiel zweier aufeinanderfolgender Bearbeitungsstufen N und N+1 berechnet. Für die Gegenüberstellung von Einsparung an Pausenzeiten infolge verminderter Stückzahl bei maximalen Stückgewichten bzw. -längen und verlängerten Walzzeiten infolge erhöhter Stücklängen je Schicht, wurden die nachfolgenden Beziehungen verwendet
  • Figure imgb0005
    Figure imgb0006
    Figure imgb0007
    Figure imgb0008
    Figure imgb0009
    Figure imgb0010
    Figure imgb0011
    Figure imgb0012
    Figure imgb0013
    Figure imgb0014
    Die in diesen Beziehungen verwendeten Bezugszeichen werden in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengestellt.
    Figure imgb0015
    Figure imgb0016
  • Als Bewertungsfaktoren wurden zwei Proportionalitätsfaktoren, nämlich
    • 1 . BAus (Geldeinheiten/ 1 % Ausbringensänderung)
    • 2 . Bp (Geldeinheiten/ 1 % Produktivitätsänderung), eingesetzt. Die Bewertung erfolgte nach der Beziehung
      Figure imgb0017
  • Bn > φ → Teilen nach maximalem Stückgewicht Bn < φ → restendenloses Teilen. Beispiel: G = 51,15 t 80
    Figure imgb0018
    L = 93 m ges Optimierungsintervall ( min = 9,5 m (1 max = 11,5 m P = 400 t restendenlos 1re = 10,33 m nre = 9 Gre = 0,568 t maximales Stückgewicht 1max= 11,5 m nmax= 8 Gmax= 0,632 t
    Figure imgb0019
    Figure imgb0020
    Figure imgb0021
    Figure imgb0022
    Figure imgb0023
  • Resultat: Einer Ausbringensverminderung an der Produktionsanlage N um 1,075 % steht eine Produktiviätserhöhung der Produktionsanlage N+1 um +4,62 % gegenüber. Die wirtschaftliche Bewertung ergibt einen Vorteil des Schneidens auf maximale Stückgewichte.
  • In analoger Weise können Wirtschaftlichkeitsüberlegungen für mehrere hintereinandergeschaltete Produktionsanlagen durchgeführt werden, wobei in jeweils aufeinanderfolgenden Anlagen das wirtschaftliche Resultat einer restendenlosen Aufteilung von Langprodukten in Anlage N + i mit den Auswirkungen einer Produktivitätserhöhung durch maximale Stückgewichte (≙ -längen) an Anlage N+i+1 verglichen wird und abschließend das Gesamtergebnis über die vollständige Produktionskette ermittelt und daraus die endgültige Steuerstrategie (restendenloses Aufteilen oder Schneiden auf maximale Stückgewichte) je Erzeugungsabschnitt bestimmt wird.
  • Auf diese Weise läßt sich eine wirtschaftliche Bewertung innerhalb der einzelnen Bewertungsstufen oder auch über eine gesamte Produktionsstraße vornehmen.

Claims (9)

1. Verfahren zum Teilen von Materialsträngen in Teillängen, bei einem sich über wenigstens zwei Bearbeitungsstufen erstreckenden Herstellungsvorgang, insbesondere bei Walz-oder Stranggießanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Produktivität in wenigstens einer einer ersten Stufe nachgeschalteten Bearbeitungsstufe für Teillängen, welche sich beim Teilen auf maximales Stückgewicht und beim restendenlosen Teilen unter Berücksichtigung der einzuhaltenden Mindestzeitabstände zwischen aufeinanderfolgenden Teillängen ergeben, ermittelt wird, und mit der Veränderung des Ausbringens aus derjenigen Bearbeitungsstufe, in welcher die Materialstränge geteilt werden, beim Teilen auf maximales Stückgewicht und beim restendenlosen Teilen verglichen wird, wobei für den Fall, daß das Ergebnis der Veränderung der Pxaduktivität in der oder den nachgeschalteten Bearbeitungsstufe(n) größer ist als das Ergebnis der Veränderung des Ausbringens aus der vorgeschalteten Bearbeitungsstufe auf maximales Stückgewicht geteilt und im Falle, daß das Ergebnis der Veränderung des Ausbringens aus der vorgeschalteten Bearbeitungsstufe größer ist als das Ergebnis der Produktivitätsänderung in der oder den nachgeschalteten Bearbeitungsstufe(n), restendenlos geteilt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich für ein Teilen auf maximales Stückgewicht oder ein restendenloses Teilen ergebenden Teillängen des Materialstranges innerhalb vorgegebener Grenzwerte ermittelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufgeschwindigkeit der Teillängen in wenigstens einer nachgeschalteten Bearbeitungsstufe gemessen wird und der erhaltene Meßwert für die Ermittlung der Produktivitätsänderung der jeweiligen Bearbeitungsstufe herangezogen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf eine Zeiteinheit bzw. auf den zur Verfügung stehenden Bearbeitungszeitraum in einer nachgeschalteten Bearbeitungsstufe bezogene Änderung der Anzahl der Teillängen bei Teilung auf maximales Stückgewicht gegenüber einer restendenlosen Teilung des Materialstranges unter Berücksichtigung der in der nachgeschalteten Bearbeitungsstufe einzuhaltenden Mindestzeitabstände zwischen zwei aufeinander folgenden Teillängen zur Ermittlung der Produktivitätsänderung in der zweiten Bearbeitungsstufe herangezogen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ermittlung der Veränderung des Ausbringens aus derjenigen Bearbeitungsstufe, in welcher die Materialstränge geteilt werden, der Quotient aus der sich beim Teilen auf maximales Stückgewicht ergebenden : Teillänge multipliziert mit der Anzahl dieser Teillängen, welche aus dem zur Verfügung stehenden Materialstrang abgeteilt werden können, und der Gesamtlänge des Materialstranges herangezogen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen der Produktivitätsänderung multipliziert mit einem Bewertungsfaktor und der Änderung des Ausbringens multipliziert mit einem Bewertungsfaktor gebildet wird, und daß im Falle, daß diese Differenz einen Wert < O ergibt restendenlos geteilt wird, und im Falle einer sich ergebenden Differenz > O nach maximalem Stückgewicht geteilt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den Vergleich der Produktiviäten beim Teilen auf maximal zulässige Stücklänge und beim restendlosen Teilen die nachfolgende Bestimmung
Figure imgb0024
in welcher DP das Ergebnis der Produktivitätserhöhung in der betreffenden Bearbeitungsstufe auf Grund der Teilung auf maximal zulässige Teillängen, BWP einen Bewertungsfaktor für die Produktivitätserhöhung innerhalb dieser Bearbeitungsstufe, T ges den gesamten der Auswahl der Schnittstrategie zu Grunde gelegten Bearbeitungszeitraum innerhalb der Produktionsstufe, T den einzuhaltenden P Mindestzeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teillängen innerhalb der Bearbeitungsstufe, Lmax die maximal zulässige Teillänge, Lre die sich bei restendenlosem Aufteilen der gesamten aufzuteilenden Strardänge ergebende Teillänge und v die Einlaufgeschwindigkeit der Teillängen in die betreffende Bearbeitungsstufe bedeuten, vorgenommen wird, und die Bewertung der Änderung des Ausbringens beim Teilen auf maximal zulässige Stücklänge und restendenloses Teilen nach der Bestimmung
Figure imgb0025
in welcher DA das Ergebnis der Erhöhung des Ausbringens bei restendlosem Aufteilen des Gesamtstranges in der betreffenden Bearbeitungsstufe, BWA einen Bewertungsfaktor für die Ausbringenserhöhung in dieser Bearbeitunsstufe, Nmin die Anzahl der Teillängen beim Teilen auf maximal zu- lässige Teillängen bzw. maximal zulässiges Stückgewicht und L ges die gesamte aufzuteilende Strarglänge bedeuten, vorgenommen wird, wobei für den Fall, daß DP größer ist als DA, auf maximal zulässiges Stückgewicht bzw. Teillänge, und für den Fall, daß DP kleiner als DA ist, restendenlos geteilt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Ergebnisse von Produktivitäts- und Ausbringensänderungen bei einem Vormaterial, insbesondere Vorblock, Rohblock od.dgl., mit definierter Istlänge und definiertem Istquerschnitt von Bearbeitungsstufe zu Bearbeitungsstufe in Richtung des Produktionsflusses vorgenommen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Änderungen der Produktivität und des Ausbringens bei einem Vormaterial mit definiertem Querschnitt, dessen Länge aber in Grenzen verändert werden kann, insbesondere bei einem Stranggießverfahren bei welchem die Stranglänge über ein in einem Verteilergefäß angeordnetes Drosselorgan beeinflußt werden kann, entgegen dem Produktionsfluß erfolgt.
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