EP2170535B1 - Method for adjusting a state of a rolling stock, particularly a near-net strip - Google Patents
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- EP2170535B1 EP2170535B1 EP08786386A EP08786386A EP2170535B1 EP 2170535 B1 EP2170535 B1 EP 2170535B1 EP 08786386 A EP08786386 A EP 08786386A EP 08786386 A EP08786386 A EP 08786386A EP 2170535 B1 EP2170535 B1 EP 2170535B1
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Definitions
- the invention relates to a method for adjusting a state of a rolling stock, in particular a Vorbands, which is defined by at least a wedge and / or saberiness of the rolling stock, wherein the rolling stock from an initial state by rolling by means of a roll stand, in particular a Vorgerüsts, and by embossing a tension in the rolling stock is transferred by means of additional processing means in an intermediate state, and wherein the rolling stock is transferred from its intermediate state by means of at least one processing unit in a final state.
- a state of a rolling stock in particular a Vorbands, which is defined by at least a wedge and / or saberiness of the rolling stock
- hot rolling mills In a rolling mill all the equipment needed for the production of rolled products can be combined. Depending on the type of forming hot and cold rolling mills are differentiated.
- slabs or ingots, usually called slabs for short, are processed to hot strip.
- This hot forming is one of the methods that follows the original forming (ingot casting, continuous casting).
- the rolling stock is heated to temperatures up to 1350 ° C and preferably reduced above its recrystallization temperature in a rolling nip of the rolling mill by pressure to a predetermined thickness.
- the overall complex of a hot rolling mill may include: primary stock; reheating furnaces; descaling; Roughing and finishing line with a different number of scaffolds, scaffolding groups and scaffold types; coilbox; Coolers; finishing equipment; Reel (s) and ready-made material store. Furthermore, bearings can be used for a rolling mill; Transport and management equipment and extensive control, and measurement systems belong.
- the finished product usually steel or aluminum strip
- several rolling stands are combined to form a rolling mill, in which several rolling passes are performed according to the number of scaffold runs.
- hot rolling mills a distinction is made between the roughing mill and the finishing mill, whereby the slab is pre-processed in the roughing mill and then rolled to its final dimensions in the usually five-, six- or seven-stand finishing train.
- the rolling stands represent the central parts of the plant.
- the roll stands of the rolling stands must absorb the high rolling forces that occur and must stretch as little as possible.
- the roll bearings of the roll stands ensure proper guidance of the rolls and transfer the rolling forces to the roll stand via the setting system, the setting devices of the setting system serving to horizontally and vertically position the rolls.
- the adjusting devices can be actuated mechanically, electromechanically or hydraulically.
- Quarto scaffolds which consist of two working and two back-up rolls, the back-up rolls usually have a larger diameter than the work rolls.
- the rolling stock to be rolled in a roughing train has a thickness progression across its width.
- the aim is usually to produce by means of rolling bands, on the one hand at the end of the finishing train has a substantially symmetrical to the band center thickness across the width, i. are free of wedges, and on the other hand have the least possible bending over the length of the rolling stock, i. are saber-free.
- a wedge-shaped rolling stock is to be rolled out into a slab having a substantially rectangular cross-section
- the volume flow on the "thicker" side of the slab results in a greater flow of material, in particular longitudinal flow, than on the "thin" side of the slab.
- the consequence of this different material flow in the longitudinal direction of the rolling stock is the formation of a saber shape or a saber.
- a saber-shaped rolling stock can lead to difficulties in subsequent processing of the rolling stock.
- the formation of the saber can be so strong that further processing of the rolling stock is impossible.
- WO 2006/119984 A1 is a method and apparatus for targeted influencing the Vorbandgeometrie known in a roughing stand, wherein in one or more roughing mills slabs are rolled into Vorb Sn.
- a dynamic employment in the roughing stand with fast and powerful side guides before and behind the roughing stand are linked together so that in one or more stitches targeted, reversing or continuous operation, a saber or wedge Slab is transformed into a straight and wedge-free Vorband, a method can be provided, which makes it possible to produce just pre-tapes without thickness wedge and without lateral curvature.
- Object of the present invention is to provide a generic method of the type mentioned, which increases the form of security for a final wedge-free, saber-free rolling.
- the invention has for its object to provide a control device for performing such a method.
- the procedural part of the object of the invention is achieved in a generic method in that it is determined whether the at least one processing unit to supply a rolling stock whose intermediate state requires a non-zero wedging and / or saberiness to achieve a predetermined final state, and depending on the rolling stand and / or the processing means are controlled and / or regulated for setting the respectively required intermediate state.
- the final state is predeterminable, i. adjustable. For example, this can be characterized in that in the final state, a desired final thickness is reached and the rolling stock is substantially free of wedge and saber.
- processing unit for example, an oven, a rolling train, a cooling unit or a cooling line or an aggregate for descaling
- the intermediate state can be adjusted so that after processing of the rolling stock with the corresponding processing units a predetermined final state of the rolling stock is set.
- the thicker side of the belt on the inlet side is the outlet side of the thinner belt side compared to the opposite side of the belt on the inlet and outlet side.
- a desired final state can also be defined by leaving a certain residual chunking and / or saberiness of the rolling stock, since this is necessary for a subsequent application of the rolling stock in a product. This can be regarded as analogous to step plates.
- the wedging and / or saberiness of a rolling stock can be set as desired by pivoting the work rolls in a roll stand. Without the aid of machining means, a change in the thickness wedge of a rolling stock in the rolling stand leads to a change in the saberiness of the rolling stock.
- the prior art mentioned at the beginning shows how a wedge-free and saber-free pre-strip is produced by means of such processing means. But only by the present invention is the intermediate state, which may include, for example, the thickness of the rolling stock, width of the rolling stock, wedging of the rolling stock, saberiness of the rolling stock, etc., set such that only a desired final state is set by the subsequent processing units.
- an intermediate state provided by means of the processing means and of the roll stand, is adjusted such that, for example, a wedge-free, saber-free strip with the desired final thickness is produced.
- the stress which is impressed by means of processing into the rolling stock, can be stamped mechanically, thermally or by means of electromagnetic fields.
- the processing means then set a desired tension or stress distribution at a certain point in the rolling stock, usually in the nip.
- a mechanical processing means for impressing a voltage in the rolling stock are particularly advantageous a stamper and / or a strong side guide.
- a symmetrical or asymmetrical tensile / compressive stress distribution or, if necessary, also a transverse stress distribution can be set, in particular at the roll gap, which reduces the material flow, i. Longitudinal flow of the material and lateral flow of the material, influenced.
- the wedging and / or saberiness, possibly also the thickness of the rolling stock can be adjusted.
- the impression of the tension by means of the processing means is controlled and / or regulated such that a desired stress distribution over the width of the rolling stock - in the rolling stock, at the nip - is set.
- the initial state of the rolling stock, from which the rolling stock is transferred to the intermediate state, is usually taken into account. Because different initial states at the same settings of the manipulated variables of the roll stand and the processing means can lead to different intermediate states of the rolling stock. However, these differences in the intermediate states may not be desirable. Can do this the essential parameters characterizing the initial state of the rolling stock, such as wedging, saberiness, thickness, etc., are detected by means of corresponding detection devices. Thereby, the rolling stock can be suitably transferred from the initial state to the intermediate state taking into consideration the final state of the rolling stock and the properties of the subsequent aggregates.
- the control and / or regulation takes place on the basis of a control and / or regulation model.
- the parameters influencing the processing of the rolling stock are included in this model. These are composed of the parameters characterizing the rolling stock and of parameters which characterize an interaction of the rolling stand, the processing means and the at least one subsequent processing unit or several subsequent processing units with the rolling stock.
- usable models are, for example, the DE 101 18 748 A1 : “Method and control for process-controlled modeling of a process plant” removable and about the textbook Chritianini, Shawe-Taylor: “An introduction to support vector machines and other kernel-based learning methods", Cambridge UP, 2000 , This is only a short excerpt of possibilities that the skilled person can fall back on.
- a model is preferably designed to be on-line capable, ie, during operation of the steelworks, adjusting the control and / or control of the rolling stand and processing means such that the intermediate state in real time depends on the final state and the interaction parameters of the rolling stock machining processing units is set such that a predetermined final state of the rolling stock is achieved by processing with the subsequent units.
- an inner, in the further processing of the rolling stock at least on the wedging and / or saberiness of the rolling stock effecting material strain is taken into account in the determination.
- a relaxation of the material distortion acting on at least the wedging and / or saberiness of the rolling stock in one or more subsequent processing units, such as furnace or cooling section or finishing train is included in the adjustment of the intermediate state of the rolling stock. Thereby, a further improvement of the setting of the intermediate state can be achieved.
- the material tension in the rolling stock can be measured.
- the material tension will be modeled by suitable models.
- a coupling of measurement and calculation of the material tension in the rolling stock can be provided.
- the voltage impressed on the rolling stock is controlled and / or controlled.
- the processing means are controlled and / or controlled so that they set a desired tension, in particular stress distribution across the width of the rolling stock.
- the rolling stock is brought into an intermediate state in cooperation with the possibly dependent control and / or control of the manipulated variables of the actuators of the rolling mill, which leads to the desired final state when working with at least one subsequent unit.
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Description
Die Erfindung betrifft eine Verfahren zur Einstellung eines Zustands eines Walzguts, insbesondere eines Vorbands, der wenigstens durch eine Keiligkeit und/oder eine Säbeligkeit des Walzguts definiert ist, wobei das Walzgut von einem Anfangszustand durch Walzen mittels eines Walzgerüsts, insbesondere eines Vorgerüsts, und durch Einprägen einer Spannung in das Walzgut mittels zusätzlicher Bearbeitungsmittel in einen Zwischenzustand überführt wird, und wobei das Walzgut von seinem Zwischenzustand mittels wenigstens eines Bearbeitungsaggregats in einen Endzustand überführt wird.The invention relates to a method for adjusting a state of a rolling stock, in particular a Vorbands, which is defined by at least a wedge and / or saberiness of the rolling stock, wherein the rolling stock from an initial state by rolling by means of a roll stand, in particular a Vorgerüsts, and by embossing a tension in the rolling stock is transferred by means of additional processing means in an intermediate state, and wherein the rolling stock is transferred from its intermediate state by means of at least one processing unit in a final state.
In einem Walzwerk können alle Anlagen zusammengefasst sein, die zur Herstellung von Walzerzeugnissen benötigt werden. Abhängig von der Art der Umformung werden Warm- und Kaltwalzwerke unterschieden. In den Warmwalzwerken bzw. Warmbreitbandwalzwerken werden Vorbrammen oder Blöcke, meistens kurz Brammen genannt, zu Warmband verarbeitet. Diese Warmumformung ist eines der Verfahren, das sich dem Urformen (Blockguss, Strangguss) anschließt. Dabei wird das Walzgut auf Temperaturen bis 1.350°C erwärmt und bevorzugt oberhalb dessen Rekristallisationstemperatur in einem Walzspalt des Walzwerks durch Druck auf eine vorgegebene Dicke reduziert. Zum Gesamtkomplex eines Warmwalzwerks können gehören: Vormateriallager; Wärmöfen; Entzunderungsanlagen; Vor- und Fertigstraße mit einer unterschiedlichen Anzahl von Gerüsten, Gerüstgruppen und Gerüsttypen; Coilbox; Kühlvorrichtungen; Adjustageeinrichtungen; Haspel(n) und Fertigmateriallager. Ferner können zu einem Walzwerk Lager; Transport- und Führungseinrichtungen und umfangreiche Regelungs-, Steuerungs- und Messsysteme gehören.In a rolling mill all the equipment needed for the production of rolled products can be combined. Depending on the type of forming hot and cold rolling mills are differentiated. In the hot rolling mills or hot strip rolling mills, slabs or ingots, usually called slabs for short, are processed to hot strip. This hot forming is one of the methods that follows the original forming (ingot casting, continuous casting). In this case, the rolling stock is heated to temperatures up to 1350 ° C and preferably reduced above its recrystallization temperature in a rolling nip of the rolling mill by pressure to a predetermined thickness. The overall complex of a hot rolling mill may include: primary stock; reheating furnaces; descaling; Roughing and finishing line with a different number of scaffolds, scaffolding groups and scaffold types; coilbox; Coolers; finishing equipment; Reel (s) and ready-made material store. Furthermore, bearings can be used for a rolling mill; Transport and management equipment and extensive control, and measurement systems belong.
Da das Fertigprodukt (meist Stahl- oder Aluminiumband) nur selten in einem Durchgang ausgewalzt werden kann, werden mehrere Walzgerüste zu einer Walzstraße zusammengefasst, in welcher entsprechend der Anzahl der Gerüstdurchläufe mehrere Walzstiche durchgeführt werden. In Warmwalzwerken unterscheidet man Vorstraße und Fertigstraße, wobei in der Vorstraße die Bramme vorverarbeitet wird, um anschließend in der meist fünf, sechs- oder sieben-gerüstigen Fertigstraße auf ihre Endabmessungen ausgewalzt zu werden.Since the finished product (usually steel or aluminum strip) can rarely be rolled out in one pass, several rolling stands are combined to form a rolling mill, in which several rolling passes are performed according to the number of scaffold runs. In hot rolling mills, a distinction is made between the roughing mill and the finishing mill, whereby the slab is pre-processed in the roughing mill and then rolled to its final dimensions in the usually five-, six- or seven-stand finishing train.
Im Walzwerk stellen die Walzgerüste die zentralen Anlagenteile dar. Die Walzenständer der Walzgerüste müssen die hohen auftretenden Walzkräfte aufnehmen und dürfen sich dabei so wenig wie möglich dehnen. Die Walzenlager der Walzenständer sorgen für eine richtige Führung der Walzen und übertragen die Walzkräfte über das Anstellsystem auf den Walzenständer, wobei die Anstellvorrichtungen des Anstellsystems einem horizontalen und vertikalen Positionieren der Walzen dienen. Die Anstellvorrichtungen können mechanisch, elektromechanisch oder hydraulisch betätigt sein. Im Allgemeinen kommen beim Walzen von Warmbreitband Vier-Walzengerüste, sogenannte Quarto-Gerüste zum Einsatz, die aus zwei Arbeits- und zwei Stützwalzen bestehen, wobei die Stützwalzen meist einen größeren Durchmesser besitzen als die Arbeitswalzen.In the rolling mill, the rolling stands represent the central parts of the plant. The roll stands of the rolling stands must absorb the high rolling forces that occur and must stretch as little as possible. The roll bearings of the roll stands ensure proper guidance of the rolls and transfer the rolling forces to the roll stand via the setting system, the setting devices of the setting system serving to horizontally and vertically position the rolls. The adjusting devices can be actuated mechanically, electromechanically or hydraulically. In general, when rolling hot strip wide four-roll stands, so-called Quarto scaffolds are used, which consist of two working and two back-up rolls, the back-up rolls usually have a larger diameter than the work rolls.
Eines der Probleme beim Walzen von Brammen bzw. den daraus entstehenden Bändern ist es, dass das in einer Vorstraße zu walzende Walzgut einen Dickenverlauf über seine Breite aufweist. Ziel ist es in der Regel, mittels des Walzens Bänder herzustellen, welche einerseits am Ende der Fertigstraße eine im Wesentlichen symmetrisch zur Bandmitte verlaufende Dicke über die Breite aufweisen, d.h. keilfrei sind, und andererseits eine möglichst geringe Verbiegung über die Länge des Walzgutes aufweisen, d.h. säbelfrei sind.One of the problems with rolling slabs or the strips resulting therefrom is that the rolling stock to be rolled in a roughing train has a thickness progression across its width. The aim is usually to produce by means of rolling bands, on the one hand at the end of the finishing train has a substantially symmetrical to the band center thickness across the width, i. are free of wedges, and on the other hand have the least possible bending over the length of the rolling stock, i. are saber-free.
Dieses zu erreichen ist jedoch schwierig, sofern ein Walzgut zu walzen ist, welches bereits beim ersten Walzen innerhalb der Warmwalzstraße keilförmig ausgebildet ist. Die Keiligkeit des Walzguts resultiert in der Regel aus dem Gießprozess und der anschließenden Abkühlung und Weiterverarbeitung, insbesondere Halbierung, der gegossenen Brammen.However, to achieve this is difficult if a rolling stock is to be rolled, which is already wedge-shaped in the first rolling within the hot rolling mill. The wedging of the rolling stock usually results from the casting process and the subsequent cooling and further processing, in particular halving, of the cast slabs.
Soll nun ein keilförmiges Walzgut zu einer Bramme mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt ausgewalzt werden, so kommt es aufgrund der Volumenerhaltung auf der "dicken" Seite der Bramme zu einem stärkeren Materialfluss, insbesondere Längsfluss, als auf der "dünnen" Seite der Bramme. Folge dieses unterschiedlichen Materialflusses in Längsrichtung des Walzgutes ist die Ausbildung einer Säbelform bzw. eines Säbels. Ein säbelförmiges Walzgut kann, abhängig von der Ausprägung des Säbels, zu Schwierigkeiten bei einer nachfolgenden Verarbeitung des Walzguts führen. Die Ausbildung des Säbels kann derart stark sein, dass eine Weiterverarbeitung des Walzgutes unmöglich ist.If now a wedge-shaped rolling stock is to be rolled out into a slab having a substantially rectangular cross-section, the volume flow on the "thicker" side of the slab results in a greater flow of material, in particular longitudinal flow, than on the "thin" side of the slab. The consequence of this different material flow in the longitudinal direction of the rolling stock is the formation of a saber shape or a saber. Depending on the shape of the saber, a saber-shaped rolling stock can lead to difficulties in subsequent processing of the rolling stock. The formation of the saber can be so strong that further processing of the rolling stock is impossible.
Aus der Offenlegungsschrift
Nachteil der in der obigen Offenlegungsschrift genannten Lehre ist es, dass hier nur gerade Vorbänder ohne Dickenkeil und ohne seitliche Krümmung erzeugt werden. Diese säbelfreie, keilfreie Form des Walzgutes kann jedoch durch nachfolgende Bearbeitung des Walzguts wieder verloren gehen. Ferner treten beim Einsatz der schnellen und starken Seitenführung hohe Kräfte auf, welche zum Defekt der Seitenführung führen können sowie die Bandkante des Vorbandes stark, und damit mit Nachteil, belasten können.Disadvantage of the teaching mentioned in the above disclosure is that only straight pre-tapes without thickness wedge and without lateral curvature are generated here. However, this saber-free, wedge-free form of the rolling stock can be lost again by subsequent machining of the rolling stock. Furthermore, when using the fast and strong side guide high forces occur, which can lead to the defect of the side guide and the band edge of the Vorbandes strong, and thus at a disadvantage, can burden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches die Formsicherheit für ein letztendlich keilfreies, säbelfreies Walzgut erhöht.Object of the present invention is to provide a generic method of the type mentioned, which increases the form of security for a final wedge-free, saber-free rolling.
Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben.Furthermore, the invention has for its object to provide a control device for performing such a method.
Der verfahrensmäßige Teil der Aufgabe der Erfindung wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass ermittelt wird, ob dem wenigstens einen Bearbeitungsaggregat ein Walzgut zuzuführen ist, dessen Zwischenzustand eine von Null verschiedene Keiligkeit und/oder Säbeligkeit erfordert, um einen vorgegebenen Endzustand zu erreichen, und in Abhängigkeit davon das Walzgerüst und/oder die Bearbeitungsmittel zur Einstellung des jeweils erforderlichen Zwischenzustands gesteuert und/oder geregelt werden.The procedural part of the object of the invention is achieved in a generic method in that it is determined whether the at least one processing unit to supply a rolling stock whose intermediate state requires a non-zero wedging and / or saberiness to achieve a predetermined final state, and depending on the rolling stand and / or the processing means are controlled and / or regulated for setting the respectively required intermediate state.
Der Endzustand ist vorgebbar, d.h. einstellbar. Beispielsweise kann der sich dadurch auszeichnen, dass im Endzustand eine gewünschte Enddicke erreicht ist und das Walzgut im Wesentlichen keil- und säbelfrei ist. Je nachdem, welches Bearbeitungsaggregat dem Walzgerüst nachfolgt, bspw. ein Ofen, eine Walzstraße, eine Kühlaggregat bzw. eine Kühlstrecke oder ein Aggregat zum Entzundern, kann der Zwischenzustand so eingestellt werden, dass nach Bearbeitung des Walzguts mit den entsprechenden Bearbeitungsaggregaten ein vorgegebener Endzustand des Walzguts eingestellt wird.The final state is predeterminable, i. adjustable. For example, this can be characterized in that in the final state, a desired final thickness is reached and the rolling stock is substantially free of wedge and saber. Depending on which processing unit follows the roll stand, for example, an oven, a rolling train, a cooling unit or a cooling line or an aggregate for descaling, the intermediate state can be adjusted so that after processing of the rolling stock with the corresponding processing units a predetermined final state of the rolling stock is set.
Dies kann dazu führen, dass sofern dem Walzgut durch die nachfolgenden Bearbeitungsaggregate keine Abweichungen vom erwünschten Endzustand aufgeprägt werden, bereits der Zwischenzustand des Walzguts keilfrei und/oder säbelfrei sein kann. Jedoch ist auch der andere Extremfall denkbar, dass, abhängig von den nachfolgenden Bearbeitungsaggregaten, aus einem keiligen Anfangszustand ein Zwischenzustand mit - verglichen mit dem Anfangszustand - ggf. noch größerer Keiligkeit erzeugt wird, weil nämlich erst dieser Zwischenzustand mit noch verstärkter Keiligkeit im Zusammenwirken mit den nachfolgenden Bearbeitungsaggregaten zu einem gewünschten, in der Regel keil- und säbelfreien Endzustand des Walzguts führt. Auch kann die Keiligkeit des Walzguts übersteuert werden, d.h. es die auslaufseitige Keiligkeit des Walzgerüsts weist verglichen mit der eingangsseitigen Keiligkeit des Walzgerüsts ein umgekehrtes Vorzeichen auf. Einfacher formuliert: die einlaufseitig dickere Bandseite wird auslaufseitig zur dünneren Bandseite verglichen mit der jeweils gegenüberliegenden Bandseite auf der Einlauf- und Auslaufseite. Ggf. kann sogar ein gewünschter Endzustand auch dadurch definiert sein, dass eine bestimmte Restkeiligkeit und/oder Säbeligkeit des Walzguts verbleibt, da dies für eine spätere Applikation des Walzguts in einem Produkt erforderlich ist. Dies kann etwa analog zu Stufenblechen angesehen werden.This can lead to the situation in which, if the rolling stock is not impressed by the subsequent processing units deviations from the desired final state, the intermediate state of the rolling stock can already be free of wedge and / or saber-free. However, the other extreme case is conceivable that, depending on the subsequent processing units, from a keiligen initial state with an intermediate state - compared with the initial state - possibly even greater wedging is generated, because only this intermediate state with even greater wedging in cooperation with the subsequent processing units leads to a desired, usually keil- and saber-free final state of the rolling stock. Also, the wedging of the rolling stock can be overridden, that is, the outlet-side wedging of the rolling stand has a reverse sign compared to the input-side wedging of the rolling stand. Simply put, the thicker side of the belt on the inlet side is the outlet side of the thinner belt side compared to the opposite side of the belt on the inlet and outlet side. Possibly. For example, even a desired final state can also be defined by leaving a certain residual chunking and / or saberiness of the rolling stock, since this is necessary for a subsequent application of the rolling stock in a product. This can be regarded as analogous to step plates.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann gegebenenfalls auch flexibel auf Veränderungen der Bearbeitungsaggregate eingegangen werden, so etwa auf Oberflächenverschleiß der Walze, unterschiedliche Wärmeausdehnungen der einem Bearbeitungsaggregat zugeordneten Walzen während des Betriebs, usw.By the method according to the invention can optionally also be discussed flexibly changes in the processing units, such as surface wear of the roller, different thermal expansions of a processing unit associated rollers during operation, etc.
Grundsätzlich kann die Keiligkeit und/oder Säbeligkeit eines Walzguts durch Schwenken der Arbeitswalzen in einem Walzgerüst beliebig eingestellt werden. Ohne Zuhilfenahme von Bearbeitungsmitteln führt eine Änderung des Dickenkeils eines Walzguts in dem Walzgerüst zu einer Änderung der Säbeligkeit des Walzguts. Der eingangs genannte Stand der Technik zeigt, wie mittels derartiger Bearbeitungsmittel ein keil- und säbelfreies Vorband erzeugt wird. Doch erst durch die vorliegende Erfindung wird der Zwischenzustand, welcher bspw. Dicke des Walzguts, Breite des Walzguts, Keiligkeit des Walzguts, Säbeligkeit des Walzguts, usw. umfassen kann, derart eingestellt, dass durch die nachfolgenden Bearbeitungsaggregate erst ein gewünschter Endzustand eingestellt ist. So können bspw. nicht unmittelbar beim Walzen in dem Walzgerüst zu Verkrümmungen führende Restverspannungen im Walzgut, Fehler im Walzenschliff bei einer Fertigstraße, thermal crown, Verschleiß in einer Fertigstraße, usw. derart berücksichtigt werden. Aufgrund dieser beispielhaft aufgezählten Einflüsse wird ein Zwischenzustand, bereitgestellt mittels des Bearbeitungsmittels und des Walzgerüsts, derart eingestellt, dass bspw. ein keilfreies, säbelfreies Band mit gewünschter Enddicke gefertigt wird.In principle, the wedging and / or saberiness of a rolling stock can be set as desired by pivoting the work rolls in a roll stand. Without the aid of machining means, a change in the thickness wedge of a rolling stock in the rolling stand leads to a change in the saberiness of the rolling stock. The prior art mentioned at the beginning shows how a wedge-free and saber-free pre-strip is produced by means of such processing means. But only by the present invention is the intermediate state, which may include, for example, the thickness of the rolling stock, width of the rolling stock, wedging of the rolling stock, saberiness of the rolling stock, etc., set such that only a desired final state is set by the subsequent processing units. Thus, for example, not directly during rolling in the rolling mill to curvatures leading residual stresses in the rolling stock, flaws in a finishing mill, thermal crown, wear in a finishing train, etc. are taken into account. On the basis of these exemplary enumerated influences, an intermediate state, provided by means of the processing means and of the roll stand, is adjusted such that, for example, a wedge-free, saber-free strip with the desired final thickness is produced.
Die Spannung, welche mittels Bearbeitungsmittels in das Walzgut eingeprägt wird, kann mechanisch, thermisch oder mittels elektromagnetischer Felder eingeprägt werden. Die Bearbeitungsmittel stellen dann eine gewünschte Spannung bzw. Spannungsverteilung an einer bestimmten Stelle im Walzgut, in der Regel im Walzspalt ein. Als mechanische Bearbeitungsmittel zur Einprägung einer Spannung in das Walzgut eignen sich besonders vorteilhaft ein Staucher und/oder eine starke Seitenführung.The stress, which is impressed by means of processing into the rolling stock, can be stamped mechanically, thermally or by means of electromagnetic fields. The processing means then set a desired tension or stress distribution at a certain point in the rolling stock, usually in the nip. As a mechanical processing means for impressing a voltage in the rolling stock are particularly advantageous a stamper and / or a strong side guide.
Durch das Einprägen der Spannung in das Walzgut kann insbesondere am Walzspalt eine symmetrische oder asymmetrische Zug-/Druckspannungsversteilung ggf. auch Querspannungsverteilung eingestellt werden, welche den Materialfluss, d.h. Längsfluss des Materials und Querfluss des Materials, beeinflusst. Dadurch kann die Keiligkeit und/oder Säbeligkeit, ggf. auch die Dicke des Walzguts, eingestellt werden. Die Einprägung der Spannung mittels des Bearbeitungsmittels wird derart gesteuert und/oder geregelt, dass eine gewünschte Spannungsverteilung über die Breite des Walzguts - im Walzgut, am Walzspalt - eingestellt wird.By impressing the tension in the rolling stock, a symmetrical or asymmetrical tensile / compressive stress distribution or, if necessary, also a transverse stress distribution can be set, in particular at the roll gap, which reduces the material flow, i. Longitudinal flow of the material and lateral flow of the material, influenced. As a result, the wedging and / or saberiness, possibly also the thickness of the rolling stock, can be adjusted. The impression of the tension by means of the processing means is controlled and / or regulated such that a desired stress distribution over the width of the rolling stock - in the rolling stock, at the nip - is set.
Der Anfangszustand des Walzguts, von welchem das Walzgut in den Zwischenzustand überführt wird, ist in der Regel zu berücksichtigen. Denn unterschiedliche Anfangszustände bei gleichen Einstellungen der Stellgrößen des Walzgerüsts und der Bearbeitungsmittel können zu unterschiedlichen Zwischenzuständen des Walzguts führen. Diese Unterschiede in den Zwischenzuständen sind jedoch ggf. nicht erwünscht. Dazu können die wesentlichen den Anfangszustand des Walzguts kennzeichnenden Parameter, wie etwa Keiligkeit, Säbeligkeit, Dicke, usw. mittels entsprechender Erfassungseinrichtungen erfasst werden. Dadurch kann das Walzgut in geeigneter Weise vom Anfangszustand unter Berücksichtigung des Endzustands des Walzguts und der Eigenschaften der nachfolgenden Aggregate in den Zwischenzustand überführt werden.The initial state of the rolling stock, from which the rolling stock is transferred to the intermediate state, is usually taken into account. Because different initial states at the same settings of the manipulated variables of the roll stand and the processing means can lead to different intermediate states of the rolling stock. However, these differences in the intermediate states may not be desirable. Can do this the essential parameters characterizing the initial state of the rolling stock, such as wedging, saberiness, thickness, etc., are detected by means of corresponding detection devices. Thereby, the rolling stock can be suitably transferred from the initial state to the intermediate state taking into consideration the final state of the rolling stock and the properties of the subsequent aggregates.
Ausgehend von dem wenigstens einen den Zwischenzustand bereitstellenden Walzgerüst und den zusätzlichen Bearbeitungsmitteln kann der Zwischenzustand verglichen mit dem Anfangszustand bspw. einen verstärkten Keil, einen abgeschwächten Keil, einen umgekehrten Keil oder keinen Keil aufweisen. Dies gilt analog für die Säbeligkeit.Starting from the at least one intermediary state rolling stand and the additional processing means, the intermediate state can have, for example, a reinforced wedge, a weakened wedge, a reversed wedge or no wedge compared to the initial state. This applies analogously to the saberiness.
Die Steuerung und/oder Regelung erfolgt anhand eines Steuer- und/oder Regelmodells. In dieses Modell gehen die die Verarbeitung des Walzguts beeinflussenden Parameter ein. Diese setzen sich zusammen aus das Walzgut kennzeichnenden Parametern sowie aus Parametern, welche eine Wechselwirkung des Walzgerüsts, der Bearbeitungsmittel und des wenigstens eine nachfolgenden Bearbeitungsaggregats oder mehrere nachfolgender Bearbeitungsaggregate mit dem Walzgut kennzeichnen. Vom Fachmann zur Umsetzung der Erfindung verwendbare Modelle sind bspw. der
Zur Steuerung und/oder Regelung des Walzgerüsts und der Bearbeitungsmittel können bspw. physikalische, empirische oder (selbst-)lernende Modelle, etwa Neuronale Netze, verwendet werden. Die Verwendung derartiger Modelle ist dem Fachmann geläufig. Bei empirischen Modellen wird insbesondere auf Erkenntnisse zurückgegriffen, welche aus dem Betrieb oder Testbetrieb der jeweiligen Anlage beruhen. Insbesondere ist ein Modell vorzugsweise derart ausgestaltet, dass es online-fähig ist, d.h. während des Betriebs des Stahlwerks die Regelung und/oder Steuerung des Walzgerüsts und der Bearbeitungsmittel derart anpasst, dass der Zwischenzustand in Echtzeit abhängig von Endzustand und den Wechselwirkungsparametern der das Walzgut nachfolgenden bearbeitenden Bearbeitungsaggregate derart eingestellt wird, dass ein vorgegebener Endzustand des Walzguts durch die Bearbeitung mit den nachfolgenden Aggregaten erreicht wird.For example, physical, empirical or (self) learning models, such as neural networks, may be used to control and / or regulate the rolling stand and the processing means. The use of such models is familiar to the person skilled in the art. In empirical models, particular reference is made to findings which originate from the operation or test operation the respective plant are based. In particular, a model is preferably designed to be on-line capable, ie, during operation of the steelworks, adjusting the control and / or control of the rolling stand and processing means such that the intermediate state in real time depends on the final state and the interaction parameters of the rolling stock machining processing units is set such that a predetermined final state of the rolling stock is achieved by processing with the subsequent units.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei der Ermittlung eine innere, bei der weiteren Bearbeitung des Walzguts sich wenigstens auf die Keiligkeit und/oder Säbeligkeit des Walzguts auswirkende Materialverspannung berücksichtigt. Dadurch wird sichergestellt, dass im Walzgut vorhandene Materialspannungen nicht zu einer signifikanten Abweichung vom gewünschten Endzustand des Walzguts führen, obwohl Anfangszustand, Endzustand und die Wechselwirkungsparameter der Bearbeitungsaggregate mit dem Walzgut bei der Regelung und/oder Steuerung des Walzgerüsts und der Bearbeitungsmittel berücksichtigt wurden. Es wird somit eine Relaxation der sich wenigstens auf die Keiligkeit und/oder Säbeligkeit des Walzguts auswirkenden Materialverspannung in einem oder mehreren nachfolgenden Bearbeitungsaggregaten, wie etwa Ofen oder Kühlstrecke oder Fertigstraße, bei der Einstellung des Zwischenzustands des Walzguts mit einbezogen. Dadurch kann eine weitere Verbesserung der Einstellung des Zwischenzustands erreicht werden.In an advantageous embodiment of the invention, an inner, in the further processing of the rolling stock at least on the wedging and / or saberiness of the rolling stock effecting material strain is taken into account in the determination. This ensures that material stresses present in the rolling stock do not lead to a significant deviation from the desired final state of the rolling stock, although the initial state, final state and the interaction parameters of the processing units with the rolling stock have been taken into account in the control and / or control of the rolling stand and the processing means. Thus, a relaxation of the material distortion acting on at least the wedging and / or saberiness of the rolling stock in one or more subsequent processing units, such as furnace or cooling section or finishing train, is included in the adjustment of the intermediate state of the rolling stock. Thereby, a further improvement of the setting of the intermediate state can be achieved.
Zur Berücksichtigung der Materialverspannung kann die Materialverspannung im Walzgut gemessen werden. In Regel wird die die Materialverspannung jedoch durch geeignete Modelle modelliert werden. Zur Optimierung der Prozessführung kann auch eine Kopplung von Messung und Berechnung der Materialverspannung im Walzgut vorgesehen werden.To take account of the material tension, the material tension in the rolling stock can be measured. In general, however, the material tension will be modeled by suitable models. To optimize the process management, a coupling of measurement and calculation of the material tension in the rolling stock can be provided.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die am Walzgut eingeprägte Spannung geregelt und/oder gesteuert. In der Regel werden die Bearbeitungsmittel derart geregelt und/oder gesteuert, dass diese eine erwünschte Spannung, insbesondere Spannungsverteilung über die Breite des Walzguts, einstellen. Durch eine gezielte Regelung und/oder Steuerung der Spannung wird im Zusammenwirken mit der davon ggf. abhängigen Regelung und/oder Steuerung der Stellgrößen der Stellglieder des Walzgerüsts das Walzgut in einen Zwischenzustand überführt, welcher bei Bearbeitung mit wenigstens einem nachfolgenden Aggregat zum gewünschten Endzustand führt.In an advantageous embodiment of the invention, the voltage impressed on the rolling stock is controlled and / or controlled. In general, the processing means are controlled and / or controlled so that they set a desired tension, in particular stress distribution across the width of the rolling stock. By selective regulation and / or control of the voltage, the rolling stock is brought into an intermediate state in cooperation with the possibly dependent control and / or control of the manipulated variables of the actuators of the rolling mill, which leads to the desired final state when working with at least one subsequent unit.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur Einprägung der Spannung in das Walzgut eine auf das Walzgut ausgeübte Kraft verwendet. Die Kraft wird mittels einer mechanischen Einrichtung auf das Walzgut ausgeübt, um die Spannungsverhältnisse des sich abschnittsweise im Walzspalt befindenden Walzguts gezielt zu beeinflussen. Durch den Ansatzpunkt der Kraft sowie den Betrag der Kraft kann die Spannung im Walzgut während des Walzens im Walzspalt derart eingestellt werden, dass der zur Herstellung des Endzustands durch definierte nachfolgende Bearbeitungsaggregate erforderliche Zwischenzustand eingestellt wird. Die Kraft kann mittels eines punktartigen, eines linienartigen oder eines flächenartigen Ansatzbereichs am Walzgut auf das Walzgut ausgeübt werden.In a preferred embodiment of the invention, a force exerted on the rolling stock is used to impress the tension in the rolling stock. The force is exerted on the rolling stock by means of a mechanical device in order to specifically influence the stress ratios of the rolling stock located in sections in the roll gap. By the point of application of the force and the amount of force, the tension in the rolling stock during rolling in the nip can be adjusted such that the intermediate state required for producing the final state by defined subsequent processing units is set. The force can be exerted on the rolling stock by means of a point-like, a line-like or a surface-like approach area on the rolling stock.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Walzgut eine in der Regel quer zu einer vorgesehenen Transportrichtung ausgerichtete, als Walzgutkopf bezeichnet Vorderseite auf, wobei eine Position des Walzgutkopfes erfasst wird und die auf das Walzgut ausgeübte Kraft anhand der erfassten Position des Walzgutkopfes geregelt und/oder gesteuert wird. Die Erfassung des Walzgutkopfes ist dahingehend vorteilhaft, da erkannt wird, ob bereits überhaupt eine Kraft auf das Walzgut ausgeübt werden kann bzw. in welcher Höhe eine Kraft an einer bestimmten Walzgutposition in das Walzgut einzuprägen ist, um eine bestimmte Spannung, insbesondere Spannungsverteilung, im Walzspalt einzustellen. Dies ist insbesondere beim Anstich eines Walzguts in dem mindestens einen Walzgerüst von hoher Bedeutung.In a further advantageous embodiment, the rolling stock has a generally aligned transversely to a designated transport direction, referred to as Walzgutkopf front, wherein a position of the rolling stock is detected and regulated the force exerted on the rolling stock on the basis of the detected position of the rolling stock and / or controlled becomes. The detection of the rolling stock is advantageous in that it is recognized whether already at all a force can be exerted on the rolling stock or at what level a force is to be impressed at a certain Walzgutposition in the rolling stock to a certain voltage, in particular stress distribution, set in the nip. This is of great importance in particular when a rolling stock is being cut in the at least one rolling stand.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als Bearbeitungsmittel eine Seitenführung verwendet. Durch die Verwendung einer Seitenführung, insbesondere starken Seitenführung, kommt der Seitenführung eine kombinatorische Wirkung bei der Überführung des Walzguts von seinem Zwischenzustand in seinen Endzustand zu. Denn die Seitenführung führt in diesem Zusammenhang nicht nur das Walzgut, sondern mittels der Seitenführung wird zudem eine Spannung eingeprägt. Diese ist insbesondere wirksam im Walzspalt und beeinflusst dadurch den Zwischenzustand, welcher mittels des mindestens einen Walzgerüsts aus dem Anfangszustand erzeugt wird. Es sind somit keine zusätzlichen baulichen Maßnahmen vorzusehen, um das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung einer Seitenführung zur Einprägung von Spannung in das Walzgut durchzuführen.In a preferred embodiment of the invention, a side guide is used as the processing means. By using a side guide, in particular strong side guide, the side guide is a combinatorial effect in the transfer of the rolling stock of its intermediate state in its final state. Because the side guide leads in this context, not only the rolling stock, but by means of the side guide also a voltage is impressed. This is particularly effective in the nip and thereby influences the intermediate state, which is generated by means of the at least one rolling mill from the initial state. There are therefore no additional structural measures to provide to perform the inventive method using a side guide for impressing tension in the rolling stock.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als Bearbeitungsmittel ein Staucher verwendet. Der Staucher kann alternativ zur Seitenführung zur Einprägung von Spannung in das Walzgut verwendet werden, jedoch auch in Kombination mit einer Seitenführung. Die Verwendung eines Stauchers weist den Vorteil auf, dass die beiden im Wesentlichen vertikal stehenden Arbeitswalzen des Stauchers unabhängig voneinander auf das Walzgut einwirken können. Insbesondere können die Walzen des Stauchers zueinander derart angeordnet sein, dass nicht diese achsensymmetrisch zu einer Walzgutmittenlängsachse angeordnet sind und/oder betragsmäßig verschiedene Kräfte auf das Walzgut ausüben. Die Walzgutmittellängsachse ist diejenige Längsachse des Walzguts, welche durch die auslaufseitige Bandmitte des Walzguts in Längsrichtung des Walzguts verläuft. In einem vorteilhaften Spezialfall ist die Kraft einer Arbeitswalze des Stauchers auf das Walzgut Null, d.h. diese Arbeitswalze ist nicht mit dem Walzgut in Kontakt. Die andere Arbeitswalze übt eine Kraft auf das Walzgut aus, um eine Spannungsverteilung im Walzgut über die Breite des Walzguts, am Walzspalt einzustellen. Es können durch die unabhängig voneinander auf das Walzgut einwirkenden Arbeitswalzen des Stauchers gezielt asymmetrische Spannungen in das Walzgut eingeprägt werden. Dies erlaubt somit auch eine flexiblere Einstellung von Zwischenzuständen. Es kann somit ein größeres Spektrum an "Fehlern" der nachfolgenden Bearbeitungsaggregate abgedeckt werden. Es kann somit mittels eines Stauchers besonders vorteilhaft sichergestellt werden, dass der gewünschte Endzustand des Walzguts eingestellt wird.In a further advantageous embodiment of the invention, a stamper is used as the processing means. The stuffer can be used as an alternative to the side guide for impressing tension in the rolling stock, but also in combination with a side guide. The use of a stuffer has the advantage that the two substantially vertically standing work rolls of the stuffer can act independently of each other on the rolling stock. In particular, the rollers of the stuffer can be arranged to each other such that they are not arranged axially symmetrically to a Walzgutmittenlängsachse and / or exert different amounts of force on the rolling stock. The rolling stock center longitudinal axis is that longitudinal axis of the rolling stock which runs through the outlet-side strip center of the rolling stock in the longitudinal direction of the rolling stock. In an advantageous special case, the force of a work roll of the upshot on the rolling stock is zero, that is, this work roll is not in contact with the rolling stock. The other work roll exerts a force on the rolling stock to a stress distribution in the rolling stock across the width of the Walzguts, set at the nip. It can be impressed by the force acting independently on the rolling work rolls of the edger targeted asymmetric stresses in the rolling stock. This also allows a more flexible adjustment of intermediate states. It can thus be covered a wider range of "errors" of subsequent processing units. It can thus be ensured by means of a stuffer particularly advantageous that the desired final state of the rolling stock is adjusted.
Besonders vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden, wenn wenigstens ein dem Walzgerüst nachfolgendes Bearbeitungsaggregat ein Horizontalwalzgerüst ist. Dieser Vorteil bleibt insbesondere erhalten, wenn eine Mehrzahl von Horizontalwalzgerüsten dem wenigstens einem Walzgerüst nachgeordnet sind, welche als Fertigstraße arbeiten. In der Fertigstraße wird das Walzgerüst von seinem Zwischenzustand in einem gewünschten Endzustand überführt. Dieser Endzustand ist nur dann in der Regel der gewünschte Endzustand, wenn durch das erfindungsgemäße Verfahren die durch die Mehrzahl an Horizontalwalzgerüsten in das Walzgut eingeprägte Abweichungen bereits durch den Zwischenzustand berücksichtigt wurden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren, welches für eine Fertigstraße zur Anwendung kommt, kann daher die Qualität des in den Endzustand überführten Walzguts hinsichtlich Keiligkeit und/oder Säbeligkeit weiter verbessert werden.The method according to the invention can be used particularly advantageously if at least one processing unit following the rolling stand is a horizontal rolling stand. This advantage is maintained, in particular, if a plurality of horizontal rolling stands are arranged downstream of the at least one rolling mill, which work as a finishing train. In the finishing train, the rolling stand is transferred from its intermediate state to a desired final state. This final state is only then usually the desired final state if, by the method according to the invention, the deviations impressed into the rolling stock by the plurality of horizontal rolling stands have already been taken into account by the intermediate state. By the method according to the invention, which is used for a finishing train, therefore, the quality of the rolling stock transferred to the final state can be further improved with regard to wedging and / or saberiness.
Der vorrichtungsmäßige Teil der Aufgabe wird durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung gemäß Anspruch 11 gelöst. Eine solche Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Einstellung eines Zustands eines Walzguts kann einfach für bestehende Anlagen nachgerüstet werden. Dadurch kann die Qualität bei der Einstellung eines Endzustands eines Walzguts erhöht werden.The device-related part of the object is achieved by a control and / or regulating device according to
Ferner erstreckt sich die Erfindung auf einen maschinenlesbaren Programmcode für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Einstellung eines Zustands eines Walzguts. Somit kann der maschinenlesbare Programmcode auch in bereits vorhandenen Steuer- und/oder Regeleinrichtungen verwendet werden.Furthermore, the invention extends to a machine-readable program code for a control and / or regulating device for setting a state of a rolling stock. Thus, the Machine-readable program code can also be used in existing control and / or regulating devices.
Dies kann insbesondere dadurch gewährleistet werden, dass der Programmcode auf einem Datenträger abgespeichert ist, auf welchem sich ebenfalls die vorliegende Erfindung erstreckt.This can be ensured, in particular, by the fact that the program code is stored on a data carrier on which the present invention likewise extends.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen, welche anhand der schematisch dargestellten Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
- FIG 1
- eine Übersichtsdarstellung für das erfindungsgemäße Verfahren,
- FIG 2
- die Ausbildung eines Säbels bei einem Walzvorgang in einem Vorgerüst,
- FIG 3
- die Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Einstellung eines definierten Zwischenzustands des Walzguts,
- FIG 4
- ein Vorgerüst und eine dem Vorgerüst nachgeordnete Fertigstraße.
- FIG. 1
- an overview of the process according to the invention,
- FIG. 2
- the formation of a saber during a rolling process in a roughing stand,
- FIG. 3
- the application of a method according to the invention for setting a defined intermediate state of the rolling stock,
- FIG. 4
- a roughing stand and a finishing mill downstream of the roughing stand.
Der Regeleinrichtung 4 werden ferner Informationen darüber zugeführt, welche Bearbeitungsaggregate das Walzgut nach Verlassen des Vorgerüsts 1 durchläuft. Insbesondere wird der Regeleinrichtung zugeführt, in wie fern die jeweiligen Bearbeitungsaggregate Einfluss auf die Geometrie des Walzguts nehmen. Die Geometrie des Walzguts kann durch thermische Prozesse, beispielsweise Heizprozesse oder Kühlprozesse, beeinflusst werden, da hierdurch innere Spannungen im Walzgut verändert werden, oder aber durch direkte mechanische Einwirkung auf das Walzgut, beispielsweise durch Walzen des Walzguts. Die Änderung der Geometrie des Walzguts durch thermische und/oder mechanische Prozesse ist u. a. auch davon abhängig, in wie weit bereits vor diesem jeweiligen Aggregat innere Verspannungen im Walzgut vorliegen. Insofern ist bereits der Anfangszustand S1 des Walzguts, ggf. für die Bearbeitung des Walzguts mittels eines Bearbeitungsaggregats, zu berücksichtigen.The control device 4 is also fed information about which processing units passes through the rolling stock after leaving the
Mittels der Informationen bezüglich der dem Vorgerüst nachfolgenden Bearbeitungsaggregate sowie des gewünschten Endzustands wird mittels einer Regelung des Walzvorgangs im Vorgerüst 1, beispielsweise in sonstiger Weise verlaufend, wie aus der Offenlegungsschrift
Bei der Verarbeitung von keilförmigem Walzgut zu Metallband sind - soweit vorrichtungsmäßig keine dies verhindernden Maßnahmen ergriffen sind - zwei Grenzfälle maßgebend:
- 1. Der Walzspalt wird so eingestellt, dass die relative Dickenabnahme an jeder Stelle entlang des Walzspaltes gleich ist. Dadurch ist die Verlängerung des Materials an allen Punkten entlang der Breitenrichtung gleich und es kommt zu keiner säbelartigen Verzerrung des Bandes, allerdings bleibt der Keil bis ins Fertigband erhalten. Da in der Regel ein keilförmiger Endzustand unerwünscht ist, stellt dies keine Lösung des Problems dar.
- 2. Der Walzspalt kann symmetrisch eingestellt werden, d.h. bis auf Durchbiegungseffekte stehen die Walzen parallel zueinander. Wegen des im Walzgut vorhandenen Dickenkeils kommt es jedoch zu einer über die Breite des Walzguts ungleichmäßige Umformung. Diese führt aufgrund der bedienseitigen und antriebsseitigen unterschiedlichen Dicke des Walzguts zu einer unterschiedlichen Verlängerung des Materials über die Breite des Walzguts. Dies verursacht die Ausbildung eines Säbels. Das Vorliegen eines über bestimmte Grenzabmessungen überschreitenden Säbels führt zu Schwierigkeiten bei der weiteren Prozessierung des Walzguts.
- 1. The nip is adjusted so that the relative decrease in thickness at each point along the nip is the same. As a result, the elongation of the material at all points along the width direction is the same and there is no saber-like distortion of the band, however, the wedge is retained up to the finished band. Since usually a wedge-shaped final state is undesirable, this is not a solution to the problem.
- 2. The roll gap can be adjusted symmetrically, ie, except for deflection effects, the rolls are parallel to each other. Because of the thickness wedge present in the rolling stock, however, an uneven deformation occurs across the width of the rolling stock. This results in a different extension of the material over the width of the rolling stock due to the different operating and drive side different thickness of the rolling stock. This causes the formation of a saber. The presence of a saber exceeding certain limit dimensions leads to difficulties in the further processing of the rolling stock.
Um ein Walzgut herstellen, welches im Wesentlichen keilfrei und säbelfrei ist, ist es zunächst erforderlich, einen Säbel bzw. Keil des Walzguts zu erfassen, wenn dieser entsteht. Hierzu bestehen verschiedene Möglichkeiten. Gemäß dem Stand der Technik kann beispielsweise bei Vorliegen eines keilförmigen zentrierten Walzguts, etwa einer Bramme, eine Differenzwalzkraft zwischen Bedienseite und Antriebsseite des Vorgerüsts 1 festgestellt werden. Diese Walzkraftdifferenz ist jedoch nicht eindeutig auf die Ausbildung eines Säbels zurückzuführen. Die Ursache der Walzkraftdifferenz zwischen Bedienseite und Antriebsseite kann auch darin begründet sein, dass das Band während des Walzens verläuft, d.h. dezentriert ist, oder eine über die Breite inhomogene Temperatur aufweist. Letzteres hat einen über die Breite veränderlichen Umformwiderstand zur Folge und damit eine über die Breite variierende Umformkraft zur Erzeugung eines definierten Walzgutzustands.In order to produce a rolling stock which is substantially free of wedge and saber-free, it is first necessary to detect a saber or wedge of the rolling stock, when it arises. There are various possibilities for this. According to the prior art, for example, in the presence of a wedge-shaped centered rolling stock, such as a slab, a differential rolling force between operating side and drive side of the
Um einen Säbel sicher zu erkennen, ist es daher ferner erforderlich, beispielsweise eine Seitenführung zu nutzen, die bei der Ausbildung eines Säbels einem deutlichen Kraftanstieg durch das gekrümmte Walzgut ausgesetzt ist. Denn der Säbel drückt auf die Seiteführung. Diese kann jedoch, sofern sie als starke Seitenführung ausgebildet ist, die Ausbildung des Säbels verhindern bzw. zu unterdrücken.In order to recognize a saber safely, it is therefore also necessary to use, for example, a side guide, which is exposed in the formation of a saber a significant increase in force by the curved rolling stock. Because the saber presses on the side guide. However, if it is designed as a strong side guide, this can prevent or suppress the formation of the saber.
Zur Bestimmung des ursprünglichen Dickenkeils, aufgrund dessen der Säbel entsteht, sowie das Ausmaß der Säbeligkeit ist es ferner erforderlich, eine Bandkantenerfassung, beispielsweise mittels eines Breitenmessgeräts, durchzuführen und die Bandkantenerkennung zur Säbeldiagnose zu verwenden. Als Messsysteme können bspw. Kamera oder laserbasierte Messsysteme verwendet werden.Furthermore, in order to determine the original thickness wedge causing the saber and the degree of saberiness, it is necessary to perform tape edge detection, for example by means of a width gauge, and to use tape edge detection for sabel diagnosis. As measuring systems, for example, camera or laser-based measuring systems can be used.
Erst wenn diese drei Indikatoren vorliegen, kann auf einen Dickenkeil und einen Säbel des Walzguts, sowie auf deren Abmessungen geschlossen werden. Alternativ kann eine verlässliche Vermessung des Walzguts hinsichtlich Keiligkeit besonders vorteilhaft am Ofeneintrag erfolgen.Only when these three indicators are available can be concluded on a thickness wedge and a saber of the rolling stock, as well as their dimensions. Alternatively, a reliable measurement of the rolling stock with regard to wedging can be carried out particularly advantageously at the furnace entry.
Aus dem eingangs genannten Stand der Technik ist es bekannt, eine solche Keiligkeit und/oder Säbeligkeit für einen Walzgut direkt nach dem Vorgerüst zu vermeiden, d.h. die Herstellung eines im Wesentlichen säbelfreien und keilfreien Walzguts durch Bearbeitung des Walzguts mit dem Vorgerüst zu erzeugen.From the aforementioned prior art, it is known to avoid such a wedging and / or sullenness for a rolling stock directly after the roughing stand, i. to produce the production of a substantially saber-free and wedge-free rolling stock by processing the rolling stock with the roughing stand.
Auch kann der Fall auftreten, dass die Keiligkeit des in das Walzgerüst einlaufenden Walzguts zu groß ist, d.h. die durch die Säbelbildung entstehende Kraft auf die Seitenführung kann von dieser nicht aufgenommen werden bzw. führt zur deren Zerstörung. Liegt dieser Fall vor, so ist es erforderlich, auf das komplette Roll Alignment Control zu verzichten und die Walzen entsprechend dem Keil zu schwenken. Ggf. kann auch eine Reduktion des Keils des einlaufenden Walzguts mittels des-Walzgerüsts in dem Maße erfolgen, dass die auf die Seitenführung wirkende Kraft diese nicht zerstört. Der Restkeil wird dann durch nachfolgende Stiche sukzessive eliminiert.Also, the case may occur that the wedging of the incoming rolling mill in the rolling stock is too large, ie by The saber-forming force on the side guide can not be absorbed by this or leads to their destruction. In this case, it is necessary to dispense with the complete roll alignment control and to pivot the rollers according to the wedge. Possibly. can also take place a reduction of the wedge of the incoming rolling stock by means of the rolling mill to the extent that the force acting on the side guide force does not destroy them. The residual wedge is then successively eliminated by subsequent stitches.
Problematisch hierbei ist es jedoch, dass die im Wesentlichen auf Null eingestellte Keiligkeit und/oder Säbeligkeit durch nachfolgende Bearbeitungsaggregate wieder in eine Keiligkeit und/oder Säbeligkeit ungleich Null umgesetzt werden kann. Eine derartige Veränderung der Walzgutgeometrie kann bspw. durch das Walzgut selbst bedingt sein, etwa durch innere Spannungen, oder aber durch äußere Einflüsse auf das Walzgut, etwa verschlissene Walzen, thermal crown, Walzenversatz, Walzendurchbiegung, Temperaturänderungen, Eintrag von Substanzen, etwa Wasser, auf das Walzgut, usw....The problem here, however, is that the substantially set to zero wedging and / or saberiness can be converted by subsequent processing units back into a wedging and / or saber unequal to zero. Such a change in the rolling stock geometry may, for example, be caused by the rolling stock itself, such as by internal stresses, or by external influences on the rolling stock, such as worn rolls, thermal crown, roll offset, roll deflection, temperature changes, entry of substances such as water on the rolling stock, etc ....
Dies hat zur Folge, dass das Walzgut im Endzustand erneut eine Keiligkeit und/oder Säbeligkeit aufweisen kann. Dies kann jedoch dadurch vermieden werden, dass die die Walzgutgeomtrie beeinflussenden Parameter der dem Vorgerüst 1 nachgeordneten Bearbeitungsaggregate A1, A2, A3,..., AN in die Regelung des Vorgerüsts 1 miteinbezogen werden. Mittels der die Walzggutgeometrie beeinflussenden Parametersätze P1, P2, P3,..., PN der nachfolgenden Bearbeitungsaggregate A1, A2, A3,..., AN wird mittels eines Modells unter Einbeziehung des Anfangszustands S1 und vorangegangener Prozessschritte ein Zwischenzustand des Walzguts ermittelt, den das Walzgut aufweisen muss, um nach dem Durchlauf durch die gewünschten Bearbeitungsaggregate einen gewünschten Endzustand S3', bspw. bei einer bestimmten Enddicke keil und säbelfrei zu sein, zu erreichen.This has the consequence that the rolling stock in the final state again may have a wedging and / or saberiness. However, this can be avoided by incorporating the parameters of the processing units A1, A2, A3,..., AN downstream of the
Ausgehend von dem ermittelten Zwischenzustand wird dann aus dem Anfangszustand S1 das Vorgerüst 1 derart geregelt, dass der ermittelte Zwischenzustand mit dem eingestellten Zwischenzustand S2 des Walzguts übereinstimmt. Vorzugsweise wird der durch das Vorgerüst 1 eingestellte Zwischenzustand S2 mit dem ermittelten Zwischenzustand verglichen und die Regelung derart geändert, dass der eingestellte Zwischenzustand S2 des Walzguts und der ermittelte Zwischenzustand für das Walzgut bestmöglich übereinstimmen.Starting from the determined intermediate state, the
Der nach Durchlaufen des Vorgerüsts 1 eingestellte Zwischenzustand S2 des Walzguts ist somit abhängig von den Prozesseinflüssen der nachfolgenden Bearbeitungsaggregate A1, A2, A3,..., AN auf das Walzgut, welche durch Parametersätze P1, P2, P3,...,PN wiedergegeben werden können, vom Ausgangszustand S1 und evtl. von Prozessparametern vorangegangener Prozesse, die etwa den inneren Spannungszustand des Walzguts beeinflusst haben.The intermediate state S2 of the rolling stock set after passing through the
Beispielsweise kann mittels eines Breitenmessgeräts und eines Profilmessgeräts nach einer Fertigstraße, die das Walzgut durchlaufen hat, ein Zwischenzustand ermittelt werden, welcher zu einem gewünschten Endzustand - d.h. in diesem Fall nach der Fertigstraße - führt. Dazu werden Keiligkeit und Säbeligkeit mittels der oben genannten Einrichtungen vermessen und der Regeleinrichtung 4 zugeführt. In Verbindung mit der aus dem Stand der Technik bekannten Differenzwalzkraft wird der ermittelte Zwischenzustand für das Walzgut aus dem Anfangszustand S1 eingestellt. In der Regel ist es vorteilhaft, wenn der Anfangszustand S1 des Walzguts bekannt ist, und dieser der Regeleinrichtung 4 zugeführt wird, so dass diese das Vorgerüst 1 entsprechend steuern und/oder regeln kann.For example, by means of a width measuring device and a profile measuring device for a finishing train, which has passed through the rolling stock, an intermediate state can be determined, which to a desired final state -. in this case after the finishing line - leads. For this purpose, wedging and saberiness are measured by means of the abovementioned devices and fed to the control device 4. In conjunction with the differential rolling force known from the prior art, the determined intermediate state for the rolling stock is set from the initial state S1. In general, it is advantageous if the initial state S1 of the rolling stock is known, and this is the control device 4 is supplied so that they can control the
Die Profilmessung des Walzguts sowie die Breitenmessung des Walzguts können an verschiedensten Stellen innerhalb des Walzprozesses erfasst werden. Ggf. können daher für jedes Bearbeitungsaggregat A1, A2, A3,..., AN dessen Einfluss auf die Geometrie des Walzguts bei gegebenem Zwischenzustand bzw. gegebenen Anfangszustand individuell bestimmt werden. Vorzugsweise werden die erfassten Messwerte in einer Messwertverarbeitung gefiltert und unter Zuhilfenahme der Bandverfolgung den einzelnen Bandabschnitten zugeordnet. Die Messwerte stehen dann der Prozessautomatisierung, insbesondere der Regelung des Vorgerüsts 1 zur Verfügung.The profile measurement of the rolling stock and the width measurement of the rolling stock can be recorded at various points within the rolling process. Possibly. can therefore be determined individually for each processing unit A1, A2, A3,..., AN whose influence on the geometry of the rolling stock at a given intermediate state or given initial state. The acquired measured values are preferably in a measured value processing Filtered and assigned to the individual tape sections with the aid of tape tracking. The measured values are then available to the process automation, in particular the regulation of the
Die Keiligkeit und/oder Säbeligkeit des Endzustands S3 des Walzguts, beispielsweise nach Durchlaufen der Fertigstraße, hängt von der Keiligkeit und/oder Säbeligkeit nach der Vorstraße bzw. nach dem Vorgerüst 1 und weiteren Prozessparametern, insbesondere von den Prozessparametern P1, P2, P3, ...m PN der nachfolgenden Bearbeitungsaggregate A1, A2, A3,..., AN ab. Um diese in das Modell zur Regelung des Vorgerüsts 1 zu implementieren, wird ein Satz von ausgewählten Prozessparametern P1, P2, P3,..., PN bspw. einem empirischen Modell, etwa einem Vererbungspuffer oder Neuronetz zugeführt. Das Modell ist nach einer hinreichend großen Menge von Daten in der Lage die Keiligkeit und/oder Säbeligkeit des Fertigbandes als Funktion der Keiligkeit des Vorbandes vorherzusagen. Alternativ können physikalischen Modelle, etwa Modelle beruhend auf finiten Elementen, oder andere geeignete Modelle verwendet werden. Derartige Modelle sind dem Fachmann geläufig.The wedging and / or saberiness of the final state S3 of the rolling stock, for example after passing through the finishing train, depends on the wedging and / or saberiness after the roughing mill or after the
Ausgehend von diesen Informationen kann das Walzgut aus dem Anfangszustand S1 in einen Zwischenzustand S2 überführt werden, der nach Durchlaufen der für das Walzgut im Weiteren vorgesehenen Bearbeitungsschritte zu einem gewünschten Endzustand S3 führt, der mit dem gewünschten Endzustand S3' im Wesentlichen übereinstimmt.Based on this information, the rolling stock can be transferred from the initial state S1 to an intermediate state S2 which, after passing through the processing steps provided for the rolling stock, leads to a desired final state S3 which substantially coincides with the desired final state S3 '.
Zur Berechnung der erforderlichen Keiligkeit und/oder Säbeligkeit des Vorbandes kann ein weiteres Modell für die nachgelagerten Bearbeitungsaggregate A1, A2, A3,..., AN des Walzguts herangezogen werden, um die Keiligkeit und die Säbeligkeit des Fertigbandes weiter zu optimieren.To calculate the required wedging and / or saberiness of the pre-strip, a further model for the downstream processing units A1, A2, A3,..., AN of the rolling stock can be used in order to further optimize the wedging and the saberiness of the finished strip.
Walzgutes G gezeigt. Das Walzgut G wird auf einem Rollengang 6 zu einem Vorgerüst 1 befördert. Damit dieses in erwünschter Weise in das Vorgerüst 1 einläuft, sind Seitenführungen 7 vorgesehen. Nach erfolgter Dickenreduktion durch das Vorgerüst 1 weist das Walzgut G eine durch den Dickenkeil bedingte Säbeligkeit auf. Die in
Da die Walzen im Vorgerüst 1 durch das Roll Alignment Control im Wesentlichen parallel gehalten werden, kommt es aufgrund des Dickenkeils des Walzguts zur Ausbildung eines Säbels. Die dickere Seite des Keils weist einen höheren Materialfluss in Längsrichtung als die dünnere Keilseite auf, wodurch es zu einer Krümmung des Walzguts in der Transportebene des Walzguts G kommt. Ein derartiges Band ist in nachfolgenden Prozessen nur sehr schwer weiterverarbeitbar.Since the rolls in the
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die linksseitige Seitenführung 7 und die rechtsseitige Seitenführung - betrachtet in Transportrichtung des Bandes - unabhängig voneinander bewegt werden können. In der Regel ist dies nicht der Fall, da die Seitenführungen 7 nur symmetrisch zueinander relativ zur Bandmitte verstellbar sind. Dies ist gewährleistet durch eine Synchronisationswelle der Seitenführungen 7. Vorteilhafterweise wird zur Einstellung des Zwischenzustands des Walzguts bzw. der definierten Spannungsverteilung im Walzspalt diese Synchronisationswelle und jegliche andere mechanische Kopplung der Seitenführungen weggelassen, so dass die linke und die rechte Seitenführung - zumindest auslaufseitig - unabhängig voneinander bewegbar sind. Insbesondere ist es vorteilhaft, die nun unabhängig voneinander bewegbaren Seitenführungen derart einzustellen, dass das dem Vorgerüst zugewandte Ende der Seitenführung weiter entfernt ist von der Bandmitte als das dem Vorgerüst abgewandte Ende der Seitenführung 7. D.h. die Seitenführung 7 ist trichterförmig verstellbar. Dadurch kann der Krafteintrag auf das Walzgut G zusätzlich gesteuert und/oder geregelt werden.In particular, it is advantageous if the left-
Ferner ist eine Einrichtung 11 zur Erfassung der Position des Bandkopfes 12 vorgesehen. Die zeitabhängige Erfassung der Position des Bandkopfes 12 erleichtert die Steuerung der Seitenführung 7 sowie des Stauchers 8. Der Einsatz des Stauchers 8 sowie der Seitenführung 7, die Höhe der Kraft sowie die Kraftverteilung längs des Bandes wird derart gesteuert, dass sich am Walzspalt eine Spannungsverteilung σ einstellt, welche es erlaubt, den erforderlichen Zwischenzustand des Walzguts G so einzustellen, dass durch die nachfolgenden Bearbeitungsaggregate der gewünschte Endzustand erreicht wird.Furthermore, a
Zwischenzustand wird das Vorgerüst derart gesteuert bzw. geregelt, dass das Walzgut aus seinem keiligen oder keilfreien Anfangszustand in einen Zwischenzustand überführt wird, der wiederum durch Bearbeitung des Walzguts durch die nachfolgenden Bearbeitungsaggregate A1 bis A6 in einen gewünschten Endzustand überführt wird. Der Endzustand des Bandes wird in Figur 4 durch die Breitenmesseinrichtung bzw. Profilmesseinrichtung bestimmt, welche der Kühleinrichtung A6 nachgelagert ist. Durch ein derartiges Vorgehen kann die Streuung des Endzustands im Vergleich zum Stand der Technik weiter reduziert werden und damit die Qualität des fertig gewalzten Metallbands weiter erhöht.Intermediate state, the roughing stand is controlled or regulated so that the rolling stock is transferred from its keiligen or wedge-free initial state in an intermediate state, which in turn is converted by processing of the rolling stock by the subsequent processing units A1 to A6 in a desired final state. The final state of the belt is determined in FIG. 4 by the width measuring device or profile measuring device, which is located downstream of the cooling device A6. By doing so, the dispersion of the final state can be further reduced as compared to the prior art, thus further increasing the quality of the finished rolled metal strip.
Claims (13)
- Method for setting a state (S1, S2, S3) of a rolling stock (G, GX), particularly a near-net strip, which is defined at least by a thickness taper and/or a camber of the rolling stock (G, GX), the rolling stock (G, GX) being transformed from an initial state (S1) into an intermediate state (S2) by rolling by means of a roll stand (1), in particular a roughing stand, and by impressing a stress (σ) onto the rolling stock (G, GX) by means of additional processing means (7, 8), and the rolling stock (G) being transformed from its initial state (S2) into a final state (S3) by means of at least one processing unit (A1, A2, A3,..., AN), characterized in that it is determined whether the at least one processing unit (A1, A2, A3,..., AN) should be fed a rolling stock (G, GX) of an intermediate state that requires a thickness taper and/or camber other than zero in order to achieve a predetermined final state (S3') and, dependent thereon, the roll stand (1) and/or the processing means (7,8) are controlled and/or regulated to set the respectively required intermediate state (S2).
- Method according to Claim 1, characterized in that allowance is made in the determination for an internal material stressing with an effect at least on the thickness taper and/or camber of the rolling stock (G, GX) during the further processing of the rolling stock (G, GX).
- Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the stress (σ) impressed onto the rolling stock (G, GX) is regulated and/or controlled.
- Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that a force (F) exerted on the rolling stock (G, GX) is used for impressing the stress (σ) onto the rolling stock (G, GX).
- Method according to Claim 4, characterized in that the force (F) exerted for impressing the stress (σ) onto the rolling stock (G, GX) is controlled and/or regulated.
- Method according to Claim 4 or 5, characterized in that the rolling stock has a front side that is generally aligned transversely in relation to an intended transporting direction and is known as the head of the rolling stock, a position of the head of the rolling stock being recorded and the force (F) exerted on the rolling stock (G, GX) being regulated and/or controlled on the basis of the recorded position of the head of the rolling stock.
- Method according to one of Claims 4 to 6, characterized in that a lateral guide (7) is used as the processing means (7, 8).
- Method according to one of Claims 4 to 7, characterized in that an edger (8) is used as the processing means (7, 8).
- Method according to Claim 8, characterized in that working rolls (8') comprised by the edger (8) are not arranged axially symmetrically in relation to a center longitudinal axis of the rolling stock and/or exert forces of different amounts on the rolling stock (G, GX).
- Method according to one of Claims 1 to 9, characterized in that at least one processing unit (A1, A2, A3,..., AN) following the roll stand (1) is a horizontal roll stand (A1, A2, A3, A4, A5).
- Controlling and/or regulating device (4) for setting a state (S1, S2, S3) of a rolling stock (G, GX) with a machine-readable program code, which contains controlling commands and/or regulating commands that cause the controlling and/or regulating device (4) to perform the method according to one of Claims 1 to 10.
- Machine-readable program code for a controlling and/or regulating device (4) for setting a state (S1, S2, S3) of a rolling stock (G, GX), which code contains controlling commands and/or regulating commands that cause the controlling and/or regulating device (4) to perform the method according to one of Claims 1 to 10.
- Data carrier with a machine-readable program code according to Claim 12 stored on it.
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