EP2512700A1 - Verfahren zum betrieb einer wickeltrommel eines haspelofens für ein reversierend arbeitendes warmwalzwerk, steuer- und/oder regeleinrichtung und reversierend arbeitendes warmwalzwerk - Google Patents

Verfahren zum betrieb einer wickeltrommel eines haspelofens für ein reversierend arbeitendes warmwalzwerk, steuer- und/oder regeleinrichtung und reversierend arbeitendes warmwalzwerk

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EP2512700A1
EP2512700A1 EP10784742A EP10784742A EP2512700A1 EP 2512700 A1 EP2512700 A1 EP 2512700A1 EP 10784742 A EP10784742 A EP 10784742A EP 10784742 A EP10784742 A EP 10784742A EP 2512700 A1 EP2512700 A1 EP 2512700A1
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EP
European Patent Office
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winding drum
angle
winding
phi
time
Prior art date
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EP10784742A
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English (en)
French (fr)
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EP2512700B1 (de
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Matthias Kurz
Heiko Nitschke
Lielie Wang
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Primetals Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
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Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/003—Regulation of tension or speed; Braking
    • 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
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    • B21B1/30—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 plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a non-continuous process
    • B21B1/32—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 plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a non-continuous process in reversing single stand mills, e.g. with intermediate storage reels for accumulating work
    • B21B1/34—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 plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a non-continuous process in reversing single stand mills, e.g. with intermediate storage reels for accumulating work by hot-rolling
    • 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
    • B21B37/48—Tension control; Compression control
    • B21B37/52—Tension control; Compression control by drive motor control
    • B21B37/54—Tension control; Compression control by drive motor control including coiler drive control, e.g. reversing mills

Definitions

  • the invention relates to a method for an improved procedure in a winding process for metal strip in the context of a reversing processing of metal strip in a hot rolling mill.
  • a so-called ⁇ Steckel Mill threading the tape for intermediate heating into the slot or gap of the winding drum of the reel furnace.
  • the winding drum of the winding furnace, on which the tape is to be wound up stands still. After completing the threading process, the winding drum is accelerated to wind up the tape and train between reel and scaffolding.
  • the object of the present invention is to reduce or avoid the above disadvantages.
  • the object of the invention is therefore to provide a method and an apparatus by means of which a trouble-free as possible threading is made possible in the coiler oven.
  • the procedural part of the object is achieved by a method for operating a winding drum of a coiler furnace for a reversing working hot rolling mill, wherein a wound on the winding drum belt length is determined in depen ⁇ tion of a rotation angle of the winding drum, wherein the winding drum on the winding ⁇ length as a function of time is determined, wherein a first, smaller angle or a first point of the winding drum circumference in the winding direction and a second, larger angle or a second arranged in the winding direction behind the first point point of the winding drum circumference are given to which at least or at the latest a strip tension between rolling stand and winding drum is to be constructed, wherein the winding drum is operated such that between the smaller angle or the first point and the larger angle or the second point at least one angle or a winding drum peripheral point exists in which the length of tape winding up on the winding drum, as a function of a rotation angle, is equal to the length of tape wound on the winding drum as a function
  • ⁇ sondere can be set so the first and second angle or first uznd second point is that these angles or points coincide.
  • the "or" in the above formulation is to understand that either the angle and / or the perimeter points used to carry out the method ⁇ the.
  • a time curve of the minimum traveling Wi ⁇ ckeltrommel to be maintained within the framework of technical and / or technological boundary conditions, in particular to technical limitations of the drive of the winding drum, is determined.
  • the time-minimum travel curve for the smaller angle and the larger angle is determined.
  • the band length is determined as a function of time for the smaller and the larger angle from the determined time.
  • the adjustment of the angle at which the length of tape wound up on the winding drum as a function of a rotation angle becomes equal to the length of tape wound on the winding drum depending on the time is set by adjusting the belt speed.
  • the belt speed in this case is a free parameter which provides the flexibility to adjust the angle at which the belt length as a function of the angle of rotation is equal to the belt length wound on the winding drum as a function of time.
  • the adjustment of the angle at which coiling on the winding drum tape length in response to a Drehwin ⁇ angle is equal to the up-winding on the winding drum tape length in a function of time, by changing the angle within the smaller and larger angle.
  • This is an alternative pre ⁇ hens, to use the belt speed as free Pa ⁇ parameters. This allows a trouble-free as possible and time ⁇ minimal initial winding, by setting the angle between the smaller and the larger angle at which the to coiling on the winding drum tape length depending on the angle of rotation equal to the up-winding on the winding drum tape length in function of time is, is variably adjustable.
  • Advantages of the invention are, in particular, that in the off ⁇ configurations of the present invention, the geometry of the Wi ckelvoriques, in particular of drive rolls, idler pulley, Wi ⁇ ckeltrommel, particularly in a determination of the travel curve is considered.
  • the determined drive curves be Wegsichti ⁇ gen drive limits, especially taking into account the for the turn of the tape head required moment.
  • ⁇ sondere can be lowered the predetermined by the travel curve on the driving acceleration as the drive of a uniform acceleration due to the need for the turning moment of the tape could not follow.
  • a feed-forward control which is used to compensate a speed break-in, caused by the bending of the material. This disturbance on the circuit is preferably carried out as feedforward control.
  • the tape speed required for threading can also be reduced.
  • the winding nip is the opening of the winding drum into which the tape head is inserted in order to dishevel the tape.
  • According to the invention can be driven at excessive speed in the temporal areas in which the tape hangs freely. That
  • tape length is caught up in comparison to the prior art, so that to achieve the angle at which train is built, can be used on a much smaller value for the leadership factor as in the old solution. That the speed increase of the drum or winding drum relative to the band is significantly smaller. This noticeably reduces the jerk during winding.
  • the invention provides the advantage that at slow belt speeds or large angles at which a tensile structure occurs, the accelerations occurring vergli chen are reduced to the prior art, which contributes to an increase in the life of the mechanism. It is also advantageous that already in the braking phase, the torque limit of the drive can be reduced according to the train setpoint. This results in a lower risk of the band break or the withdrawal of the tape from the slot or winding nip.
  • control and / or regulating device for a winding drum of a coiler furnace of a reversing working hot rolling mill, with a machine-readable program code comprising control commands, which cause the control and / or regulating device for performing the method according to one of claims 1 to ,
  • a device from a hot rolling mill for reversibly hot rolling of rolling stock with at least one reel furnace comprising a winding drum and a control and / or regulating device according to claim 9, wherein the winding drum and the control and / or regulating device are operatively connected.
  • FIG. 2 shows a schematic flowchart for illustrating an exemplary sequence of an embodiment of the method.
  • the Steckel rolling mill 1 shows a schematically illustrated Steckel rolling mill.
  • the Steckel rolling mill 1 comprises at least one rolling stand 2 for hot rolling of rolling stock, in particular metal strip B.
  • Es may be a rolling stand or a plurality of rolling stands are pre ⁇ see.
  • each Steckel furnace comprises a winding drum 5 or
  • the winding drum 5 and 6 and the at least one Walzge ⁇ setup is operatively connected to a control and / or regulating device.
  • the peripheral speed of the winding drum, its torque and other operating parameters can be set with the control and / or regulating device.
  • the control and / or regulating device 7 the at least one roll stand 2, in particular the Walzge ⁇ speed can be controlled.
  • the control and / or regulating device 7 is designed to carry out an embodiment of the method according to the invention.
  • machine-readable program code 9 is stored on the control and / or regulating device, comprising control commands which cause the control and / or regulating device 7 to carry out the method.
  • the deposit of the machine-readable program code 9 can take place by means of a storage medium 8.
  • control and / or regulating device can have a programmable storage medium on which the program code can be stored for execution.
  • the program code 9 can also be transmitted to the control and / or regulating device 7 via a network.
  • FIG. 2 shows a flowchart which can be used as an example on the control and / or regulating device in order to control or regulate the application of hot strip after a rolling pass. The flow chart assumes that the hot strip has not yet reached the winding drum, but in the near future, a winding of hot strip is intended.
  • the wound on the drum or winding drum angle-dependent band ⁇ length 1 (phi) is determined as a function of its rotational angle phi.
  • input parameters here are taken into account: eg the geometric structure of the winding system incl. Positions of Um ⁇ guide roller and the driver roller, the radius of the winding drum, and an angle to which the tape is further fed into the slot or winding nip.
  • the time-dependent tape length 1 (t) is determined as a function of time t from the start of rotation of the winding drum by means of a second computer module.
  • the belt speed is to be considered.
  • a third method step 103 the torque of the drive required for bending the strip is determined by means of a third calculation module. This can be determined ⁇ the parameters including the yield stress of the material and strip geometry, in particular thickness, width, etc ..
  • a time or time ⁇ optimal minimum traveling curve of the winding drum he expects ⁇ means of a fourth computing module for a predetermined angle. This is done taking into account the particular ma ⁇ ximal possible acceleration and / or maximum angular drum speed as a function of the angle. Furthermore, the desired peripheral speed, which should be achieved when reaching the predetermined angle, pretend.
  • the optimum driving curve is determined. For this purpose, a minimum angle phil and a maximum angle phi2 are specified for a pull point.
  • the traction point is an angle which is characterized in that when the optimal trajectory curve is traveled at this angle, the strip length ascertained in the first calculation step is equal to the run-in strip length determined in calculation step 2. Ie from this point should - upon further rotation of the drum at a peripheral speed that is higher than the Bandge ⁇ speed - train against the rolling mill are built.
  • the maximum possible acceleration, the maximum torque, and the maximum circumferential speed of the winding drum are taken into account here. Further, a guide ⁇ factor is taken into account with amount greater than 1 with respect to the VELOCITY ⁇ ness of the incoming strip.
  • step 105 first of all the minimum time t1 for attaining the minimum traction point phil and the minimum time t2 for reaching the maximum traction point phi2 is determined.
  • the drive limits and the respective pre give ne smaller or larger angle or tow point used as a pre give ⁇ ner angle.
  • the speed at the predetermined angle is the incoming line speed times the Füh ⁇ magnification factor.
  • the search for the acceleration, the traction point or the threading speed is a one-dimensional search for a zero point.
  • several methods are available to the person skilled in the art.
  • the determined parameters are then applied to the winding drum via the control and / or regulating device so that it can be operated on the basis of the embodiment of the method according to the invention.
  • the determination of the travel curve is preferably implemented in a level 2 system of automation.
  • the Level 2 system transfers the travel curve to Level 1 of the automation.
  • the speed as a function of the angle is currently transmitted to a number of nodes. It is also conceivable to specify the angle as a function of time at variable interpolation points, or to select other representations.
  • the curve is now determined filters of the support and passed on to the drive of the set value for the Ge ⁇ speed high speed production. It is also conceivable to integrate the travel curve directly into a drive solution.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein reversierend arbeitendes Warmwalzwerk (1), eine Steuer und/oder Regeleinrichtung (7) für ein Warmwalzwerk (1) und ein Verfahren zum Betrieb einer Wickeltrommel (5, 6) eines Haspelofens für ein reversierend arbeitendes Warmwalzwerk, wobei eine sich auf der Wickeltrommel (5, 6) aufwickelnde Bandlänge in Abhängigkeit von einem Drehwinkel der Wickeltrommel (5, 6) ermittelt wird, wobei die sich auf der Wickeltrommel aufwickelnde Bandlänge in Abhängigkeit von der Zeit ermittelt wird, wobei ein erster, kleinerer Winkel und ein zweiter, größerer Winkel vorgegeben werden, an welchen frühestens bzw. spätestens ein Bandzug zwischen Walzgerüst und Wickeltrommel aufgebaut werden soll, wobei die Wickeltrommel derart betrieben wird, dass zwischen dem kleineren Winkel und dem größeren Winkel wenigstens ein Winkel existiert, bei welchem die sich auf der Wickeltrommel aufwickelnde Bandlänge in Abhängigkeit von einem Drehwinkel gleich der sich auf der Wickeltrommel aufwickelnden Bandlänge in Abhängigkeit von der Zeit ist.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betrieb einer Wickeltrommel eines Haspelofens für ein reversierend arbeitendes Warmwalzwerk, Steuer- und/oder Regeleinrichtung und reversierend arbeitendes Warmwalzwerk
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für eine verbesserte Fahrweise bei einem Anwickelvorgang für Metallband im Rahmen einer reversierenden Prozessierung von Metallband in einer Warmwalzstraße .
In einer reversierend arbeitenden Warmwalzstraße, einer soge¬ nannten Steckel Mill, fädelt das Band zum Zwischenheizen in den Slot bzw. Spalt der Wickeltrommel des Haspelofens ein. In der Regel steht die Wickeltrommel des Wickelofens, auf welche das Band aufgewickelt werden soll, still. Nach Abschluss des Einfädelvorgangs wird die Wickeltrommel beschleunigt, um das Band aufwickeln zu können und Zug zwischen Haspel und Gerüst aufzubauen.
Heutzutage erfolgt dies derart, dass die Wickeltrommel mit einer maximalen Beschleunigung auf eine konstante Umfangsgeschwindigkeit gefahren wird. Diese ist gleich dem Produkt der Bandgeschwindigkeit mit einem Führungsfaktor, welcher größer 1 ist .
So wird das Band an irgendeinem Punkt bei der Umdrehung der Wickeltrommel ruckartig gespannt. Ist eine Zugspannung aufge- baut, so wird der Betrieb des Antriebs von einer Drehzahlre¬ gelung auf eine Momentenregelung umgestellt. Die Regelung erfolgt derart, dass ein vorgegebener Zugsollwert im Rahmen be¬ stimmter Toleranzen eingehalten wird. Nachteilig an dieser Lösung ist es, dass es durch den Ruck zu einem Herausziehen des Bandes aus dem Einfädelspalt kommen kann. Je nach Geometrie des Haspelofens, der Wickeltrommel und der Bandzuführung in den Haspelofen, kann dies zu Proble- men führen, bis hin zum Abbruch des Wickelvorgangs, da der oben beschriebene Ruck bspw. zum Lösen des eingefädelten Bandes in der Wickeltrommel führen kann. Ferner führt jede Rela¬ tivbewegung des gewickelten Bandes bzw. dessen Bandoberfläche zur Wickeltrommel oder zu einem anderen aufgewickelten Abschnitt desselben Bandes zu sichtbaren Oberflächenbeschädi¬ gungen, insbesondere Kratzern. Dies führt zu einer unerwünschten Reduktion des wirtschaftlichen Wertes des Bandes.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, obige Nachteile zu verringern bzw. zu vermeiden. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels welcher ein möglichst störungsfreier Einfädelvorgang in den Haspelofen ermöglicht wird.
Der verfahrensmäßige Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer Wickeltrommel eines Haspelofens für ein reversierend arbeitendes Warmwalzwerk, wobei eine sich auf der Wickeltrommel aufwickelnde Bandlänge in Abhän¬ gigkeit von einem Drehwinkel der Wickeltrommel ermittelt wird, wobei die sich auf der Wickeltrommel aufwickelnde Band¬ länge in Abhängigkeit von der Zeit ermittelt wird, wobei ein erster, kleinerer Winkel bzw. ein erster Punkt des Wickeltrommelumfangs in Wickelrichtung und ein zweiter, größerer Winkel bzw. ein zweiter in Wickelrichtung hinter dem ersten Punkt angeordneter Punkt des Wickeltrommelumfangs vorgegeben werden, an welchen frühestens bzw. spätestens ein Bandzug zwischen Walzgerüst und Wickeltrommel aufgebaut werden soll, wobei die Wickeltrommel derart betrieben wird, dass zwischen dem kleineren Winkel bzw. dem ersten Punkt und dem größeren Winkel bzw. dem zweiten Punkt wenigstens ein Winkel bzw. ein Wickeltrommelumfangspunkt existiert, bei welchem die sich auf der Wickeltrommel aufwickelnde Bandlänge in Abhängigkeit von einem Drehwinkel gleich der sich auf der Wickeltrommel aufwickelnden Bandlänge in Abhängigkeit von der Zeit ist. Insbe¬ sondere kann der erste und der zweite Winkel bzw. erste uznd zweite Punkt derart vorgegeben werden, dass diese Winkel bzw. Punkte zusammenfallen. Das „bzw" in obiger Formulierung ist derart zu verstehen, dass entweder die Winkel und/oder die Umfangspunkte zur Durchführung des Verfahrens verwendet wer¬ den .
Hierdurch wird ein möglichst stoßfreier AufWickelvorgang erreicht .
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird für einen vorgegebenen Winkel eine zeitminimale Fahrkurve der Wi¬ ckeltrommel im Rahmen einzuhaltender technischer und/oder technologischer Randbedingungen, insbesondere technischer Grenzen des Antriebs der Wickeltrommel, ermittelt. Dadurch wird nicht nur ein möglichst stoßfreies Anwickeln ermöglicht, sondern dies wird insbesondere mit möglichst geringem Zeit¬ aufwand erreicht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die zeitminimale Fahrkurve für den kleineren Winkel und den größeren Winkel ermittelt.
In Verbindung mit der vorherigen vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorteilhaft, aus der zeitminimalen Fahrkurve für den kleineren Winkel und den größeren Winkel eine Zeit zu ermit¬ teln, bei welcher der kleinere Winkel bzw. der größere Winkel erreicht wird. Indem die Zeit bis zum Erreichen des kleineren und größeren Winkels ermittelt wird, kann diese für weitere Berechnungen verwendet werden.
Vorteilhafterweise wird aus der ermittelten Zeit jeweils die Bandlänge in Abhängigkeit von der Zeit für den kleineren und den größeren Winkel ermittelt. Damit ist die Bandlänge be¬ kannt, welche bei der vorgegebenen Zeit auf der Wickeltrommel aufgehaspelt ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Einstellung des Winkels bei der die sich auf der Wickeltrommel aufwickelnde Bandlänge in Abhängigkeit von einem Drehwinkel gleich der sich auf der Wickeltrommel aufwickelnden Bandlänge in Abhängigkeit von der Zeit ist, durch Einstellung der Bandgeschwindigkeit eingestellt. Die Bandgeschwindigkeit ist in diesem Fall ein freier Parameter, der die entsprechende Flexibilität zur Einstellung des Winkels bereitstellt, bei wel- eher die Bandlänge in Abhängigkeit vom Drehwinkel gleich der sich auf der Wickeltrommel aufwickelnden Bandlänge in Abhängigkeit von der Zeit ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist wird die Einstellung des Winkels bei der die sich auf der Wickeltrommel aufwickelnde Bandlänge in Abhängigkeit von einem Drehwin¬ kel gleich der sich auf der Wickeltrommel aufwickelnden Bandlänge in Abhängigkeit von der Zeit ist, durch Änderung des Winkels innerhalb des kleineren und größeren Winkels einge- stellt. Hierbei handelt es sich um eine alternative Vorge¬ hensweise zur Nutzung der Bandgeschwindigkeit als freien Pa¬ rameter. Diese erlaubt ein möglichst störungsfreies und zeit¬ minimales Anwickeln, indem der Winkel zwischen dem kleineren und dem größeren Winkel, bei dem die sich auf der Wickeltrom- mel aufwickelnde Bandlänge in Abhängigkeit vom Drehwinkel gleich der sich auf der Wickeltrommel aufwickelnden Bandlänge in Abhängigkeit von der Zeit ist, variabel einstellbar ist.
Besonders vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn ein Drehmoment für eine Antriebseinrichtung der Wickeltrommel ermittelt wird, welches ein Abknicken eines in den Wickelspalt einge¬ führten Bandendes bewirkt. Dadurch wird das Bandende in der Wickeltrommel gut fixiert. Dies wiederum verringert die Ge¬ fahr weiter, dass sich das Bandende beim Anwickeln von der Wickeltrommel bzw. aus dem Wickelspalt löst. Vielmehr wird das Bandende auf diese Weise zusätzlich fixiert.
Vorteile der Erfindung sind insbesondere, dass bei den Aus¬ gestaltungen der vorliegenden Erfindung die Geometrie der Wi- ckelvorrichtung, insbesondere Treiberrolle, Umlenkrolle, Wi¬ ckeltrommel, insbesondere bei einer Ermittlung der Fahrkurve berücksichtigt wird. Die ermittelten Fahrkurven berücksichti¬ gen Antriebsgrenzen, insbesondere auch unter Einbeziehung des für das Abbiegen des Bandkopfes benötigten Momentes. Insbe¬ sondere kann die von der Fahrkurve an den Antrieb vorgegebene Beschleunigung herabgesetzt werden, da der Antrieb einer gleichförmigen Beschleunigung aufgrund des für das Abbiegen des Bandes benötigten Momentes nicht folgen könnte. Vorteil¬ haft ist es ferner, gleichzeitig zum Abbiegen des Bandes eine StörgrößenaufSchaltung vorzunehmen, die zur Kompensation eines Geschwindigkeitseinbruches, verursacht durch das Abbiegen des Materials, dient. Diese StörgrößenaufSchaltung wird be- vorzugt als Vorsteuerung ausgeführt.
Es kann im Bedarfsfall auch die zum Einfädeln erforderliche Bandgeschwindigkeit herabgesetzt werden. Der Zugpunkt bzw. der Winkel, ab dem ein Zug gewünscht ist, ist frei wählbar. Eine geeignete Wahl jenseits eines Winkels phi = 180° verhindert das Herausziehen des Bandes aus dem Wi¬ ckelspalt. Der Wickelspalt ist die Öffnung der Wickeltrommel, in welche der Bandkopf eingeführt wird, um das Band aufwi- ekeln zu können.
Erfindungsgemäß kann in den zeitlichen Bereichen, in denen das Band frei hängt, mit überhöhter Geschwindigkeit gefahren werden kann. D.h. hier wird Bandlänge aufgeholt im Vergleich zum Stand der Technik, so dass zum Erreichen des Winkels, bei dem Zug aufgebaut wird, auf einen deutlich kleineren Wert für den Führungsfaktor zurückgegriffen werden kann als bei der alten Lösung. D.h. die Geschwindigkeitsüberhöhung der Drum bzw. Wickeltrommel gegenüber dem Band ist deutlich kleiner. Dadurch wird der Ruck beim Anwickeln spürbar verringert.
Ferner liefert die Erfindung den Vorteil, dass bei langsamen Bandgeschwindigkeiten oder großen Winkeln, bei welchen ein Zugaufbau auftritt, die auftretenden Beschleunigungen vergli chen zum Stand der Technik verringert werden, was zu einer Erhöhung der Standzeit der Mechanik beiträgt. Vorteilhaft ist ebenfalls, dass bereits in der Bremsphase die Momentengrenze des Antriebes entsprechend dem Zugsollwert verringert werden kann. Dadurch besteht eine geringere Gefahr des Bandrisses oder des Herausziehens des Bandes aus dem Slot bzw. Wickelspalt.
Mittels der Erfindung wird somit das Anwickeln für einen wickelvorgang einer Steckel Mill signifikant verbessert.
Vorrichtungsmäßig wird die Aufgabe gelöst durch eine Steuer und/oder Regeleinrichtung für eine Wickeltrommel eines Haspelofens eines reversierend arbeitenden Warmwalzwerks, mit einem maschinenlesbaren Programmcode, welcher Steuerbefehle umfasst, welche die Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis veranlassen .
Ferner wird die Aufgabe vorrichtungsmäßig gelöst von einem Warmwalzwerk zum reversierenden Warmwalzen von Walzgut, mit wenigstens einem Haspelofen umfassend eine Wickeltrommel und eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung nach Anspruch 9, wobei die Wickeltrommel und die Steuer- und/oder Regeleinrichtung wirkverbunden sind.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand eines Aus¬ führungsbeispiels, welches anhand schematischer Zeichnungen genauer erläutert wird. Es zeigen:
FIG 1 eine schematische Darstellung eines Warmwalzwerks zum reversierenden Walzen von Walzgut,
FIG 2 ein schematisches Ablaufdiagramm zur Darstellung eines beispielhaften Ablaufs einer Ausführungsform des Verfahrens .
FIG 1 zeigt ein schematisch dargestelltes Steckel-Walzwerk . Das Steckel-Walzwerk 1 umfasst wenigstens ein Walzgerüst 2 zum Warmwalzen von Walzgut, insbesondere Metallband B. Es kann ein Walzgerüst oder es können mehrere Walzgerüste vorge¬ sehen werden.
Nahe des in Bearbeitungsrichtung - diese wechselt, da rever- sierend gewalzt wird - letzten Walzgerüsts ist jeweils ein sogenannter Steckel-Ofen 3 bzw. 4 angeordnet. Dieser Steckel- Ofen 3 bzw. 4 dient der Aufheizung und Lagerung des Warmwalzguts zwischen zwei Walzstichen. Hierzu umfasst jeder Steckel-Ofen eine Wickeltrommel 5 bzw.
6, auf welcher das Warmband B nach dem Walzstich - vorbehalt¬ lich eines letzten Walzstichs - aufgewickelt wird. Hierzu wird das Band B der dem Steckel-Ofen 3 bzw. 4 zugeführt und in die Wickeltrommel eingespannt.
Die Wickeltrommel 5 bzw. 6 sowie das wenigstens eine Walzge¬ rüst ist mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung wirkverbunden. Insbesondere kann mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung die Umfangsgeschwindigkeit der Wickeltrommel, deren Drehmoment und weitere Betriebsparameter eingestellt werden. Ferner kann mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 7 das wenigstens eine Walzgerüst 2, insbesondere die Walzge¬ schwindigkeit gesteuert werden. Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 7 ist dazu ausgebildet eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Hierzu ist auf der Steuer- und/oder Regeleinrichtung maschinenlesbarer Programmcode 9 hinterlegt, welcher Steuerbefehle umfasst, welche die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 7 zur Durchführung des Verfahrens veranlassen. Die Hinterlegung des maschinenlesbaren Programmcodes 9 kann mittels eines Speichermediums 8 erfolgen. Darüber hinaus kann die Steuer- und/oder Regeleinrichtung ein speicherprogrammierbares Medium aufweisen, auf welcher der Programmcode zur Ausführung hin- terlegt werden kann. Der Programmcode 9 kann der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 7 auch über ein Netzwerk übermittelt werden. FIG 2 zeigt ein Ablaufdiagramm, welches beispielhaft auf der Steuer- und/oder Regeleinrichtung ablaufen kann, um das Anwi- ckeln von Warmband nach einem Walzstich zu steuern bzw. zu regeln. Das Ablaufdiagramm geht davon aus, dass das Warmband die Wickeltrommel noch nicht erreicht hat, jedoch in naher Zukunft ein Aufwickeln von Warmband beabsichtigt ist.
Um die für das Aufwickeln vorgesehene Wickeltrommel in ge¬ wünschter Weise betreiben zu können, wird in einem ersten Verfahrensschritt 101 mit einem ersten Rechenmodul die von der Drum bzw. Wickeltrommel gewickelte winkelabhängige Band¬ länge 1 (phi) als Funktion ihres Drehwinkels phi ermittelt. Als Eingangsparameter werden hierbei berücksichtigt: z.B. der geometrische Aufbau der Wickelanlage inkl. Positionen der Um¬ lenkrolle und der Treiberrolle, der Radius der Wickeltrommel, sowie ein Winkel, bis zu dem das Band weiter in den Slot bzw. Wickelspalt eingefüttert wird.
In einem zweiten Verfahrensschritt 102 wird mittels eines zweiten Rechenmoduls die zeitabhängige Bandlänge 1 (t) als Funktion der Zeit t ab Rotationsbeginn der Wickeltrommel ermittelt. Hierbei ist insbesondere die Bandgeschwindigkeit zu berücksichtigen .
In einem dritten Verfahrensschritt 103 wird mittels eines dritten Rechenmoduls das zum Abknicken des Bandes benötigte Drehmoment des Antriebes ermittelt. Dies kann ermittelt wer¬ den unter Einbeziehung der Parameter Fließspannung des Materials und Bandgeometrie, insbesondere Dicke, Breite, usw..
In einem vierten Verfahrensschritt 104 wird mittels eines vierten Rechenmoduls für einen vorgegebenen Winkel eine zeit¬ optimale bzw. zeitminimale Fahrkurve der Wickeltrommel er¬ rechnet. Dies erfolgt unter Einbeziehung insbesondere der ma¬ ximal möglichen Beschleunigung und/oder maximalen Winkeltrommelgeschwindigkeit als Funktion des Winkels. Ferner ist die gewünschte Umfangsgeschwindigkeit, welche bei Erreichen des vorgegebenen Winkels erreicht sein soll, vorzugeben. In einem fünften Verfahrenschritt 105 wird nun die optimale Fahrkurve ermittelt. Hierzu werden ein minimaler Winkel phil und ein maximaler Winkel phi2 für einen Zugpunkt vorgegeben. Der Zugpunkt ist ein Winkel, der dadurch gekennzeichnet ist, dass beim Abfahren der optimalen Fahrkurve an diesem Winkel die im ersten Rechensschritt ermittelte Bandlänge gleich der im Rechenschritt 2 ermittelten eingelaufenen Bandlänge ist. D.h. ab diesem Punkt sollte - bei weiterer Trommeldrehung mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die höher ist, als die Bandge¬ schwindigkeit - Zug gegen das Walzgerüst aufgebaut werden.
Ebenso werden hier die maximal mögliche Beschleunigung, das maximale Drehmoment, und die maximale Umfangsgeschwindigkeit der Wickeltrommel berücksichtigt. Ferner wird ein Führungs¬ faktor mit Betrag größer 1 im Hinblick auf die Geschwindig¬ keit des einlaufenden Bandes berücksichtigt.
Im Verfahrensschritt 105 wird zunächst die minimale Zeit tl zur Erreichung des minimalen Zugpunktes phil und die minimal Zeit t2 zur Erreichung des maximalen Zugpunktes phi2 ermittelt. Dazu werden im vierten Rechenmodul, vgl. Verfahrens¬ schritt 104, die Antriebsgrenzen und der jeweilige vorgegebe ne kleinere bzw. größere Winkel bzw. Zugpunkt als vorgegebe¬ ner Winkel eingesetzt. Die Geschwindigkeit am vorgegebenen Winkel ist die einlaufende Bandgeschwindigkeit mal dem Füh¬ rungsfaktor. Damit ist die gesamte Fahrkurve bekannt und es kann daraus die benötigte minimale Zeit tl bzw. t2 zum Abfah ren der Fahrkurve ermittelt werden.
In einem Verfahrensschritt 106 werden für die minimalen Zei¬ ten tl und t2 jeweils die eingelaufene zeitabhängige Bandlän¬ ge l(tl) und l(t2) mit dem zweiten Rechenmodul ermittelt. kann man drei Fälle unterscheiden:
l(phil) > l(tl) : In diesem Fall hätte die Trommel das Band bei Erreichung des minimalen Zugpunktes bereits ab gerissen. Als Maßnahme wird hier vorgesehen, die Beschleunigung solange zu verringern, bis l(phil)=l gilt. • l(t2) > l(phi2) > l(tl): In diesem Fall ist das Band unter Ausnutzung maximaler Kennzahlen am minimalen Zugpunkt noch nicht straff, am maximalen Zugpunkt abgerissen. Als
Maßnahme wird hier vorgesehen, dass der Winkel, bei dem Zug auftreten soll, d.h. der Zugpunkt, zwischen phil und phi2 so ermittelt wird, dass die Bedingung 1 (phi) = 1 (t) gilt .
· l(t2) > l(phi2) : In diesem Fall muss die Einfädelge¬ schwindigkeit herabgesetzt werden, so lange bis
l(phi2)=l(t) ist.
Für den Fall, dass phil=ph2 vorgegeben wird, geht die Ernied- rigung der Beschleunigung der Wickeltrommel direkt bzw. unmittelbar in die Erniedrigung der Bandgeschwindigkeit über.
Die Suche nach der Beschleunigung, dem Zugpunkt oder der Einfädelgeschwindigkeit ist eine eindimensionale Nullstellensu- che. Hier sind dem Fachmann mehrere Verfahren zugänglich.
Die ermittelten Parameter werden dann über die Steuer- und/oder Regeleinrichtung auf die Wickeltrommel beaufschlagt, so dass diese auf Basis der Ausführungsform des erfindungsge- mäßen Verfahrens betrieben werden kann.
Die Ermittlung der Fahrkurve wird vorzugsweise in einem Level 2-System einer Automatisierung implementiert. Das Level 2- System überträgt die Fahrkurve an den Level 1 der Automati- sierung. Die Geschwindigkeit als Funktion des Winkels wird aktuell an eine Zahl von Stützstellen übertragen. Denkbar ist auch, den Winkel als Funktion der Zeit an variablen Stützstellen anzugeben, oder andere Darstellungen zu wählen. Im Level 1 wird nun bei hoher Taktzahl die Kurve aus den Stütz- stellen ermittelt und an den Antrieb der Sollwert für die Ge¬ schwindigkeit weitergegeben. Denkbar ist auch, die Fahrkurve direkt in eine Antriebslösung zu integrieren.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb einer Wickeltrommel (5, 6) eines Haspelofens (3, 4) für ein reversierend arbeitendes Warmwalz- werk (1), wobei eine sich auf der Wickeltrommel (5, 6) aufwi¬ ckelnde Bandlänge (1) in Abhängigkeit von einem Drehwinkel (phi) der Wickeltrommel (5, 6) ermittelt wird, wobei die sich auf der Wickeltrommel (5, 6) aufwickelnde Bandlänge (1) in Abhängigkeit von der Zeit (t) ermittelt wird, wobei ein ers- ter, kleinerer Winkel (phi 1) oder ein erster Punkt des Wickeltrommelumfangs in Wickelrichtung und ein zweiter, größe¬ rer Winkel (phi 2) oder ein zweiter in Wickelrichtung hinter dem ersten Punkt angeordneter Punkt des Wickeltrommelumfangs vorgegeben werden, an welchen frühestens bzw. spätestens ein Bandzug zwischen Walzgerüst (2) und Wickeltrommel (5, 6) auf¬ gebaut werden soll, wobei die Wickeltrommel (4, 5) derart be¬ trieben wird, dass zwischen dem kleineren Winkel (phi 1) bzw. dem ersten Punkt und dem größeren Winkel (phi 2) bzw. dem zweiten Punkt wenigstens ein Winkel bzw. ein Wickeltrommelum- fangspunkt existiert, bei welchem die sich auf der Wickel¬ trommel (5, 6) aufwickelnde Bandlänge (1) in Abhängigkeit von einem Drehwinkel (phi) gleich der sich auf der Wickeltrommel aufwickelnden Bandlänge (1) in Abhängigkeit von der Zeit (t) ist .
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei für einen vorgegebenen Winkel eine zeitminimale Fahr¬ kurve der Wickeltrommel (5, 6) im Rahmen einzuhaltender technischer und/oder technologischer Randbedingungen, insbesonde- re technischer Grenzen des Antriebs der Wickeltrommel (5, 6) , ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
wobei die zeitminimale Fahrkurve für den kleineren Winkel (phi 1) und den größeren Winkel (phi 2) ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei aus der zeitminimalen Fahrkurve für den kleineren Winkel (phi 1) und den größeren Winkel (phi 2) eine Zeit (tl, t2) ermittelt wird, bei welcher der kleinere Winkel (phi 1) bzw. der größere Winkel (phi 2) erreicht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
wobei aus der ermittelten Zeit (tl, t2) für den kleineren (phi 1) und den größeren Winkel (phi 2) jeweils die Bandlänge (1) in Abhängigkeit von der Zeit (t) ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei die Einstellung des Winkels bei der die sich auf der Wickeltrommel (5, 6) aufwickelnde Bandlänge (1) in Abhängig¬ keit von einem Drehwinkel (phi) gleich der sich auf der Wi- ckeltrommel aufwickelnden Bandlänge (1) in Abhängigkeit von der Zeit (t) ist, durch Einstellung der Bandgeschwindigkeit eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei die Einstellung des Winkels bei der die sich auf der
Wickeltrommel (5, 6) aufwickelnde Bandlänge (1) in Abhängig¬ keit von einem Drehwinkel (phi) gleich der sich auf der Wickeltrommel (5, 6) aufwickelnden Bandlänge (1) in Abhängig¬ keit von der Zeit (t) ist, durch Änderung des Winkels inner- halb des kleineren und größeren Winkels (phi 1, phi 2) eingestellt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
wobei ein Drehmoment für eine Antriebseinrichtung der Wickel- trommel (5, 6) ermittelt wird, welches ein Abknicken eines in den Wickelspalt eingeführten Bandendes bewirkt.
9. Steuer- und/oder Regeleinrichtung (7) für eine Wickeltrommel (5, 6) eines Haspelofens (3, 4) eines reversierend arbei- tenden Warmwalzwerks (1), mit einem maschinenlesbaren Pro¬ grammcode (9), welcher Steuerbefehle umfasst, welche die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (7) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 veranlassen.
10. Warmwalzwerk (1) zum reversierenden Walzen von Warmwalzgut (B) , mit wenigstens einem Haspelofen (3, 4) umfassend ei¬ ne Wickeltrommel (5, 6) und eine Steuer- und/oder Regelein- richtung (7) nach Anspruch 9, wobei die Wickeltrommel (5, 6) und die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (7) wirkverbunden sind .
11. Maschinenlesbarer Programmcode für eine Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (7) zum für eine Wickeltrommel (5, 6) eines Haspelofens (3, 4) eines reversierend arbeitenden Warm¬ walzwerks (1), welcher Steuerbefehle umfasst, welche die Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (7) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 veranlassen.
12. Speichermedium mit maschinenlesbarem Programmcode nach Anspruch 11.
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