EP2548665B1 - Method for determining the wear on a roller dependent on relative movement - Google Patents

Method for determining the wear on a roller dependent on relative movement Download PDF

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EP2548665B1
EP2548665B1 EP11175028.7A EP11175028A EP2548665B1 EP 2548665 B1 EP2548665 B1 EP 2548665B1 EP 11175028 A EP11175028 A EP 11175028A EP 2548665 B1 EP2548665 B1 EP 2548665B1
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stand
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roller
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B38/00Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B2267/00Roll parameters
    • B21B2267/24Roll wear

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ermittlungsverfahren für einen Verschleiß einer Walze eines ersten Walzgerüsts zum Walzen von Walzgut,

  • wobei während des Walzens des Walzgutes im ersten Walzgerüst den Walzvorgang beschreibende Prozessgrößen entgegen genommen werden,
  • wobei anhand der Prozessgrößen in Verbindung mit das erste Walzgerüst beschreibenden Walzgerüstgrößen und das Walzgut beschreibenden Walzgutgrößen in Echtzeit der Verschleiß der Walze des ersten Walzgerüsts ermittelt wird.
The present invention relates to a determination method for a wear of a roll of a first roll stand for rolling rolling stock,
  • wherein, during the rolling of the rolling stock in the first roll stand, process variables describing the rolling operation are received,
  • wherein the wear of the roll of the first roll stand is determined in real time on the basis of the process variables in connection with roll stand sizes describing the rolling stand and the rolling stock describing the rolling stand.

Ein derartiges Ermittlungsverfahren ist beispielsweise aus der SU 1 329 858 A1 bekannt.Such a determination method is for example from the SU 1 329 858 A1 known.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm, das Maschinencode umfasst, der von einem Rechner unmittelbar abarbeitbar ist und dessen Abarbeitung durch den Rechner bewirkt, dass der Rechner ein derartiges Ermittlungsverfahren ausführt.The present invention further relates to a computer program which comprises machine code which can be processed directly by a computer and whose execution by the computer causes the computer to carry out such a determination method.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Rechner, der derart ausgebildet ist, dass er ein derartiges Ermittlungsverfahren ausführt.The present invention further relates to a computer adapted to carry out such a determination method.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Walzwerk, das mindestens ein Walzgerüst zum Walzen von Walzgut umfasst und das mit einem derartigen Rechner ausgestattet ist.The present invention further relates to a rolling mill which comprises at least one roll stand for rolling rolling and which is equipped with such a computer.

Beim Walzen von Metallen tritt an den Walzen Verschleiß auf. Das Ausmaß, in dem der Verschleiß auftritt, ist von verschiedenen Parametern abhängig. Beispielsweise hängt das Ausmaß des Verschleißes von der Art der Walzen (Arbeitswalze, Stützwalze, ...), der Art des Walzens (Kaltwalzen oder Warmwalzen), der Anordnung der Walzen im Walzwerk (erstes, zweites, drittes Walzgerüst des Walzwerks usw.) bzw. - im Falle eines Reversierwalzwerks - der Stichnummer, dem Material des Walzgutes (Stahl, Aluminium, Kupfer, ...), dem Material der Walzen (Gusseisen, Stahlguss, Hochleistungsschnellstahl, ...) usw. ab.When rolling metals occurs on the rollers wear. The extent to which wear occurs depends on various parameters. For example, the amount of wear depends on the type of rollers (work roll, back-up roll, etc.), the type of rolling (cold rolling or hot rolling), the arrangement of the rolls in the rolling mill (first, second, third rolling stand of the rolling mill, etc.) or - in the case of a reversing mill - the stitch number, the material of the rolling stock (steel, aluminum, copper, ...), the material of the rolls ( Cast iron, cast steel, high speed steel, ...) etc.

Der Verschleiß hat Auswirkungen auf die Qualität des gewalzten Walzgutes. Insbesondere muss der Verschleiß durch entsprechende Anstellungskorrekturen - bei flachem Walzgut gegebenenfalls auch in Bezug auf Profil und Planheit - berücksichtigt und nach Möglichkeit kompensiert werden. Weiterhin müssen die Walzen von Zeit zu Zeit gewechselt und nachgeschliffen werden.The wear has an impact on the quality of rolled rolled stock. In particular, the wear must be taken into account and, if possible, compensated for by appropriate adjustments to the setting - if necessary also with regard to profile and flatness - for flat rolled stock. Furthermore, the rollers must be changed from time to time and reground.

Eine direkte Messung des Walzenverschleißes ist nur möglich, wenn die betreffende Walze aus dem Walzgerüst ausgebaut ist und vermessen werden kann. Im laufenden Walzprozess ist eine direkte Messung des Walzenverschleißes hingegen nicht möglich. Es ist jedoch bekannt, Prozessgrößen des Walzprozesses zu erfassen und den Walzenverschleiß mittels eines Verschleißmodells in Echtzeit mitzurechnen. Mittels des Verschleißmodells wird in Abhängigkeit von der gewalzten Strecke des Walzgutes, dem Verlauf der Walzkraft über diese Strecke usw. der Verschleiß der jeweiligen Walze ermittelt. Das Verschleißmodell stellt den ermittelten Verschleiß anderen Steuerungssystemen zur Verfügung, beispielsweise zur entsprechenden Korrektur der Anstellung. Auch ist bekannt, ähnliche Berechnungen offline durchzuführen. Die verwendeten Prozessgrößen können in diesem Fall beispielsweise modellgestützt ermittelte erwartete Größen sein.A direct measurement of the roller wear is only possible if the relevant roller is removed from the rolling stand and can be measured. In the ongoing rolling process, however, a direct measurement of the roller wear is not possible. However, it is known to detect process variables of the rolling process and to account for the roll wear by means of a wear model in real time. By means of the wear model, the wear of the respective roller is determined as a function of the rolled section of the rolling stock, the course of the rolling force over this distance, etc. The wear model makes the determined wear available to other control systems, for example for the corresponding correction of the employment. It is also known to carry out similar calculations offline. The process variables used in this case may be, for example, model-based expected expected quantities.

In jüngerer Zeit hat sich die Erkenntnis durchgesetzt, dass der Verschleiß verschiedene Verschleißanteile aufweisen kann, insbesondere einen thermischen Verschleißanteil und einen relativbewegungsabhängigen Verschleißanteil. Der thermische Verschleißanteil ist im Wesentlichen durch das intermittierende Aufheizen der Walze während des Kontakts mit dem heißen Walzgut und das Abkühlen der Walze zwischen den Kontaktzeiten verursacht. Der relativbewegungsabhängige Verschleißanteil entsteht durch die Relativbewegung zwischen Walzgut und Walze (Voreilung und Nacheilung). Er bewirkt insbesondere eine Abrasion der Walze (abrasiver Verschleißanteil).More recently, the realization has prevailed that the wear can have different wear components, in particular a thermal wear component and a relatively motion-dependent wear component. The thermal wear component is essentially due to the intermittent heating of the roller during contact with the hot Rolling and cooling the roller between the contact times caused. The relative movement-dependent wear component is caused by the relative movement between rolling stock and roller (lead and lag). In particular, it causes an abrasion of the roller (abrasive wear portion).

Für die Modellierung des thermischen Verschleißanteils sind verschiedene Vorgehensweisen bekannt. Rein beispielhaft wird auf den Fachaufsatz " Increasing work-roll life by improved roll-cooling practice" von P. G. Stevens et al., Journal of The Iron and Steel Institute, Januar 1971, Seiten 1 bis 11 , verwiesen. Eine sehr gute Vorgehensweise zur Ermittlung des thermischen Verschleißanteils ist in der älteren, am Anmeldetag der vorliegenden Erfindung nicht vorveröffentlichten europäischen Patentanmeldung 10 174 341.7 der Anmelderin (Anmeldetag 27.08.2010, Titel "Ermittlungsverfahren für einen Verschleiß einer Walze zum Walzen von Walzgut") beschrieben.For the modeling of the thermal wear component, various approaches are known. By way of example, the technical paper " Increasing work-roll life by improved roll-cooling practice "by PG Stevens et al., Journal of Iron and Steel Institute, January 1971, pages 1 to 11 , referenced. A very good procedure for determining the thermal wear component is in the older European patent application, not previously published on the filing date of the present invention 10 174 341.7 the applicant (filing date 27.08.2010, title "Investigation for a wear of a roller for rolling of rolling stock") described.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Ermittlung des relativbewegungsabhängigen Verschleißanteils. Auf die Ermittlung und Berücksichtigung des thermischen Verschleißanteils wird daher nachfolgend nur am Rande eingegangen.The present invention relates to the determination of the relatively movement-dependent wear component. The determination and consideration of the thermal wear component will therefore be discussed in the following.

Bei der Ermittlung der Anstellungskorrektur muss im Stand der Technik ggf. auch eine thermische Balligkeit (thermal crown) der Walze berücksichtigt werden. Auch die Ermittlung und Berücksichtigung der thermischen Balligkeit ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.When ascertaining the correction of the position, it may be necessary to take into account in the prior art also a thermal crown of the roller. The determination and consideration of the thermal crowning is not the subject of the present invention.

In der Regel erfolgt die Ermittlung des jeweiligen relativbewegungsabhängigen Verschleißanteils gemäß der Beziehung dA = c Φ α l

Figure imgb0001
As a rule, the determination of the relative movement-dependent wear component takes place according to the relationship there = c Φ α l
Figure imgb0001

Hierbei bedeuten dA den erwarteten jeweiligen relativbewegungsabhängigen Verschleißanteil, c einen konstanten Verschleißkoeffizienten, Φ die Druckverteilung im Walzspalt, α den - für die Länge des Kontaktbereichs von Walzgut und Walze im Wesentlichen charakteristischen - Kontaktwinkel und 1 die Länge des jeweiligen Walzgutabschnittes. Der Verschleißkoeffizient c wird geeignet eingestellt. Er kann von den oben genannten Parametern abhängen.DA is the expected relative movement-dependent proportion of wear, c a constant coefficient of wear, Φ the pressure distribution in the nip, α den - for the length of the contact area of rolling stock and roller essentially characteristic - contact angle and 1 the length of the respective Walzgutabschnittes. The wear coefficient c is set appropriately. It may depend on the above parameters.

In der Praxis zeigt sich jedoch, dass diese Vorgehensweise die tatsächlichen Verhältnisse nur unzureichend wiedergibt.In practice, however, shows that this approach reflects the actual conditions only inadequate.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, den relativbewegungsabhängigen Verschleiß der Walze auf zuverlässige Weise modellgestützt ermitteln zu können.The object of the present invention is to provide opportunities to determine the relative movement-dependent wear of the roller in a reliable model-based manner.

Die Aufgabe wird durch ein Ermittlungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Ermittlungsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 13.The object is achieved by a preliminary investigation with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the determination method according to the invention are the subject matter of dependent claims 2 to 13.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, ein Ermittlungsverfahren der eingangs genannten Art dadurch auszugestalten,

  • dass der ermittelte Verschleiß für Walzgutabschnitte des Walzgutes jeweils einen relativbewegungsabhängigen Verschleißanteil umfasst,
  • dass anhand der Prozessgrößen in Verbindung mit das erste Walzgerüst beschreibenden Walzgerüstgrößen und das Walzgut beschreibenden Walzgutgrößen für die Walzgutabschnitte jeweils eine Gleitzone ermittelt wird, innerhalb derer das Walzgut unter Relativbewegung zur Walze auf der Walzenoberfläche gleitet, und
  • dass der jeweilige relativbewegungsabhängige Verschleißanteil unter Berücksichtigung der Länge der jeweiligen Gleitzone ermittelt wird.
According to the invention, it is provided to design a preliminary method of the type mentioned in the introduction,
  • that the determined wear for rolling stock sections of the rolling stock each comprises a relatively movement-dependent wear component,
  • that a sliding zone, within which the rolling stock slides on the roll surface with relative movement to the roll, is determined on the basis of the process variables in connection with the first rolling stand describing rolling stand sizes and the rolling stock describing Walzgutgrößen for rolling stock, and
  • the respective relative movement-dependent wear component is determined taking into account the length of the respective sliding zone.

Die vorliegende Erfindung beruht somit in der Anwendung des - an sich bekannten - Umstandes, dass beim Walzen ein Bereich (Haftzone) existiert, in dem das Walzgut ohne Relativbewegung zur Walze an der Walze anliegt (anhaftet), während es für den relativbewegungsabhängigen Verschleiß auf die sogenannte geschliffene Länge ankommt, d.h. auf diejenige Länge der Walze, bei der durch die Vor- und Nacheilung des Walzgutes eine Relativbewegung zwischen Walze und Walzgut auftritt.The present invention is thus based on the application of the known fact that during rolling there is a region (adhesive zone) in which the rolling stock abuts (adheres) to the roll without relative movement to the roll, while for relative movement-dependent wear on the roll so-called polished Length arrives, ie on the length of the roller in which occurs by the pre and lag of the rolling a relative movement between the roller and rolling.

Es ist möglich, ein Modell aufzustellen, mittels dessen die Gleitzone direkt ermittelt wird. Alternativ ist es möglich, die (gesamte) Kontaktlänge und die (absolute oder relative) Länge der Haftzone zu ermitteln und sodann die Gleitzone anhand der Kontaktlänge und der Haftzone zu ermitteln. Insbesondere sind im Stand der Technik bereits Modelle bekannt, welche unter anderem die Haftzone ermitteln. Rein beispielhaft wird auf den Fachaufsatz " Effect of Sliding and Rolling Friction on the Energy-Force Parameters during Hot Rolling in Four-High Stands" von E. A. Garber et al., veröffentlicht in Russian Metallurgy (Metally), 2007, No. 6, pp. 484 - 491 , verwiesen. Derartige Metalle werden oftmals auch im Rahmen der Stichplanberechnung verwendet.It is possible to set up a model by means of which the sliding zone is determined directly. Alternatively, it is possible to determine the (total) contact length and the (absolute or relative) length of the adhesive zone and then to determine the sliding zone on the basis of the contact length and the adhesive zone. In particular, models are already known in the prior art, which determine, inter alia, the detention zone. By way of example, the technical paper " Effect of Sliding and Rolling Friction on the Energy-Force Parameters during Hot Rolling in Four-High Stands "by EA Garber et al., Published in Russian Metallurgy (Metally), 2007, No. 6, pp. 484-491 , referenced. Such metals are often used as part of the stitch plan calculation.

Die bekannten Modelle werden im Stand der Technik lediglich zur Ermittlung von Walzkraft, Walzmoment und Voreilung verwendet. Sie ermitteln die genannten Größen unter Verwendung der Fließeigenschaften des Walzgutes, des Reibwerts zwischen Walze und Walzgut, der gewünschten Stichabnahme, der Geometrie des Walzgutes und dergleichen mehr. Sie können jedoch erfindungsgemäß auch für die Ermittlung der Haftzone und damit indirekt der Gleitzone herangezogen werden, wobei anhand der Gleitzone die Ermittlung des relativbewegungsabhängigen Verschleißes erfolgen kann.The known models are used in the prior art only for the determination of rolling force, rolling moment and overfeed. They determine the variables mentioned using the flow properties of the rolling stock, the coefficient of friction between roller and rolling, the desired stitch loss, the geometry of the rolling stock and the like. However, according to the invention, they can also be used for determining the adhesive zone and thus indirectly the sliding zone, whereby the determination of the relative movement-dependent wear can be made on the basis of the sliding zone.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der jeweilige relativbewegungsabhängige Verschleißanteil gemäß der Beziehung dA = c l L Z

Figure imgb0002
ermittelt wird, wobei dA der jeweilige relativbewegungsabhängige Verschleißanteil, c ein von den Prozessgrößen unabhängiger Anpassungsfaktor, 1 die Länge des jeweiligen Walzgutabschnitts, L die Länge der Gleitzone und Z eine von den Prozessgrößen abhängige weitere Einflussgröße sind. Durch diese Vorgehensweise kann ein relativ einfaches Verschleißmodell implementiert werden, welches bereits recht gute Ergebnisse liefert.In a preferred embodiment it is provided that the respective relative movement-dependent wear component according to the relationship there = c l L Z
Figure imgb0002
dA is the respective relative movement-dependent wear component, c an adjustment factor independent of the process variables, 1 the length of the respective rolling stock section, L the length of the sliding zone and Z a further influencing variable dependent on the process variables. By doing so, a relatively simple wear model can be used be implemented, which already delivers quite good results.

Im einfachsten Fall ist es möglich, dass die weitere Einflussgröße vom mittleren Druck im Walzspalt (d.h. dem Quotienten von Walzkraft und Kontaktfläche) abhängt. Diese Vorgehensweise führt oftmals zu akzeptablen bis guten Ergebnissen. Es führt jedoch zu besseren Ergebnissen, wenn die weitere Einflussgröße von der (exakten) Druckverteilung im Walzspalt abhängt. Die Druckverteilung kann beispielsweise anhand der mittleren Fließspannung oder anhand des Maximums der Fließkurve (als Funktion des Umformgrades) ermittelt werden.In the simplest case, it is possible that the further influencing variable depends on the average pressure in the nip (i.e., the quotient of rolling force and contact surface). This procedure often leads to acceptable to good results. However, it leads to better results if the further influencing variable depends on the (exact) pressure distribution in the nip. The pressure distribution can be determined, for example, based on the mean yield stress or on the maximum of the flow curve (as a function of the degree of deformation).

Die Ermittlung der Druckverteilung im Walzspalt und die Ausbildung der Haftzone sind - je nach Ermittlungsweise - sehr rechenintensiv. Vorzugsweise ist daher vorgesehen,

  • dass die Druckverteilung im Walzspalt beim erstmaligen Entgegennehmen der Prozessgrößen anhand der Prozessgrößen in Verbindung mit den Walzgerüstgrößen und den Walzgutgrößen ermittelt wird,
  • dass die ermittelte Druckverteilung gespeichert wird,
  • dass bei einem späteren Entgegennehmen der Prozessgrößen anhand der Prozessgrößen geprüft wird, ob sich die Prozessgrößen geändert haben, und
  • dass in Abhängigkeit davon, ob die Prozessgrößen sich geändert haben oder nicht, die Druckverteilung im Walzspalt anhand der neuen Prozessgrößen in Verbindung mit den Walzgerüstgrößen und den Walzgutgrößen neu ermittelt wird oder die gespeicherte Druckverteilung im Walzspalt verwendet wird.
The determination of the pressure distribution in the nip and the formation of the detention zone are - depending on investigation - very compute-intensive. Preferably, therefore, it is provided
  • the pressure distribution in the roll gap is determined when the process variables are accepted for the first time on the basis of the process variables in connection with the roll stand sizes and the rolling stock sizes,
  • that the determined pressure distribution is stored,
  • that in a later acceptance of the process variables on the basis of the process variables, it is checked whether the process variables have changed, and
  • in that, depending on whether the process variables have changed or not, the pressure distribution in the roll gap is newly determined on the basis of the new process variables in conjunction with the roll stand sizes and the rolling stock sizes or the stored pressure distribution in the roll gap is used.

Durch diese Vorgehensweise kann die Echtzeitfähigkeit des erfindungsgemäßen Ermittlungsverfahrens mit einer relativ geringen Rechenleistung realisiert werden.By this procedure, the real-time capability of the determination method according to the invention can be realized with a relatively low computing power.

Alternativ zur Druckverteilung im Walzspalt kann die weitere Einflussgröße von der Oberflächenhärte der Walze abhängen. Beispielsweise kann - entsprechend der in der älteren europäischen Patentanmeldung 10 174 341.7 erläuterten Vorgehensweise - der relativbewegungsabhängige Verschleißanteil in Abhängigkeit von der Oberflächenhärte und der Fließspannung des Walzgutes ermittelt werden. Alternativ kann der relativbewegungsabhängige Verschleißanteil in Abhängigkeit sowohl von der Druckverteilung im Walzspalt als auch von der Oberflächenhärte der Walze, ggf. unter zusätzlicher Berücksichtigung der Fließspannung des Walzgutes, ermittelt werden. Auch andere Vorgehensweisen sind möglich.As an alternative to the pressure distribution in the nip, the further influencing variable may depend on the surface hardness of the roll. For example - as in the older European Patent application 10 174 341.7 explained procedure - the relatively movement-dependent wear component depending on the surface hardness and the yield stress of the rolling stock are determined. Alternatively, the relatively movement-dependent wear component can be determined as a function of both the pressure distribution in the roll nip and the surface hardness of the roll, optionally with additional consideration of the yield stress of the rolling stock. Other approaches are possible.

Wenn die weitere Einflussgröße (auch) von der Oberflächenhärte der Walze abhängt, wird vorzugsweise anhand der Prozessgrößen in Verbindung mit den Walzgerüstgrößen und den Walzgutgrößen in Echtzeit einer obere Temperatur ermittelt, auf die sich die Oberfläche der Walze während des Kontakts mit dem Walzgut aufheizt. Die Oberflächenhärte der Walze wird in diesem Fall vorzugsweise in Abhängigkeit von der ermittelten oberen Temperatur ermittelt.If the further influencing variable (also) depends on the surface hardness of the roll, preferably based on the process variables in connection with the rolling stand sizes and the rolling stock sizes, an upper temperature is determined in real time, to which the surface of the roll heats up during contact with the rolling stock. The surface hardness of the roller is in this case preferably determined as a function of the determined upper temperature.

Vorzugsweise wird bei der Ermittlung der Gleitzone eine Walzspaltschmierung berücksichtigt.Preferably, a rolling gap lubrication is taken into account in the determination of the sliding zone.

Es ist möglich, dass der ermittelte Verschleiß im Rahmen der Ermittlung von Stellgrößen für das erste Walzgerüst verwendet wird. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der ermittelte Verschleiß zur Ermittlung eines Walzenwechselzeitpunkts herangezogen wird. Sofern eine Ermittlung eines Walzenwechselzeitpunktes erfolgt, kann die Ermittlung des erwarteten Verschleißanteils ggf. mit einer in die Zukunft gerichteten Verschleißprognose verknüpft sein. Eine derartige Verschleißprognose ist in der älteren, am Anmeldetag der vorliegenden Erfindung nicht vorveröffentlichten europäischen Patentanmeldung 10 174 297.1 (Anmeldetag 27.08.2010, Titel "Betriebsverfahren für ein Walzwerk zum Walzen von flachem Walzgut mit Walzenverschleißprognose") der Anmelderin detailliert beschrieben.It is possible that the determined wear is used as part of the determination of manipulated variables for the first roll stand. Alternatively or additionally, it is possible that the determined wear is used to determine a roll change time. If a determination of a roller change time is made, the determination of the expected wear component may possibly be linked to a future-oriented wear prognosis. Such a wear prediction is in the older European patent application not previously published on the filing date of the present invention 10 174 297.1 (Filing 27.08.2010, title "Operating Procedures for a rolling mill for rolling flat rolling stock with roll wear forecast") the applicant described in detail.

Modelle für Prozesse in Walzwerken sind in der Regel fehlerbehaftet. Es ist daher üblich, sie anhand erfasster (= gemessener) Prozessgrößen zu adaptieren. Falls auch im Rahmen des erfindungsgemäßen Ermittlungsverfahrens eine Adaption erfolgen soll, sind verschiedene bevorzugte Vorgehensweisen möglich.Models for processes in rolling mills are usually faulty. It is therefore customary to adapt them on the basis of acquired (= measured) process variables. If adaptation is also to take place within the framework of the determination method according to the invention, various preferred approaches are possible.

Zum einen ist es möglich,

  • dass die Prozessgrößen eine beim Walzen des Walzgutes auftretende Walzkraft umfassen,
  • dass die Walzkraft erfasst wird,
  • dass unter Verwendung einer Fließkurve des Walzgutes eine erwartete Walzkraft ermittelt wird,
  • dass der jeweilige relativbewegungsabhängige Verschleißanteil in direkter oder indirekter Abhängigkeit von der Fließkurve ermittelt wird und
  • dass die Fließkurve in Abhängigkeit von der erfassten Walzkraft und der erwarteten Walzkraft nachgeführt wird.
For one thing, it is possible
  • the process variables comprise a rolling force occurring during rolling of the rolling stock,
  • that the rolling force is detected,
  • that an expected rolling force is determined using a flow curve of the rolling stock,
  • that the respective relative movement-dependent wear component is determined in direct or indirect dependence on the flow curve, and
  • that the flow curve is tracked depending on the detected rolling force and the expected rolling force.

Zum anderen ist es möglich,

  • dass die Prozessgrößen eine beim Walzen des Walzgutes auftretende Walzkraft und eine beim Walzen des Walzgutes auftretende Voreilung umfassen,
  • dass die Walzkraft und die Voreilung erfasst werden,
  • dass unter Verwendung einer Fließkurve des Walzgutes und eines Reibwerts des Walzgutes relativ zur Walze eine erwartete Walzkraft und eine erwartete Voreilung ermittelt werden,
  • dass der jeweilige relativbewegungsabhängige Verschleißanteil in direkter oder indirekter Abhängigkeit von der Fließkurve und dem Reibwert ermittelt wird und
  • dass die Fließkurve und der Reibwert in Abhängigkeit von der erfassten Walzkraft, der erwarteten Walzkraft, der erfassten Voreilung und der erwarteten Voreilung nachgeführt werden.
On the other hand, it is possible
  • the process variables comprise a rolling force occurring during rolling of the rolling stock and an overfeed occurring during rolling of the rolling stock,
  • that the rolling force and the lead are detected,
  • that an expected rolling force and an expected lead are determined using a flow curve of the rolling stock and a coefficient of friction of the rolling stock relative to the roll,
  • that the respective relative movement-dependent wear component is determined in direct or indirect dependence on the flow curve and the coefficient of friction, and
  • that the flow curve and the coefficient of friction are tracked depending on the detected rolling force, the expected rolling force, the detected lead and the expected lead.

Vorzugsweise wird im letztgenannten Fall die Fließkurve nicht ausschließlich anhand der Walzkraft nachgeführt. Weiterhin wird vorzugsweise der Reibwert nicht ausschließlich anhand der Voreilung nachgeführt. Vorzugsweise erfolgt vielmehr die Nachführung der Fließkurve anhand sowohl der Walzkraft als auch der Voreilung. Gleiches gilt vorzugsweise für den Reibwert. Zur Nachführung von Fließkurve und Reibwert kann insbesondere ein nicht linearer Optimierer verwendet werden. Geeignete Optimierer sind als solche bekannt. Rein beispielhaft wird auf den Fachaufsatz " Adaptive Rolling Model for a Cold Strip Tandem Mill" von Matthias Kurz et al., AISE 2001 , verwiesen.Preferably, in the latter case, the flow curve is not tracked exclusively based on the rolling force. Farther Preferably, the coefficient of friction is not tracked exclusively on the basis of the lead. Preferably, the tracking of the flow curve is based on both the rolling force and the overfeed. The same applies preferably to the coefficient of friction. In particular, a non-linear optimizer can be used to track the flow curve and the coefficient of friction. Suitable optimizers are known as such. By way of example, the technical paper " Adaptive Rolling Model for a Cold Strip Tandem Mill "by Matthias Kurz et al., AISE 2001 , referenced.

Zum Erfassen der Voreilung ist eine Einrichtung erforderlich, mittels derer die auslaufseitige Geschwindigkeit des Walzgutes exakt erfassbar ist. Beispielsweise kann dem Walzgerüst ein Schlingenheber nachgeordnet sein, dessen Rolle an das Walzgut angestellt ist. Die Umfangsgeschwindigkeit der Schlingenheberrolle entspricht in sehr guter Näherung der auslaufseitigen Geschwindigkeit des Walzgutes. Im Falle eines Grobblech-Reversierwalzwerks kann weiterhin die Länge des Walgutes vor (nach) dem Walzen messtechnisch erfasst werden und anhand der erfassten Länge in Verbindung mit der Dauer des Walzstichs und dem während dieser Zeit von der Walze zurückgelegten Umfangsweg die Voreilung (Nacheilung) ermittelt werden.To detect the lead, a device is required by means of which the outlet-side speed of the rolling stock can be detected exactly. For example, the roll stand may be followed by a loop lifter whose role is employed on the rolling stock. The peripheral speed of the looper roller corresponds to a very good approximation of the outlet side speed of the rolling stock. In the case of a heavy-plate reversing mill, the length of the rolling stock can also be measured before (after) the rolling and the lead (lag) can be determined on the basis of the recorded length in conjunction with the duration of the rolling pass and the circumferential distance traveled by the roller during this time ,

Die Walzkraft kann - eine entsprechende Messeinrichtung vorausgesetzt - bei jedem Walzgerüst erfasst werden. Es ist jedoch möglich, dass eine Erfassung der Voreilung nur bei manchen Walzgerüsten implementiert ist. In diesem Fall kann beispielsweise bei einem Walzgerüst, bei dem zusätzlich zur Walzkraft auch die Voreilung erfasst wird, (erstes Walzgerüst im Sinne des Anspruchs 11) eine Nachführung sowohl der Fließkurve als auch des Reibwertes erfolgen. Bei den anderen Walzgerüsten, bei denen ausschließlich die Walzkraft, nicht aber auch die Voreilung erfasst wird, (zweite Walzgerüste im Sinne des Anspruchs 11) kann anhand der Walzkraft nur die Fließkurve nachgeführt werden. Es ist jedoch möglich, dass ein im Rahmen der Ermittlung des Verschleißes der Walze des zweiten Walzgerüsts verwendeter Reibwert des Walzgutes relativ zur Walze des zweiten Walzgerüsts anhand des für das erste Walzgerüst nachgeführten Reibwerts bestimmt wird. Insbesondere kann der Reibwert des ersten Walzgerüsts übernommen werden oder mit einem Faktor skaliert werden.The rolling force can - assuming a corresponding measuring device - be detected at each rolling mill. However, it is possible that detection of the lead is implemented only in some rolling mills. In this case, for example, in the case of a rolling stand in which, in addition to the rolling force, the overfeed is also detected (first rolling stand in the sense of claim 11), both the flow curve and the coefficient of friction can be tracked. In the other rolling stands, in which only the rolling force, but not the lead is detected (second rolling stands in the sense of claim 11) can be tracked based on the rolling force only the flow curve. However, it is possible that in the context of determining the wear of the roller of the second Roll stand used coefficient of friction of the rolling stock relative to the roller of the second rolling mill is determined by the tracked for the first rolling stand friction coefficient. In particular, the coefficient of friction of the first roll stand can be adopted or scaled by a factor.

In vielen Fällen durchläuft das Walzgut zuerst das zweite Walzgerüst und erst danach das erste Walzgerüst. Beispielsweise können das zweite Walzgerüst ein Vorgerüst einer Vorstraße sein und das erste Walzgerüst ein Fertiggerüst einer Fertigstraße sein.In many cases, the rolling stock first passes through the second mill stand and only then the first mill stand. For example, the second mill stand may be a roughing stand of a roughing mill and the first mill stand may be a finishing stand of a finishing mill.

Weiterhin ist es möglich, nach einem Ausbau der Walze aus dem Walzgerüst die Walze zu vermessen und so den tatsächlichen Verschleiß der Walze zu ermitteln. In diesem Fall kann das Verschleißmodell offline anhand des mittels des Verschleißmodells ermittelten erwarteten Verschleißes und des gemessenen tatsächlichen Verschleißes adaptiert werden.Furthermore, it is possible to measure the roll after removal of the roll from the roll stand and thus to determine the actual wear of the roll. In this case, the wear model can be adapted offline based on the expected wear determined by the wear model and the measured actual wear.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogramm der eingangs genannten Art gelöst. Das Computerprogramm ist in diesem Fall derart ausgestaltet, dass die Abarbeitung des Maschinencodes durch den Rechner bewirkt, dass der Rechner ein Ermittlungsverfahren mit allen Schritten eines erfindungsgemäßen Ermittlungsverfahrens ausführt.The object of the invention is further achieved by a computer program of the type mentioned. The computer program is designed in this case such that the processing of the machine code by the computer causes the computer to carry out a determination process with all the steps of a determination method according to the invention.

Die Aufgabe wird weiterhin durch einen Rechner gelöst, der derart ausgebildet ist, dass er ein derartiges Ermittlungsverfahren ausführt.The object is further achieved by a computer which is designed such that it carries out such a determination process.

Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Walzwerk der eingangs genannten Art gelöst, das mit einem derartigen Rechner ausgestattet ist.The object is further achieved by a rolling mill of the type mentioned, which is equipped with such a computer.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen

FIG 1
schematisch ein Walzwerk,
FIG 2
ein Ablaufdiagramm,
FIG 3
schematisch einen Walzspalt,
FIG 4 bis 7
Ablaufdiagramme,
FIG 8
schematisch ein Walzwerk und
FIG 9 und 10
Ablaufdiagramme.
The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which are explained in more detail in conjunction with the drawings. Show here
FIG. 1
schematically a rolling mill,
FIG. 2
a flow chart,
FIG. 3
schematically a roll gap,
4 to 7
Flowcharts,
FIG. 8
schematically a rolling mill and
FIGS. 9 and 10
Flowcharts.

Gemäß FIG 1 weist ein Walzwerk mehrere Walzgerüste 1 auf. Alternativ könnte das Walzwerk - beispielsweise im Falle eines Reversierwalzwerks - nur ein einziges Walzgerüst 1 aufweisen. In den Walzgerüsten 1 wird ein Walzgut 2 gewalzt. Das Walzgut 2 besteht aus Metall, beispielsweise aus Kupfer, Aluminium, Messing oder Stahl. Es kann in dem Walzgerüst 1 alternativ kalt oder warm gewalzt werden, wobei im Rahmen der vorliegenden Erfindung in der Regel ein Warmwalzen erfolgt.According to FIG. 1 For example, a rolling mill has a plurality of rolling stands 1. Alternatively, the rolling mill - for example, in the case of a reversing mill - have only a single stand 1. In the rolling stands 1, a rolling stock 2 is rolled. The rolling stock 2 is made of metal, such as copper, aluminum, brass or steel. It can alternatively be cold rolled or hot rolled in the roll stand 1, whereby in the context of the present invention as a rule a hot rolling takes place.

Die Walzgerüste 1 weisen gemäß FIG 1 zusätzlich zu Arbeitswalzen 3 Stützwalzen 4 auf. Das Walzgut 2 ist daher ein flaches Walzgut, d.h. ein Band oder Grobblech. Alternativ könnten - insbesondere zum Walzen von profiliertem, stabförmigem oder rohrförmigem Walzgut 2 - die Stützwalzen 4 entfallen, also nur die Arbeitswalzen 3 vorhanden sein.The rolling stands 1 have according to FIG. 1 in addition to work rolls 3 support rollers 4 on. The rolling stock 2 is therefore a flat rolling stock, ie a strip or heavy plate. Alternatively, the support rollers 4 could be dispensed with, in particular for the rolling of profiled, rod-shaped or tubular rolling stock 2, ie only the work rolls 3 could be present.

Das Walzwerk ist mit einem Rechner 5 ausgestattet. Der Rechner 5 kann entsprechend der Darstellung von FIG 1 das Walzwerk steuern, also als Steuerrechner ausgebildet sein. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Der Rechner 5 ist mit einem Computerprogramm 6 programmiert. Das Computerprogramm 6 kann dem Rechner 5 beispielsweise über einen Datenträger 7 zugeführt werden, auf dem das Computerprogramm 6 in maschinenlesbarer Form gespeichert ist. Rein beispielhaft ist der Datenträger 7 in FIG 1 als USB-Memory-Stick dargestellt. Diese Darstellung ist jedoch nicht beschränkend zu verstehen. Das Computerprogramm 6 umfasst Maschinencode 8, der von dem Rechner 5 unmittelbar abarbeitbar ist. Das Abarbeiten des Maschinencodes 8 durch den Rechner 5 bewirkt, dass der Rechner 5 ein Ermittlungsverfahren ausführt, das nachfolgend in Verbindung mit FIG 2 näher erläutert wird. Die Programmierung mit dem Computerprogramm 6 bewirkt somit eine entsprechende Ausbildung des Rechners 5.The rolling mill is equipped with a computer 5. The computer 5 can according to the representation of FIG. 1 control the rolling mill, so be designed as a control computer. However, this is not mandatory. The computer 5 is programmed with a computer program 6. The computer program 6 can be supplied to the computer 5, for example via a data carrier 7, on which the computer program 6 is stored in machine-readable form. Purely by way of example, the data carrier 7 is in FIG. 1 shown as a USB memory stick. However, this illustration is not intended to be limiting. The computer program 6 comprises machine code 8, which can be processed directly by the computer 5. The execution of the machine code 8 by the computer 5 causes the computer 5 to carry out a determination process, which is described below in connection with FIG. 2 is explained in more detail. The programming with the computer program 6 thus effects a corresponding design of the computer 5.

Gemäß FIG 2 - siehe ergänzend FIG 1 - setzt der Rechner 5 in einem Schritt S1 für eine bestimmte Walze 3, 4 - beispielsweise die obere Arbeitswalze 3 des in FIG 1 mittleren Walzgerüsts 1 - den Verschleiß d auf einen Anfangswert d0. Der Anfangswert d0 kann dem Rechner 5 beispielsweise von einem Bediener 9 oder anderweitig zur Verfügung gestellt werden. Eine Möglichkeit, den Anfangswert d0 anderweitig zur Verfügung zu stellen, besteht beispielsweise darin, dass der Anfangswert d0 dem Rechner 5 automatisiert aus einer Schleiferei übermittelt wird, in welcher die betreffende Walze 3, 4 nachgeschliffen wurde.According to FIG. 2 - see supplementary FIG. 1 - Sets the computer 5 in a step S1 for a particular roller 3, 4 - for example, the upper work roll 3 of in FIG. 1 middle rolling mill 1 - the wear d to an initial value d0. The initial value d0 can be made available to the computer 5, for example, by an operator 9 or otherwise. One way of otherwise providing the initial value d0 is, for example, that the initial value d0 is automatically transmitted to the computer 5 from a grinding shop in which the respective roller 3, 4 has been reground.

In einem Schritt S2 werden dem Steuerrechner 5 Walzgutgrößen W1 bekannt, die das zu walzende Walzgut 2 beschreiben. Die Walzgutgrößen W1 umfassen beispielsweise die chemische Zusammensetzung, die Temperatur und Geometriedaten des Walzgutes 2. Insbesondere die Geometriedaten und in der Regel auch die Temperatur sind auf den Zustand bezogen, in dem das Walzgut 2 in das betrachtete Walzgerüst 1 einläuft. Die Geometriedaten können im Falle eines flachen Walzgutes 2 insbesondere dessen Breite und dessen Dicke umfassen. Die Walzgutgrößen W1 können dem Rechner 5 auf zum Anfangswert d0 analoge Weise bekannt werden.In a step S2, the control computer 5 becomes known rolling stock W1, which describes the rolling stock 2 to be rolled. The rolling stock sizes W1 include, for example, the chemical composition, the temperature and geometric data of the rolling stock 2. In particular, the geometric data and, as a rule, also the temperature are related to the state in which the rolling stock 2 enters the rolling stand 1 under consideration. In the case of a flat rolling stock 2, the geometric data may in particular include its width and its thickness. The rolling stock sizes W1 can be known to the computer 5 in an analogous manner to the initial value d0.

In einem Schritt S3 werden dem Rechner 5 Walzgerüstgrößen W2 bekannt, die das Walzgerüst 1 und dessen Walzen 3, 4 beschreiben. Die Walzgerüstgrößen W2 umfassen beispielsweise den Einbauort der betrachteten Walze 3, also beispielsweise im ersten, zweiten, dritten usw. Walzgerüst 1 einer mehrgerüstigen Walzstraße. Weiterhin umfassen die Walzgerüstgrößen W2 das Material der Walze 3 (beispielsweise Hochleistungsschnellstahl - HSS), die Art der Walze 3 (Arbeitswalze, Stützwalze, Zwischenwalze usw.) sowie die statischen Geometriedaten (Breite und Durchmesser) der betrachteten Walze 3. Die Walzgerüstdaten W2 können dem Rechner 5 auf zu den Walzgutdaten W1 analoge Weise bekannt werden.In a step S3, the computer 5 rolling stand sizes W2 are known, which describe the rolling stand 1 and its rollers 3, 4. The roll stand sizes W2 include, for example, the installation location of the considered roll 3, that is, for example, in the first, second, third, etc. rolling stand 1 of a multi-stand rolling mill. Furthermore, the roll stand sizes include W2 the material of the roll 3 (for example, high speed steel HSS), the type of roll 3 (work roll, back-up roll, intermediate roll, etc.) and the static geometric data (width and diameter) of the considered roller 3. The roll stand data W2 the computer 5 to the rolling stock data W1 analogous manner become known.

In einem Schritt S4 nimmt der Rechner 5 während des Walzens des Walzgutes 2 in dem betrachteten Walzgerüst 1 Prozessgrößen P entgegen. Die Prozessgrößen P beschreiben den Walzvorgang im betrachteten Walzgerüst 1. Sie können beispielsweise vollständig oder teilweise mittels entsprechender Messgeber erfasst und dem Rechner 5 zugeführt werden. Insbesondere die Walzkraft FW kann mittels entsprechender Kraftmessdosen ohne Weiteres erfasst werden. In analoger Weise kann mittels entsprechender Sensoren die Drehzahl nW der betrachteten Walze 3 erfasst werden, so dass sich in Verbindung mit dem - bekannten - Durchmesser der betrachteten Walze 3 sofort deren Umfangsgeschwindigkeit ergibt. Alternativ können die Prozessgrößen P ganz oder teilweise rechnerisch ermittelt werden. Beispielsweise kann die Voreilung oftmals nur rechnerisch ermittelt werden. Falls die Geschwindigkeit des aus dem Walzgerüst 1 auslaufenden Walzgutes 2 messtechnisch erfasst wird, ist jedoch auch die Voreilung durch das Verhältnis dieser Geschwindigkeit zur Umfangsgeschwindigkeit der betrachteten Walze 3 ermittelbar. Sie stellt also in diesem Fall ebenfalls eine auf Messungen basierende Größe dar. Die Geschwindigkeit des aus dem Walzgerüst 1 auslaufenden Walzgutes 2 kann beispielsweise über die Drehzahl nS einer Schlingenheberrolle 10, die hinter dem betrachteten Walzgerüst 1 an das Walzgut 2 angestellt ist, erfasst werden. Andere Prozessgrößen P - beispielsweise eine Anstellung des Walzgerüsts 1 oder eine Schmierung zwischen Walze 3 und Walzgut 2 - können beispielsweise aufgrund einer Stichplanberechnung bekannt sein.In a step S 4, the computer 5 receives process variables P during the rolling of the rolling stock 2 in the rolling stand 1 under consideration. The process variables P describe the rolling process in the rolling stand 1 under consideration. For example, they can be detected completely or partially by means of corresponding measuring sensors and supplied to the computer 5. In particular, the rolling force FW can be detected by means of appropriate load cells easily. In an analogous manner, the speed nW of the considered roller 3 can be detected by means of appropriate sensors, so that in conjunction with the - known - diameter of the considered roller 3 immediately gives the peripheral speed. Alternatively, the process variables P can be determined in whole or in part by calculation. For example, the lead can often only be determined by calculation. If the speed of the rolling stock 2 running out of the roll stand 1 is detected by measurement, however, the lead over can also be determined by the ratio of this speed to the peripheral speed of the roll 3 under consideration. In this case, therefore, it also represents a quantity based on measurements. The speed of the rolling stock 2 running out of the roll stand 1 can be detected, for example, via the rotational speed nS of a loop lifter roll 10, which is positioned behind the rolling mill 1 under consideration to the rolling stock 2. Other process variables P, for example a setting of the roll stand 1 or a lubrication between roll 3 and rolling stock 2, can be known, for example, on the basis of a pass schedule calculation.

In einem Schritt S5 ermittelt der Rechner 5 anhand der Prozessgrößen P in Verbindung mit den Walzgutgrößen W1 und den Walzgerüstgrößen W2 mittels eines Walzspaltmodells 11 eine Gleitzone 13 (siehe FIG 3) und deren Länge L. Die Gleitzone 13 entspricht - siehe FIG 3 - demjenigen Bereich des Walzspalts, innerhalb dessen das Walzgut 2 unter Relativbewegung zur Walze 3 auf der Walzenoberfläche gleitet. Innerhalb der Gleitzone 13 ist daher die Walzgutgeschwindigkeit am betrachteten Ort also entweder (nämlich im einlaufseitigen Bereich) kleiner als die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 3 oder (nämlich im auslaufseitigen Bereich) größer als die Umfangsgeschwindigkeit der betrachteten Walze 3. Die Gleitzone 13 steht im Kontrast zu einer Haftzone 14, innerhalb derer die Walzgutgeschwindigkeit am betrachteten Ort gleich der Umfangsgeschwindigkeit der betrachteten Walze 3 ist. Die Gleitzone 13 und die Haftzone 14 bilden zusammen einen Kontaktbereich 15 der Walze 3, innerhalb dessen die Walze 3 das Walzgut 2 kontaktiert. Die Gleitzone 13 und die Haftzone 14 sind in FIG 3 - rein zeichentechnisch - dadurch unterschieden, dass eine Geschwindigkeit des Walzgutes 2 in der einlaufseitigen Gleitzone 13 mit einem kleinen und in der auslaufseitigen Gleitzone 13 mit einem großen Pfeil angedeutet ist, während die Geschwindigkeit des Walzgutes 2 in der Haftzone 14 mit einem Pfeil mittlerer Größe angedeutet ist. Bei der Ermittlung der Gleitzone 13 berücksichtigt der Rechner 5 vorzugsweise unter anderem eine Walzspaltschmierung.In a step S5, the computer 5 uses the process variables P in conjunction with the rolling stock sizes W1 and the rolling stand sizes W2 to determine a roll gap model 11 by means of a roll gap model 11 Glide zone 13 (see FIG. 3 ) and its length L. The sliding zone 13 corresponds - see FIG. 3 - That region of the roll gap within which the rolling stock 2 slides relative to the roller 3 on the roll surface. Within the sliding zone 13, therefore, the rolling stock speed at the location considered is either (namely in the inlet side area) smaller than the peripheral speed of the roller 3 or (namely in the outlet side area) greater than the peripheral speed of the roller concerned 3. The sliding zone 13 is in contrast to one Adhesive zone 14, within which the Walzgutgeschwindigkeit at the considered location is equal to the peripheral speed of the considered roller 3. The sliding zone 13 and the adhesive zone 14 together form a contact region 15 of the roller 3, within which the roller 3 contacts the rolling stock 2. The sliding zone 13 and the detention zone 14 are in FIG. 3 - Purely technical drawing - distinguished by the fact that a speed of the rolling stock 2 is indicated in the inlet-side sliding zone 13 with a small and in the outlet side sliding zone 13 with a large arrow, while the speed of the rolling material 2 indicated in the adhesive zone 14 with an arrow medium size is. When determining the sliding zone 13, the computer 5 preferably takes into account, inter alia, a roller gap lubrication.

Für die Ermittlung der Gleitzone 13 gibt es verschiedene Möglichkeiten. Derzeit ist bevorzugt, zunächst in an sich bekannter Weise - noch ohne Unterscheidung zwischen Gleitzone 13 und Haftzone 14 - den Kontaktbereich 15 zu ermitteln, sodann in ebenfalls an sich bekannter Weise die Haftzone 14 zu ermitteln und schließlich - je nachdem, ob die Haftzone 14 als absoluter oder als relativer Wert ermittelt wird - die Gleitzone 13 gemäß einer der Beziehungen Gleitzone = Kontaktbereich - Haftzone oder Gleitzone = Kontaktbereich 1 - Haftzone

Figure imgb0003
zu ermitteln. Gegebenenfalls kann bei der Ermittlung der Gleitzone 13, der Haftzone 14 und/oder des Kontaktbereichs 15 eine Walzenabplattung mit berücksichtigt werden. Zum Ermitteln des Kontaktbereichs 15 und der Haftzone 14 kann insbesondere das Walzspaltmodell 11 verwendet werden. Entsprechende Walzspaltmodelle 11 sind an sich bekannt. Rein beispielhaft wird auf den eingangs genannten Fachaufsatz von Garber et al. verwiesen.There are various possibilities for determining the sliding zone 13. At present, it is preferable first to determine the contact area 15 in a manner known per se-still without distinguishing between sliding zone 13 and detention zone 14, then to determine the detention zone 14 in a manner also known per se, and finally-depending on whether the detention zone 14 as absolute or relative value - the sliding zone 13 according to one of the relationships sliding zone = contact area - Detention zone or sliding zone = contact area 1 - adhesion zone
Figure imgb0003
to investigate. Optionally, when determining the sliding zone 13, the adhesive zone 14 and / or the contact region 15 a Walzenabplattung be taken into account. For determining the contact region 15 and the adhesive zone 14, in particular the roll gap model 11 can be used. Corresponding roll gap models 11 are known per se. By way of example, the above-mentioned technical article by Garber et al. directed.

In einem Schritt S6 ermittelt der Rechner 5 einen relativbewegungsabhängigen Verschleißanteil dA. Der Rechner 5 ermittelt den relativbewegungsabhängigen Verschleißanteil dA im Schritt S6 unter Berücksichtigung der im Schritt S5 ermittelten Gleitzone 13. Insbesondere ist der relativbewegungsabhängige Verschleißanteil dA proportional zur Länge L der Gleitzone 13.In a step S6, the computer 5 determines a relative movement-dependent wear component dA. The computer 5 determines the relative movement-dependent wear component dA in step S6 taking into account the sliding zone 13 determined in step S5. In particular, the relatively movement-dependent wear component dA is proportional to the length L of the sliding zone 13.

In einem optionalen Schritt S7 ermittelt der Rechner 5 weitere Verschleißanteile, insbesondere einen thermischen Verschleißanteil dT. Für die Ermittlung der zweiten Verschleißanteile ist in der Regel zwar der Kontaktbereich 15 von Bedeutung. Zwischen Gleitzone 13 und Haftzone 14 muss in der Regel jedoch nicht unterschieden werden. Die Ermittlung des thermischen Verschleißanteils dT kann insbesondere gemäß dem Verfahren erfolgen, das in der eingangs erwähnten europäischen Patentanmeldung 10 174 341.7 detailliert erläutert ist.In an optional step S7, the computer 5 determines further wear components, in particular a thermal wear component dT. Although the contact region 15 is generally important for the determination of the second wear components. However, as a rule, it is not necessary to distinguish between sliding zone 13 and detention zone 14. The determination of the thermal wear component dT can be carried out in particular according to the method described in the European patent application mentioned above 10 174 341.7 is explained in detail.

In einem Schritt S8 aktualisiert der Rechner 5 den Verschleiß d dadurch, dass er den relativbewegungsabhängigen Verschleißanteil dA und ggf. die weiteren Verschleißanteile dT zum bisher aufgelaufenen Verschleiß d hinzu addiert.In a step S8, the computer 5 updates the wear d by adding the relative movement-dependent wear component dA and, if applicable, the further wear components dT to the previously accumulated wear d.

In einem Schritt S9 verwertet der Rechner 5 den ermittelten Verschleiß d. Beispielsweise kann der Rechner 5, falls er entsprechend der Darstellung von FIG 1 das Walzwerk steuert, den ermittelten Verschleiß d im Rahmen der Ermittlung von Stellgrößen S für das betrachtete Walzgerüst 1 verwenden. Alternativ oder zusätzlich kann der Rechner 5 den ermittelten Verschleiß d mit einem maximal zulässigen Verschleiß vergleichen und ggf. eine Warnmeldung an den Bediener 9 ausgeben, dass zu einem - in Abhängigkeit von dem Verschleiß d ermittelten - Walzenwechselzeitpunkt ein Austausch der betrachteten Walze 3 erfolgen muss. Auch andere Vorgehensweisen sind möglich.In a step S9, the computer 5 utilizes the determined wear d. For example, the computer 5, if he according to the representation of FIG. 1 controls the rolling mill, the determined wear d in the context of the determination of manipulated variables S for the considered rolling stand 1 use. Alternatively or additionally, the computer 5 can compare the determined wear d with a maximum permissible wear and if necessary issue a warning message to the operator 9, in that an exchange of the roller 3 under consideration must take place at a roller change time determined as a function of the wear d. Other approaches are possible.

In einem Schritt S10 prüft der Rechner 5, ob das Walzen des Walzgutes 2 beendet ist. Falls dies nicht der Fall ist, geht der Rechner 5 zum Schritt S4 zurück, so dass er erneut die Schritte S4 bis S10 ausführt.In a step S10, the computer 5 checks whether the rolling of the rolling stock 2 has ended. If this is not the case, the computer 5 returns to step S4 so that it again executes the steps S4 to S10.

Aus den oben stehenden Ausführungen ist ersichtlich, dass der Rechner 5 den relativbewegungsabhängigen Verschleißanteil dA und ggf. auch die weiteren Verschleißanteile dT jeweils nur für einen Walzgutabschnitt 16 ausführt, der während des betreffenden Durchlaufs durch die aus den Schritten S4 bis S10 bestehende Schleife im betrachteten Walzgerüst 1 gewalzt wird. Der Rechner 5 ermittelt den relativbewegungsabhängigen Verschleißanteil dA im Schritt S6 daher, wie im Schritt S6 von FIG 2 angegeben, gemäß der Beziehung dA = c l L Z

Figure imgb0004
wobei c ein von den Prozessgrößen P unabhängiger Anpassungsfaktor, 1 die Länge des jeweiligen Walzgutabschnitts 16 und Z eine weitere, von den Prozessgrößen P abhängige Einflussgröße sind.It can be seen from the above statements that the computer 5 executes the relative movement-dependent wear component dA and possibly also the further wear components dT only for one rolling stock section 16 which during the relevant pass through the loop consisting of steps S4 to S10 in the considered rolling mill 1 is rolled. The computer 5 therefore determines the relative movement-dependent wear component dA in step S6, as in step S6 of FIG FIG. 2 specified, according to the relationship there = c l L Z
Figure imgb0004
where c is an adaptation factor independent of the process variables P, 1 the length of the respective rolling stock section 16 and Z are a further influencing variable dependent on the process variables P.

Die Ermittlung der weiteren Einflussgröße Z kann auf verschiedene Weise erfolgen. Nachfolgend wird in Verbindung mit FIG 4 eine mögliche Vorgehensweise zur Ermittlung der weiteren Einflussgröße Z erläutert.The determination of the further influencing variable Z can take place in various ways. The following will be in connection with FIG. 4 a possible procedure for determining the further influencing variable Z explained.

Gemäß FIG 4 ermittelt der Rechner 5 in einem Schritt S21 anhand der Prozessgrößen P, der Walzgutgrößen W1 und der Walzgerüstgrößen W2 wie beispielsweise der Temperatur und der chemischen Zusammensetzung des Walzgutes 2 in Verbindung mit der Geometrie des Walzgutes 2 und der gewünschten Stichabnahme eine Druckverteilung im Walzspalt. Auch hierfür kann das Walzspaltmodell 11 verwendet werden. Die Auslegung des Walzspaltmodells 11 ist dem Fachmann bekannt.According to FIG. 4 determines the computer 5 in a step S21 on the basis of the process variables P, the Walzgutgrößen W1 and the roll stand W2 such as the temperature and the chemical composition of the rolling material 2 in conjunction with the geometry of the rolled material 2 and the desired stitch loss, a pressure distribution in the nip. Again, this can be Roll nip model 11 can be used. The design of the roll gap model 11 is known to the person skilled in the art.

In einem Schritt S22 ermittelt der Rechner 5 anhand der Prozessgrößen P, der Walzgutgrößen W1 und der Walzgerüstgrößen W2 wie beispielsweise des Walzendurchmessers, der Walzendrehzahl, der Walzgutgeometrie und der Walzguttemperatur eine obere Temperatur der betrachteten Walze 3. Die obere Temperatur entspricht - zumindest im Wesentlichen - derjenigen Temperatur, auf welche sich die Oberfläche der betrachteten Walze 3 während des Kontakts mit dem Walzgut 2 aufheizt. Entsprechende Walzenmodelle sind dem Fachmann bekannt. In einem Schritt S23 ermittelt der Rechner 5 sodann in Abhängigkeit von der oberen Temperatur der Walze 3 eine Oberflächenhärte der betrachteten Walze 3.In a step S22, the computer 5 uses the process variables P, the rolling stock sizes W1 and the rolling stand sizes W2, such as the roll diameter, the roll speed, the rolling stock geometry and the rolling stock temperature, to determine an upper temperature of the roll 3 under consideration. the temperature at which the surface of the roller 3 under consideration heats up during contact with the rolling stock 2. Corresponding roller models are known to the person skilled in the art. In a step S23, the computer 5 then determines, depending on the upper temperature of the roller 3, a surface hardness of the roller 3 under consideration.

In einem Schritt S24 ermittelt der Rechner 5 die weitere Einflussgröße Z. Beispielsweise kann der Rechner 5 entsprechend der Ausgestaltung des Schrittes S24 die weitere Einflussgröße Z

  • anhand der Druckverteilung im Walzspalt ermitteln, insbesondere proportional zur Druckverteilung im Walzspalt ermitteln,
  • anhand der Oberflächenhärte der betrachteten Walze 3 ermitteln, beispielsweise derart, dass die weitere Einflussgröße Z umso kleiner ist, je größer die Oberflächenhärte ist,
  • anhand weiterer Prozessgrößen (insbesondere der Walzspaltschmierung) ermitteln oder
  • gemäß einer kombinierten Vorgehensweise ermitteln.
In a step S24, the computer 5 determines the further influencing variable Z. For example, the computer 5, according to the embodiment of step S24, the further influencing variable Z.
  • determine the pressure distribution in the roll gap, in particular determine it in proportion to the pressure distribution in the roll gap,
  • determine on the basis of the surface hardness of the considered roll 3, for example in such a way that the further influencing variable Z is the smaller, the greater the surface hardness,
  • using other process variables (in particular, roller gap lubrication) to determine or
  • determine according to a combined procedure.

Im Schritt S6 ermittelt der Rechner 5 den relativbewegungsabhängigen Verschleiß dA entsprechend der bereits erläuterten Beziehung dA = c l L Z .

Figure imgb0005
In step S6, the computer 5 determines the relative movement-dependent wear dA according to the already explained relationship there = c l L Z ,
Figure imgb0005

Die Ermittlung der Druckverteilung im Walzspalt ist relativ rechenintensiv. Die Vorgehensweise von FIG 4 wird daher vorzugsweise gemäß FIG 5 ausgestaltet.The determination of the pressure distribution in the nip is relatively computationally intensive. The procedure of FIG. 4 is therefore preferably according to FIG. 5 designed.

Gemäß FIG 5 prüft der Rechner nach dem Entgegennehmen der Prozessgrößen P in einem Schritt S31, ob die Prozessgrößen P sich geändert haben. Wenn dies der Fall ist, ermittelt der Rechner 5 im Schritt S21 die Druckverteilung im Walzspalt und speichert sie in einem Schritt S32 in einem Speicher 17 (siehe FIG 1) ab. Wenn die Prozessgrößen P sich nicht geändert haben, geht der Rechner 5 vom Schritt S31 zu einem Schritt S33 über, in dem der Rechner 5 die Druckverteilung im Walzspalt ohne erneute Ermittlung aus dem Speicher 17 ausliest.According to FIG. 5 After accepting the process variables P, the computer checks whether the process variables P have changed in a step S31. If this is the case, the computer 5 determines the pressure distribution in the nip in step S21 and stores it in a memory 17 in a step S32 (see FIG FIG. 1 ). If the process variables P have not changed, the computer 5 proceeds from step S31 to a step S33, in which the computer 5 reads the pressure distribution in the roll gap from the memory 17 without re-determination.

Bei der erstmaligen Abarbeitung des Schrittes S31 muss gewährleistet sein, dass der Rechner zu den Schritten S21 und S32 übergeht. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Rechner 5 die Prozessgrößen P bei der Initialisierung, also noch bevor der erste Abschnitt 16 des Walzgutes 2 gewalzt wird, auf sinnlose Werte setzt, beispielsweise die Walzkraft FW auf den Wert 0 setzt.When the step S31 is processed for the first time, it must be ensured that the computer transfers to steps S21 and S32. This can be achieved, for example, by the computer 5 setting the process variables P to meaningless values during the initialization, ie even before the first section 16 of the rolling stock 2 is rolled, for example by setting the rolling force FW at the value 0.

Falls die Ermittlung des relativbewegungsabhängigen Verschleißanteils dA unter Verwendung der Fließspannung des Walzgutes 2 erfolgt, werden der Reibwert und/oder die Fließspannung vorzugsweise von Zeit zu Zeit aktualisiert. Falls der Reibwert und/oder die Fließspannung außerhalb des erfindungsgemäßen Ermittlungsverfahrens aktualisiert werden - beispielsweise im Rahmen eines Walzkraftmodells oder einer Stichplanberechnung -, ist es möglich, diese Werte jeweils in das erfindungsgemäße Ermittlungsverfahren zu übernehmen. Alternativ kann das Ermittlungsverfahren zur Ermittlung des Verschleißes d adaptiert werden. Die FIG 6 und 7 zeigen zwei bevorzugte Vorgehensweisen.If the determination of the relative movement-dependent wear component dA takes place using the yield stress of the rolling stock 2, the coefficient of friction and / or the yield stress are preferably updated from time to time. If the friction coefficient and / or the yield stress are updated outside of the determination method according to the invention-for example, within the framework of a rolling force model or a pass schedule calculation-it is possible to transfer these values to the determination method according to the invention. Alternatively, the determination method for determining the wear d can be adapted. The FIG. 6 and 7 show two preferred approaches.

Gemäß FIG 6 ermittelt der Rechner 5 anhand der Prozessgrößen P, der Walzgutgrößen W1 und der Walzgerüstgrößen W2 mittels des Walzspaltmodells 11 in einem Schritt S41 die Druckverteilung im Walzspalt, eine erwartete Walzkraft FW' und eine erwartete Voreilung v'.According to FIG. 6 the computer 5 determines the pressure distribution on the basis of the process variables P, the rolling stock sizes W1 and the rolling stand sizes W2 by means of the roll gap model 11 in a step S41 in the nip, an expected rolling force FW 'and an expected lead v'.

Die Prozessgrößen P umfassen in der Regel unter anderem die Walzkraft FW und die Voreilung v. Die Walzkraft FW wird in der Regel messtechnisch erfasst. Diese Walzkraft FW, also die tatsächliche Walzkraft, wird im Rahmen des Schrittes S41 jedoch nicht verwendet. Bei der Ausführung des Schrittes S41 wird stattdessen eine Fließkurve des Walzgutes 2 verwendet, die sowohl in die Ermittlung der Druckverteilung als auch in die Ermittlung der erwarteten Walzkraft FW' und der erwarteten Voreilung v' eingeht. Aufgrund der Abhängigkeit des relativbewegungsabhängigen Verschleißanteils dA von der Druckverteilung im Walzspalt wird daher der relativbewegungsabhängige Verschleißanteil dA in Abhängigkeit von der Fließkurve ermittelt. Die Abhängigkeit ist im vorliegenden Fall indirekter Natur. Alternativ wäre unter Umständen eine direkte Abhängigkeit möglich.The process variables P usually include, inter alia, the rolling force FW and the advance v. The rolling force FW is usually detected by measurement. However, this rolling force FW, ie the actual rolling force, is not used in the course of step S41. In the execution of step S41, a flow curve of the rolling stock 2 is used instead, which enters both into the determination of the pressure distribution and in the determination of the expected rolling force FW 'and the expected lead v'. Due to the dependence of the relative movement-dependent wear component dA on the pressure distribution in the roll gap, therefore, the relatively movement-dependent wear component dA is determined as a function of the flow curve. Dependence is indirect in this case. Alternatively, a direct dependency might be possible.

Der Rechner 5 kann daher gemäß FIG 6 in einem Schritt S42 die von ihm ermittelte erwartete Walzkraft FW' mit der tatsächlichen Walzkraft FW vergleichen. Ergeben sich (deutliche) Abweichungen, geht der Rechner 5 zu einem Schritt S43 über. Im Schritt S43 führt der Rechner 5 die Fließkurve in Abhängigkeit von der erfassten Walzkraft FW und der erwarteten Walzkraft FW' nach.The computer 5 can therefore according to FIG. 6 in a step S42, compare the expected rolling force FW 'determined by it with the actual rolling force FW. If (significant) deviations occur, the computer 5 proceeds to a step S43. In step S43, the computer 5 traces the flow curve as a function of the detected rolling force FW and the expected rolling force FW '.

FIG 7 geht im Wesentlichen von FIG 6 aus. Es sind jedoch die Schritte S42 und S43 durch Schritte S46 und S47 ersetzt. FIG. 7 essentially goes by FIG. 6 out. However, steps S42 and S43 are replaced by steps S46 and S47.

Bei der Ausgestaltung von FIG 7 wird vorausgesetzt, dass zusätzlich zur Walzkraft FW auch die Voreilung v als tatsächliche Messgröße zur Verfügung steht, also erfasst wird. Die Ermittlung der erwarteten Voreilung v' des Schrittes S41 hingegen erfolgt ohne Verwertung der tatsächlichen Voreilung v. Stattdessen wird die erwartete Voreilung v' unter Verwendung der Fließkurve und eines Reibwertes des Walzgutes 2 relativ zur betrachteten Walze 3 ermittelt. Die Ermittlung der erwarteten Walzkraft FW' erfolgt wie bereits beschrieben unter Verwendung auch der Fließkurve.In the embodiment of FIG. 7 It is assumed that, in addition to the rolling force FW, the lead advance v is also available as the actual measured variable, ie it is detected. The determination of the expected advance v 'of the step S41, however, takes place without utilization of the actual advance v. Instead, the expected lead v 'is determined using the flow curve and a coefficient of friction of the rolling stock 2 relative to the roller 3 under consideration. The determination of the expected Rolling force FW 'is carried out as already described using the flow curve.

Der Reibwert geht - ebenso wie die Fließkurve - in die Ermittlung des relativbewegungsabhängigen Verschleißes dA ein. Insbesondere geht der Reibwert in die Ermittlung der Gleitzone 13 ein. Im Schritt S46 werden daher - zusätzlich zur Walzkraft FW und der erwarteten Walzkraft FW' - die tatsächliche Voreilung v und die erwartete Voreilung v' miteinander verglichen. Bei deutlichen Abweichungen geht der Rechner 5 zum Schritt S47 über. Im Schritt S47 führt der Rechner 5 die Fließkurve und den Reibwert in Abhängigkeit von der Walzkraft FW, der erwarteten Walzkraft FW', der Voreilung v und der erwarteten Voreilung v' nach. Das Nachführen kann insbesondere mittels eines nicht linearen Optimierers (in den FIG nicht dargestellt) erfolgen.The friction coefficient is - as well as the flow curve - in the determination of the relative movement-dependent wear dA. In particular, the coefficient of friction enters into the determination of the sliding zone 13. In step S46, therefore, in addition to the rolling force FW and the expected rolling force FW ', the actual lead v and the expected lead v' are compared with each other. If there are significant deviations, the computer 5 proceeds to step S47. In step S47, the calculator 5 traces the flow curve and the coefficient of friction as a function of the rolling force FW, the expected rolling force FW ', the lead v and the expected lead v'. The tracking can be done in particular by means of a non-linear optimizer (not shown in the FIG).

Die Vorgehensweisen der FIG 6 und 7 können miteinander kombiniert werden. Insbesondere ist es - siehe FIG 8 - möglich, dass für manche Walzgerüste 1 einer mehrgerüstigen Walzstraße sowohl die Walzkraft FW als auch die Voreilung v als gemessene Prozessgrößen P zur Verfügung stehen, während für andere Walzgerüste 1 der Walzstraße nur die Walzkraft FW, nicht aber die Voreilung v als Messgröße zur Verfügung steht. Gemäß der Darstellung von FIG 8 wird beispielsweise bei den vorderen Walzgerüsten 1 nur die jeweilige Walzkraft erfasst, während bei den hinteren Walzgerüsten 1 sowohl die jeweilige Walzkraft FW als auch - über die Drehzahlen nS, nH von Schlingenheberrollen 10 und eines Haspels 18 - die jeweilige Voreilung v erfasst werden.The procedures of the FIG. 6 and 7 can be combined with each other. In particular, it is - see FIG. 8 it is possible for some rolling stands 1 of a multi-stand rolling train to have both the rolling force FW and the lead v as measured process variables P, while for other rolling stands 1 of the rolling train only the rolling force FW, but not the lead v is available as a measured variable , As shown by FIG. 8 For example, in the case of the front rolling stands 1, only the respective rolling force is detected, while in the rear rolling stands 1 both the respective rolling force FW and - via the speeds nS, nH of looper rolls 10 and a reel 18 - the respective lead v are detected.

Um für die Walzgerüste 1, bei denen nur die Walzkraft FW, nicht aber auch die Voreilung v erfasst wird, ein Nachführen des Reibwertes zu ermöglichen, können beispielsweise die Vorgehensweisen der FIG 6 und 7 gemäß den FIG 9 und 10 modifiziert werden. FIG 9 ist hierbei eine Modifikation von FIG 7, FIG 10 eine Modifikation von FIG 6.In order to enable tracking of the coefficient of friction for the rolling stands 1, in which only the rolling force FW, but not also the advance is detected v, the procedures of the FIG. 6 and 7 according to the FIG. 9 and 10 be modified. FIG. 9 Here is a modification of FIG. 7 . FIG. 10 a modification of FIG. 6 ,

Gemäß FIG 9 wird für eines der Walzgerüste 1, bei denen auch die Voreilung v als Messgröße erfasst wird, der nachgeführte Reibwert in einem Schritt S51 für andere Walzgerüste 1 zur Verfügung gestellt. Gemäß FIG 10 wird in einem Schritt S56 der zur Verfügung gestellte Reibwert von einem Walzgerüst 1, bei dem keine Voreilung erfasst wird, entgegengenommen und daraus ein eigener Reibwert ermittelt. Beispielsweise kann der Reibwert im Schritt S56 mit einem geeigneten Faktor skaliert werden.According to FIG. 9 For one of the rolling mills 1, in which also the lead v is detected as a measured variable, the tracking friction value is provided in a step S51 for other rolling stands 1. According to FIG. 10 In a step S56, the friction coefficient provided is accepted by a rolling stand 1, in which no overfeed is detected, and a separate coefficient of friction is determined therefrom. For example, the coefficient of friction may be scaled at a suitable factor in step S56.

Gemäß FIG 8 durchläuft das Walzgut 2 zuerst diejenigen Walzgerüste 1, bei denen nur die Walzkraft FW, nicht aber auch die Voreilung verfasst wird, und erst danach die Walzgerüste 1, bei denen sowohl die Walzkraft FW als auch die Voreilung v erfasst wird. Insbesondere können die vorderen Walzgerüste 1 Vorgerüste einer Vorstraße sein, die hinteren Walzgerüste 1 Fertiggerüste einer Fertigstraße.According to FIG. 8 The rolling stock 2 first passes through those rolling stands 1 in which only the rolling force FW, but not also the overfeed, is written, and only then the rolling stands 1, in which both the rolling force FW and the lead v are detected. In particular, the front rolling stands 1 can be roughing a roughing, the rear rolling stands 1 finishing stands of a finishing train.

Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ermöglicht die erfindungsgemäße Vorgehensweise eine gute und zuverlässige Vorhersage des relativbewegungsabhängigen Verschleißanteils dA. Weiterhin ist insbesondere in Verbindung mit der Ermittlung des thermischen Verschleißanteils dT gemäß der Lehre der europäischen Patentanmeldung 10 174 341.7 die Möglichkeit gegeben, ein einziges Verschleißmodell 12 vorzusehen, das für alle Walzgerüste 1 einer mehrgerüstigen Walzstraße verwendet wird. Das Verschleißmodell 12 kann hierbei entsprechend der Darstellung von FIG 1 das Walzspaltmodell 11 mit umfassen. Alternativ kann das Walzspaltmodell 11 außerhalb des Verschleißmodells 12 - beispielsweise innerhalb einer Stichplanberechnung - angesiedelt sein. Weiterhin ergibt sich eine verbesserte Sensitivität gegenüber Prozessänderungen, beispielsweise Variationen in der Walzspaltschmierung oder sonstigen Änderungen im Reibwert zwischen Walzgut 2 und betrachteter Walze 3. Auch kann der Einfluss der Walzspaltschmierung auf den Verschleiß d besser modelliert werden.The present invention has many advantages. In particular, the procedure according to the invention makes possible a good and reliable prediction of the relatively movement-dependent wear component dA. Furthermore, in particular in connection with the determination of the thermal wear component dT according to the teaching of the European patent application 10 174 341.7 given the opportunity to provide a single wear model 12, which is used for all rolling mills 1 a multi-stand rolling mill. The wear model 12 can in this case according to the representation of FIG. 1 include the roll gap model 11 with. Alternatively, the roll gap model 11 may be located outside of the wear model 12 - for example within a stitch plan calculation. Furthermore, there is an improved sensitivity to process changes, for example, variations in the roll gap lubrication or other changes in the coefficient of friction between rolling stock 2 and considered roller 3. Also, the influence of the rolling gap lubrication on the wear d can be better modeled.

Die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise beim Warmwalzen von flachem Walzgut 2 angewendet. Sie ist jedoch ebenso beim Kaltwalzen von flachem Walzgut 2 anwendbar. Auch ist sie sowohl beim Warm- als auch beim Kaltwalzen von andersartigem Walzgut 2, beispielsweise stabförmigem Walzgut 2 oder profiliertem Walzgut 2 anwendbar. Weiterhin wurde obenstehend nicht darauf eingegangen, ob der relativbewegungsabhängige Verschleißanteil dA (und ggf. auch die weiteren Verschleißanteile dT im Falle eines flachen Walzgutes 2 in Breitenrichtung mit oder ohne Ortsauflösung ermittelt werden. Selbstverständlich sind beide Vorgehensweisen möglich.The present invention is preferably applied to hot rolling of flat stock 2. However, it is also applicable to the cold rolling of flat rolling 2. Also, it is both during hot and cold rolling of andersartigem rolling stock 2, for example, rod-shaped rolling 2 or 2 profiled rolling applicable. Furthermore, it has not been discussed above whether the relative movement-dependent wear component dA (and possibly also the further wear components dT are determined in the width direction with or without spatial resolution in the case of a flat rolled stock 2. Of course both methods are possible.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims (16)

  1. Determination method for a wear |d| of a roller (3), of a first rolling stand (1) for rolling rolling stock (2),
    - wherein during rolling of the rolling stock (2) in the first rolling stand (1), process variables |P| describing the rolling process are accepted,
    - wherein with the aid of the process variables |P| in conjunction with rolling stand variables |W2| describing the first rolling stand (1) and rolling stock variables |W1| describing the rolling stock, the wear |d| of the roller (3) of the first rolling stand (1) is determined in real-time, characterised in that
    - the determined wear |d| for rolling stock segments (16) of the rolling stock (2) includes a relative movement-dependent wear part |dA| in each instance,
    - with the aid of the process variables |P| in conjunction with the rolling stand variables |W2| describing the first rolling stand (1) and the rolling stock variables |W1| describing the rolling stock, a sliding zone (13) is determined in each instance for the rolling stock segments (16), within which the rolling stock (2) slides on the roller surface with a relative movement in respect of the roller (3), and
    - the respective relative movement-dependent wear part |dA| is determined by taking the length |L| of the respective sliding zone (13) into account.
  2. Determination method according to claim 1,
    characterised in that
    the respective relative movement-dependent wear part |dA| is determined according to the relationship dA = c l L Z
    Figure imgb0007

    wherein dA is the respective relative movement-dependent wear part, c is an adjustment factor which is independent of the process variables |P|, l is the length of the respective rolling stock segment (16), L is the length of the sliding zone (13) and Z is a further influencing variable which is dependent on the process variables |P|.
  3. Determination method according to claim 2, characterised in that
    the further influencing variable |Z| depends on the pressure distribution in the rolling gap.
  4. Determination method according to claim 3, characterised in that
    - the pressure distribution in the rolling gap is determined upon initial acceptance of the process variables |P| with the aid of the process variables |P| in conjunction with the rolling stand variables |W2| and the rolling stock variables |W1|,
    - the determined pressure distribution is stored,
    - with a subsequent acceptance of the process variables |P|, a check is carried out with the aid of the process variables |P| to determine whether the process variables |P| have changed, and
    - as a function of whether or not the process variables |P| have changed, the pressure distribution in the rolling gap is determined with the aid of the new process variables |P| in conjunction with the rolling stand variables |W2| and the rolling stock variables |W1| or the stored pressure distribution in the rolling gap is used.
  5. Determination method according to claim 2, 3 or 4, characterised in that
    the further influencing variable |Z| depends on the surface hardness of the roller (3).
  6. Determination method according to claim 5, characterised in that
    an upper temperature is determined in real-time with the aid of the process variables |P| in conjunction with the roller stand variables |W2| and the rolling stock variables |W1|, to which upper temperature the surface of the roller (3) is heated during contact with the rolling stock (2) and that the surface hardness of the roller (3) is determined as a function of the determined upper temperature.
  7. Determination method according to one of the above claims, characterised in that
    a rolling gap lubrication is taken into consideration when determining the sliding zone (13).
  8. Determination method according to one of the above claims, characterised in that
    the determined wear |d| is used for the first rolling stand (1) within the scope of determining control variables |S| and/or for determining a roller replacement time.
  9. Determination method according to one of claims 1 to 8, characterised in that
    - the process variables |P| include a rolling force |FW| occurring when rolling the rolling stock (2),
    - the rolling force |FW| is detected,
    - an expected rolling force |FW'| is determined using a flow curve of the rolling stock (2),
    - the respective relative movement-dependent wear part |dA| is determined as a direct or indirect function of the flow curve, and
    - the flow curve is traced as a function of the detected rolling force |FW| and the expected rolling force |FW'|.
  10. Determination method according to one of claims 1 to 8, characterised in that
    - the process variables P include a rolling force |FW| occurring when rolling the rolling stock (2) and a lead |v| occurring when rolling the rolling stock (2),
    - the rolling force |FW| and the lead |v| are detected,
    - an expected rolling force |FW'| and an expected lead |v'| are determined using a flow curve of the rolling stock (2) and a friction coefficient of the rolling stock (2) relative to the roller (3),
    - the respective relative movement-dependent wear part |dA| is determined as a direct or indirect function of the flow curve and the friction coefficient and
    - the flow curve and the friction curve are traced as a function of the detected rolling force |FW|, the expected rolling force |FW'|, the detected lead |v| and the expected lead |v'|.
  11. Determination method according to claim 10, characterised in that
    with respect to a roller (3) of a second rolling stand (1), a determination method similar to claim 9 is embodied and a friction coefficient of the rolling stock (3) which is used within the scope of determining the wear |d| of the roller (3) of the second rolling stand (1) is determined relative to the roller (3) of the second rolling stand (1) with the aid of the friction coefficient traced for the first rolling stand (1).
  12. Determination method according to claim 11, characterised in that
    the rolling stock (2) initially passes through the second rolling stand (1) and then the first rolling stand (1).
  13. Determination method according to claim 12, characterised in that
    the second rolling stand (1) is a cogging stand of a cogging train and the first rolling stand (1) is a finishing stand of a finishing train.
  14. Computer program including machine code (8) which can be processed directly by a computer (5) and the processing of which by means of the computer (5) means that the computer (5) executes a determination method having all steps of a determination method according to one of the above claims.
  15. Computer,
    characterised in that
    the computer is embodied such that it executes a determination method having all the steps of a determination method according to one of claims 1 to 13.
  16. Rolling mill including at least one rolling stand (1) for rolling rolling stock (2),
    characterised in that
    the rolling mill is equipped with a computer (5) according to claim 15.
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