EP2828011A1 - Thermomechanisches walzen einer aluminiumplatte - Google Patents

Thermomechanisches walzen einer aluminiumplatte

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EP2828011A1
EP2828011A1 EP13719045.0A EP13719045A EP2828011A1 EP 2828011 A1 EP2828011 A1 EP 2828011A1 EP 13719045 A EP13719045 A EP 13719045A EP 2828011 A1 EP2828011 A1 EP 2828011A1
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EP
European Patent Office
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rolling
aluminum plate
temperature
pass
state variable
Prior art date
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EP13719045.0A
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French (fr)
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EP2828011B1 (de
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Matthias Kurz
Birger Schmidt
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Primetals Technologies Germany GmbH
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Siemens AG
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Publication date
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Publication of EP2828011B1 publication Critical patent/EP2828011B1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
    • B21B2003/001—Aluminium or its alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2201/00—Special rolling modes
    • B21B2201/06—Thermomechanical rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/006—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring temperature

Definitions

  • the invention relates to a method for the reversible thermomechanical rolling of an aluminum plate in a rolling process with several rolling passes.
  • WO 2008/043684 discloses a method for tracking the physical state of a hot plate or strip as part of the control of a rolling train for reversibly machining a hot plate or strip.
  • a starting ⁇ point an initial state of the hot plate or hot strip from which a physical state quantity can be derived at least as determined in a model, and the state is cyclically updated during the processing of the hot plate using the model, wherein a displacement monitoring of the hot sheet or Hot bands and the state influencing and / or reproducing operating parameters are taken into account.
  • EP 2 111 309 B1 discloses a method for the thermomechanically controlled rolling of a batch of metal slabs into sheets or strips in a rolling mill with at least one rolling mill according to a rolling scheme which comprises at least two rolling phases and is applied to each slab of the batch.
  • Currency ⁇ rend of rolling the batch at least one rolling mill stand it occurs several times that a different rolling phase followed by a rolling phase applied to one slab or plate or strip, which on another slab or plate or another tape This mill is applied. It is for two successively rolled slabs the time ⁇ span between the initial stages of their rolling phases always less than the sum of the durations of all rolling phases and all cooling phases of the rolling scheme.
  • EP 1958711 Al discloses a method of thermo-mechanical controlled rolling of metal slabs, in which each metal slab during rolling at least two phases, which are interrupted by a cooling phase, rolled and several Me ⁇ tallbrammen are rolled simultaneously.
  • EP 2 305 392 A1 discloses a process for rolling rolling, wherein the rolling process comprises a cooling phase between two hot rolling transformations. During the cooling phase, a temperature difference between a central region and an edge region of the rolling stock is counteracted by heating the edge region.
  • the invention has for its object to provide an improved method for reversing thermomechanical rolling an aluminum plate.
  • characteristic data for the thermal management of the rolling process are specified and there are continuously values of at least one state variable from which a Tem ⁇ temperature of the aluminum plate is derivable, is determined.
  • Ab ⁇ dependence of the determined values of the at least one state variable and the characteristics of a pass schedule for the rolling process is determined, which provides a rolling pause aufeinan between at least two ⁇ the following rolling passes during which the rollers of the aluminum plate is interrupted at its cooling.
  • the characteristics associate at least one rolling pass with a waiting thickness of the aluminum plate, and the pass plan provides for the beginning of a rolling break as soon as the Thickness of the aluminum plate in the rolling pass reaches him fed ⁇ ordered waiting thickness or below.
  • An aluminum plate is understood in this application to mean a plate which consists of aluminum or an aluminum alloy.
  • a temperature averaged over a thickness of the aluminum plate or a surface temperature or a residual solidification or phase portions or grain sizes or an enthalpy of the aluminum plate it is preferable to determine a temperature averaged over a thickness of the aluminum plate or a surface temperature or a residual solidification or phase portions or grain sizes or an enthalpy of the aluminum plate.
  • an aluminum plate is thus rolled temperature-controlled.
  • the temperature of the aluminum plate can be controlled and controlled during the rolling process.
  • the control of the temperature takes place by means of rolling breaks, in which the aluminum plate is with ⁇ cooled.
  • the rolling temperature be ⁇ can purportedly material properties of aluminum plates WE sentlich affected.
  • the temperature of the aluminum plate can be controlled during the rolling process so that the rolling subsequent known from the prior art post-processing steps for thermal Erzeu ⁇ supply certain mechanical properties of the material of the aluminum plate are unnecessary.
  • Such manufacturing steps are ⁇ example, solution heat treating, quenching or curing the aluminum.
  • the insertion of rolling breaks is coupled to the achievement of predetermined thicknesses of the aluminum plate.
  • a stepped rolling of the aluminum plate can advantageously be achieved, in which the rolling to cool the aluminum is interrupted by rolling breaks as a function of temperature and thickness of the aluminum plate.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the characteristics of at least one rolling break assign a re-rolling temperature of the aluminum plate, and that the stitching plan to end this rolling break provides as soon as the Tempe ⁇ temperature of the aluminum plate reaches the Bachanwalztemperatur. In this way it is achieved that the aluminum plate currency ⁇ rend a rolling pause cooled to a defined temperature, namely its associated Wiederanwalztemperatur. This advantageously improves the control and control of the temperature of the aluminum plate during the rolling process.
  • a further embodiment of the invention provides that the characteristics include a target temperature, and that the stitch plan a duration of a rolling break or a Wiederanwalztempe- rature of the aluminum plate after a rolling break ⁇ be such that the temperature of the aluminum plate after the last pass with the target temperature matches.
  • a target temperature of the aluminum plate can also be achieved in the last pass. This makes it possible to set advantageous Materialei ⁇ properties of aluminum already at the end of the rolling process without consuming post. In addition, can be counteracted by the target temperature at a suitable stitching strategy unwanted grain growth in the aluminum plate, which can adjust in conventional processes in a rolling process following the heat treatment.
  • a further embodiment of the invention provides that the characteristic data contain a cooling temperature, and that the aluminum plate is fed after the last rolling pass a cooling unit and cooled by the cooling unit to the cooling temperature.
  • the characteristics preferably also include a cooling rate, and the aluminum plate is cooled to the cooling temperature at the cooling rate after the last rolling pass by means of the cooling unit. This advantageously allows to further improve the material properties of the aluminum after the rolling process by a controlled rate from ⁇ cooling.
  • a particularly preferred embodiment of the invention provides that at least one rolling pass of another aluminum plate is carried out during at least one rolling break. For this purpose, for example, from EP 2 111 309 Bl known method for rolling multiple aluminum plates is used.
  • a further embodiment of the invention provides that a rolling force threshold value of a state variable of the aluminum plate is set as a function at least, and that the pass schedule that limits the rolling force during rolling in Depending ⁇ speed of the values of at least one state variable to the respective roll force threshold.
  • a thickness degradation threshold value is set as a radio ⁇ tion of at least one state variable of the aluminum plate and through the pass schedule, the decrease in thickness of the aluminum plate during each reduction pass, the restricted in dependence on the values of at least one state variable to the respective thickness value of decrease threshold.
  • a thickness of the aluminum plate is preferably used.
  • other geometric VARIAB ⁇ len such as a curve or a profile of aluminum plate or thermodynamic variables, such as a temperature of the aluminum plate can be used as state variable.
  • the material properties of the aluminum can be further improved and in particular an undesired grain growth in the aluminum plate can be counteracted.
  • a further embodiment of the invention provides that the aluminum plate is cooled by a cooling unit during at least one rolling break. The use of cooling units for cooling the aluminum plate is advantageous because aluminum plates are usually rolled at relatively low temperatures and therefore passive cooling of the aluminum plates would cost too much time.
  • a further embodiment of the invention provides that continuously measured values of at least one are detected with a temperature of the aluminum ⁇ miniumplatte related measured variable and the values of evaluating temperature model to determine the at least one state variable on the basis of measured values acquired by means of these measured values.
  • a mo ⁇ mentanen temperature of the aluminum plate is particularly suitable from WO 2008/043684 a known method for tracking the physical state of the aluminum plate.
  • Such methods for determining a current temperature of the aluminum plate by means of a temperature model are particularly advantageous because a sufficiently ge ⁇ accurate direct measurement of a temperature of aluminum plates is usually difficult or too expensive and therefore He ⁇ ranziehung a model for temperature determination is useful ,
  • a further embodiment of the invention provides that the stitch plan is continuously updated, for example, after each pass of the aluminum plate by a cooling unit.
  • the figure shows a flow chart of a process performed by a car ⁇ mattechnischssystems method for reversie- leaders thermomechanical rolling of an aluminum plate to an aluminum plate in a rolling process with a plurality of rolling passes.
  • the measured values are 1 detects at least one egg with ⁇ ner temperature of the aluminum plate related measured variable.
  • Such measurements are particularly tempera ⁇ ren at different locations of the aluminum plate and the aluminum plate as a structural characteristic quantities ⁇ structure.
  • WO 2008/043684 is known.
  • characteristic data 4 are predetermined for the thermal guidance of the rolling process and stored in the automation system. These characteristics include, in particular, waiting thicknesses, re-rolling temperatures, a target temperature, a cooling temperature, and a cooling rate.
  • a pass schedule 5 for the rolling process is determined, which also includes actuators 6 required to achieve the characteristics 4.
  • actuators 6 include a cooling time in air cooling the aluminum plate, a number of rolling passes, a flow rate the aluminum plate through a rolling mill and / or amounts of water of a cooling unit.
  • the aluminum plate is rolled during each rolling pass up to a waiting thickness assigned to the respective rolling pass. Subsequently, the rolling of the aluminum plate is interrupted by a rolling break until it has cooled to a rolling break associated Wiederanwalztemperatur the following roll pass.
  • the aluminum umplatte passively or actively pick ⁇ be cooled by a cooling unit.
  • the waiting thicknesses and re-rolling temperatures depend on the material and the target geometry of the aluminum plate. These quantities can sometimes be derived from phase diagrams, for example in the case of aluminum plates made of aluminum-copper or aluminum-magnesium alloys, but are generally determined empirically.
  • the re-rolling temperature of the last rolling pass is determined on the basis of the temperature model 2 such that the temperature of the aluminum plate after the last rolling step coincides with the target temperature.
  • the target temperature may e.g. by a temperature averaged over the thickness of the aluminum plate, a surface temperature or by a
  • Enthalpy can be characterized.
  • the aluminum plate is fed to a cooling unit and cooled by means of the cooling unit at the cooling rate to the cooling temperature.
  • other characteristics such as a ma ⁇ ximum acting on the aluminum plate rolling force and / or a maximum thickness decrease of the aluminum plate during the individual rolling passes.
  • the pass schedule is cyclical, For example, after each passage of the aluminum plate through a cooling unit, updated on the basis of the determined instantaneous temperature, in particular, the actuators 6 are updated for further cooling.
  • the plan data can be taken from the plan data repeatedly correcting such a deviation of the actual data in order to achieve the targets (in particular a target thickness and the target temperature of the Alumini ⁇ umplatte).
  • at least one further aluminum plate is pre-rolled during the cooling of the aluminum plate in a rolling break.
  • the method known from EP 2 111 309 B1 is used for the staggered rolling of a plurality of aluminum plates.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum reversierenden thermomechanischen Walzen einer Aluminiumplatte in einem Walzprozess mit mehreren Walzstichen. Dabei werden Kenndaten (4) zur thermischen Führung des Walzprozesses vorgegeben, laufend wird ein Wert einer Zustandsgröße (3), aus der eine Temperatur der Aluminiumplatte ableitbar ist, ermittelt und es wird ein Stichplan (5) für den Walzprozess in Abhängigkeit von dem ermittelten Wert der Zustandsgröße (3) und den Kenndaten (4) ermittelt. Der Stichplan (5) sieht zwischen wenigstens zwei aufeinander folgenden Walzstichen eine Walzpause vor, während derer das Walzen der Aluminiumplatte zu dessen Abkühlung unterbrochen wird.

Description

Beschreibung
Thermomechanisches Walzen einer Aluminiumplatte
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum reversierenden ther- momechanischen Walzen einer Aluminiumplatte in einem Walzpro- zess mit mehreren Walzstichen.
Es sind verschiedene Verfahren zum reversierenden thermome- chanischen Walzen bekannt. WO 2008/043684 offenbart beispielsweise ein Verfahren zur Nachverfolgung des physikalischen Zustands eines Warmblechs oder Warmbands im Rahmen der Steuerung einer Walzstrasse zur reversierenden Bearbeitung eines Warmblechs oder Warmbands. Dabei wird zu einem Start¬ punkt ein initialer Zustand des Warmblechs oder Warmbands, aus dem wenigstens eine physikalische Zustandsgröße ableitbar ist, in einem Modell bestimmt und der Zustand wird während der Bearbeitung des Warmblechs unter Verwendung des Modells zyklisch aktualisiert, wobei eine Wegverfolgung des Warmblechs oder Warmbands und den Zustand beeinflussende und/oder wiedergebende Betriebsparameter berücksichtigt werden.
EP 2 111 309 Bl offenbart ein Verfahren zum thermomechanisch gesteuerten Walzen einer Charge von Metallbrammen zu Platten oder Bändern in einem Walzwerk mit wenigstens einem Walzgerüst nach einem Walzschema, das mindestens zwei Walzphasen umfasst und auf jede Bramme der Charge angewendet wird. Wäh¬ rend des Walzens der Charge auf mindestens einem Walzgerüst kommt es mehrmals vor, dass auf eine Walzphase, die auf eine Bramme oder Platte oder ein Band angewendet wird, eine andere Walzphase folgt, die auf eine andere Bramme oder Platte oder ein anderes Band auf diesem Walzgerüst angewendet wird. Dabei ist für zwei aufeinanderfolgend gewalzte Brammen die Zeit¬ spanne zwischen den Anfangszeitpunkten ihrer Walzphasen stets kleiner als die Summe der Zeitdauern aller Walzphasen und aller Abkühlphasen des Walzschemas. EP 1 958 711 AI offenbart ein Verfahren zum thermomechanisch gesteuerten Walzen von Metallbrammen, bei dem jede Metallbramme während wenigstens zweier Walzphasen, die von einer Kühlphase unterbrochen werden, gewalzt wird und mehrere Me¬ tallbrammen gleichzeitig gewalzt werden.
EP 2 305 392 AI offenbart ein Verfahren zum Walzen von Walzgut, bei dem der Walzprozess eine Kühlphase zwischen zwei Warmwalzumformungen umfasst. Während der Kühlphase wird einer Temperaturdifferenz zwischen einem Mittenbereich und einem Kantenbereich des Walzguts durch Heizen des Kantenbereichs entgegengewirkt .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum reversierenden thermomechanischen Walzen einer Aluminiumplatte anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An¬ spruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum reversierenden thermomechanischen Walzen einer Aluminiumplatte in einem Walzprozess mit mehreren Walzstichen werden Kenndaten zur thermischen Führung des Walzprozesses vorgegeben und es werden laufend Werte wenigstens einer Zustandsgröße, aus der eine Tem¬ peratur der Aluminiumplatte ableitbar ist, ermittelt. In Ab¬ hängigkeit von den ermittelten Werten der wenigstens einen Zustandsgröße und den Kenndaten wird ein Stichplan für den Walzprozess ermittelt, der zwischen wenigstens zwei aufeinan¬ der folgenden Walzstichen eine Walzpause vorsieht, während derer das Walzen der Aluminiumplatte zu dessen Abkühlung unterbrochen wird. Dabei ordnen die Kenndaten wenigstens einem Walzstich eine Wartedicke der Aluminiumplatte zu, und der Stichplan sieht den Beginn einer Walzpause vor, sobald die Dicke der Aluminiumplatte in diesem Walzstich die ihm zuge¬ ordnete Wartedicke erreicht oder unterschreitet.
Unter einer Aluminiumplatte wird in dieser Anmeldung eine Platte verstanden, die aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.
Als Zustandsgröße wird vorzugsweise eine über eine Dicke der Aluminiumplatte gemittelte Temperatur oder eine Oberflächen- temperatur oder eine Restverfestigung oder Phasenanteile oder Korngrößen oder eine Enthalpie der Aluminiumplatte ermittelt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Aluminiumplatte also temperaturgeführt gewalzt. Dadurch kann die Temperatur der Aluminiumplatte während des Walzprozesses kontrolliert und gesteuert werden. Die Steuerung der Temperatur erfolgt dabei mittels Walzpausen, in denen die Aluminiumplatte abge¬ kühlt wird. Dies ist vorteilhaft, da die Walztemperatur be¬ kanntermaßen Materialeigenschaften von Aluminiumplatten we- sentlich beeinflusst. Insbesondere kann die Temperatur der Aluminiumplatte während des Walzprozesses derart gesteuert werden, dass dem Walzen nachfolgende aus dem Stand der Technik bekannte Nachbearbeitungsschritte zur thermischen Erzeu¬ gung bestimmter mechanischer Eigenschaften des Materials der Aluminiumplatte überflüssig werden. Derartige Fertigungs¬ schritte sind beispielsweise Lösungsglühen, Abschrecken oder Aushärten des Aluminiums.
Ferner wird das Einlegen von Walzpausen an das Erreichen vor- gegebener Dicken der Aluminiumplatte gekoppelt. Dadurch kann vorteilhaft ein gestuftes Walzen der Aluminiumplatte erreicht werden, bei dem das Walzen zur Abkühlung des Aluminiums kontrolliert durch Walzpausen in Abhängigkeit von Temperatur und Dicke der Aluminiumplatte unterbrochen wird.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kenndaten wenigstens einer Walzpause eine Wiederanwalz- temperatur der Aluminiumplatte zuordnen, und dass der Stich- plan das Beenden dieser Walzpause vorsieht, sobald die Tempe¬ ratur der Aluminiumplatte die Wiederanwalztemperatur erreicht . Auf diese Weise wird erreicht, dass die Aluminiumplatte wäh¬ rend einer Walzpause auf eine definierte Temperatur abkühlt, nämlich auf die ihr zugeordnete Wiederanwalztemperatur. Dadurch wird die Kontrolle und Steuerung der Temperatur der Aluminiumplatte während des Walzprozesses vorteilhaft verbes- sert.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kenndaten eine Zieltemperatur enthalten, und dass der Stichplan eine Dauer einer Walzpause oder eine Wiederanwalztempe- ratur der Aluminiumplatte nach einer Walzpause derart be¬ stimmt, dass die Temperatur der Aluminiumplatte nach dem letzten Walzstich mit der Zieltemperatur übereinstimmt.
Dadurch kann in dem letzten Walzstich neben einer definierten Enddicke auch eine Zieltemperatur der Aluminiumplatte er- reicht werden. Dies ermöglicht es, vorteilhafte Materialei¬ genschaften des Aluminiums bereits am Ende des Walzprozesses ohne eine aufwändige Nachbearbeitung einzustellen. Außerdem kann durch die Zieltemperatur bei geeigneter Stichplanstrategie einem ungewollten Kornwachstum in der Aluminiumplatte entgegenwirkt werden, das sich bei herkömmlichen Verfahren in einer dem Walzprozess folgenden Wärmebehandlung einstellen kann .
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kenndaten eine Kühltemperatur enthalten, und dass die Aluminiumplatte nach dem letzten Walzstich einem Kühlaggregat zugeführt und mittels des Kühlaggregats auf die Kühltemperatur abgekühlt wird. Dabei enthalten die Kenndaten vorzugsweise auch eine Kühlrate und die Aluminiumplatte wird nach dem letzten Walzstich mittels des Kühlaggregats bei der Kühlrate auf die Kühltemperatur abgekühlt. Dies ermöglicht vorteilhaft, die Materialeigenschaften des Aluminiums nach dem Walzprozess durch eine kontrollierte Ab¬ kühlung weiter zu verbessern. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass während wenigstens einer Walzpause wenigstens ein Walzstich einer anderen Aluminiumplatte durchgeführt wird. Dazu wird beispielsweise ein aus EP 2 111 309 Bl bekanntes Verfahren zum Walzen mehrerer Aluminiumplatten angewendet.
Dadurch können Walzpausen vorteilhaft zur Bearbeitung weiterer Aluminiumplatten genutzt werden, so dass die Auslastung einer Walzstraße optimiert werden kann. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Walzkraftschwellenwert als Funktion wenigstens einer Zu- standsvariable der Aluminiumplatte vorgegeben wird, und dass der Stichplan die Walzkraft während des Walzens in Abhängig¬ keit von den Werten der wenigstens einen Zustandsvariable auf den jeweiligen Walzkraftschwellenwert beschränkt. Alternativ oder zusätzlich wird ein Dickeabnahmeschwellenwert als Funk¬ tion wenigstens einer Zustandsvariable der Aluminiumplatte vorgegeben und durch den Stichplan wird die Abnahme einer Dicke der Aluminiumplatte während jedes Walzstiches in Abhän- gigkeit von den Werten der wenigstens einen Zustandsvariable auf den jeweiligen Dickeabnahmeschwellenwert beschränkt.
Als eine Zustandsvariable wird dabei vorzugsweise eine Dicke der Aluminiumplatte verwendet. Alternativ oder zusätzlich eignen sich als Zustandsvariable andere geometrische Variab¬ len, z.B. eine Krümmung oder ein Profil der Aluminiumplatte, oder thermodynamische Variablen, z.B. eine Temperatur der Aluminiumplatte . Dadurch können die Materialeigenschaften des Aluminiums weiter verbessert werden und insbesondere einem ungewollten Kornwachstum in der Aluminiumplatte entgegengewirkt werden. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Aluminiumplatte während wenigstens einer Walzpause durch ein Kühlaggregat gekühlt wird. Die Verwendung von Kühlaggregaten zum Abkühlen der Aluminiumplatte ist vorteilhaft, da Aluminiumplatten in der Regel bei relativ niedrigen Temperaturen gewalzt werden und eine passive Kühlung der Aluminiumplatten daher zuviel Zeit kosten würde .
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass laufend Messwerte wenigstens einer mit einer Temperatur der Alu¬ miniumplatte zusammenhängenden Messgröße erfasst werden und die Werte der wenigstens einen Zustandsgröße anhand der er- fassten Messwerte mittels eines diese Messwerte auswertenden Temperaturmodells ermittelt werden. Zur Ermittelung einer mo¬ mentanen Temperatur der Aluminiumplatte eignet sich insbesondere ein aus WO 2008/043684 bekanntes Verfahren zur Nachverfolgung des physikalischen Zustands der Aluminiumplatte.
Derartige Methoden zur Ermittelung einer momentanen Temperatur der Aluminiumplatte anhand eines Temperaturmodells sind insbesondere deshalb vorteilhaft, weil eine hinreichend ge¬ naue direkte Messung einer Temperatur von Aluminiumplatten in der Regel schwierig bzw. zu aufwändig ist und deshalb die He¬ ranziehung eines Modells zur Temperaturermittelung nützlich ist .
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Stichplan laufend, beispielsweise nach jedem Durchlauf der Aluminiumplatte durch ein Kühlaggregat, aktualisiert wird.
Eine derartige Aktualisierung ermöglicht es vorteilhaft, bei Abweichungen von Ist-Daten von Plan-Daten korrigierend ein- zugreifen und den Stichplan den aktuellen Bedingungen anzupassen . 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 von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit einer Zeichnung näher erläutert werden.
Die Figur zeigt ein Ablaufdiagramm eines mittels eines Auto¬ matisierungssystems durchgeführten Verfahrens zum reversie- renden thermomechanischen Walzen einer Aluminiumplatte zu einem Aluminiumblech in einem Walzprozess mit mehreren Walzstichen .
Bei dem Verfahren werden Messwerte 1 wenigstens einer mit ei¬ ner Temperatur der Aluminiumplatte zusammenhängenden Messgröße erfasst. Derartige Messgrößen sind insbesondere Temperatu¬ ren an verschiedenen Orten der Aluminiumplatte und für die Aluminiumplatte charakteristische Größen wie eine Gefüge¬ struktur .
Als Zustandsgröße 3 der Aluminiumplatte wird eine momentane Temperatur der Aluminiumplatte anhand der erfassten Messwerte 1 mittels eines diese Messwerte 1 auswertenden Temperaturmo¬ dells 2 der Aluminiumplatte ermittelt, wie es aus
WO 2008/043684 bekannt ist.
Ferner werden Kenndaten 4 zur thermischen Führung des Walzprozesses vorgegeben und in dem Automatisierungssystem hinterlegt. Diese Kenndaten umfassen insbesondere Wartedicken, Wiederanwalztemperaturen, eine Zieltemperatur, eine Kühltemperatur und eine Kühlrate.
Anhand der ermittelten momentanen Temperatur der Aluminiumplatte und den Kenndaten 4 wird ein Stichplan 5 für den Walzprozess ermittelt, der auch zur Erreichung der Kenndaten 4 benötigte Stellglieder 6 umfasst. Solche Stellglieder 6 umfassen eine Abkühlzeit bei Luftkühlung der Aluminiumplatte, eine Anzahl von Walzstichen, eine Durchlaufgeschwindigkeit der Aluminiumplatte durch ein Walzgerüst und/oder Wassermengen eines Kühlaggregates.
Anhand des Stichplanes 5 wird die Aluminiumplatte während je- des Walzstiches bis zu einer dem jeweiligen Walzstich zugeordneten Wartedicke gewalzt. Anschließend wird das Walzen der Aluminiumplatte durch eine Walzpause unterbrochen, bis sie zu einer der Walzpause zugeordneten Wiederanwalztemperatur des folgenden Walzstiches abgekühlt ist. Dabei kann die Alumini- umplatte passiv oder aktiv mittels eines Kühlaggregates abge¬ kühlt werden. Die Wartedicken und Wiederanwalztemperaturen hängen vom Material und der Zielgeometrie der Aluminiumplatte ab. Diese Größen sind mitunter aus Phasendiagrammen ableitbar, beispielsweise im Falle von Aluminiumplatten aus Alumi- nium-Kupfer- oder Aluminium-Magnesium-Legierungen, werden aber im Allgemeinen empirisch ermittelt.
Die Wiederanwalztemperatur des letzten Walzstiches wird anhand des Temperaturmodells 2 derart bestimmt, dass die Tempe- ratur der Aluminiumplatte nach dem letzten Walzschritt mit der Zieltemperatur übereinstimmt. Die Zieltemperatur kann z.B. durch eine über die Dicke der Aluminiumplatte gemittelte Temperatur, eine Oberflächentemperatur oder durch eine
Enthalpie charakterisiert werden.
Nach dem letzten Walzstich wird die Aluminiumplatte einem Kühlaggregat zugeführt und mittels des Kühlaggregats bei der Kühlrate auf die Kühltemperatur abgekühlt. In einer Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels berücksichtigt der Stichplan neben den Kenndaten 4 zur thermischen Führung des Walzprozesses auch weitere Kenndaten, z.B. eine ma¬ ximale auf die Aluminiumplatte wirkende Walzkraft und/oder eine maximale Dickeabnahme der Aluminiumplatte während der einzelnen Walzstiche.
In einer weiteren, alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels wird der Stichplan zyklisch, z.B. nach jedem Durchlauf der Aluminiumplatte durch ein Kühlaggregat, anhand der ermittelten momentanen Temperatur aktualisiert, wobei insbesondere auch die Stellglieder 6 für das weitere Kühlen aktualisiert werden. Insbesondere kann so bei einer Abweichung der Ist-Daten von den Plan-Daten immer wieder korrigierend eingegriffen werden, um die Zielgrößen (insbesondere eine Zieldicke und die Zieltemperatur der Alumini¬ umplatte) zu erreichen. In einer weiteren, alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels wird während der Abkühlung der Aluminiumplatte in einer Walzpause mindestens eine weitere Aluminiumplatte vorgewalzt. Dazu wird das aus EP 2 111 309 Bl bekannte Verfahren zum gestaffelten Walzen mehrerer Alumini- umplatten verwendet.
Obwohl die Erfindung im Detail durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge- schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum reversierenden thermomechanischen Walzen einer Aluminiumplatte in einem Walzprozess mit mehreren Walz- Stichen, wobei
- Kenndaten (4) zur thermischen Führung des Walzprozesses vorgegeben werden,
- ein Stichplan (5) für den Walzprozess ermittelt wird und
- der Stichplan (5) zwischen wenigstens zwei aufeinander fol- genden Walzstichen eine Walzpause vorsieht, während derer das
Walzen der Aluminiumplatte zu dessen Abkühlung unterbrochen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
- laufend Werte wenigstens einer Zustandsgröße (3) , aus der eine Temperatur der Aluminiumplatte ableitbar ist, ermittelt werden,
- der Stichplan (5) für den Walzprozess in Abhängigkeit von den ermittelten Werten der wenigstens einen Zustandsgröße (3) und den Kenndaten (4) ermittelt wird,
- die Kenndaten (4) wenigstens einem Walzstich eine Wartedi¬ cke der Aluminiumplatte zuordnen, und
- der Stichplan den Beginn einer Walzpause vorsieht, sobald die Dicke der Aluminiumplatte in diesem Walzstich die ihm zu¬ geordnete Wartedicke erreicht oder unterschreitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kenndaten (4) wenigstens ei¬ ner Walzpause eine Wiederanwalztemperatur der Aluminiumplatte zuordnen, und dass der Stichplan das Beenden dieser Walzpause vorsieht, sobald die Temperatur der Aluminiumplatte die Wie¬ deranwalztemperatur erreicht.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kenndaten (4) eine Zieltem- peratur enthalten, und dass der Stichplan eine Dauer einer
Walzpause oder eine Wiederanwalztemperatur der Aluminiumplatte nach einer Walzpause derart bestimmt, dass die Temperatur der Aluminiumplatte nach dem letzten Walzstich mit der Zieltemperatur übereinstimmt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass als Zustandsgröße (3) eine über eine Dicke der Aluminiumplatte gemittelte Temperatur oder ei¬ ne Oberflächentemperatur oder eine Restverfestigung oder Phasenanteile oder Korngrößen oder eine Enthalpie der Aluminiumplatte ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kenndaten (4) eine Kühltemperatur enthalten, und dass die Aluminiumplatte nach dem letzten Walzstich einem Kühlaggregat zugeführt wird und mit- tels des Kühlaggregats auf die Kühltemperatur abgekühlt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kenndaten (4) eine Kühlrate enthalten, und dass die Aluminiumplatte nach dem letzten Walzstich mittels des Kühlaggregats bei der Kühlrate auf die Kühltemperatur abgekühlt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass während wenigstens einer Walz- pause wenigstens ein Walzstich einer anderen Aluminiumplatte durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Walzkraftschwellenwert als Funktion wenigstens einer Zustandsvariable der Aluminiumplat¬ te vorgegeben wird, und dass der Stichplan die Walzkraft wäh¬ rend des Walzens in Abhängigkeit von den Werten der wenigs¬ tens einen Zustandsvariable auf den jeweiligen Walzkraft¬ schwellenwert beschränkt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Dickeabnahmeschwellenwert als Funktion wenigstens einer Zustandsvariable der Aluminium- platte vorgegeben wird, und dass der Stichplan die Abnahme einer Dicke der Aluminiumplatte während jedes Walzstiches in Abhängigkeit von den Werten der wenigstens einen Zustandsva- riable auf den jeweiligen Dickeabnahmeschwellenwert be- schränkt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass als eine Zustandsvariable eine Dicke der Aluminiumplatte verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumplatte während we¬ nigstens einer Walzpause durch ein Kühlaggregat gekühlt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass laufend Messwerte (1) wenigstens einer mit einer Temperatur der Aluminiumplatte zusammenhängenden Messgröße erfasst werden und die Werte der wenigstens einen Zustandsgröße (3) anhand der erfassten Messwerte (1) mittels eines diese Messwerte (1) auswertenden Temperaturmo¬ dells (2) ermittelt werden.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stichplan (5) laufend aktua- lisiert wird.
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