EP2998040A1 - Breiteneinstellung bei einer Fertigstraße - Google Patents

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EP2998040A1
EP2998040A1 EP14185055.2A EP14185055A EP2998040A1 EP 2998040 A1 EP2998040 A1 EP 2998040A1 EP 14185055 A EP14185055 A EP 14185055A EP 2998040 A1 EP2998040 A1 EP 2998040A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
rolling
metal strip
width
actual
stand
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14185055.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Kotzian
Wilfried Tautz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Germany GmbH filed Critical Primetals Technologies Germany GmbH
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Priority to RU2017103303A priority patent/RU2706254C2/ru
Priority to EP15756619.1A priority patent/EP3194087B1/de
Priority to CN201580050335.7A priority patent/CN106687229B/zh
Publication of EP2998040A1 publication Critical patent/EP2998040A1/de
Priority to US16/783,242 priority patent/US11318511B2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B21B37/22—Lateral spread control; Width control, e.g. by edge rolling
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
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    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
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    • B21B2261/02—Transverse dimensions
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    • B21B37/48—Tension control; Compression control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
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    • B21B37/48—Tension control; Compression control
    • B21B37/50—Tension control; Compression control by looper control

Definitions

  • the present invention is further based on a computer program comprising machine code executable by a finishing line controller, wherein the processing of the machine code by the controller causes the controller to operate the finishing line according to such method.
  • the present invention is further based on a control device for a finishing train, wherein the control device is programmed with such a computer program, so that the control device operates the finishing train according to such a method.
  • a hot rolling mill for rolling metal strip usually consists of a roughing train, a finishing train and a coiler.
  • the metal strip first passes through the roughing train and then the finishing train and is finally fed to the reel device.
  • - usually at least in hot strip mills for rolling steel strip - is still a cooling line available.
  • the cooling section if it is present, downstream of the finishing train and upstream of the reel device.
  • the width of the metal strip is influenced both in the roughing mill and in the finishing mill as well as on the way to the coiler. In some cases, this influence is active.
  • width influences in the nip such as a relative band profile change, a roll bending, a pressed length and the inlet side and the outlet side train are taken into account.
  • width influences in the area between two rolling stands such as the temperature, the tension prevailing in the metal strip, the yield strength, the strip temperature and the duration are taken into account.
  • a simplified width model is derived based on a finite element based width model.
  • the simplified width model is supplemented with a neural network. It models the width of the finishing line as a function of the entry-side tension in the metal strip, the current width, the thickness reduction, the pressed length and the deformation resistance.
  • the object of the present invention is to provide ways by which the width of the metal strip can be adjusted exactly in a simple and efficient manner.
  • the actual widths and actual temperatures assigned to the sections are identical to the detected actual widths and actual temperatures.
  • at least the detected actual widths, preferably also the detected actual temperatures, are filtered, in particular low-pass filtered.
  • the filtering can in particular be such that no phase offset is induced by the filtering in the filtered variable (actual width or actual temperature) compared to the unfiltered variable. So filters should be done in zero phase filters. For this purpose, it is possible, for example, to provide a correspondingly symmetrical filter. Alternatively, it is possible for the detected actual widths to be subjected to a first filtering and thus provisionally filtered actual widths to be determined, and then the preliminarily filtered actual widths to be subjected to a second filtering and thus the filtered actual widths to be determined. Alternatively, the detected actual widths can be subjected to both the first filtering and the second filtering in parallel, and the mean value of the two filters can be used as the filtered actual width.
  • the two filters can be phase-locked. It is only necessary that the two filters are inversely phase-locked relative to one another, so that the phase offset caused by one filtering is compensated or compensated by the other filtering. Analogous procedures are possibly possible with respect to the actual temperatures.
  • the initial target width is specified.
  • the initial target width can be determined based on the actual width assigned to the sections.
  • the predetermined position is fixed.
  • the predetermined location is given to the width controllers (optionally individually for each width controller).
  • the center between the associated rolling stand and the immediately downstream rolling stand can be specified as the predetermined position for the respective width control device. It may also be possible as a predetermined Make the place to specify where a looper attacks the metal band.
  • a time is detected at which the metal strip enters this mill stand.
  • the tracking can be adjusted, so in particular be started in a timely manner.
  • Making the low-pass filtering simultaneously with the detection of the actual width and the actual temperature is particularly useful when the actual width and the actual temperature are detected at the inlet of the finishing train.
  • the number of rolling stands of the finishing train can be determined as needed.
  • the number of rolling stands is 3 to 8, usually 4 to 7, in particular 5 or 6.
  • the metal in particular steel, aluminum and copper in question.
  • the metal strip is made of a different metal.
  • the speed of the metal strip it is necessary at various points to know the speed of the metal strip. For this purpose, it is possible to directly make a corresponding speed measurement. Alternatively, it is possible to determine the respective speed by detecting the circumferential speed of rolls of an upstream roll stand, based on the location for which the speed of the metal strip is to be detected, and determining the speed of the metal strip taking into account the lead , In an analogous manner, conversely, it is possible to determine the respective speed by detecting the peripheral speed of rollers of a downstream roll stand and determining the speed of the metal strip taking into account the lag.
  • a final rolling temperature is predetermined, which should have the metal strip at the outlet of the finishing train.
  • the final rolling temperature is preferably used as the target temperature.
  • the actual temperature of the sections of the metal strip is preferably tracked continuously during the passage through the sections of the metal strip through the finishing train.
  • the parameters of the rolling process can be determined as needed. In general, as a parameter of the rolling process, based on the associated roll stand, the rolling force, the rolling moment, the belt speed on the inlet side and / or outlet side of the associated rolling stand, the roll gap, the stitch loss, the pressed length of metal strip and material sizes of the metal strip used.
  • the processing of the machine code by the control device causes the control device to operate the finishing train according to a method according to the invention.
  • the object is further achieved by a control device for a finishing train having the features of claim 12.
  • the finishing train is programmed with a computer program according to the invention, so that the control device operates the finishing train according to a method according to the invention.
  • the control device is the finishing train is designed such that it operates the finishing train according to a method according to the invention.
  • a hot strip mill for rolling a metal strip 1 has a roughing train 2, a finishing train 3 and a reeling device 4.
  • the roughing 2 can in individual cases - for example, in the case that the metal strip 1 is already cast relatively thin - omitted.
  • the finishing mill 3 has according to FIG. 1 a plurality of rolling stands 5, which are traversed by the metal strip 1 in succession.
  • the number of rolling stands 5 is usually between three and eight, in particular between four and seven, for example at five or six.
  • the metal strip 1 may, for example, be a steel strip, an aluminum strip, a copper strip or a strip of another metal.
  • the hot strip mill - in particular the finishing train 3 - is controlled by a control device 6.
  • the control device 6 is programmed with a computer program 7.
  • the computer program 7 comprises machine code 8 supplied by the control device 6 is workable.
  • the execution of the machine code 8 by the control device 6 causes the control device 6 to operate the finishing train 3 according to a method which is described below in connection with FIG FIG. 2 and the other figures will be explained in more detail. Due to the programming with the computer program 7, the control device 6 thus operates the finishing train 3 accordingly.
  • the metal strip 1 is virtually divided within the control device 6 into sections 9.
  • the sections 9 can, for example, according to FIG. 2 be defined by a uniform length l, by a uniform mass m or by a detection in equidistant steps.
  • the actual width b0 and the actual temperature T0 thereof are detected in a step S1 for the sections 9 of the metal strip 1.
  • the detection of the actual width b0 and the actual temperature T0 takes place before the entry of the corresponding sections 9 into the finishing train 3
  • FIG. 1 be arranged at the outlet of the roughing 2 corresponding measuring devices.
  • the measuring devices can be arranged at the inlet of the finishing train 3. It is possible that the detection of the actual widths b0 and the actual temperatures T0 for all sections 9 is completed even before the foremost section 9 of the metal strip 1 enters the finishing train 3.
  • the sections 9 in step S2 immediately the detected actual widths b0 and actual temperatures T0 assigned.
  • the detected actual widths b0 are however filtered.
  • a low pass filtering done.
  • a respective filtered actual width bF and a respective filtered actual temperature TF are determined for each section 9 in step S2.
  • the filtering of step S2 preferably takes place in such a way that the filtered actual widths bF have no phase offset compared to the original, unfiltered actual widths b0 (zero-phase filtering).
  • FIG. 4 filtering with a Gaussian bell curve (or other symmetric bell curve).
  • Gaussian bell curve or other symmetric bell curve.
  • the detected actual widths b0 are first subjected to a first filtering in a first filter block 10.
  • provisionally filtered actual widths bV are determined.
  • the preliminarily filtered actual widths bV are then subjected to a second filtering in a subsequent second filter block 11.
  • the result of the second filtering are the filtered actual widths bF.
  • both the first filtering in the first filter block 10 and the second filtering in the second filter block 11 may be phase-locked.
  • the two filters in the two filter blocks 10, 11 are inversely phase relative to each other.
  • the second filtering in the second filter block 11 thus compensates for the phase offset caused by the first filtering in the first filter block 10.
  • filtered actual temperatures TF For the determination of the filtered actual temperatures TF analogous procedures can be taken. As a rule, the same type of filtering is used for determining the filtered actual temperatures TF as for the determination of the filtered actual widths bF. However, this is not necessary. Preferably, zero-phase filtering should also be performed with respect to the actual temperatures T0.
  • the filtered actual width bF determined for the respective section 9 of the metal strip 1 and the filtered actual temperature TF determined for the respective section 9 of the metal strip 1 are therefore the respective section 9 as (new) actual width b or (new) actual temperature T assigned. Furthermore, the respective section 9 in a step S3 as the target width b * an initial target width b0 * and assigned as target temperature T * an initial target temperature T0 *.
  • the initial target width b0 * of the control device 6 is specified from the outside, for example by a (not shown) higher-level control device or by an operator 12.
  • the control device 6, the initial target width b0 * based on the Sections 9 associated actual width b determined.
  • the control device 6 can perform an averaging over all sections 9 of the metal strip 1.
  • the control device 6 is given a final rolling temperature, ie the temperature which the metal strip 1 should have on exiting the finishing train 3. It is possible that this temperature will be used as the initial set temperature T0 * or the initial one Target temperature T0 * is determined based on the final rolling temperature.
  • the control device 6 implemented due to the execution of the computer program 7 in a step S4 a tracking for the sections 9 of the metal strip 1.
  • the control device 6 is therefore known at any time, which portion 9 of the metal strip 1 at which point of the finishing train 3 is located.
  • the implementation of tracking is well known to those skilled in the art and therefore need not be discussed.
  • the tracking can be adjusted in this case.
  • the control device 6 implemented due to the processing of the computer program 7 further in a step S5 at least for the rolling stands 5 with the exception of the last stand 5 of the finishing train 3 each have a width control device 13.
  • the respective width control device 13 is associated with the respective rolling stand 5. It is possible that such a width control device 13 is also present for the last roll stand 5 of the finishing train 3. However, this is not mandatory.
  • the width control device 13 is assigned to a specific roll stand 5.
  • this is the middle rolling stand 5, hereinafter referred to as associated rolling stand and provided with the reference numeral 5b.
  • the rolling stand 5, which is arranged upstream of the associated rolling stand 5b, is provided below with the reference sign 5a.
  • the rolling stand 5b arranged downstream of the associated rolling stand 5b is subsequently provided with the reference numeral 5c.
  • the width control device 13 has at least function blocks 14 to 19.
  • the functional block 14 determines a nominal width after rolling in the associated rolling stand 5b.
  • the function block 14 assigns the corresponding portion 9 of the metal strip 1, the determined nominal width as a new desired width b *.
  • the new setpoint width b *, the function block 14 to the function block 15.
  • the function block 14 thus internally models, with reference to the setpoint values b *, T * of the respective section 9 of the metal strip 1, its spreading behavior in the roll gap of the associated roll stand 5b.
  • the function block 14 thus comprises internally a mathematical-physical equations - in particular algebraic and differential equations - based model of the associated rolling mill 5b.
  • the function block 15 is formed in the simplest case as a simple buffer memory in the manner of a shift register or the like, in which only the transport of the sections 9 of the metal strip 1 (including the sections 9 assigned set sizes b *, T *) to the following rolling mill 5c is modeled.
  • the desired block Z2 * and the material characteristics M of the metal strip 1 are fed to the functional block 15 of the desired strip Z2 * desired in the metal strip 1 after the associated rolling stand 5b.
  • the functional block 15 implements, in addition to the mere transport of the sections 9 of the metal strip 1, the creep behavior of the desired widths b * of the sections 9 of the metal strip 1 buffered in the functional block 15.
  • the functional block 15 thus traces the respective nominal width b * for the buffered sections 9 the rolling in the associated rolling stand 5b in response to the desired in the metal strip 1 after the associated rolling stand 5b desired train Z2 *, the target temperature T * and the material characteristics M of the metal strip 1 after. Implicit in the determination of the functional block 15 continue the distance a to the downstream rolling stand 5c (more precisely: the distance a plus the stored between the associated rolling stand 5b and the downstream roll stand 5c tape supply) and the belt speed v behind the associated rolling mill 5b. For these two quantities a, v determine the transport time for which the sections 9 of the metal strip 1 are located in the intermediate frame area between the associated rolling stand 5b and the downstream rolling stand 5c. At the time of rolling a respective section 9 of the metal strip 1 in the downstream rolling stand 5c, the functional block 15 provides the desired width b * before rolling in the downstream rolling stand 5c of the width control device 13 assigned to the downstream rolling stand 5c.
  • the distance a is a fixed quantity that only needs to be parameterized once. If you also want to include the stored tape supply, this is easily possible. Because the stored tape supply can be determined in a simple manner by the position of a loop lifter 20 which is arranged between the associated rolling stand 5b and the downstream roll stand 5c.
  • the belt speed v can vary during operation. It is possible, the belt speed v by means of a corresponding measuring device to measure directly. Alternatively, the circumferential speed of rolls of the associated roll stand 5b can be measured and, in conjunction with the known lead, the strip speed v can be determined therefrom. Again alternatively, the peripheral speed of rolls of the downstream roll stand 5 can be measured and from this, in conjunction with the known lag, the belt speed v can be determined. Which procedure is taken is at the discretion of the person skilled in the art.
  • the functional block 16 determines an actual width after rolling in the associated rolling stand 5b.
  • the function block 16 assigns the corresponding section 9 of the metal strip 1, the determined actual width as a new actual width b.
  • the new actual width b leads the function block 16 to the function block 17.
  • the function block 16 thus internally models based on the actual values b, T of the respective section 9 of the metal strip 1 its spreading behavior in the nip of the associated rolling stand 5b.
  • Function block 17 is structurally and functionally identical to function block 15.
  • functional block 17 - analogous to function block 15 - does not only transport the sections 9 of metal strip 1 (including the actual variables b, T assigned to sections 9) to the downstream one Roll stand 5c, but also that the creep behavior of the actual widths b of the functional block 15 buffered sections 9 of the metal strip 1 are the function block 17 to the rear additional setpoint ⁇ Z2 * corrected Sollzug Z2 * and continue - as well as the function block 15 - the material characteristics M supplied to the metal strip 1.
  • the functional block 17 thus performs the respective actual width b for the buffered sections 9 after rolling in the associated rolling stand 5b as a function of that around the rear additional setpoint ⁇ Z2 * corrected nominal tension Z2 *, the actual temperature T and the material characteristics M of the metal strip 1 after. Implicit in the determination of the functional block 17 as before at the function block 15 and the distance a to the downstream roll stand 5c and the belt speed v behind the associated rolling mill 5b.
  • the function block 15 - performs the function block 17 usually the actual temperature T of the sections 9, which are buffered in the function block 17, continuously modeled after.
  • the corresponding models are the expert from the two above-mentioned articles and also known elsewhere. As a result, therefore, during the passage through the sections 9 of the metal strip 1 through the finishing train 3, the actual temperature T of the sections 9 is continuously model-based tracked.
  • the function block 18, the newly determined nominal width b * are fed from the function block 14 and the newly determined actual width b from the function block 15.
  • the function block 15 forms the difference ⁇ b between the desired width b * and the actual width b.
  • the function block 18 buffers the difference ⁇ b determined by it. The buffering is determined so that the portion 9 of the metal strip 1 to which the detected difference ⁇ b is related at the time when the difference ⁇ b is output from the functional block 18 at a predetermined position between the associated rolling stand 5b and the downstream rolling stand 5c is located.
  • the predetermined location may be determined as needed.
  • the predetermined location may, for example, be that location at which the loop lifter 20 located downstream of the associated rolling stand 5b acts on the metal strip 1.
  • it may be a location in the region of the middle between the associated rolling stand 5b and the downstream rolling stand 5c, in particular exactly around the middle.
  • the predetermined location of the respective width control device 13 can be specified, in particular from the operator 12 or from the already mentioned higher-level control device.
  • the function block 18 supplies the difference ⁇ b to the function block 19.
  • the function block 19 is further supplied with the desired tension Z2 *, the setpoint temperature T * and the actual temperature T and the parameters P of the rolling process taking place in the respective rolling stand 5. Often, the function blocks 19 continue to output the output from the function blocks 14 and 16 widths b *, b as such.
  • the function block 19 determines the rear additional setpoint ⁇ Z2 *. The determination takes place in such a way that the actual width b of the section 9 of the metal strip 1 rolled in the assigned rolling stand 5b approaches the desired width b * of the rolled section 9. In particular, the determination preferably takes place in such a way that the approximation is optimized for the point in time at which the section 9 for which the additional rear setpoint ⁇ Z2 * is determined leaves the downstream roll stand 5c.
  • the determination takes place in such a way that the actual width b becomes equal to the desired width b *, ie a complete correction takes place. Alternatively it is possible that only a partial correction takes place. Which procedure is taken in an individual case is at the discretion of the person skilled in the art. In particular, it is possible to carry out a complete or almost complete correction for the front rolling stands 5 of the finishing train 3, so that no or only residual corrections have to be made in the rear rolling stands 5 of the finishing train 3.
  • the function block 19 continues to supply the rear auxiliary setpoint ⁇ Z2 * to a tension controller 21.
  • the tension regulator 21 will continue to be supplied with the desired tension Z2 * and an actual tension Z2 which prevails behind the associated rolling stand 5b in the metal belt 1.
  • the tension controller 21 sets the actual tension Z2, which prevails behind the associated rolling stand 5b in the metal strip 1, in accordance with the reference tension corrected by the rear additional setpoint ⁇ Z2 * Z2 * one.
  • the tension controller 21 for this purpose as shown in FIG FIG. 7 act on the loop lifter 20.
  • the tension regulator 21 can act on the roller peripheral speed of the associated rolling stand 5b and / or of the downstream rolling stand 5c.
  • the tension regulator 21 can act on the employment of the downstream roll stand 5c.
  • the present invention has many advantages. For example, in the context of the present invention, no Measurement of temperatures T and widths b required within the finishing train 3. Only in front of the finishing train 3 is such a detection required. These surveys are usually available.
  • the width b can be detected at the outlet of the finishing train 3 for quality control, for adapting the process models used and possibly for optional width control. However, this is not mandatory. If in addition to the width control according to the invention also a width control is realized, the width control corrects depending on the actual width b behind the finishing train 3 and the target width b * at this point at least the desired widths b *, possibly also the actual widths b. The correction takes place for the individual rolling stands 5, to which a width control device 13 is assigned.
  • the correction takes place in such a way that the additional setpoint values ⁇ Z1 *, ⁇ Z2 * determined compensate the width deviation at the outlet of the finishing train 3.
  • the control interventions are divided into several rolling stands 5 within the finishing train 3. In this case, the compensation preferably dominates in the front rolling stands 5. In the rear rolling stands 5, only residual deviations are preferably compensated.

Abstract

Vor dem Walzen eines Metallbandes (1) in einer Fertigstraße (3) werden für Abschnitte (9) des Metallbandes (1) jeweils deren Istbreite (b0) und deren Isttemperatur (T0) erfasst. Aus den erfassten Größen (b0, T0) abgeleitete Größen (bF, TF) und die korrespondierenden Sollgrößen (b*, T*) werden den Abschnitten (9) zugeordnet. Die Abschnitte (9) des Metallbandes (1) werden während des Durchlaufens der Fertigstraße (3) wegverfolgt. Den Walzgerüsten (5) ist jeweils eine Breitensteuereinrichtung (13) zugeordnet. Die Breitensteuereinrichtungen (13) ermitteln anhand von verschiedenen Eingangsgrößen die Sollbreite (b*) und die Istbreite (b) nach dem Walzen im zugeordneten Walzgerüst (5b). Die Breitensteuereinrichtungen (13) ermitteln weiterhin einen hinteren Zusatzsollwert (´Z2*), um welchen der Sollzug (Z2*) hinter dem zugeordneten Walzgerüst (5b) korrigiert wird, um die Istbreite (b) an die Sollbreite (b*) anzunähern. Der hintere Zusatzsollwert (´Z2) wird sowohl bei der Ermittlung der Istbreite (b) berücksichtigt als auch einem Zugregler (21) zugeführt, der einen im Metallband (1) hinter dem zugeordneten Walzgerüst (5b) herrschenden Istzug (Z2) entsprechend dem korrigierten Sollzug (Z2*) einstellt. Für die Ermittlung des hinteren Zusatzsollwertes (´Z2*) wird unter anderem die Differenz (´b) von Sollbreite (b*) und Istbreite (b) eines Abschnitts (9) des Metallbandes (1) herangezogen, der sich an einer vorbestimmten Stelle hinter dem zugeordneten Walzgerüst (5b) befindet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Walzen eines Metallbandes in einer Fertigstraße,
    • wobei die Fertigstraße mehrere von dem Metallband nacheinander durchlaufene Walzgerüste aufweist,
    • wobei für Abschnitte des Metallbandes vor dem Einlaufen in die Fertigstraße jeweils deren Istbreite und deren Isttemperatur erfasst wird.
  • Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Computerprogramm, das Maschinencode umfasst, der von einer Steuereinrichtung für eine Fertigstraße abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung die Fertigstraße gemäß einem derartigen Verfahren betreibt.
  • Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Steuereinrichtung für eine Fertigstraße, wobei die Steuereinrichtung mit einem derartigen Computerprogramm programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung die Fertigstraße gemäß einem derartigen Verfahren betreibt.
  • Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Fertigstraße zum Walzen eines Metallbandes,
    • wobei die Fertigstraße mehrere von dem Metallband nacheinander durchlaufene Walzgerüste aufweist,
    • wobei die Fertigstraße eine derartige Steuereinrichtung aufweist, welche die Fertigstraße gemäß einem derartigen Verfahren betreibt.
  • Eine Warmwalzstraße zum Walzen von Metallband besteht in der Regel aus einer Vorstraße, einer Fertigstraße und einer Haspeleinrichtung. Das Metallband durchläuft zunächst die Vorstraße und danach die Fertigstraße und wird schließlich der Haspeleinrichtung zugeführt. In vielen Fällen - in der Regel zumindest bei Warmbandstraßen zum Walzen von Stahlband - ist weiterhin eine Kühlstrecke vorhanden. Die Kühlstrecke ist, sofern sie vorhanden ist, der Fertigstraße nachgeordnet und der Haspeleinrichtung vorgeordnet.
  • Beim Walzen des Metallbandes sind oftmals enge Breitentoleranzen vorgegeben. Die Einhaltung dieser Breitentoleranzen ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal. Eine aktive Beeinflussung der Breite des Metallbandes generiert damit einen wirtschaftlichen Nutzen.
  • Die Breite des Metallbandes wird sowohl in der Vorstraße als auch in der Fertigstraße als auch auf dem Weg zur Haspeleinrichtung beeinflusst. In manchen Fällen erfolgt diese Beeinflussung aktiv.
  • So ist beispielsweise aus dem Fachaufsatz "Development of Automatic Width Control System for Hot Strip Finishing Mills" von M. Nakayama et al., Proceedings of the Third International Conference on Technology of Plasticity, Kyoto, July 1/6, 1990, vol. II, Seiten 791 bis 796, ein Verfahren bekannt, bei welchem hinter mehreren (aber nicht allen) Walzgerüsten der Fertigstraße eine Breitenmessung erfolgt. Unter Verwendung aller vorhandenen Breitenmessungen werden mittels eines Modells die fehlenden Breitenmesswerte geschätzt. Es erfolgt eine Kompensation von Breitenabweichungen durch die Berechnung und Aufschaltung eines zusätzlichen Bandzuges für jede Schlingenheberregelung.
  • Aus dem Fachaufsatz "Automatische Breitenregelung in der Warmbandstraße Borlänge der SSAB Tunnplat" von Harald Natusch et al., stahl und eisen 122 (2002), Nummer 11, Seiten 93 bis 100, ist bekannt, eine Vorsteuerung für die Breitenabweichungen vorzunehmen. Die Breitung in der Fertigstraße wird modellgestützt ermittelt. Eine Messung der Breite erfolgt vor und hinter der Vorstraße sowie hinter der Fertigstraße.
  • Aus dem Fachaufsatz "Automatic width control system using interstand tension in hot strip finishing mill" von Y. Hoshi et al., La Revue de Metallurgie-CIT, November 1996, Seiten 1413 bis 1420, ist bekannt, hinter dem zweiten und hinter dem letzten Walzgerüst einer Fertigstraße jeweils die Breite des Metallbandes zu erfassen. Mittels der erstgenannten Messung wird der Zug zwischen dem ersten und dem zweiten Walzgerüst geregelt. Mittels der letztgenannten Messung werden die Züge zwischen dem dritten und dem letzten Walzgerüst geregelt.
  • Aus der DE 103 38 470 B4 ist bekannt, zwischen je zwei Walzgerüsten eine für den Massenfluss charakteristische Größe zu erfassen und aufbauend auf der erfassten Größe den Bandzug zwischen den beiden Walzgerüsten einzustellen, um eine Breitenänderung zu reduzieren.
  • Aus der DE 198 51 053 A1 ist ein Verfahren zum Regeln der Breite in einer Walzstraße mit mindestens zwei Walzgerüsten bekannt, die von dem Metallband nacheinander durchlaufen werden. Bei diesem Verfahren wird die Breite hinter dem zuletzt durchlaufenen Walzgerüst erfasst. Es wird der Zug zwischen den beiden Walzgerüsten geregelt, um die Breite des Metallbandes zu beeinflussen.
  • Aus der EP 0 375 095 B1 ist ein Verfahren zum Regeln der Bandbreite beim Fertigwalzen von Warmband in einer mehrgerüstigen Walzstraße bekannt. Bei diesem Verfahren wird die Bandbreite vor dem vorletzten und nach dem letzten Gerüst gemessen. Es erfolgt eine Breitenregelung mit Vorsteuerung. Als Stellgröße dient der Bandzug vor dem letzten Walzgerüst der Walzstraße.
  • Aus dem Fachaufsatz "Strip width variation behaviour and its mathematical model in hot strip finishing mills" von Atsushi Ishii et al., Proceedings of The 7th International Conference on Steel Rolling 1998, Chiba, Japan, Seiten 93 bis 98, ist ein Breitenmodell für eine Fertigstraße bekannt. Breiteneinflüsse im Walzspalt wie beispielsweise eine relative Bandprofiländerung, eine Walzenbiegung, eine gedrückte Länge sowie der einlaufseitige und der auslaufseitige Zug werden berücksichtigt. Weiterhin werden Breiteneinflüsse im Bereich zwischen zwei Walzgerüsten wie beispielsweise die Temperatur, der im Metallband herrschende Zug, die Streckgrenze, die Bandtemperatur und die Zeitdauer berücksichtigt.
  • Aus dem Fachaufsatz "Direct Width Control Systems Based on Width Prediction Models in Hot Strip Mill" von Cheol Jae Park et al., ISIJ International, vol. 47 (2007), No. 1, Seiten 105 bis 113, wird aufbauend auf einem auf finiten Elementen basierenden Breitenmodell ein vereinfachtes Breitenmodell abgeleitet. Das vereinfachte Breitenmodell wird mit einem neuronalen Netzwerk ergänzt. Es modelliert die Breitung in der Fertigstraße in Abhängigkeit von dem einlaufseitigen Zug im Metallband, der aktuellen Breite, der Dickenreduktion, der gedrückten Länge und der Formänderungsfestigkeit.
  • Die Verfahren des Standes der Technik bewirken bereits, dass die Istbreite des Metallbandes der Sollbreite angenähert wird. Die Verfahren funktionieren oftmals jedoch nur unzureichend. Darüber hinaus ist in einer Warmbandstraße ohne Coilbox die Temperaturverteilung über die Länge des Metallbandes gesehen ungleichmäßig, was wiederum zu einer ungleichmäßigen Breitung des Metallbandes in der Fertigstraße führt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer auf einfache und effiziente Weise die Breite des Metallbandes exakt eingestellt werden kann.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 10.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Walzen eines Metallbandes in einer Fertigstraße, die mehrere von dem Metallband nacheinander durchlaufene Walzgerüste aufweist, geschaffen,
    • wobei für Abschnitte des Metallbandes vor dem Einlaufen in die Fertigstraße jeweils deren Istbreite und deren Isttemperatur erfasst werden,
    • wobei den Abschnitten des Metallbandes jeweils eine aus der erfassten Istbreite abgeleitete Istbreite, eine anfängliche Sollbreite, eine aus der erfassten Isttemperatur abgeleitete Isttemperatur und eine Solltemperatur zugeordnet werden,
    • wobei die Abschnitte des Metallbandes während des Durchlaufens der Fertigstraße wegverfolgt werden,
    • wobei zumindest den Walzgerüsten mit Ausnahme des letzten Walzgerüsts jeweils eine Breitensteuereinrichtung zugeordnet ist,
    • wobei die jeweilige Breitensteuereinrichtung für den in dem zugeordneten Walzgerüst gewalzten Abschnitt des Metallbandes
      • - anhand von dessen Sollbreite vor dem Walzen im zugeordneten Walzgerüst, eines im Metallband vor dem zugeordneten Walzgerüst gewünschten Sollzuges, eines im Metallband nach dem zugeordneten Walzgerüst gewünschten Sollzuges, der dem jeweiligen Abschnitt zugeordneten Solltemperatur und Parametern des im zugeordneten Walzgerüst erfolgenden Walzvorgangs eine Sollbreite nach dem Walzen im zugeordneten Walzgerüst ermittelt und dem jeweiligen Abschnitt des Metallbandes zuordnet,
      • - anhand von dessen Istbreite vor dem Walzen im zugeordneten Walzgerüst, des um einen vorderen Zusatzsollwert korrigierten im Metallband vor dem zugeordneten Walzgerüst gewünschten Sollzuges, des um einen hinteren Zusatzsollwert korrigierten im Metallband nach dem zugeordneten Walzgerüst gewünschten Sollzuges, der dem jeweiligen Abschnitt zugeordneten Isttemperatur und den Parametern des im zugeordneten Walzgerüst erfolgenden Walzvorgangs eine Istbreite nach dem Walzen im zugeordneten Walzgerüst ermittelt und dem jeweiligen Abschnitt des Metallbandes zuordnet,
    • wobei die jeweilige Breitensteuereinrichtung anhand des im Metallband nach dem zugeordneten Walzgerüst gewünschten Sollzuges, der Solltemperatur und der Isttemperatur des im zugeordneten Walzgerüst gewalzten Abschnitts des Metallbandes, der Differenz von Sollbreite und Istbreite eines Abschnitts des Metallbandes, der sich an einer vorbestimmten Stelle hinter dem zugeordneten Walzgerüst befindet, sowie der Parameter des Walzvorgangs den hinteren Zusatzsollwert ermittelt,
    • wobei die jeweilige Breitensteuereinrichtung den hinteren Zusatzsollwert derart ermittelt, dass die Istbreite des im zugeordneten Walzgerüst gewalzten Abschnitts des Metallbandes der Sollbreite des gewalzten Abschnitts angenähert wird,
    • wobei die jeweilige Breitensteuereinrichtung den hinteren Zusatzsollwert einem jeweiligen Zugregler zuführt, der einen im Metallband hinter dem zugeordneten Walzgerüst herrschenden Istzug entsprechend dem um den hinteren Zusatzsollwert korrigierten Sollzug einstellt.
  • Dadurch werden lediglich eine einzige Breitenmessung und eine einzige Temperaturmessung benötigt, nämlich zwischen der Vorstraße und der Fertigstraße. Breitenabweichungen können hochgenau kompensiert werden. Falls zusätzlich auch eine Breitenregelung realisiert werden soll, ist hierfür noch eine zusätzliche Breitenmessung hinter der Fertigstraße erforderlich. Eine derartige Breitenmessung ist jedoch üblicherweise vorhanden und erfordert daher keinen zusätzlichen Hardwareaufwand.
  • Im einfachsten Fall sind die den Abschnitten zugeordneten Istbreiten und Isttemperaturen mit den erfassten Istbreiten und Isttemperaturen identisch. Vorzugsweise werden zumindest die erfassten Istbreiten, vorzugsweise auch die erfassten Isttemperaturen, jedoch gefiltert, insbesondere tiefpassgefiltert. Durch diese Vorgehensweise kann insbesondere erreicht werden, dass das Walzen des Metallbandes relativ ruhig (also ohne hochfrequente Stelleingriffe) erfolgt. Die Manipulation der Istbreite über den Bandzug hat dadurch keine negativen Auswirkungen auf den Walzprozess.
  • Die Filterung kann insbesondere derart sein, dass durch die Filterung in der gefilterten Größe (Istbreite oder Isttemperatur) gegenüber der ungefilterten Größe kein Phasenversatz induziert wird. Es sollten also Filterungen in Nullphasenfiltern erfolgen. Hierzu ist es beispielsweise möglich, ein entsprechend symmetrisches Filter vorzusehen. Alternativ ist es möglich, dass die erfassten Istbreiten einer ersten Filterung unterzogen werden und so vorläufig gefilterte Istbreiten ermittelt werden und sodann die vorläufig gefilterten Istbreiten einer zweiten Filterung unterzogen werden und so die gefilterten Istbreiten ermittelt werden. Alternativ können die erfassten Istbreiten parallel sowohl der ersten Filterung als auch der zweiten Filterung unterzogen werden und als gefilterte Istbreite der Mittelwert der beiden Filterungen verwendet werden. In beiden Fällen können die beiden Filterungen phasenbehaftet sein. Es ist lediglich erforderlich, dass die beiden Filterungen relativ zueinander invers phasenbehaftet sind, so dass der durch die eine Filterung bewirkte Phasenversatz durch die andere Filterung kompensiert oder ausgeglichen wird. Analoge Vorgehensweisen sind gegebenenfalls bezüglich der Isttemperaturen möglich.
  • Es ist möglich, dass die anfängliche Sollbreite vorgegeben wird. Alternativ kann die anfängliche Sollbreite anhand der den Abschnitten zugeordneten Istbreite ermittelt werden.
  • Es ist möglich, dass die vorbestimmte Stelle fest vorgegeben ist. Alternativ ist es möglich, dass die vorbestimmte Stelle den Breitensteuereinrichtungen (gegebenenfalls individuell für jede Breitensteuereinrichtung) vorgegeben wird. Beispielsweise kann für die jeweilige Breitensteuereinrichtung als vorbestimmte Stelle die Mitte zwischen dem zugeordneten Walzgerüst und dem unmittelbar nachgeordneten Walzgerüst vorgegeben werden. Auch ist es gegebenenfalls möglich, als vorbestimmte Stelle den Ort vorzugeben, an welchem ein Schlingenheber am Metallband angreift.
  • Vorzugsweise wird zumindest für das von dem Metallband zuerst durchlaufene Walzgerüst der Fertigstraße ein Zeitpunkt erfasst, zu dem das Metallband in dieses Walzgerüst einläuft. In diesem Fall kann anhand dieses Zeitpunkts die Wegverfolgung angepasst werden, also insbesondere zeitgerecht gestartet werden.
  • Es ist alternativ möglich, die Istbreite am Auslauf der Vorstraße oder am Einlauf der Fertigstraße zu erfassen. Ebenso ist es alternativ möglich, die Isttemperatur am Auslauf der Vorstraße oder am Einlauf der Fertigstraße zu erfassen. Es ist weiterhin alternativ möglich, zunächst für das gesamte Metallband (also für alle Abschnitte des Metallbandes) die jeweilige Istbreite und die jeweilige Isttemperatur zu erfassen und erst danach die Tiefpassfilterungen vorzunehmen. Alternativ ist es möglich, die Tiefpassfilterungen simultan mit dem Erfassen der Istbreite und der Isttemperatur vorzunehmen. Ein Vornehmen der Tiefpassfilterungen vorab ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Istbreite und die Isttemperatur am Auslauf der Vorstraße erfasst werden. Ein Vornehmen der Tiefpassfilterungen simultan mit dem Erfassen der Istbreite und der Isttemperatur ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Istbreite und die Isttemperatur am Einlauf der Fertigstraße erfasst werden. Je nachdem, wie viel Zeit zwischen den Tiefpassfilterungen und dem Einlaufen der Abschnitte des Metallbandes in das erste Walzgerüst der Fertigstraße vergeht, kann es erforderlich sein, die zeitliche Entwicklung der Temperatur der Abschnitte mittels eines Temperaturmodells fortzuschreiben.
  • Die Anzahl an Walzgerüsten der Fertigstraße kann nach Bedarf bestimmt sein. In der Regel beträgt die Anzahl an Walzgerüsten 3 bis 8, meist 4 bis 7, insbesondere 5 oder 6.
  • Als Metall kommen insbesondere Stahl, Aluminium und Kupfer in Frage. Es ist jedoch auch möglich, dass das Metallband aus einem anderen Metall besteht.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es an verschiedenen Stellen erforderlich, die Geschwindigkeit des Metallbandes zu kennen. Hierzu ist es möglich, direkt eine entsprechende Geschwindigkeitsmessung vorzunehmen. Alternativ ist es möglich, die jeweilige Geschwindigkeit dadurch zu ermitteln, dass - bezogen auf die Stelle, für welche die Geschwindigkeit des Metallbandes erfasst werden soll - die Umfangsgeschwindigkeit von Walzen eines vorgeordneten Walzgerüsts erfasst wird und daraus unter Berücksichtigung der Voreilung die Geschwindigkeit des Metallbandes ermittelt wird. In analoger Weise ist es umgekehrt möglich, die jeweilige Geschwindigkeit dadurch zu ermitteln, dass die Umfangsgeschwindigkeit von Walzen eines nachgeordneten Walzgerüsts erfasst wird und daraus unter Berücksichtigung der Nacheilung die Geschwindigkeit des Metallbandes ermittelt wird.
  • In vielen Fällen ist eine Endwalztemperatur vorgegeben, welche das Metallband am Auslauf der Fertigstraße aufweisen soll. In diesem Fall wird vorzugsweise die Endwalztemperatur als Solltemperatur verwendet. Die Isttemperatur der Abschnitte des Metallbandes hingegen wird vorzugsweise während des Durchlaufens der Abschnitte des Metallbandes durch die Fertigstraße kontinuierlich modellgestützt nachgeführt.
  • Die Parameter des Walzvorgangs können nach Bedarf bestimmt sein. In der Regel werden als Parameter des Walzvorgangs, bezogen auf das zugeordnete Walzgerüst, die Walzkraft, das Walzmoment, die Bandgeschwindigkeit einlaufseitig und/oder auslaufseitig des zugeordneten Walzgerüsts, der Walzspalt, die Stichabnahme, die gedrückte Länge an Metallband und Materialgrößen des Metallbandes herangezogen.
  • Im einfachsten Fall wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens nur die Breitung beim Walzen in den Walzgerüsten selbst berücksichtigt. Vorzugsweise jedoch ist vorgesehen, dass die jeweilige Breitensteuereinrichtung für die in dem zugeordneten Walzgerüst bereits gewalzten Abschnitte des Metallbandes
    • die Sollbreite nach dem Walzen in Abhängigkeit von dem Abstand zum nachgeordneten Walzgerüst, der Bandgeschwindigkeit auslaufseitig des zugeordneten Walzgerüsts, dem im Metallband nach dem zugeordneten Walzgerüst gewünschten Sollzug, der Solltemperatur und Materialkenngrößen des Metallbandes nachführt und
    • die Istbreite nach dem Walzen in Abhängigkeit von dem Abstand zum nachgeordneten Walzgerüst, der Bandgeschwindigkeit auslaufseitig des zugeordneten Walzgerüsts, dem um den hinteren Zusatzsollwert korrigierten im Metallband nach dem zugeordneten Walzgerüst gewünschten Sollzug, der Isttemperatur und den Materialkenngrößen des Metallbandes nachführt.
  • Durch diese Vorgehensweise kann auch das Kriechen der Breite zwischen den Walzgerüsten berücksichtigt werden.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung die Fertigstraße gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren betreibt.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung für eine Fertigstraße mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Fertigstraße mit einem erfindungsgemäßen Computerprogramm programmiert, so dass die Steuereinrichtung die Fertigstraße gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren betreibt.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Fertigstraße zum Walzen eines Metallbandes mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung der Fertigstraße derart ausgebildet, dass sie die Fertigstraße gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren betreibt.
  • 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 in schematischer Darstellung:
    • FIG 1
    eine Warmbandstraße,
    FIG 2
    Abschnitte eines Metallbandes,
    FIG 3
    ein Ablaufdiagramm,
    FIG 4 bis 6
    Filterungen und
    FIG 7
    einen Abschnitt einer Fertigstraße und eine Breitensteuereinrichtung.
  • Gemäß FIG 1 weist eine Warmbandstraße zum Walzen eines Metallbandes 1 eine Vorstraße 2, eine Fertigstraße 3 und eine Haspeleinrichtung 4 auf. Die Vorstraße 2 kann in Einzelfällen - beispielsweise in dem Fall, dass das Metallband 1 bereits relativ dünn gegossen wird - entfallen. Die Fertigstraße 3 weist gemäß FIG 1 mehrere Walzgerüste 5 auf, die von dem Metallband 1 nacheinander durchlaufen werden. Die Anzahl an Walzgerüsten 5 liegt in der Regel zwischen drei und acht, insbesondere zwischen vier und sieben, beispielsweise bei fünf oder sechs. Bei dem Metallband 1 kann es sich beispielsweise um ein Stahlband, um ein Aluminiumband, um ein Kupferband oder um ein Band aus einem anderen Metall handeln.
  • Die Warmbandstraße - insbesondere die Fertigstraße 3 - wird von einer Steuereinrichtung 6 gesteuert. Die Steuereinrichtung 6 ist mit einem Computerprogramm 7 programmiert. Das Computerprogramm 7 umfasst Maschinencode 8, der von der Steuereinrichtung 6 abarbeitbar ist. Die Abarbeitung des Maschinencodes 8 durch die Steuereinrichtung 6 bewirkt, dass die Steuereinrichtung 6 die Fertigstraße 3 gemäß einem Verfahren betreibt, das nachfolgend in Verbindung mit FIG 2 und den weiteren Figuren näher erläutert wird. Aufgrund der Programmierung mit dem Computerprogramm 7 betreibt die Steuereinrichtung 6 die Fertigstraße 3 also entsprechend.
  • Das Metallband 1 wird innerhalb der Steuereinrichtung 6 virtuell in Abschnitte 9 unterteilt. Die Abschnitte 9 können beispielsweise gemäß FIG 2 durch eine einheitliche Länge l, durch eine einheitliche Masse m oder durch eine Erfassung in zeitlich äquidistanten Schritten definiert sein.
  • Gemäß FIG 3 wird in einem Schritt S1 für die Abschnitte 9 des Metallbandes 1 jeweils deren Istbreite b0 und deren Isttemperatur T0 erfasst. Das Erfassen der Istbreite b0 und der Isttemperatur T0 erfolgt vor dem Einlaufen der entsprechenden Abschnitte 9 in die Fertigstraße 3. Beispielsweise können gemäß FIG 1 am Auslauf der Vorstraße 2 entsprechende Messeinrichtungen angeordnet sein. Alternativ können die Messeinrichtungen am Einlauf der Fertigstraße 3 angeordnet sein. Es ist möglich, dass die Erfassung der Istbreiten b0 und der Isttemperaturen T0 für alle Abschnitte 9 abgeschlossen ist, noch bevor der vorderste Abschnitt 9 des Metallbandes 1 in die Fertigstraße 3 einläuft. Alternativ ist es möglich, dass die Erfassung der Istbreiten b0 und der Isttemperaturen T0 für hintere Abschnitte 9 des Metallbandes 1 noch durchgeführt wird, während vordere Abschnitte 9 des Metallbandes 1 bereits in die Fertigstraße 3 eingelaufen sind. Unabhängig von der konkret ergriffenen Vorgehensweise erfolgt die Erfassung jedoch derart, dass die nachfolgend in einem Schritt S2 erfolgende Zuordnung einer Istbreite b und einer Isttemperatur T für jeden Abschnitt 9 abgeschlossen ist, bevor der entsprechende Abschnitt 9 in die Fertigstraße 3 einläuft.
  • Im einfachsten Fall werden im Schritt S2 den Abschnitten 9 unmittelbar die erfassten Istbreiten b0 und Isttemperaturen T0 zugeordnet. Vorzugsweise werden jedoch zumindest die erfassten Istbreiten b0, vorzugsweise auch die erfassten Isttemperaturen T0, jedoch gefiltert. Insbesondere kann entsprechend der Darstellung in den Figuren 4 bis 6 eine Tiefpassfilterung erfolgen. Im Falle einer Filterung werden im Schritt S2 für jeden Abschnitt 9 eine jeweilige gefilterte Istbreite bF und eine jeweilige gefilterte Isttemperatur TF ermittelt.
  • Die Filterung des Schrittes S2 erfolgt vorzugsweise derart, dass die gefilterten Istbreiten bF gegenüber den ursprünglichen, ungefilterten Istbreiten b0 keinen Phasenversatz aufweisen (Nullphasenfilterung). Beispielsweise kann zu diesem Zweck gemäß FIG 4 eine Filterung mit einer Gaussschen Glockenkurve (oder einer anderen, symmetrischen Glockenkurve) erfolgen. Alternativ wird eine der beiden folgenden Vorgehensweisen ergriffen.
  • Zum einen ist es entsprechend der Darstellung in FIG 5 möglich, dass die erfassten Istbreiten b0 zunächst in einem ersten Filterblock 10 einer ersten Filterung unterzogen werden. Dadurch werden vorläufig gefilterte Istbreiten bV ermittelt. Die vorläufig gefilterten Istbreiten bV werden sodann in einem nachfolgenden zweiten Filterblock 11 einer zweiten Filterung unterzogen. Das Ergebnis der zweiten Filterung sind die gefilterten Istbreiten bF. In diesem Fall können zwar sowohl die erste Filterung im ersten Filterblock 10 als auch die zweite Filterung im zweiten Filterblock 11 phasenbehaftet sein. Entscheidend ist in diesem Fall, die beiden Filterungen in den beiden Filterblöcken 10, 11 relativ zueinander invers phasenbehaftet sind. Die zweite Filterung im zweiten Filterblock 11 kompensiert somit den Phasenversatz, der durch die erste Filterung im ersten Filterblock 10 bewirkt wurde.
  • Alternativ ist es entsprechend der Darstellung in FIG 6 möglich, die beiden Filterungen in den beiden Filterblöcken 10, 11 parallel durchzuführen. In diesem Fall werden also die erfassten Istbreiten b0 sowohl der ersten Filterung als auch der zweiten Filterung unterzogen. Die Ergebnisse der beiden Filterungen werden in diesem Fall einem Knotenpunkt zugeführt, in dem der Mittelwert der beiden Filterungen gebildet wird. Der Mittelwert entspricht in diesem Fall der gefilterten Istbreite bF.
  • Für die Ermittlung der gefilterten Isttemperaturen TF können analoge Vorgehensweisen ergriffen werden. Im Regelfall wird für die Ermittlung der gefilterten Isttemperaturen TF die gleiche Art der Filterung verwendet wie für die Ermittlung der gefilterten Istbreiten bF. Zwingend ist dies jedoch nicht erforderlich. Vorzugsweise sollte auch bezüglich der Isttemperaturen T0 eine Nullphasenfilterung erfolgen.
  • Im Falle einer Filterung werden die für den jeweiligen Abschnitt 9 des Metallbandes 1 ermittelte gefilterte Istbreite bF und die für den jeweiligen Abschnitt 9 des Metallbandes 1 ermittelte gefilterte Isttemperatur TF also dem jeweiligen Abschnitt 9 als (neue) Istbreite b bzw. (neue) Isttemperatur T zugeordnet. Weiterhin werden dem jeweiligen Abschnitt 9 in einem Schritt S3 als Sollbreite b* eine anfängliche Sollbreite b0* und als Solltemperatur T* eine anfängliche Solltemperatur T0* zugeordnet.
  • Es ist möglich, dass die anfängliche Sollbreite b0* der Steuereinrichtung 6 von außen vorgegeben wird, beispielsweise von einer (nicht dargestellten) übergeordneten Steuereinrichtung oder von einem Bediener 12. Alternativ ist es möglich, dass die Steuereinrichtung 6 die anfängliche Sollbreite b0* anhand der den Abschnitten 9 zugeordneten Istbreite b ermittelt. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 6 eine Mittelwertbildung über alle Abschnitte 9 des Metallbandes 1 vornehmen. In der Regel ist weiterhin der Steuereinrichtung 6 eine Endwalztemperatur vorgegeben, d.h. diejenige Temperatur, welche das Metallband 1 beim Austreten aus der Fertigstraße 3 aufweisen soll. Es ist möglich, dass diese Temperatur als anfängliche Solltemperatur T0* verwendet wird oder die anfängliche Solltemperatur T0* anhand der Endwalztemperatur ermittelt wird.
  • Die Steuereinrichtung 6 implementiert aufgrund der Abarbeitung des Computerprogramms 7 in einem Schritt S4 eine Wegverfolgung für die Abschnitte 9 des Metallbandes 1. Der Steuereinrichtung 6 ist daher zu jedem Zeitpunkt bekannt, welcher Abschnitt 9 des Metallbandes 1 sich an welcher Stelle der Fertigstraße 3 befindet. Die Implementierung einer Wegverfolgung ist Fachleuten allgemein bekannt und muss daher nicht näher erläutert werden.
  • Zur korrekten Wegverfolgung der Abschnitte 9 des Metallbandes 1 ist es oftmals erforderlich, einen Zeitpunkt t1 zu erfassen, zu dem das Metallband 1 - genauer: der vorderste Abschnitt 9 des Metallbandes 1 - in das von dem Metallband 1 zuerst durchlaufene Walzgerüst 5 einläuft. Der Zeitpunkt t1 kann beispielsweise dadurch erfasst werden, dass die Walzkraft dieses Walzgerüsts 5 sprunghaft ansteigt. In analoger Weise können auch für die anderen Walzgerüste 5 der Fertigstraße 3 entsprechende Zeitpunkte t2, t3 usw. erfasst werden. Anhand der erfassten Zeitpunkte t1, t2 usw. kann in diesem Fall die Wegverfolgung angepasst werden.
  • Die Steuereinrichtung 6 implementiert aufgrund der Abarbeitung des Computerprogramms 7 weiterhin in einem Schritt S5 zumindest für die Walzgerüste 5 mit Ausnahme des letzten Walzgerüsts 5 der Fertigstraße 3 jeweils eine Breitensteuereinrichtung 13. Die jeweilige Breitensteuereinrichtung 13 ist dem jeweiligen Walzgerüst 5 zugeordnet. Es ist möglich, dass auch für das letzte Walzgerüst 5 der Fertigstraße 3 eine derartige Breitensteuereinrichtung 13 vorhanden ist. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Nachfolgend werden in Verbindung mit FIG 7 - stellvertretend für alle Breitensteuereinrichtungen 13 - der Aufbau und die Wirkungsweise einer der Breitensteuereinrichtungen 13 erläutert. Für die anderen Breitensteuereinrichtungen 13 gelten analoge Ausführungen.
  • Die Breitensteuereinrichtung 13 ist einem bestimmten Walzgerüst 5 zugeordnet. In der Darstellung von FIG 7 ist dies das mittlere Walzgerüst 5, nachfolgend als zugeordnetes Walzgerüst bezeichnet und mit dem Bezugszeichen 5b versehen. Das dem zugeordneten Walzgerüst 5b vorgeordnete Walzgerüst 5 wird nachfolgend mit dem Bezugszeichen 5a versehen. In analoger Weise wird das dem zugeordneten Walzgerüst 5b nachgeordnete Walzgerüst 5 nachfolgend mit dem Bezugszeichen 5c versehen.
  • Die Breitensteuereinrichtung 13 weist zumindest Funktionsblöcke 14 bis 19 auf.
  • Dem Funktionsblock 14 werden folgende Größen zugeführt:
    • Die Sollbreite b*, die dem in dem zugeordneten Walzgerüst 5b momentan gewalzten Abschnitt 9 des Metallbandes 1 vor dem Walzen in dem zugeordneten Walzgerüst 5b zugeordnet ist. Im Falle der dem ersten Walzgerüst 5 der Fertigstraße 3 zugeordneten Breitensteuereinrichtung 13 korrespondiert die Sollbreite b* mit der anfänglichen Sollbreite b*. Im Falle der anderen Breitensteuereinrichtungen 13 wird die Sollbreite b* vom Funktionsblock 15 der dem vorgeordneten Walzgerüst 5a zugeordneten Breitensteuereinrichtung 13 zur Verfügung gestellt.
    • Ein Sollzug Z1*, der im Metallband 1 vor dem zugeordneten Walzgerüst 5b herrschen soll. Der Sollzug Z1* ist durch eine entsprechende Vorgabe von der übergeordneten Steuereinrichtung bestimmt. Gegebenenfalls können zusätzlich Steuereingriffe des Bedieners 12 berücksichtigt werden.
    • Ein Sollzug Z2*, der im Metallband 1 hinter dem zugeordneten Walzgerüst 5b herrschen soll. Der Sollzug Z2* ist durch eine entsprechende Vorgabe von der übergeordneten Steuereinrichtung bestimmt. Auch hier können gegebenenfalls zusätzlich Steuereingriffe des Bedieners 12 berücksichtigt werden.
    • Die Solltemperatur T*, die dem in dem zugeordneten Walzgerüst 5b momentan gewalzten Abschnitt 9 des Metallbandes 1 vor dem Walzen in dem zugeordneten Walzgerüst 5b zugeordnet ist.
    • Parameter P des im zugeordneten Walzgerüst 5b erfolgenden Walzvorgangs. Als Parameter P des Walzvorgangs können beispielsweise, immer bezogen auf das zugeordnete Walzgerüst 5b, die Walzkraft, das Walzmoment, die Bandgeschwindigkeit einlaufseitig und/oder auslaufseitig des zugeordneten Walzgerüsts, der Walzspalt, die Stichabnahme, die gedrückte Länge an Metallband 1 und - gegebenenfalls temperaturabhängige - Materialgrößen M des Metallbandes 1 herangezogen werden. Die Materialkenngrößen M können beispielsweise den Elastizitätsmodul, die Streckgrenze, den Umformwiderstand und dergleichen mehr umfassen.
  • Anhand der dem Funktionsblock 14 zugeführten Größen ermittelt der Funktionsblock 14 eine Sollbreite nach dem Walzen in dem zugeordneten Walzgerüst 5b. Der Funktionsblock 14 ordnet dem entsprechenden Abschnitt 9 des Metallbandes 1 die ermittelte Sollbreite als neue Sollbreite b* zu. Die neue Sollbreite b* führt der Funktionsblock 14 dem Funktionsblock 15 zu. Der Funktionsblock 14 modelliert also intern bezogen auf die Sollwerte b*, T* des jeweiligen Abschnittes 9 des Metallbandes 1 dessen Breitungsverhalten im Walzspalt des zugeordneten Walzgerüsts 5b. Der Funktionsblock 14 umfasst somit intern ein auf mathematisch-physikalischen Gleichungen - insbesondere algebraische und Differenzialgleichungen - basierendes Modell des zugeordneten Walzgerüsts 5b. Derartige Modelle sind Fachleuten als solche bekannt, siehe die beiden eingangs erwähnten Fachaufsätze "Strip width variation behaviour and its mathematical model in hot strip finishing mills" von Atsushi Ishii et al. und "Direct Width Control Systems Based on Width Prediction Models in Hot Strip Mill" von Cheol Jae Park et al.
  • Der Funktionsblock 15 ist im einfachsten Fall als einfacher Pufferspeicher nach Art eines Schieberegisters oder dergleichen ausgebildet, in dem lediglich der Transport der Abschnitte 9 des Metallbandes 1 (einschließlich der den Abschnitten 9 zugeordneten Sollgrößen b*, T*) zum nachfolgenden Walzgerüst 5c modelliert wird. Vorzugsweise jedoch werden dem Funktionsblock 15 der im Metallband 1 nach dem zugeordneten Walzgerüst 5b gewünschte Sollzug Z2* und die Materialkenngrößen M des Metallbandes 1 zugeführt. In diesem Fall implementiert der Funktionsblock 15 zusätzlich zum reinen Transport der Abschnitte 9 des Metallbandes 1 das Kriechverhalten der Sollbreiten b* der im Funktionsblock 15 gepufferten Abschnitte 9 des Metallbandes 1. Der Funktionsblock 15 führt also für die gepufferten Abschnitte 9 die jeweilige Sollbreite b* nach dem Walzen in dem zugeordneten Walzgerüst 5b in Abhängigkeit von dem im Metallband 1 nach dem zugeordneten Walzgerüst 5b gewünschten Sollzug Z2*, der Solltemperatur T* und den Materialkenngrößen M des Metallbandes 1 nach. Implizit gehen in die Ermittlung des Funktionsblocks 15 weiterhin der Abstand a zum nachgeordneten Walzgerüst 5c (genauer: der Abstand a zuzüglich dem zwischen dem zugeordneten Walzgerüst 5b und dem nachgeordneten Walzgerüst 5c gespeicherten Bandvorrat) und die Bandgeschwindigkeit v hinter dem zugeordneten Walzgerüst 5b ein. Denn diese beiden Größen a, v bestimmen die Transportzeit, für welche die Abschnitte 9 des Metallbandes 1 sich im Zwischengerüstbereich zwischen dem zugeordneten Walzgerüst 5b und dem nachgeordneten Walzgerüst 5c befinden. Der Funktionsblock 15 stellt zum Zeitpunkt des Walzens eines jeweiligen Abschnitts 9 des Metallbandes 1 im nachgeordneten Walzgerüst 5c die Sollbreite b* vor dem Walzen in dem nachgeordneten Walzgerüst 5c der dem nachgeordneten Walzgerüst 5c zugeordneten Breitensteuereinrichtung 13 zur Verfügung.
  • Der Abstand a ist eine feste Größe, die nur einmal parametriert werden muss. Falls auch der gespeicherte Bandvorrat mit berücksichtigt werden soll, ist dies einfach möglich. Denn der gespeicherte Bandvorrat kann auf einfache Weise durch die Position eines Schlingenhebers 20 ermittelt werden, der zwischen dem zugeordneten Walzgerüst 5b und dem nachgeordneten Walzgerüst 5c angeordnet ist. Die Bandgeschwindigkeit v kann im Betrieb variieren. Es ist möglich, die Bandgeschwindigkeit v mittels einer entsprechenden Messeinrichtung direkt zu messen. Alternativ kann die Umfangsgeschwindigkeit von Walzen des zugeordneten Walzgerüsts 5b gemessen werden und daraus in Verbindung mit der bekannten Voreilung die Bandgeschwindigkeit v ermittelt werden. Wiederum alternativ kann die Umfangsgeschwindigkeit von Walzen des nachgeordneten Walzgerüsts 5 gemessen werden und daraus in Verbindung mit der bekannten Nacheilung die Bandgeschwindigkeit v ermittelt werden. Welche Vorgehensweise ergriffen wird, liegt im Belieben des Fachmanns.
  • Der Funktionsblock 16 ist vom Ansatz her bau- und funktionsgleich zum Funktionsblock 14. Es sind jedoch folgende Eingangsgrößen geändert:
    • Anstelle der Sollbreite b* wird die Istbreite b des momentan im zugeordneten Walzgerüst 5b gewalzten Abschnitts 9 des Metallbandes 1 herangezogen. Im Falle der dem ersten Walzgerüst 5 der Fertigstraße 3 zugeordneten Breitensteuereinrichtung 13 korrespondiert die Istbreite b mit der den Abschnitten 9 im Schritt S2 von FIG 3 zugeordneten Istbreite b. Im Falle der anderen Breitensteuereinrichtungen 13 wird die Istbreite b vom Funktionsblock 17 der dem vorgeordneten Walzgerüst 5a zugeordneten Breitensteuereinrichtung 13 zur Verfügung gestellt.
    • Anstelle des Sollzuges Z1* wird ein um einen vorderen Zusatzsollwert δZ1* korrigierter Sollzug herangezogen. Im Falle der dem ersten Walzgerüst 5 der Fertigstraße 3 zugeordneten Breitensteuereinrichtung 13 weist der vordere Zusatzsollwert δZ1* den Wert 0 auf. Im Falle der anderen Breitensteuereinrichtungen 13 wird der vordere Zusatzsollwert δZ1* vom Funktionsblock 19 der dem vorgeordneten Walzgerüst 5 zugeordneten Breitensteuereinrichtung 13 zur Verfügung gestellt.
    • Anstelle des Sollzuges Z2* wird ein um einen hinteren Zusatzsollwert δZ2* korrigierter Sollzug herangezogen. Der hintere Zusatzsollwert δZ2* wird gemäß FIG 7 vom Funktionsblock 19 der jeweiligen Breitensteuereinrichtung 13 zur Verfügung gestellt.
    • Anstelle der Solltemperatur T* wird die Isttemperatur T herangezogen. Im Falle der dem ersten Walzgerüst 5 der Fertigstraße 3 zugeordneten Breitensteuereinrichtung 13 korrespondiert die Isttemperatur T mit der den Abschnitten 9 im Schritt S2 von FIG 3 zugeordneten Isttemperatur T. Im Falle der anderen Breitensteuereinrichtungen 13 wird die Isttemperatur T von der dem vorgeordneten Walzgerüst 5a zugeordneten Breitensteuereinrichtung 13 zur Verfügung gestellt.
  • Die übrigen Größen sind identisch mit denen des Funktionsblocks 14.
  • Anhand der dem Funktionsblock 16 zugeführten Größen ermittelt der Funktionsblock 16 eine Istbreite nach dem Walzen im dem zugeordneten Walzgerüst 5b. Der Funktionsblock 16 ordnet dem entsprechenden Abschnitt 9 des Metallbandes 1 die ermittelte Istbreite als neue Istbreite b zu. Die neue Istbreite b führt der Funktionsblock 16 dem Funktionsblock 17 zu. Der Funktionsblock 16 modelliert also intern bezogen auf die Istwerte b, T des jeweiligen Abschnittes 9 des Metallbandes 1 dessen Breitungsverhalten im Walzspalt des zugeordneten Walzgerüsts 5b.
  • Der Funktionsblock 17 ist vom Ansatz her bau- und funktionsgleich zum Funktionsblock 15. Falls der Funktionsblock 17 jedoch - analog zum Funktionsblock 15 - nicht nur den Transport der Abschnitte 9 des Metallbandes 1 (einschließlich der den Abschnitten 9 zugeordneten Istgrößen b, T) zum nachgeordneten Walzgerüst 5c, sondern auch das das Kriechverhalten der Istbreiten b der im Funktionsblock 15 gepufferten Abschnitte 9 des Metallbandes 1 implementiert, werden dem Funktionsblock 17 der um den hinteren Zusatzsollwert δZ2* korrigierte Sollzug Z2* und weiterhin - wie auch beim Funktionsblock 15 - die Materialkenngrößen M des Metallbandes 1 zugeführt. In diesem Fall führt der Funktionsblock 17 also für die gepufferten Abschnitte 9 die jeweilige Istbreite b nach dem Walzen in dem zugeordneten Walzgerüst 5b in Abhängigkeit von dem um den hinteren Zusatzsollwert δZ2* korrigierten Sollzug Z2*, der Isttemperatur T und den Materialkenngrößen M des Metallbandes 1 nach. Implizit gehen in die Ermittlung des Funktionsblocks 17 wie zuvor beim Funktionsblock 15 auch der Abstand a zum nachgeordneten Walzgerüst 5c und die Bandgeschwindigkeit v hinter dem zugeordneten Walzgerüst 5b ein.
  • Weiterhin - und hier besteht ein Unterschied zum Funktionsblock 15 - führt der Funktionsblock 17 in der Regel die Isttemperatur T der Abschnitte 9, die im Funktionsblock 17 gepuffert sind, kontinuierlich modellgestützt nach. Die entsprechenden Modelle sind dem Fachmann aus den beiden oben genannten Fachaufsätzen und auch anderweitig bekannt. Im Ergebnis wird daher während des Durchlaufens der Abschnitte 9 des Metallbandes 1 durch die Fertigstraße 3 die Isttemperatur T der Abschnitte 9 kontinuierlich modellgestützt nachgeführt.
  • Dem Funktionsblock 18 werden vom Funktionsblock 14 die neu ermittelte Sollbreite b* und vom Funktionsblock 15 die neu ermittelte Istbreite b zugeführt. Der Funktionsblock 15 bildet die Differenz δb zwischen Sollbreite b* und Istbreite b. Weiterhin puffert der Funktionsblock 18 die von ihm ermittelte Differenz δb. Die Pufferung ist derart bestimmt, dass der Abschnitt 9 des Metallbandes 1, auf den die ermittelte Differenz δb bezogen ist, sich zu dem Zeitpunkt, zu dem die Differenz δb vom Funktionsblock 18 ausgegeben wird, an einer vorbestimmten Stelle zwischen dem zugeordneten Walzgerüst 5b und dem nachgeordneten Walzgerüst 5c befindet.
  • Die vorbestimmte Stelle kann nach Bedarf festgelegt sein. Bei der vorbestimmten Stelle kann es sich beispielsweise um denjenigen Ort handeln, an welchem der dem zugeordneten Walzgerüst 5b nachgeordnete Schlingenheber 20 auf das Metallband 1 wirkt. Alternativ kann es sich um einen Ort im Bereich der Mitte zwischen dem zugeordneten Walzgerüst 5b und dem nachgeordneten Walzgerüst 5c handeln, insbesondere exakt um die Mitte. Vorzugsweise kann die vorbestimmte Stelle der jeweiligen Breitensteuereinrichtung 13 vorgegeben werden, insbesondere vom Bediener 12 oder von der bereits erwähnten übergeordneten Steuereinrichtung.
  • Der Funktionsblock 18 führt die Differenz δb dem Funktionsblock 19 zu. Dem Funktionsblock 19 werden weiterhin der Sollzug Z2*, die Solltemperatur T* und die Isttemperatur T sowie die Parameter P des im jeweiligen Walzgerüst 5 erfolgenden Walzvorgangs zugeführt. Oftmals werden dem Funktionsblock 19 weiterhin die von den Funktionsblöcken 14 und 16 ausgegebenen Breiten b*, b als solche zugeführt. Anhand der ihm zugeführten Größen ermittelt der Funktionsblock 19 den hinteren Zusatzsollwert δZ2*. Die Ermittlung erfolgt derart, dass die Istbreite b des im zugeordneten Walzgerüst 5b gewalzten Abschnitts 9 des Metallbandes 1 der Sollbreite b* des gewalzten Abschnitts 9 angenähert wird. Insbesondere erfolgt die Ermittlung vorzugsweise derart, dass die Annäherung für den Zeitpunkt optimiert wird, zu dem der Abschnitt 9, für den der hintere Zusatzsollwert δZ2* ermittelt wird, aus dem nachgeordneten Walzgerüst 5c ausläuft.
  • Es ist möglich, dass die Ermittlung derart erfolgt, dass die Istbreite b gleich der Sollbreite b* wird, also eine vollständige Korrektur erfolgt. Alternativ ist es möglich, dass nur eine teilweise Korrektur erfolgt. Welche Vorgehensweise im Einzelfall ergriffen wird, liegt im Belieben des Fachmanns. Insbesondere ist es möglich, für die vorderen Walzgerüste 5 der Fertigstraße 3 eine vollständige oder nahezu vollständige Korrektur vorzunehmen, so dass in den hinteren Walzgerüsten 5 der Fertigstraße 3 keine oder nur noch Restkorrekturen vorgenommen werden müssen.
  • Der Funktionsblock 19 führt den hinteren Zusatzsollwert δZ2* weiterhin einem Zugregler 21 zu. Dem Zugregler 21 werden weiterhin der Sollzug Z2* und ein Istzug Z2, der im Metallband 1 hinter dem zugeordneten Walzgerüst 5b herrscht, zugeführt. Der Zugregler 21 stellt den Istzug Z2, der im Metallband 1 hinter dem zugeordneten Walzgerüst 5b herrscht, entsprechend dem um den hinteren Zusatzsollwert δZ2* korrigierten Sollzug Z2* ein. Beispielsweise kann der Zugregler 21 zu diesem Zweck entsprechend der Darstellung in FIG 7 auf den Schlingenheber 20 wirken. Alternativ oder zusätzlich kann der Zugregler 21 auf die Walzenumfangsgeschwindigkeit des zugeordneten Walzgerüsts 5b und/oder des nachgeordneten Walzgerüsts 5c einwirken. Alternativ oder zusätzlich kann der Zugregler 21 auf die Anstellung des nachgeordneten Walzgerüsts 5c einwirken.
  • Zusammengefasst betrifft die vorliegende Erfindung somit folgenden Sachverhalt:
    • Vor dem Walzen eines Metallbandes 1 in einer Fertigstraße 3 werden für Abschnitte 9 des Metallbandes 1 jeweils deren Istbreite b0 und deren Isttemperatur T0 erfasst. Aus den erfassten Größen b0, T0 abgeleitete Größen bF, TF und die korrespondierenden Sollgrößen b*, T* werden den Abschnitten 9 zugeordnet. Die Abschnitte 9 des Metallbandes 1 werden während des Durchlaufens der Fertigstraße 3 wegverfolgt. Den Walzgerüsten 5 ist jeweils eine Breitensteuereinrichtung 13 zugeordnet. Die Breitensteuereinrichtungen 13 ermitteln anhand von verschiedenen Eingangsgrößen die Sollbreite b* und die Istbreite b nach dem Walzen im zugeordneten Walzgerüst 5b. Die Breitensteuereinrichtungen 13 ermitteln weiterhin einen hinteren Zusatzsollwert δZ2*, um welchen der Sollzug Z2* hinter dem zugeordneten Walzgerüst 5b korrigiert wird, um die Istbreite b an die Sollbreite b* anzunähern. Der hintere Zusatzsollwert δZ2 wird sowohl bei der Ermittlung der Istbreite b berücksichtigt als auch einem Zugregler 21 zugeführt, der einen im Metallband 1 hinter dem zugeordneten Walzgerüst 5b herrschenden Istzug Z2 entsprechend dem korrigierten Sollzug Z2* einstellt. Für die Ermittlung des hinteren Zusatzsollwertes δZ2* wird unter anderem die Differenz δb von Sollbreite b* und Istbreite b eines Abschnitts 9 des Metallbandes 1 herangezogen, der sich an einer vorbestimmten Stelle hinter dem zugeordneten Walzgerüst 5 befindet.
  • Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. So wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise keinerlei Messung von Temperaturen T und Breiten b innerhalb der Fertigstraße 3 benötigt. Nur vor der Fertigstraße 3 ist eine derartige Erfassung erforderlich. Diese Erfassungen sind üblicherweise vorhanden. Zusätzlich kann am Auslauf der Fertigstraße 3 zur Qualitätskontrolle, zur Adaption der verwendeten Prozessmodelle und eventuell zur optionalen Breitenregelung die Breite b erfasst werden. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Falls zusätzlich zur erfindungsgemäßen Breitensteuerung auch eine Breitenregelung realisiert wird, korrigiert die Breitenregelung in Abhängigkeit von der Istbreite b hinter der Fertigstraße 3 und der Sollbreite b* an dieser Stelle zumindest die Sollbreiten b*, eventuell auch die Istbreiten b. Die Korrektur erfolgt für die einzelnen Walzgerüste 5, denen eine Breitensteuereinrichtung 13 zugeordnet ist. Die Korrektur erfolgt derart, dass die ermittelten Zusatzsollwerte δZ1*, δZ2* die Breitenabweichung am Auslauf der Fertigstraße 3 kompensieren. Die Stelleingriffe werden innerhalb der Fertigstraße 3 auf mehrere Walzgerüste 5 aufgeteilt. Hierbei dominiert vorzugsweise die Kompensation in den vorderen Walzgerüsten 5. In den hinteren Walzgerüsten 5 werden vorzugsweise nur noch Restabweichungen ausgeglichen.
  • 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.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Walzen eines Metallbandes (1) in einer Fertigstraße (3), die mehrere von dem Metallband (1) nacheinander durchlaufene Walzgerüste (5) aufweist,
    - wobei für Abschnitte (9) des Metallbandes (1) vor dem Einlaufen in die Fertigstraße (3) jeweils deren Istbreite (b0) und deren Isttemperatur (T0) erfasst werden,
    - wobei den Abschnitten (9) des Metallbandes (1) jeweils eine aus der erfassten Istbreite (b0) abgeleitete Istbreite (b), eine anfängliche Sollbreite (b0*), eine aus der erfassten Isttemperatur (T0) abgeleitete Isttemperatur (T) und eine Solltemperatur (T*) zugeordnet werden,
    - wobei die Abschnitte (9) des Metallbandes (1) während des Durchlaufens der Fertigstraße (3) wegverfolgt werden,
    - wobei zumindest den Walzgerüsten (5) mit Ausnahme des letzten Walzgerüsts (5) jeweils eine Breitensteuereinrichtung (13) zugeordnet ist,
    - wobei die jeweilige Breitensteuereinrichtung (13) für den in dem zugeordneten Walzgerüst (5b) gewalzten Abschnitt (9) des Metallbandes (1)
    - - anhand von dessen Sollbreite (b*) vor dem Walzen im zugeordneten Walzgerüst (5b), eines im Metallband (1) vor dem zugeordneten Walzgerüst (5b) gewünschten Sollzuges (Z1*), eines im Metallband (1) nach dem zugeordneten Walzgerüst (5b) gewünschten Sollzuges (Z2*), der dem jeweiligen Abschnitt (9) zugeordneten Solltemperatur (T*) und Parametern (P) des im zugeordneten Walzgerüst (5b) erfolgenden Walzvorgangs eine Sollbreite (b*) nach dem Walzen im zugeordneten Walzgerüst (5b) ermittelt und dem jeweiligen Abschnitt (9) des Metallbandes (1) zuordnet,
    - - anhand von dessen Istbreite (b) vor dem Walzen im zugeordneten Walzgerüst (5b), des um einen vorderen Zusatzsollwert (δZ1*) korrigierten im Metallband (1) vor dem zugeordneten Walzgerüst (5b) gewünschten Sollzuges (Z1*), des um einen hinteren Zusatzsollwert (δZ2*) korrigierten im Metallband (1) nach dem zugeordneten Walzgerüst (5b) gewünschten Sollzuges (Z2*), der dem jeweiligen Abschnitt (9) zugeordneten Isttemperatur (T) und den Parametern (P) des im zugeordneten Walzgerüst (5b) erfolgenden Walzvorgangs eine Istbreite (b) nach dem Walzen im zugeordneten Walzgerüst (5b) ermittelt und dem jeweiligen Abschnitt (9) des Metallbandes (1) zuordnet,
    - wobei die jeweilige Breitensteuereinrichtung (13) anhand des im Metallband (1) nach dem zugeordneten Walzgerüst (5b) gewünschten Sollzuges (Z2*), der Solltemperatur (T*) und der Isttemperatur (T) des im zugeordneten Walzgerüst (5b) gewalzten Abschnitts (9) des Metallbandes (1), der Differenz (δb) von Sollbreite (b*) und Istbreite (b) eines Abschnitts (9) des Metallbandes (1), der sich an einer vorbestimmten Stelle hinter dem zugeordneten Walzgerüst (5b) befindet, sowie der Parameter (P) des Walzvorgangs den hinteren Zusatzsollwert (δZ2*) ermittelt,
    - wobei die jeweilige Breitensteuereinrichtung (13) den hinteren Zusatzsollwert (δZ2*) derart ermittelt, dass die Istbreite (b) des im zugeordneten Walzgerüst (5b) gewalzten Abschnitts (9) des Metallbandes (1) der Sollbreite (b*) des gewalzten Abschnitts (9) angenähert wird,
    - wobei die jeweilige Breitensteuereinrichtung (13) den hinteren Zusatzsollwert (δZ2*) einem jeweiligen Zugregler (21) zuführt, der einen im Metallband (1) hinter dem zugeordneten Walzgerüst (5b) herrschenden Istzug (Z2) entsprechend dem um den hinteren Zusatzsollwert (δZ2*) korrigierten Sollzug (Z2*) einstellt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Istbreiten (b0), vorzugsweise auch die erfassten Isttemperaturen (T0), gefiltert werden, insbesondere tiefpassgefiltert.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass durch die Filterung in der gefilterten Größe (bF, TF) gegenüber der ungefilterten Größe (b0, T0) kein Phasenversatz induziert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass entweder die erfassten Größen (b0, T0) in einem symmetrischen Filter gefiltert werden oder die erfassten Größen (b0, T0) einer ersten Filterung unterzogen werden und so vorläufig gefilterte Istgrößen (bV, TV) ermittelt werden und sodann die vorläufig gefilterten Istgrößen (bV, TV) einer zweiten Filterung unterzogen werden und so die gefilterten Istgrößen (bF, TF) ermittelt werden oder die erfassten Größen (b0, T0) sowohl der ersten Filterung als auch der zweiten Filterung unterzogen werden und als gefilterte Istgrößen (bF, TF) die Mittelwerte der beiden Filterungen verwendet werden und dass die beiden Filterungen relativ zueinander invers phasenbehaftet sind.
  5. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die anfängliche Sollbreite (b*) vorgegeben wird oder anhand der den Abschnitten (9) zugeordneten Istbreite (bF) ermittelt wird.
  6. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Stelle vorgegeben wird.
  7. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zumindest für das von dem Metallband (1) zuerst durchlaufene Walzgerüst (5) der Fertigstraße (3) ein Zeitpunkt (t1) erfasst wird, zu dem das Metallband (1) in dieses Walzgerüst (5) einläuft, und dass anhand dieses Zeitpunkts (t0) die Wegverfolgung angepasst wird.
  8. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Endwalztemperatur vorgegeben ist und die Endwalztemperatur als Solltemperatur (T*) verwendet wird und/oder dass während des Durchlaufens der Abschnitte (9) des Metallbandes (1) durch die Fertigstraße (3) die Isttemperatur (T) kontinuierlich modellgestützt nachgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter (P) des Walzvorgangs, bezogen auf das zugeordnete Walzgerüst (5b), die Walzkraft, das Walzmoment, die Bandgeschwindigkeit (v) einlaufseitig und/oder auslaufseitig des zugeordneten Walzgerüsts (5b), der Walzspalt, die Stichabnahme, die gedrückte Länge an Metallband (1) und Materialgrößen (M) des Metallbandes (1) herangezogen werden.
  10. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Breitensteuereinrichtung (13) für die in dem zugeordneten Walzgerüst (5b) bereits gewalzten Abschnitte (9) des Metallbandes (1)
    - die Sollbreite (b*) nach dem Walzen in Abhängigkeit von dem Abstand (a) zum nachgeordneten Walzgerüst (5c), der Bandgeschwindigkeit (v) hinter dem zugeordneten Walzgerüst (5b), dem im Metallband (1) nach dem zugeordneten Walzgerüst (5b) gewünschten Sollzug (Z2*), der Solltemperatur (T*) und Materialkenngrößen (M) des Metallbandes (1) nachführt und
    - die Istbreite (bF) nach dem Walzen in Abhängigkeit von dem Abstand (a) zum nachgeordneten Walzgerüst (5c), der Bandgeschwindigkeit (v) hinter dem zugeordneten Walzgerüst (5b), dem um den hinteren Zusatzsollwert (δZ2*) korrigierten im Metallband (1) nach dem zugeordneten Walzgerüst (5b) gewünschten Sollzug (Z2*), der Isttemperatur (T) und den Materialkenngrößen (M) des Metallbandes (1) nachführt.
  11. Computerprogramm, das Maschinencode (8) umfasst, der von einer Steuereinrichtung (6) für eine Fertigstraße (3) abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes (8) durch die Steuereinrichtung (6) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (6) die Fertigstraße (3) gemäß einem Verfahren nach einem der obigen Ansprüche betreibt.
  12. Steuereinrichtung für eine Fertigstraße (3), wobei die Steuereinrichtung mit einem Computerprogramm (7) nach Anspruch 11 programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung die Fertigstraße (3) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 betreibt.
  13. Fertigstraße zum Walzen eines Metallbandes (1),
    - wobei die Fertigstraße mehrere von dem Metallband (1) nacheinander durchlaufene Walzgerüste (5) aufweist,
    - wobei die Fertigstraße eine Steuereinrichtung (6) aufweist, welche die Fertigstraße gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 betreibt.
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