EP3002068A1 - Walzstraße mit modellgestützter Vorsteuerung für Kühlpausen - Google Patents

Walzstraße mit modellgestützter Vorsteuerung für Kühlpausen Download PDF

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EP3002068A1
EP3002068A1 EP14187277.0A EP14187277A EP3002068A1 EP 3002068 A1 EP3002068 A1 EP 3002068A1 EP 14187277 A EP14187277 A EP 14187277A EP 3002068 A1 EP3002068 A1 EP 3002068A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rolling
control device
rolled
thermal
time
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14187277.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Dr. Dagner
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
Priority to EP14187277.0A priority Critical patent/EP3002068A1/de
Publication of EP3002068A1 publication Critical patent/EP3002068A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/30—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control
    • B21B37/32—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control by cooling, heating or lubricating the rolls

Definitions

  • the present invention is further based on a computer program comprising machine code which can be processed by a control device for a rolling train having at least one rolling mill, wherein the processing of the machine code by the control device causes the control device operates the mill train according to such an operating method.
  • the present invention is further based on a control device for a rolling train with at least one rolling stand, wherein the control device is programmed with such a computer program, so that the control device operates the rolling mill in accordance with such an operating method.
  • the present invention is further based on a rolling mill with at least one rolling stand, wherein the rolling train has a control device which operates the rolling mill according to such an operating method.
  • Such a method, the associated control device and the associated rolling train are from the DE 196 18 995 A1 or the corresponding one US 5,855,131 A known.
  • profile and flatness are important quality features of the rolled flat rolled stock. It is known that when rolling a flat rolled stock, the shape of the rolls - in particular of the work rolls - has a considerable influence on the flatness and profile of the rolled rolled stock.
  • the shape of the rolls is influenced (inter alia) by their thermal expansion (thermal crowning) and their wear.
  • the thermal crowning can be actively influenced, above all when the influencing takes place via segmented controllable influencing devices, for example nozzles or nozzle groups.
  • the object of the present invention is to provide means by which the productivity can be increased over the prior art.
  • the initial ballot is related to the time of the investigation.
  • the thermal target influencing of the rolls of the roll stand from the time of determination to an intermediate point in time is predetermined. This can be caused, for example, by the fact that other rolled goods are to be rolled before rolling the rolling stock to be rolled in the roll stand.
  • there is a thermal influence by these rolling goods on the other hand possibly a thermal influence by the influencing device.
  • the thermal influence of the rolling stock is concerned, this must simply be accepted.
  • the thermal influence by the influencing device this is often determined in previous embodiments of the operating method according to the invention for these rolling stock.
  • the output crowning is related to the intermediate point in time, and the control device determines the thermal target influencing of the rolls of the roll stand from the intermediate time to the starting time.
  • the control device should preferably be known as much as possible of the thermal output crowning of the rolls of the roll stand.
  • the control device preferably continuously takes a thermal Istbeeinlung the rolling of the rolling mill and performs the thermal crown using the model of the rolling mill on the basis of the thermal Istbeein kgung continuously.
  • control device determines the start time and the thermal target influence by means of an optimizer.
  • the optimizer may use an SQP algorithm, genetic algorithms, and / or controller-based methods.
  • the control device For determining the start time and the thermal target influencing, the control device generally sets initial values as a rule.
  • the initial values for the start time and / or the thermal target influence as a function of the output crowning of the rolls of the roll stand, the geometry of the rolling stock to be rolled, material properties of the rolling stock to be rolled, a temperature of the rolling stock to be rolled and / or a temperature of the rolls of the rolling mill determined.
  • the control device When determining the output crowning, the control device preferably takes into account the geometry of a rolling stock rolled before the rolling stock to be rolled, material properties of the rolling stock rolled before the rolling stock to be rolled, and / or a temperature of the rolling stock rolled before the rolling stock to be rolled. This approach leads to an even better first approach. This is especially true if the rolling stock rolled in front of the rolling stock to be rolled is not yet rolled at the time of determination, for example, because it is being rolled until the intermediate time.
  • the controller uses an initializer to determine the initial start and / or target thermal values.
  • the initial value transmitter uses a multi-dimensional table, a self-learning system and / or a simplified model compared to the model, under the use of which the control device determines the start time and the thermal target influence of the rolls up to the start time.
  • the procedure according to the invention leads to even better results when the control device determines a starting time based on the determined starting time and controls a device upstream of the rolling mill such that the rolling stock to be rolled exits the upstream device at the starting time.
  • the controller may output the start time to the operator of the mill train.
  • the upstream device may for example be a furnace in which the rolling stock to be rolled is heated prior to rolling.
  • the object is further achieved by a computer program having the features of claim 13.
  • the execution of the machine code by the control device causes the control device to operate the rolling train in accordance with an operating method according to the invention.
  • control device for a rolling train with the features of claim 14.
  • the control device is programmed with a computer program according to the invention, so that the control device operates the rolling train in accordance with an operating method according to the invention.
  • the rolling train has a control device according to the invention which operates the rolling train in accordance with an operating method according to the invention.
  • a rolling train comprises at least one rolling mill 1.
  • the rolling mills 1 are, for example, components of a finishing train 2.
  • a plurality of flat rolled goods 3 are sequentially rolled successively.
  • the rolling of the rolling stock 3 in the rolling train - in particular in the rolling stands 1 - is carried out under the control of a control device 4 of the rolling train.
  • At least one of the rolling stands 1 of the finishing train 2 corresponds to the rolling mill 1 of the present invention.
  • the rolling train additionally comprises further units, for example a roughing 5 and / or a furnace 6.
  • the roughing train 5 is present, the flat rolled goods 3 are rolled before rolling in the rolling stands 1 of the finishing train 2 in the roughing 5, often reversing rolled.
  • the furnace 6 is present, the rolling stock 3 before rolling in rolling stands 1 of the finishing train 2 - if present, even before rolling in the roughing 5 - heated in the furnace 6 to rolling temperature.
  • the rolled goods 3 are made of metal, for example aluminum or an aluminum alloy or steel.
  • the control device 4 is programmed with a computer program 7. Due to the programming with the computer program 7, the control device 4 operates the rolling mill in accordance with an operating method which will be explained in more detail below.
  • the computer program 7 comprises machine code 8 which can be processed by the control device 4. The execution of the machine code 8 by the control device 4 thus causes the control device 4 to operate the rolling train according to such an operating method.
  • the computer program 7 can be supplied to the control device 4 in any desired manner.
  • a data carrier 9 is shown, on which the computer program 7 is stored in (exclusively) machine-readable form, for example in electronic form.
  • the representation of the data carrier 9 as a USB memory stick is purely exemplary and not restrictive.
  • the rolled goods 3 often have mutually different properties.
  • the rolled goods 3 may differ, for example, before rolling in their widths, in their thicknesses, their thickness profiles and / or in their temperatures.
  • the rolled goods can differ in their chemical compositions and other material properties.
  • FIG. 2 a thermal crown B of the rolls 10 of the at least one roll stand 1. This is shown in FIG. 2 only for a single roller 10 of the at least one rolling mill 1. In principle However, this also in an analogous manner for the other rolls 10 of the roll stand 1. The extent of the crown B is in FIG. 2 clearly exaggerated for the sake of clarity. An effective width of the thermal crown B is approximately equal to the width of the rolled material 3.
  • transition areas of the thermal crown B would be as shown in FIG. 3 lie within a range covered by the now rolled rolling stock 3 until the thermal crown B has settled due to the rolling of the now rolled flat rolled stock 3 on the now rolled rolled stock 3. If this procedure were taken, therefore, the now rolled rolled stock 3 would initially be rolled only with a thermal crown B, which corresponds to the width of the rolled stock 3 rolled first. Such rolling would usually result in prescribed profile and flatness values would not be met. In extreme cases, this can even lead to a flat rolling 3 can not be rolled because of emerging medium waves or due to emerging edge cracks.
  • This crowning is hereinafter referred to as target crowning and provided with the reference symbol B *.
  • the rolls 10 of the roll stand 1 should already have this target crown B * when starting to roll the flat rolled stock 3 to be rolled later in the roll stand 1.
  • the flat rolling stock 3 to be rolled continues to be heated in the furnace 6, while another flat rolling stock 3 is already rolled in the roughing mill 5 and another rolling stock 3 is already rolled in the rolling stands 1 of the finishing train 2.
  • the flat rolling stock 3 located in the furnace 6 is the flat rolling stock for which the target crown B * is to be set. This flat rolling stock 3 is subsequently supplemented by the letter a to distinguish it from other rolling stock 3, that is to say referred to as rolling stock 3 a.
  • the rolling stock 3, which is located in the finishing train 2 at this time, is referred to as rolling 3c.
  • the control device 4 the rolled goods to be rolled 3 including their geometry and their sequence are known. Due to the geometry of the rolling stock 3a, the control device 4 also knows which target crown B * must have the rolls 10 of the rolling stand 1 when the rolling stock 3a is being rolled. The control device 4 therefore carries the following in connection with FIG. 4 explained operating procedures.
  • the controller 4 implements a model 11 in a step S1 (see FIG FIG. 1 ) of the rolling mill.
  • the model 11 comprises at least one model of the rolling stand 1 by means of which the thermal crown B, including the crown caused by wear, can be determined. It often includes further models, for example a model for tracking the temperature of the flat rolled products 3 within the rolling train, for example from the exit of the furnace 6.
  • the model 11 may also include a material flow model and / or a forming model for determining the rolling conditions in the rolling stand 1.
  • the model 11 may optionally model the oven 6 with. Furthermore, it is possible that the model 11 can estimate the cycle time of a rolling stock 3 through the rolling train on the basis of the given pass plan and given strategy data.
  • the control device 4 is in particular able to determine the thermal crown B of the rolls 10 of the roll stand 1.
  • Suitable models 11 are known to those skilled in the art. Purely by way of example is on the WO 2013/127 982 A1 directed. The model described there indeed models the heat flow and the resulting thermal crowning in a casting roll. However, the model described therein can also be used in an analogous manner for the rolls 10 of the roll stand 1.
  • a step S2 the control device 4 becomes aware of the target crown B * for the rolling stock 3a.
  • the control device 4 determines an initial time t1 * and a thermal target influence K * in a step S3 using the model 11 of the rolling train. of the rolls 10.
  • the desired influence K * is determined until the start time t1 *.
  • the determination is made on the basis of a given thermal output crown B0 of the rolls 10 of the roll stand 1 and the target crown B *.
  • the determination takes place in such a way that the thermal crown B of the rolls 10 of the roll stand 1, which results at the start time t0, as shown in FIG. 6 lies in a predetermined Epsilonschlauch 12 to the Zielballmaschine B *. It continues to be such that the start time t0 is as early as possible.
  • the step S3 will be explained later in more detail.
  • step S4 the control device 4 controls a transporting device 13 for transporting the flat rolling stock 3a-for example a roller table or the oven 6 -on.
  • the control takes place in such a way that rolling of the flat rolling stock 3 a in the rolling stand 1 is started at the determined starting time t 1 *.
  • step S5 the controller 4 outputs the start time t1 * to an operator 14 of the rolling mill. Since of the steps S4 and S5 - at least in the rule - only one available is, steps S4 and S5 are in FIG. 4 shown side by side and dashed.
  • the control device 4 controls an influencing device 15 in a step S6.
  • the influencing device 15 can - see FIG. 7 -
  • the thermal crown B of the rollers 10 of the roll stand 1 are affected.
  • the influencing device 15 may be formed as a number of individual or group-wise controllable nozzles 16, by means of which a cooling medium - usually water or an oil-water mixture - is applied to the rollers 10 of the roll stand 1.
  • the number of nozzles 16 is - viewed transversely over the respective roller 10 - usually between 20 and 40.
  • the nozzles 16 upstream valves 16 ' can either be switched on and off or be continuously adjustable.
  • the control of the influencing device 15 takes place in accordance with the determined thermal target influencing K * and up to the starting time t1 *.
  • the control device 4 it is again possible for the control device 4 to output corresponding settings of the influencing device 15 to the operator 14 of the rolling train in a step S7. Since only one of the steps S6 and S7 is present, at least as a rule, the steps S6 and S7 are analogous to the steps S4 and S5 in FIG FIG. 4 shown side by side and dashed.
  • the flat rolling stock 3c is usually already rolled in the rolling stands 1 of the finishing train 2 at the determination time t0 at which the control device 4 determines the thermal target influence K *.
  • the thermal influence K * must be set in accordance with the requirements for the flat rolling stock 3c.
  • the flat rolling stock 3b is usually already rolled. The flat rolling 3b is indeed after the flat rolling 3c, but before the flat rolling 3a in the rolling stands 1 of Finish mill 2 rolled.
  • the thermal crown B of the rolls 10 of the rolling stand 1 must be set according to the requirements of the flat rolled stock 3b become.
  • the thermal influence K * must be set in accordance with the requirements for the flat rolled stock 3b.
  • the control device 4 determines the crowning B using the model 11 of the rolling train.
  • the determination takes place in the context of the step S3 as a prediction.
  • a soft sensor As is well known to those skilled in the art of rolling mill engineering, a modeling of a unit is one in which a different quantity is determined from measured quantities by means of a model which can not or at least can not readily be measured.
  • a soft sensor is the already mentioned determination of the crown B of the rollers 10.
  • the crown B can not be measured.
  • a thermal actual influencing K of the rolls 10 of the roll stand 1 can be detected, in particular the control of the nozzles 16 of the influencing device 15. It is possible to detect the thermal actual influencing K continuously and feed it to the control device 4. This can then continuously track the crown B at the determination time t0 using the model 11.
  • the output crown B0 is related to the detection timing t0, the crown B thus determined is the output crown B0.
  • the controller 4 can determine the output crown B0 based on the crown B at the determination time t0 based on the predetermined thermal influence K * from the detection time t0 to the intermediate time t2 * ,
  • the control device 4 implements according to FIG. 8 an optimizer 17, by means of which the control device 4 determines the start time t1 * and the thermal target influence K *.
  • the optimizer 17 determines and evaluates the deviations of the expected crown B resulting from the thermal target influence K * from the target crown B *. Furthermore, due to the deviations, the optimizer 17 determines an optimized thermal target influencing K *, preferably also an optimized starting time t1 *.
  • Variable parameters for the thermal target influencing K * are, for example, the coolant quantities of all or part of the coolant circuits. Another variable parameter may be the temperature be the cooling medium. Under certain circumstances, the optimizer 17 can also vary the starting time t1 *.
  • the optimizer 17 can according to FIG. 7 For example, use an SQP algorithm 17a. Alternatively or additionally, the optimizer 17 according to FIG. 7 use genetic algorithms 17b. Alternatively or additionally, the optimizer 17 according to FIG. 7 use controller-based methods 17c.
  • the optimizer 17 usually employs a so-called cost function and minimizes the cost function by varying the variable parameters. It is possible that the optimizer 17 directly and simultaneously optimizes both the start time t1 * and the thermal target influence K *. If this is not possible or too expensive, the controller implements the optimizer 17 according to FIG. 9 in the following way:
  • step S11 the control device 4 sets a flag F to the value 0. Then, in a step S12, the control device 4 sets provisional values for the starting time t1 * and the thermal target influencing K *.
  • step S13 the control device 4 optimizes the applied thermal target influencing K * by means of the optimizer 17. The optimization takes place in such a way that the actual crown B resulting at the scheduled start time t1 * is approximated as well as possible to the target crown B *.
  • step S13 is known and familiar to those skilled in the art.
  • step S14 the control device 4 checks whether the thermal crown B of the rolls 10 of the roll stand 1, determined in step S13, lies within the epsilon tube 12 about the target crown B *. If this is not the case, the control device 4 proceeds to a step S15. In step S15, the controller 4 increments the scheduled start time t1 *. Then, the controller 4 sets the flag F to the value 1 in a step S16. Then, the controller 4 returns to the step S13.
  • step S17 the control device 4 checks whether the flag F has the value 1. If this is not the case, the control device 4 proceeds to a step S18. In step S18, the controller 4 decrements the scheduled start time t1 *.
  • the procedure of FIG. 9 completed.
  • the control device 4 takes over the last scheduled start time t1 * and the last optimized thermal target influence K * as final values.
  • step S12 of FIG. 8 set values - for optimal results.
  • the values already set for the first time t1 * and the thermal target influencing K * are already optimal or at least almost optimal.
  • the controller 4 are therefore according to FIG.
  • the geometry of the rolling stock 3a to be rolled (in particular its width b3a and its thickness d3a), material properties M3a of the rolling stock 3a to be rolled, a temperature T3a of the rolled stock 3a to be rolled and / or a temperature T10 of the rolls 10 of the rolling stand 1 are supplied.
  • the control device 4 determines the initial values for the starting time t1 * and the thermal target influencing K *. These values are then used by the control device 4 as output values during the subsequent optimization.
  • the control device 4 takes into account the determination of the output crown B0 as shown in FIG FIG. 10 the geometry of a rolling stock 3b rolled in front of the rolling stock 3a to be rolled, in particular its width b3b and its thickness d3b, material properties M3b of the rolling stock 3b rolled before the rolling stock 3a to be rolled and / or a temperature T3b of the rolling stock 3b rolled before the rolling stock 3a to be rolled ,
  • the control device 4 uses for determining the initial values for the starting time t1 * and / or the thermal target influence K * according to FIG. 10 an initial value transmitter 18.
  • the initial value transmitter 18 can be used according to FIG. 11 Use a multidimensional table 18a.
  • the initial value transmitter 18 can according to FIG. 11 use a self-learning system 18b, such as a neural network.
  • the initial value transmitter 18 can according to FIG. 11 to use a model 18c.
  • the model 18c is simplified over the model 11, under the use of which the control device 4 determines the start time t1 * and the thermal target influence K * of the rollers 10 up to the start time t1 *.
  • the model 11 may be faulty.
  • the controller 4 therefore stores according to FIG. 12 in a step S21, an actual start time t1 and an actual actual influence K applied to the rollers 10 of the rolling mill 1 until the initial time t1.
  • the control device 4 acquires a profile PR and / or a flatness PL of the rolled rolled stock 3a.
  • Appropriate measuring devices in particular segmented tension measuring rollers
  • the control device 4 receives target values PR *, PL * for the profile PR and / or the flatness PL.
  • the step S23 is usually not as an independent step in the sequence according to FIG. 12 available. Rather, it is usually in the context of step S2 of FIG. 4 implemented.
  • the Presentation as part of FIG. 12 however, facilitates the understanding of the approach of FIG. 12 ,
  • a step S24 the control device 4 compares the detected profile PR and / or the detected flatness PL with the target values PR *, PL *. If the detected profile PR and / or the detected flatness PL coincide with the target values PR *, PL * (within predetermined tolerances), the control device 4 proceeds to a step S25.
  • step S25 the control device 4 supplies the actual influencing K and the initial time t1 to the initial value transmitter 18.
  • the initial value generator 18 is also supplied with the relevant quantities, by means of which the initial value transmitter 18 has previously determined the starting time t1 * and the thermal target influencing K * for the rolling stock 3a.
  • the initial value transmitter 18 is thus able to broaden its knowledge base, on the basis of which it determines the start times t1 * and thermal desired influences K *.
  • the control device 4 proceeds to a step S26.
  • the control device 4 performs at least one parameter P of the model 11.
  • the parameter P may be, for example, a heat transfer coefficient.
  • the start time t1 * in turn has repercussions on a start time t3 * (see FIG. 5 ), to which the rolling stock 3a to be rolled from a rolling mill 1 of the finishing train 2 upstream device 5, 6 - for example, from the oven 6 - should emerge.
  • the control device 4 therefore determines according to FIG. 13 in a step S31 based on the start time t1 * the associated start time t3 *.
  • the control device 4 controls the upstream device 5, 6 accordingly, so that the rolling stock 3a to be rolled exits the upstream device 5, 6 at the start time t3 *.
  • step S32 there may be a step S33, in which the control device 4 outputs the starting time t3 * to the operator 14 of the rolling mill. Since only one of the steps S32 and S33 is present, at least as a rule, the steps S32 and S33 in FIG FIG. 13 shown side by side and dashed.
  • the correction may consist in that the operator 14 always prescribes a longer heating in the furnace 6 or a rolling of the rolling stock 3 in the roughing 5 with more than the originally set stitches.
  • the cause of such corrections may be systematic deviations of properties of the real rolling stock 3 from corresponding expected properties.
  • Such control interventions have (among other things) the consequence that the starting times t1 * determined by the control device 4 for the individual rolling goods 3 are always systematically shifted in the same direction, for example later than planned.
  • Such a daily form of the rolling train can be taken into account in the context of the present invention. This will be described below in connection with FIG. 14 explained in more detail.
  • FIG. 14 stores the control device 4 first in a step S36 for each rolling stock 3 to be rolled the determined starting time t1 * and the determined target influence K *.
  • the control device 4 acquires the associated actual start times t1 and the associated actual actual influences K.
  • the control device 4 determines the deviations of the determined start times t1 * and the determined target influences K * from the associated actual start times t1 and the associated actual start times t1 actual Istbeein bathungen K.
  • the control device 4 checks whether there are rectified deviations within the sequence, so for example always the actual Actual influence K is greater than the determined target influencing K * or always the actual starting time t1 after the determined starting time t1 *.
  • control device 4 determines in a step S40 correction values for future starting times t1 * to be determined in the future and desired influences K * to be determined in the future. These correction variables are taken into account by the control device 4 for rolling stock 3 to be rolled in the future as part of the execution of step S3.
  • the present invention thus relates to the following facts:
  • a flat rolling stock 3 a is rolled under the control of a control device 4.
  • the control device is known to have a target crown B *, which should comprise the rolls 10 of the roll stand 1, when rolling of the flat rolled stock 3a in the roll stand 1 is started.
  • the control device 4 implements a model 11 of the rolling train.
  • the control device 4 determines a starting time t1 * and a thermal target influence K * using the model 11 on the basis of a given thermal output crown B0 of the rolls 10 of the roll stand 1. of the rollers 10 until the initial time t1 *.
  • the control device 4 determines the starting time t1 * and the thermal target influencing K * of the rolls 10 to the initial time t1 * such that the thermal crown B of the rolls 10 of the rolling stand 1 in a predetermined epsilon tube 12 at the initial time t1 * lies around the target crown B * and the starting time t1 * is as early as possible ,
  • the present invention has many advantages.
  • a maximization of the productivity of the rolling train is possible in a simple manner. Nevertheless, it can be reliably ensured that predetermined target variables PR *, PL * for profile PR and flatness PL of the rolled goods 3 are maintained.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Abstract

In einem Walzgerüst (1) einer Walzstraße wird unter Steuerung durch eine Steuereinrichtung (4) ein flaches Walzgut (3a) gewalzt. Der Steuereinrichtung ist eine Zielballigkeit (B*) bekannt, welche die Walzen (10) des Walzgerüsts (1) aufweisen sollen, wenn mit dem Walzen des Walzguts (3a) in dem Walzgerüst (1) begonnen wird. Die Steuereinrichtung (4) implementiert ein Modell (11) der Walzstraße. Zu einem Ermittlungszeitpunkt (t0), zu dem das Walzgut (3a) sich noch vor dem Walzgerüst (1) befindet, ermittelt die Steuereinrichtung (4) unter Verwendung des Modells (11) anhand einer gegebenen thermischen Ausgangsballigkeit (B0) der Walzen (10) einen Anfangszeitpunkt (t1*) und eine thermische Sollbeeinflussung (K*) der Walzen (10) bis zum Anfangszeitpunkt (t1*). Sie steuert eine Transporteinrichtung (13) zum Transportieren des Walzgutes (3a) derart an, dass zum ermittelten Anfangszeitpunkt (t1*) mit dem Walzen des Walzguts (3a) in dem Walzgerüst (1) begonnen wird, oder sie gibt den Anfangszeitpunkt (t1*) an einen Bediener (14) der Walzstraße aus. Sie steuert weiterhin eine Beeinflussungseinrichtung (15), mittels derer eine thermische Balligkeit (B) der Walzen (10) beeinflussbar ist, bis zum Anfangszeitpunkt (t1*) entsprechend der ermittelten thermischen Sollbeeinflussung (K*) an oder gibt entsprechende Einstellungen der Beeinflussungseinrichtung (15) an den Bediener (14) der Walzstraße aus. Die Steuereinrichtung (4) ermittelt den Anfangszeitpunkt (t1*) und die thermische Sollbeeinflussung (K*) derart, dass die sich zum Anfangszeitpunkt (t1*) ergebende thermische Balligkeit (B) der Walzen (10) in einem vorbestimmten Epsilonschlauch (12) um die Zielballigkeit (B*) liegt und der Anfangszeitpunkt (t1*) so früh wie möglich liegt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Betriebsverfahren für eine Walzstraße mit mindestens einem Walzgerüst,
    • wobei in dem Walzgerüst unter Steuerung durch eine Steuereinrichtung der Walzstraße ein flaches Walzgut gewalzt wird,
    • wobei der Steuereinrichtung eine Zielballigkeit bekannt ist, welche die Walzen des Walzgerüsts aufweisen sollen, wenn mit dem Walzen des flachen Walzguts in dem Walzgerüst begonnen wird,
    • wobei die Steuereinrichtung ein Modell der Walzstraße implementiert,
    • wobei die Steuereinrichtung zu einem Ermittlungszeitpunkt, zu dem das flache Walzgut sich noch vor dem Walzgerüst befindet, unter Verwendung des Modells der Walzstraße anhand einer gegebenen thermischen Ausgangsballigkeit der Walzen des Walzgerüsts eine thermische Sollbeeinflussung der Walzen bis zu einem Anfangszeitpunkt ermittelt,
    • wobei die Steuereinrichtung eine Beeinflussungseinrichtung, mittels derer eine thermische Balligkeit der Walzen des Walzgerüsts beeinflussbar ist, bis zum Anfangszeitpunkt entsprechend der ermittelten thermischen Sollbeeinflussung ansteuert oder entsprechende Einstellungen der Beeinflussungseinrichtung an den Bediener der Walzstraße ausgibt,
    • wobei die Steuereinrichtung die thermische Sollbeeinflussung der Walzen bis zum Anfangszeitpunkt derart ermittelt, dass die sich zum Anfangszeitpunkt ergebende thermische Balligkeit der Walzen des Walzgerüsts in einem vorbestimmten Epsilonschlauch um die Zielballigkeit liegt.
  • Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Computerprogramm, das Maschinencode umfasst, der von einer Steuereinrichtung für eine Walzstraße mit mindestens einem Walzgerüst abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung die Walzstraße gemäß einem derartigen Betriebsverfahren betreibt.
  • Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Steuereinrichtung für eine Walzstraße mit mindestens einem Walzgerüst, wobei die Steuereinrichtung mit einem derartigen Computerprogramm programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung die Walzstraße gemäß einem derartigen Betriebsverfahren betreibt.
  • Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Walzstraße mit mindestens einem Walzgerüst, wobei die Walzstraße eine Steuereinrichtung aufweist, welche die Walzstraße gemäß einem derartigen Betriebsverfahren betreibt.
  • Ein derartiges Verfahren, die zugehörige Steuereinrichtung und die zugehörige Walzstraße sind aus der DE 196 18 995 A1 bzw. der korrespondierenden US 5 855 131 A bekannt.
  • Bei flachem Walzgut sind Profil und Planheit wichtige Qualitätsmerkmale des gewalzten flachen Walzgut. Es ist bekannt, dass beim Walzen eines flachen Walzguts die Form der Walzen - insbesondere der Arbeitswalzen - einen erheblichen Einfluss auf Planheit und Profil des gewalzten Walzguts hat. Die Form der Walzen wird (unter anderem) durch deren thermische Ausdehnung (thermische Balligkeit) und deren Verschleiß beeinflusst. Die thermische Balligkeit kann aktiv beeinflusst werden, vor allem dann, wenn die Beeinflussung über segmentiert ansteuerbare Beeinflussungseinrichtungen, beispielsweise Düsen oder Düsengruppen, erfolgt.
  • Bei bestimmten Produktionsmethoden in einem Walzwerk - beispielsweise bei Aluminium-Warmband und bei Grobblechstraßen - kann es immer wieder zu der Situation kommen, dass der Walzprozess unterbrochen werden muss, weil die thermische Form der Walze nicht zu der geplanten Produktion passt. Dies ist insbesondere der Fall, wenn zuerst ein relativ schmales und danach ein relativ breites flaches Walzgut gewalzt werden sollen. In diesem Fall ist die Breite des nach dem Walzen des zuerst gewalzten Walzgutes vorhandenen Thermoballens zu gering, um Planheit und Profil des danach zu walzenden Walzgutes einhalten zu können. Insbesondere bei Aluminiumstraßen, bei denen die Walzen nur selten gewechselt werden, ist es in derartigen Fällen erforderlich, eine sogenannte Kühlpause einzulegen. Nach der Kühlpause ist die Form der Walze zwar wieder geeignet, um ordnungsgemäßes Walzgut zu produzieren. Während der Kühlpause wird jedoch kein Walzgut gewalzt. Es geht also im Ergebnis Produktionszeit verloren. Da weiterhin die Form des Thermoballens nicht gemessen werden kann, ist es erforderlich, auf Erfahrungswerte zurückzugreifen und Sicherheitsfaktoren mit einzuplanen.
  • Die Lehre der eingangs genannten DE 196 18 995 A1 stellt demgegenüber bereits einen deutlichen Fortschritt dar. Denn gemäß der Lehre der DE 196 18 995 A1 wird die Form der Walze nicht mehr geschätzt, sondern bereits modellgestützt ermittelt. Es besteht jedoch keine Möglichkeit, in den Produktionsablauf einzugreifen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer die Produktivität gegenüber dem Stand der Technik gesteigert werden kann.
  • Die Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Betriebsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 12.
  • Erfindungsgemäß wird ein Betriebsverfahren der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,
    • dass die Steuereinrichtung zum Ermittlungszeitpunkt unter Verwendung des Modells der Walzstraße zusätzlich auch den Anfangszeitpunkt ermittelt,
    • dass die Steuereinrichtung eine Transporteinrichtung zum Transportieren des flachen Walzgutes derart ansteuert, dass zum ermittelten Anfangszeitpunkt mit dem Walzen des flachen Walzguts in dem Walzgerüst begonnen wird, oder den Anfangszeitpunkt an einen Bediener der Walzstraße ausgibt und
    • dass die Steuereinrichtung den Anfangszeitpunkt derart ermittelt, dass der Anfangszeitpunkt so früh wie möglich liegt.
  • Durch diese Vorgehensweise wird zum einen gewährleistet, dass die thermische Balligkeit der Walzen des Walzgerüsts stets die Anforderungen erfüllt, d.h. in dem vorbestimmten Epsilonschlauch um die Zielballigkeit liegt, und zum anderen dennoch die Produktivität der Walzstraße so hoch wie möglich gehalten wird.
  • In Einzelfällen ist es möglich, dass die Ausgangsballigkeit auf den Ermittlungszeitpunkt bezogen ist. Oftmals ist die thermische Sollbeeinflussung der Walzen des Walzgerüsts vom Ermittlungszeitpunkt jedoch bis zu einem Zwischenzeitpunkt vorbestimmt. Dies kann beispielsweise dadurch verursacht sein, dass vor dem Walzen des zu walzenden Walzguts in dem Walzgerüst noch andere Walzgüter gewalzt werden sollen. In diesem Fall ist zum einen eine thermische Beeinflussung durch diese Walzgüter gegeben, zum anderen eventuell eine thermische Beeinflussung durch die Beeinflussungseinrichtung. Soweit es die thermische Beeinflussung durch die Walzgüter betrifft, muss diese schlichtweg hingenommen werden. Soweit es die thermische Beeinflussung durch die Beeinflussungseinrichtung betrifft, ist diese oftmals bei vorherigen Ausführungen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens für diese Walzgüter ermittelt worden. In jedem Fall aber ist in derartigen Fällen die Ausgangsballigkeit auf den Zwischenzeitpunkt bezogen und ermittelt die Steuereinrichtung die thermische Sollbeeinflussung der Walzen des Walzgerüsts vom Zwischenzeitpunkt bis zum Anfangszeitpunkt.
  • Der Steuereinrichtung sollte vorzugsweise die thermische Ausgangsballigkeit der Walzen des Walzgerüsts so gut wie möglich bekannt sein. Zu diesem Zweck nimmt die Steuereinrichtung vorzugsweise kontinuierlich eine thermische Istbeeinflussung der Walzen des Walzgerüsts entgegen und führt die thermische Balligkeit unter Verwendung des Modells der Walzstraße anhand der thermischen Istbeeinflussung kontinuierlich nach.
  • Vorzugsweise ermittelt die Steuereinrichtung den Anfangszeitpunkt und die thermische Sollbeeinflussung mittels eines Optimierers. Der Optimierer kann beispielsweise einen SQP-Algorithmus, genetische Algorithmen und/oder reglerbasierte Verfahren verwenden.
  • Je nach Ausgestaltung des Modells und des Optimierers kann es möglich sein, den Anfangszeitpunkt und die thermische Sollbeeinflussung simultan zu optimieren. Manchmal ist dies jedoch nicht möglich. In jedem Fall ist es im Rahmen des Optimierungsverfahrens jedoch möglich,
    • zunächst vorläufige Werte für den Anfangszeitpunkt und die thermische Sollbeeinflussung ansetzt,
    • sodann die thermische Sollbeeinflussung mittels des Optimierers optimiert,
    • sodann prüft, ob die sich zum angesetzten Anfangszeitpunkt ergebende thermische Balligkeit der Walzen des Walzgerüsts in dem Epsilonschlauch um die Zielballigkeit liegt,
    • verneinendenfalls einen Merker setzt und die vorgenannten Schritte mit einem späteren Anfangszeitpunkt wiederholt,
    • bejahendenfalls prüft, ob der Merker gesetzt ist,
    • verneinendenfalls die vorgenannten Schritte mit einem früheren Anfangszeitpunkt wiederholt und
    • bejahendenfalls den zuletzt angesetzten Anfangszeitpunkt und die zuletzt optimierte thermische Sollbeeinflussung als endgültige Werte übernimmt.
  • Zum Ermitteln des Anfangszeitpunkts und der thermischen Sollbeeinflussung setzt die Steuereinrichtung in der Regel zunächst anfängliche Werte an. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Betriebsverfahrens ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung die anfänglichen Werte für den Anfangszeitpunkt und/oder die thermische Sollbeeinflussung in Abhängigkeit von der Ausgangsballigkeit der Walzen des Walzgerüsts, der Geometrie des zu walzenden Walzgutes, Materialeigenschaften des zu walzenden Walzgutes, einer Temperatur des zu walzenden Walzgutes und/oder einer Temperatur der Walzen des Walzgerüsts ermittelt. Diese Vorgehensweise führt in vielen Fällen zu einem guten ersten Ansatz, von dem ausgehend der (endgültige) Anfangszeitpunkt und die (endgültige) thermische Sollbeeinflussung relativ schnell ermittelt werden können. Soweit erforderlich, können zum Ermitteln der anfänglichen Werte weitere Eigenschaften berücksichtigt werden.
  • Vorzugsweise berücksichtigt die Steuereinrichtung bei der Ermittlung der Ausgangsballigkeit die Geometrie eines vor dem zu walzenden Walzgut gewalzten Walzgutes, Materialeigenschaften des vor dem zu walzenden Walzgut gewalzten Walzgutes und/oder eine Temperatur des vor dem zu walzenden Walzgut gewalzten Walzgutes. Diese Vorgehensweise führt zu einem noch besseren ersten Ansatz. Dies gilt ganz besonders, wenn das vor dem zu walzenden Walzgut gewalzte Walzgut zum Ermittlungszeitpunkt noch nicht gewalzt ist, beispielsweise weil es bis zum Zwischenzeitpunkt gewalzt wird.
  • Die Steuereinrichtung verwendet zum Ermitteln der anfänglichen Werte für den Anfangszeitpunkt und/oder die thermische Sollbeeinflussung einen Anfangswertgeber. Vorzugsweise verwendet der Anfangswertgeber eine mehrdimensionale Tabelle, ein selbstlernendes System und/oder ein gegenüber dem Modell, unter dessen Verwendung die Steuereinrichtung den Anfangszeitpunkt und die thermische Sollbeeinflussung der Walzen bis zum Anfangszeitpunkt ermittelt, vereinfachtes Modell.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt eine Adaption. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung
    • eine Istbeeinflussung, mit der die Walzen des Walzgerüsts bis zum Anfangszeitpunkt beaufschlagt werden, speichert,
    • nach dem Walzen des Walzguts in dem Walzgerüst ein Profil und/oder eine Planheit des dann gewalzten Walzgutes erfasst,
    • das erfasste Profil und/oder die erfasste Planheit mit Zielwerten für das Profil und/oder die Planheit vergleicht,
    • in dem Fall, dass das erfasste Profil und/oder die erfasste Planheit mit den Zielwerten übereinstimmen, die Istbeeinflussung und den Anfangszeitpunkt dem Anfangswertgeber zuführt und anderenfalls nicht zuführt und
    • in dem Fall, dass das erfasste Profil und/oder die erfasste Planheit mit den Zielwerten nicht übereinstimmen, mindestens einen Parameter des Modells nachführt und anderenfalls nicht nachführt.
  • Die erfindungsgemäße Vorgehensweise führt zu noch besseren Ergebnissen, wenn die Steuereinrichtung anhand des ermittelten Anfangszeitpunkts einen Startzeitpunkt ermittelt und eine dem Walzgerüst vorgeordnete Einrichtung derart steuert, dass das zu walzende Walzgut zum Startzeitpunkt aus der vorgeordneten Einrichtung austritt. Alternativ kann die Steuereinrichtung den Startzeitpunkt an den Bediener der Walzstraße ausgeben. Die vorgeordnete Einrichtung kann beispielsweise ein Ofen sein, in dem das zu walzende Walzgut vor dem Walzen aufgeheizt wird.
  • In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung
    • für eine Sequenz von bereits gewalzten Walzgütern jeweils Abweichungen von deren ermittelten Anfangszeitpunkten und deren ermittelten Sollbeeinflussungen von den zugehörigen tatsächlichen Anfangszeitpunkten und den zugehörigen tatsächlichen Istbeeinflussungen ermittelt und
    • in dem Fall, dass innerhalb der Sequenz gleichgerichtete Abweichungen vorliegen, die Abweichungen bei der Ermittlung des Anfangszeitpunkts und/oder der Sollbeeinflussung für zukünftig zu walzende Walzgüter berücksichtigt und anderenfalls nicht berücksichtigt.
  • Durch diese Vorgehensweise kann die in Fachkreisen üblicherweise als solche bezeichnete Tagesform berücksichtigt werden.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Erfindungsgemäß bewirkt die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung, dass die Steuereinrichtung die Walzstraße gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren betreibt.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung für eine Walzstraße mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Computerprogramm programmiert, so dass die Steuereinrichtung die Walzstraße gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren betreibt.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Walzstraße mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Erfindungsgemäß weist die Walzstraße eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung auf, welche die Walzstraße gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren 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 Walzstraße,
    FIG 2
    ein Walzgut, eine Walze und eine thermische Balligkeit,
    FIG 3
    ein weiteres Walzgut, die Walze und thermische Balligkeiten,
    FIG 4
    ein Ablaufdiagramm,
    FIG 5
    ein Zeitdiagramm,
    FIG 6
    einen Balligkeitsverlauf über die Breite einer Walze,
    FIG 7
    eine Walze und eine Beeinflussungseinrichtung,
    FIG 8
    einen Optimierer,
    FIG 9
    ein Ablaufdiagramm,
    FIG 10
    einen Anfangswertgeber,
    FIG 11
    mögliche Ausgestaltungen des Anfangswertgebers,
    FIG 12
    ein Ablaufdiagramm,
    FIG 13
    ein Ablaufdiagramm und
    FIG 14
    ein Ablaufdiagramm.
  • Gemäß FIG 1 umfasst eine Walzstraße mindestens ein Walzgerüst 1. Gemäß FIG 1 sind sogar mehrere Walzgerüste 1 vorhanden, beispielsweise drei Walzgerüste 1 oder vier Walzgerüste 1. Die Walzgerüste 1 sind beispielsweise Bestandteile einer Fertigstraße 2. In der Walzstraße werden sequenziell nacheinander mehrere flache Walzgüter 3 gewalzt. Das Walzen der Walzgüter 3 in der Walzstraße - insbesondere in den Walzgerüsten 1 - erfolgt unter Steuerung durch eine Steuereinrichtung 4 der Walzstraße. Mindestens eines der Walzgerüste 1 der Fertigstraße 2 entspricht dem Walzgerüst 1 der vorliegenden Erfindung.
  • Oftmals weist die Walzstraße zusätzlich weitere Einheiten auf, beispielsweise eine Vorstraße 5 und/oder einen Ofen 6. Falls die Vorstraße 5 vorhanden ist, werden die flachen Walzgüter 3 vor dem Walzen in den Walzgerüsten 1 der Fertigstraße 2 in der Vorstraße 5 gewalzt, oftmals reversierend gewalzt. Falls der Ofen 6 vorhanden ist, werden die Walzgüter 3 vor dem Walzen in Walzgerüsten 1 der Fertigstraße 2 - falls vorhanden, auch vor dem Walzen in der Vorstraße 5 - im Ofen 6 auf Walztemperatur aufgeheizt. Die Walzgüter 3 bestehen aus Metall, beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder aus Stahl.
  • Die Steuereinrichtung 4 ist mit einem Computerprogramm 7 programmiert. Aufgrund der Programmierung mit dem Computerprogramm 7 betreibt die Steuereinrichtung 4 die Walzstraße gemäß einem Betriebsverfahren, das nachstehend näher erläutert wird. Das Computerprogramm 7 umfasst Maschinencode 8, der von der Steuereinrichtung 4 abarbeitbar ist. Die Abarbeitung des Maschinencodes 8 durch die Steuereinrichtung 4 bewirkt somit, dass die Steuereinrichtung 4 die Walzstraße gemäß einem derartigen Betriebsverfahren betreibt. Das Computerprogramm 7 kann der Steuereinrichtung 4 auf beliebige Weise zugeführt werden. Beispielsweise ist in FIG 1 ein Datenträger 9 dargestellt, auf dem das Computerprogramm 7 in (ausschließlich) maschinenlesbarer Form gespeichert ist, beispielsweise in elektronischer Form. Die Darstellung des Datenträgers 9 als USB-Memorystick ist jedoch rein beispielhaft und nicht beschränkend zu verstehen.
  • Die Walzgüter 3 weisen oftmals voneinander verschiedene Eigenschaften auf. Die Walzgüter 3 können sich beispielsweise vor dem Walzen in ihren Breiten, in ihren Dicken, ihren Dickenprofilen und/oder in ihren Temperaturen unterscheiden. Weiterhin können die Walzgüter sich in ihren chemischen Zusammensetzungen und ihren sonstigen Materialeigenschaften unterscheiden.
  • Oftmals werden mehrere gleichartige oder zumindest im Wesentlichen gleichartige Walzgüter 3 nacheinander gewalzt. Dadurch bildet sich - siehe beispielhaft FIG 2 - eine thermische Balligkeit B der Walzen 10 des mindestens einen Walzgerüsts 1 aus. Dargestellt ist dies in FIG 2 nur für eine einzelne Walze 10 des mindestens einen Walzgerüsts 1. Prinzipiell gilt dies jedoch auch in analoger Weise für die anderen Walzen 10 des Walzgerüsts 1. Das Ausmaß der Balligkeit B ist in FIG 2 aus Gründen der besseren Darstellung deutlich übertrieben. Eine wirksame Breite der thermischen Balligkeit B stimmt in etwa mit der Breite des gewalzten Walzguts 3 überein.
  • Wenn nun zu einem späteren Zeitpunkt ein anderes flaches Walzgut 3 gewalzt werden sollte und dieses später zu walzende Walzgut 3 eine größere Breite aufweist, würden Übergangsbereiche der thermischen Balligkeit B entsprechend der Darstellung in FIG 3 innerhalb eines von dem nunmehr gewalzten Walzgut 3 überdeckten Bereichs liegen, bis sich die thermische Balligkeit B aufgrund des Walzens des nunmehr gewalzten flachen Walzguts 3 auf das nunmehr gewalzte Walzgut 3 eingestellt hat. Würde diese Vorgehensweise ergriffen, würde daher das nunmehr gewalzte Walzgut 3 zunächst nur mit einer thermischen Balligkeit B gewalzt werden, welche mit der Breite des zuerst gewalzten Walzguts 3 korrespondiert. Ein derartiges Walzen würde in der Regel dazu führen, dass vorgeschriebene Profil- und Planheitswerte nicht eingehalten würden. Im Extremfall kann dies sogar dazu führen, dass ein flaches Walzgut 3 wegen entstehender Mittelwellen oder wegen entstehender Kantenrisse überhaupt nicht mehr gewalzt werden kann. Es ist daher erforderlich, die thermische Balligkeit B vor dem Walzen des später zu walzenden Walzguts 3 derart einzustellen, dass sie innerhalb der Breite des später zu walzenden Walzguts 3 keine nennenswerten Ungleichmäßigkeiten aufweist. Diese Balligkeit wird nachfolgend als Zielballigkeit bezeichnet und mit dem Bezugszeichen B* versehen. Die Walzen 10 des Walzgerüsts 1 sollen diese Zielballigkeit B* bereits dann aufweisen, wenn mit dem Walzen des später zu walzenden flachen Walzguts 3 in dem Walzgerüst 1 begonnen wird.
  • Oftmals wird weiterhin das zu walzende flache Walzgut 3 im Ofen 6 aufgeheizt, während ein anderes flaches Walzgut 3 bereits in der Vorstraße 5 gewalzt wird und ein wiederum anderes Walzgut 3 bereits in den Walzgerüsten 1 der Fertigstraße 2 gewalzt wird. Das im Ofen 6 befindliche flache Walzgut 3 ist dasjenige flache Walzgut, für das die Zielballigkeit B* eingestellt werden soll. Dieses flache Walzgut 3 wird nachfolgend zur Unterscheidung von anderen Walzgütern 3 durch den Buchstaben a ergänzt, also als Walzgut 3a bezeichnet. Das Walzgut 3, das sich zu diesem Zeitpunkt in der Vorstraße 5 befindet, wird nachfolgend als Walzgut 3b bezeichnet. Das Walzgut 3, das sich zu diesem Zeitpunkt in der Fertigstraße 2 befindet, wird als Walzgut 3c bezeichnet.
  • Der Steuereinrichtung 4 sind die zu walzenden Walzgüter 3 einschließlich deren Geometrie und deren Abfolge bekannt. Der Steuereinrichtung 4 ist aufgrund der Geometrie des Walzguts 3a weiterhin bekannt, welche Zielballigkeit B* die Walzen 10 des Walzgerüsts 1 aufweisen müssen, wenn das Walzgut 3a gewalzt wird. Die Steuereinrichtung 4 führt daher das nachstehend in Verbindung mit FIG 4 erläuterte Betriebsverfahren aus.
  • Gemäß FIG 4 implementiert die Steuereinrichtung 4 zunächst in einem Schritt S1 ein Modell 11 (siehe FIG 1) der Walzstraße. Das Modell 11 umfasst zumindest ein Modell des Walzgerüsts 1, mittels dessen die thermische Balligkeit B einschließlich der durch Verschleiß hervorgerufenen Balligkeit bestimmt werden kann. Oftmals umfasst es weitere Modelle, beispielsweise ein Modell zur Verfolgung der Temperatur der flachen Walzgüter 3 innerhalb der Walzstraße, beispielsweise ab dem Ausgang des Ofens 6. Auch kann das Modell 11 ein Materialflussmodell und/oder ein Umformmodell zur Bestimmung der Walzbedingungen im Walzgerüst 1 umfassen. Auch kann das Modell 11 gegebenenfalls den Ofen 6 mit modellieren. Weiterhin ist es möglich, dass das Modell 11 anhand des gegebenen Stichplans und gegebener Strategiedaten die Durchlaufzeit eines Walzguts 3 durch die Walzstraße schätzen kann.
  • Mittels des Modells 11 ist die Steuereinrichtung 4 insbesondere in der Lage, die thermische Balligkeit B der Walzen 10 des Walzgerüsts 1 zu ermitteln. Geeignete Modelle 11 sind dem Fachmann als solche bekannt. Rein beispielhaft wird auf die WO 2013/127 982 A1 verwiesen. Das dort beschriebene Modell modelliert zwar den Wärmefluss und die daraus resultierende thermische Balligkeit bei einer Gießwalze. Das dort beschriebene Modell ist jedoch in analoger Weise auch für die Walzen 10 des Walzgerüsts 1 einsetzbar.
  • In einem Schritt S2 wird der Steuereinrichtung 4 die Zielballigkeit B* für das Walzgut 3a bekannt.
  • Zu einem Ermittlungszeitpunkt t0 (siehe FIG 5) befindet sich das flache Walzgut 3a noch vor dem Walzgerüst 1. Beispielsweise befindet es sich noch im Ofen 6. Zum Ermittlungszeitpunkt t0 ermittelt die Steuereinrichtung 4 in einem Schritt S3 unter Verwendung des Modells 11 der Walzstraße einen Anfangszeitpunkt t1* und eine thermische Sollbeeinflussung K* der Walzen 10. Die Sollbeeinflussung K* wird bis zum Anfangszeitpunkt t1* ermittelt. Die Ermittlung erfolgt anhand einer gegebenen thermischen Ausgangsballigkeit B0 der Walzen 10 des Walzgerüsts 1 und der Zielballigkeit B*. Die Ermittlung erfolgt derart, dass die sich zum Anfangszeitpunkt t0 ergebende thermische Balligkeit B der Walzen 10 des Walzgerüsts 1 entsprechend der Darstellung in FIG 6 in einem vorbestimmten Epsilonschlauch 12 um die Zielballigkeit B* liegt. Sie erfolgt weiterhin derart, dass der Anfangszeitpunkt t0 so früh wie möglich liegt. Der Schritt S3 wird später noch näher erläutert werden.
  • In einem Schritt S4 steuert die Steuereinrichtung 4 eine Transporteinrichtung 13 zum Transportieren des flachen Walzgutes 3a - beispielsweise einen Rollgang oder den Ofen 6 - an. Die Ansteuerung erfolgt derart, dass zum ermittelten Anfangszeitpunkt t1* mit dem Walzen des flachen Walzguts 3a in dem Walzgerüst 1 begonnen wird. Alternativ zum Schritt S4 führt die Steuereinrichtung 4 einen Schritt S5 aus. Im Schritt S5 gibt die Steuereinrichtung 4 den Anfangszeitpunkt t1* an einen Bediener 14 der Walzstraße aus. Da von den Schritten S4 und S5 - zumindest in der Regel - nur einer vorhanden ist, sind die Schritte S4 und S5 in FIG 4 nebeneinander und gestrichelt dargestellt.
  • Weiterhin steuert die Steuereinrichtung 4 in einem Schritt S6 eine Beeinflussungseinrichtung 15 an. Mittels der Beeinflussungseinrichtung 15 kann - siehe FIG 7 - die thermische Balligkeit B der Walzen 10 des Walzgerüsts 1 beeinflusst werden. Beispielsweise kann die Beeinflussungseinrichtung 15 als Anzahl von einzelnen oder gruppenweise ansteuerbaren Düsen 16 ausgebildet sein, mittels derer ein Kühlmedium - in der Regel Wasser oder ein Öl-Wasser-Gemisch - auf die Walzen 10 des Walzgerüsts 1 aufgebracht wird. Die Anzahl an Düsen 16 liegt - quer über die jeweilige Walze 10 gesehen - in der Regel zwischen 20 und 40. Den Düsen 16 vorgeordnete Ventile 16' können entweder nur an- und abschaltbar sein oder kontinuierlich regelbar sein. Die Ansteuerung der Beeinflussungseinrichtung 15 erfolgt entsprechend der ermittelten thermischen Sollbeeinflussung K* und bis zum Anfangszeitpunkt t1*. Alternativ zu einer direkten Ansteuerung der Beeinflussungseinrichtung 15 durch die Steuereinrichtung 4 ist es wiederum möglich, dass die Steuereinrichtung 4 in einem Schritt S7 entsprechende Einstellungen der Beeinflussungseinrichtung 15 an den Bediener 14 der Walzstraße ausgibt. Da von den Schritten S6 und S7 - zumindest in der Regel - nur einer vorhanden ist, sind die Schritte S6 und S7 analog zu den Schritten S4 und S5 in FIG 4 nebeneinander und gestrichelt dargestellt.
  • Wie bereits erwähnt, wird zum Ermittlungszeitpunkt t0, zu dem die Steuereinrichtung 4 die thermische Sollbeeinflussung K* ermittelt, in den Walzgerüsten 1 der Fertigstraße 2 in der Regel bereits das flache Walzgut 3c gewalzt. Solange in den Walzgerüsten 1 der Fertigstraße 2 das flache Walzgut 3c gewalzt wird, muss die thermische Beeinflussung K* entsprechend den Erfordernissen für das flache Walzgut 3c eingestellt werden. Weiterhin wird zum Ermittlungszeitpunkt t0 in der Vorstraße 5 in der Regel bereits das flache Walzgut 3b gewalzt. Das flache Walzgut 3b wird zwar nach dem flachen Walzgut 3c, aber vor dem flachen Walzgut 3a in den Walzgerüsten 1 der Fertigstraße 2 gewalzt. In der Pausenzeit zwischen dem Walzen des flachen Walzguts 3c in den Walzgerüsten 1 der Fertigstraße 2 und dem Walzen des flachen Walzguts 3b in den Walzgerüsten 1 der Fertigstraße 2 muss die thermische Balligkeit B der Walzen 10 des Walzgerüsts 1 entsprechend den Erfordernissen des flachen Walzguts 3b eingestellt werden. In dieser Pausenzeit und während des Walzens des flachen Walzguts 3b in den Walzgerüsten 1 der Fertigstraße 2 muss die thermische Beeinflussung K* entsprechend den Erfordernissen für das flache Walzgut 3b eingestellt werden.
  • Das Walzen des flachen Walzguts 3b in den Walzgerüsten 1 der Fertigstraße 2 ist (voraussichtlich) zu einem Zeitpunkt t2* beendet, nachfolgend als Zwischenzeitpunkt t2* bezeichnet. Gemäß FIG 5 ist somit die thermische Sollbeeinflussung K* der Walzen 10 des Walzgerüsts 1 vom Ermittlungszeitpunkt t0 bis zum Zwischenzeitpunkt t2* vorbestimmt. Nur für den Zeitraum vom Zwischenzeitpunkt t2* bis zum Anfangszeitpunkt t1* kann die Steuereinrichtung 4 daher die thermische Sollbeeinflussung K* der Walzen 10 des Walzgerüsts 1 ermitteln. Dies ist in FIG 5 dadurch angedeutet, dass die thermische Sollbeeinflussung K* bis zum Zwischenzeitpunkt t2* in durchgezogenen Linien (= vorbestimmt) dargestellt ist, während für den Zeitraum vom Zwischenzeitpunkt t2* bis zum Anfangszeitpunkt t1* mehrere mögliche Verläufe der thermischen Sollbeeinflussung K* gestrichelt dargestellt sind. Selbstverständlich wird von der Steuereinrichtung 4 ein ganz bestimmter Verlauf ermittelt. Die gestrichelte Darstellung soll jedoch andeuten, dass für diesen Zeitraum die Steuereinrichtung 4 die optimale Ermittlung vornehmen kann. Weiterhin ist in diesem Fall die Ausgangsballigkeit B0 der Walzen 10 auf den Zwischenzeitpunkt t2* bezogen.
  • Wie bereits erwähnt, ermittelt die Steuereinrichtung 4 unter Verwendung des Modells 11 der Walzstraße die Balligkeit B. Die Ermittlung erfolgt im Rahmen des Schrittes S3 als Vorhersage. Es ist jedoch ebenso möglich, das Modell 11 im Sinne eines sogenannten Softsensors einzusetzen. Ein Softsensor ist, wie Fachleuten auf dem Gebiet der Walzwerkstechnik bekannt ist, eine Modellierung einer Einheit, wobei anhand gemessener Größen mittels eines Modells eine andere Größe ermittelt wird, die nicht oder zumindest nicht ohne weiteres gemessen werden kann.
  • Ein Beispiel eines derartigen Softsensors ist die bereits erwähnte Ermittlung der Balligkeit B der Walzen 10. Denn im Betrieb des Walzgerüsts 1 kann die Balligkeit B nicht gemessen werden. Es kann jedoch eine thermische Istbeeinflussung K der Walzen 10 des Walzgerüsts 1 erfasst werden, insbesondere die Ansteuerung der Düsen 16 der Beeinflussungseinrichtung 15. Es ist möglich, die thermische Istbeeinflussung K kontinuierlich zu erfassen und der Steuereinrichtung 4 zuzuführen. Diese kann dann unter Verwendung des Modells 11 kontinuierlich die Balligkeit B zum Ermittlungszeitpunkt t0 nachführen. Wenn die Ausgangsballigkeit B0 auf den Ermittlungszeitpunkt t0 bezogen ist, ist die so ermittelte Balligkeit B die Ausgangsballigkeit B0. Wenn die Ausgangsballigkeit B0 auf den Zwischenzeitpunkt t2* bezogen ist, kann die Steuereinrichtung 4, ausgehend von der Balligkeit B für den Ermittlungszeitpunkt t0, anhand der (bereits vorher bestimmten) thermischen Sollbeeinflussung K* vom Ermittlungszeitpunkt t0 bis zum Zwischenzeitpunkt t2* die Ausgangsballigkeit B0 ermitteln.
  • Vorzugsweise implementiert die Steuereinrichtung 4 gemäß FIG 8 einen Optimierer 17, mittels dessen die Steuereinrichtung 4 den Anfangszeitpunkt t1* und die thermische Sollbeeinflussung K* ermittelt. Der Optimierer 17 ermittelt und bewertet die Abweichungen der sich aufgrund der thermischen Sollbeeinflussung K* ergebenden erwarteten Balligkeit B von der Zielballigkeit B*. Weiterhin ermittelt der Optimierer 17 aufgrund der Abweichungen eine optimierte thermische Sollbeeinflussung K*, vorzugsweise zusätzlich auch einen optimierten Anfangszeitpunkt t1*. Variierbare Parameter für die thermische Sollbeeinflussung K* sind beispielsweise die Kühlmittelmengen aller oder eines Teils der Kühlmittelkreise. Ein weiterer variierbarer Parameter kann unter Umständen die Temperatur des Kühlmediums sein. Unter Umständen kann durch den Optimierer 17 auch der Anfangszeitpunkt t1* variierbar sein. Der Optimierer 17 kann gemäß FIG 7 beispielsweise einen SQP-Algorithmus 17a verwenden. Alternativ oder zusätzlich kann der Optimierer 17 gemäß FIG 7 genetische Algorithmen 17b verwenden. Alternativ oder zusätzlich kann der Optimierer 17 gemäß FIG 7 reglerbasierte Verfahren 17c verwenden.
  • Der Optimierer 17 setzt in der Regel eine sogenannte Kostenfunktion an und minimiert durch Variieren der variierbaren Parameter die Kostenfunktion. Es ist möglich, dass der Optimierer 17 direkt und simultan sowohl den Anfangszeitpunkt t1* als auch die thermische Sollbeeinflussung K* optimiert. Falls dies nicht möglich oder zu aufwändig ist, implementiert die Steuereinrichtung den Optimierer 17 gemäß FIG 9 auf folgende Weise:
  • Zu allererst setzt die Steuereinrichtung 4 in einem Schritt S11 einen Merker F auf den Wert 0. Sodann setzt die Steuereinrichtung 4 in einem Schritt S12 vorläufige Werte für den Anfangszeitpunkt t1* und die thermische Sollbeeinflussung K* an. In einem Schritt S13 optimiert die Steuereinrichtung 4 mittels des Optimierers 17 die angesetzte thermische Sollbeeinflussung K*. Die Optimierung erfolgt dahingehend, dass die sich zum angesetzten Anfangszeitpunkt t1* ergebende Istballigkeit B möglichst gut an die Zielballigkeit B* angenähert wird. Die Implementierung des Schrittes S13 ist Fachleuten als solche bekannt und geläufig.
  • In einem Schritt S14 prüft die Steuereinrichtung 4, ob die im Schritt S13 ermittelte thermische Balligkeit B der Walzen 10 des Walzgerüsts 1 innerhalb des Epsilonschlauchs 12 um die Zielballigkeit B* liegt. Wenn dies nicht der Fall ist, geht die Steuereinrichtung 4 zu einem Schritt S15 über. Im Schritt S15 inkrementiert die Steuereinrichtung 4 den angesetzten Anfangszeitpunkt t1*. Sodann setzt die Steuereinrichtung 4 in einem Schritt S16 den Merker F auf den Wert 1. Sodann geht die Steuereinrichtung 4 zum Schritt S13 zurück.
  • Wenn hingegen die im Schritt S13 ermittelte thermische Balligkeit B der Walzen 10 des Walzgerüsts 1 innerhalb des Epsilonschlauchs 12 um die Zielballigkeit B* liegt, geht die Steuereinrichtung 4 zu einem Schritt S17 über. Im Schritt S17 prüft die Steuereinrichtung 4, ob der Merker F den Wert 1 aufweist. Wenn dies nicht der Fall ist, geht die Steuereinrichtung 4 zu einem Schritt S18 über. Im Schritt S18 dekrementiert die Steuereinrichtung 4 den angesetzten Anfangszeitpunkt t1*.
  • Wenn hingegen der Merker F den Wert 0 aufweist, ist die Vorgehensweise von FIG 9 beendet. In diesem Fall übernimmt die Steuereinrichtung 4 den zuletzt angesetzten Anfangszeitpunkt t1* und die zuletzt optimierte thermische Sollbeeinflussung K* als endgültige Werte.
  • Die Optimierung durch die Steuereinrichtung 4 führt unabhängig von den von der Steuereinrichtung 4 zunächst angesetzten Werten für den Anfangszeitpunkt t1* und die thermische Sollbeeinflussung K* - beispielsweise den im Schritt S12 von FIG 8 angesetzten Werten - zu optimalen Ergebnissen. Eine ungünstige Wahl beim erstmaligen Ansetzen führt jedoch zu einer aufwändigen Ermittlung. Vorzugsweise sind daher bereits die erstmalig angesetzten Werte für den Anfangszeitpunkt t1* und die thermische Sollbeeinflussung K* optimal oder zumindest nahezu optimal. Vorzugsweise werden der Steuereinrichtung 4 daher gemäß FIG 10 die Geometrie des zu walzenden Walzgutes 3a (insbesondere dessen Breite b3a und dessen Dicke d3a), Materialeigenschaften M3a des zu walzenden Walzgutes 3a, eine Temperatur T3a des zu walzenden Walzgutes 3a und/oder eine Temperatur T10 der Walzen 10 des Walzgerüsts 1 zugeführt. In Abhängigkeit von den ihr zugeführten Werten und der Ausgangsballigkeit B0 der Walzen 10 des Walzgerüsts 1 ermittelt die Steuereinrichtung 4 in diesem Fall die anfänglichen Werte für den Anfangszeitpunkt t1* und die thermische Sollbeeinflussung K*. Diese Werte verwendet die Steuereinrichtung 4 sodann im Rahmen der nachfolgenden Optimierung als Ausgangswerte.
  • Vorzugsweise berücksichtigt die Steuereinrichtung 4 bei der Ermittlung der Ausgangsballigkeit B0 entsprechend der Darstellung in FIG 10 die Geometrie eines vor dem zu walzenden Walzgut 3a gewalzten Walzgutes 3b, insbesondere dessen Breite b3b und dessen Dicke d3b, Materialeigenschaften M3b des vor dem zu walzenden Walzgut 3a gewalzten Walzgutes 3b und/oder eine Temperatur T3b des vor dem zu walzenden Walzgut 3a gewalzten Walzgutes 3b.
  • Die Steuereinrichtung 4 verwendet zum Ermitteln der anfänglichen Werte für den Anfangszeitpunkt t1* und/oder die thermische Sollbeeinflussung K* gemäß FIG 10 einen Anfangswertgeber 18. Der Anfangswertgeber 18 kann gemäß FIG 11 eine mehrdimensionale Tabelle 18a verwenden. Alternativ oder zusätzlich kann der Anfangswertgeber 18 gemäß FIG 11 ein selbstlernendes System 18b verwenden, beispielsweise ein neuronales Netz. Alternativ oder zusätzlich kann der Anfangswertgeber 18 gemäß FIG 11 ein Modell 18c verwenden. Das Modell 18c ist gegenüber dem Modell 11, unter dessen Verwendung die Steuereinrichtung 4 den Anfangszeitpunkt t1* und die thermische Sollbeeinflussung K* der Walzen 10 bis zum Anfangszeitpunkt t1* ermittelt, vereinfacht.
  • Das Modell 11 kann fehlerbehaftet sein. Vorzugsweise speichert die Steuereinrichtung 4 daher gemäß FIG 12 in einem Schritt S21 einen tatsächlichen Anfangszeitpunkt t1 und eine tatsächliche Istbeeinflussung K, mit der die Walzen 10 des Walzgerüsts 1 bis zum Anfangszeitpunkt t1 beaufschlagt werden. Weiterhin erfasst die Steuereinrichtung 4 in einem Schritt S22 nach dem Walzen des Walzguts 3a in dem Walzgerüst 1 ein Profil PR und/oder eine Planheit PL des gewalzten Walzgutes 3a. Hierfür geeignete Messeinrichtungen (insbesondere segmentierte Zugmessrollen) sind Fachleuten bekannt. In einem Schritt S23 nimmt die Steuereinrichtung 4 Zielwerte PR*, PL* für das Profil PR und/oder die Planheit PL entgegen. Der Schritt S23 ist in der Regel nicht als eigenständiger Schritt im Ablauf gemäß FIG 12 vorhanden. Er wird vielmehr in der Regel im Rahmen des Schrittes S2 von FIG 4 implementiert. Die Darstellung im Rahmen von FIG 12 erleichtert jedoch das Verständnis der Vorgehensweise von FIG 12.
  • In einem Schritt S24 vergleicht die Steuereinrichtung 4 das erfasste Profil PR und/oder die erfasste Planheit PL mit den Zielwerten PR*, PL*. Wenn das erfasste Profil PR und/oder die erfasste Planheit PL mit den Zielwerten PR*, PL* (innerhalb vorgegebener Toleranzen) übereinstimmen, geht die Steuereinrichtung 4 zu einem Schritt S25 über. Im Schritt S25 führt die Steuereinrichtung 4 die Istbeeinflussung K und den Anfangszeitpunkt t1 dem Anfangswertgeber 18 zu. Dem Anfangswertgeber 18 werden im Schritt S25 weiterhin die relevanten Größen zugeführt, anhand derer der Anfangswertgeber 18 zuvor den Anfangszeitpunkt t1* und die thermische Sollbeeinflussung K* für das Walzgut 3a ermittelt hat. Der Anfangswertgeber 18 ist daher in der Lage, seine Wissensbasis, anhand derer er Anfangszeitpunkte t1* und thermische Sollbeeinflussungen K* ermittelt, zu verbreitern. Wenn das erfasste Profil PR und/oder die erfasste Planheit PL hingegen mit den Zielwerten PR*, PL* (innerhalb der vorgegebenen Toleranzen) nicht übereinstimmen, geht die Steuereinrichtung 4 zu einem Schritt S26 über. Im Schritt S26 führt die Steuereinrichtung 4 mindestens einen Parameter P des Modells 11 nach. Bei dem Parameter P kann es sich beispielsweise um einen Wärmeübergangskoeffizienten handeln.
  • Der Anfangszeitpunkt t1* hat seinerseits Rückwirkungen auf einen Startzeitpunkt t3* (siehe FIG 5), zu dem das zu walzende Walzgut 3a aus einer dem Walzgerüst 1 der Fertigstraße 2 vorgeordneten Einrichtung 5, 6 - beispielsweise aus dem Ofen 6 - austreten soll. Vorzugsweise ermittelt die Steuereinrichtung 4 daher gemäß FIG 13 in einem Schritt S31 anhand des Anfangszeitpunkts t1* den zugehörigen Startzeitpunkt t3*. In einem Schritt S32 steuert die Steuereinrichtung 4 sodann die vorgeordnete Einrichtung 5, 6 entsprechend an, so dass das zu walzende Walzgut 3a zum Startzeitpunkt t3* aus der vorgeordneten Einrichtung 5, 6 austritt. Alternativ zum Schritt S32 kann ein Schritt S33 vorhanden sein, in welchem die Steuereinrichtung 4 den Startzeitpunkt t3* an den Bediener 14 der Walzstraße ausgibt. Da von den Schritten S32 und S33 - zumindest in der Regel - nur einer vorhanden ist, sind die Schritte S32 und S33 in FIG 13 nebeneinander und gestrichelt dargestellt.
  • In der Praxis kann es beim Betrieb von Stranggießanlagen, Walzwerken und dergleichen vorkommen, dass der Bediener 14 korrigierend in den Betrieb der Walzstraße eingreifen muss, wobei die Korrektur stets in die gleiche Richtung geht. Beispielsweise kann die Korrektur darin bestehen, dass der Bediener 14 stets eine längere Aufheizung im Ofen 6 oder ein Walzen der Walzgüter 3 in der Vorstraße 5 mit mehr als den ursprünglich angesetzten Stichen vorgibt. Die Ursache für derartige Korrekturen können systematische Abweichungen von Eigenschaften der realen Walzgüter 3 von korrespondierenden erwarteten Eigenschaften sein. Derartige Steuereingriffe haben (unter anderem) zur Folge, dass die von der Steuereinrichtung 4 ermittelten Anfangszeitpunkte t1* für die einzelnen Walzgüter 3 sich systematisch stets in die gleiche Richtung verschieben, beispielsweise später als geplant liegen. Eine derartige Tagesform der Walzstraße kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung berücksichtigt werden. Dies wird nachstehend in Verbindung mit FIG 14 näher erläutert.
  • Gemäß FIG 14 speichert die Steuereinrichtung 4 zunächst in einem Schritt S36 für jedes zu walzende Walzgut 3 den ermittelten Anfangszeitpunkt t1* und die ermittelte Sollbeeinflussung K*. In einem Schritt S37 erfasst die Steuereinrichtung 4 die zugehörigen tatsächlichen Anfangszeitpunkte t1 und die zugehörigen tatsächlichen Istbeeinflussungen K. In einem Schritt S38 ermittelt die Steuereinrichtung 4 die Abweichungen der ermittelten Anfangszeitpunkte t1* und der ermittelten Sollbeeinflussungen K* von den zugehörigen tatsächlichen Anfangszeitpunkten t1 und den zugehörigen tatsächlichen Istbeeinflussungen K. In einem Schritt S39 prüft die Steuereinrichtung 4, ob innerhalb der Sequenz gleichgerichtete Abweichungen vorliegen, also beispielsweise stets die tatsächliche Istbeeinflussung K größer ist als die ermittelte Sollbeeinflussung K* oder stets der tatsächliche Anfangszeitpunkt t1 nach dem ermittelten Anfangszeitpunkt t1* liegt. Wenn dies der Fall ist, ermittelt die Steuereinrichtung 4 in einem Schritt S40 Korrekturgrößen für zukünftig zu ermittelnde Anfangszeitpunkte t1* und zukünftig zu ermittelnde Sollbeeinflussungen K*. Diese Korrekturgrößen werden von der Steuereinrichtung 4 für zukünftig zu walzende Walzgüter 3 im Rahmen der Abarbeitung des Schrittes S3 berücksichtigt.
  • Zusammengefasst betrifft die vorliegende Erfindung somit folgenden Sachverhalt:
  • In einem Walzgerüst 1 einer Walzstraße wird unter Steuerung durch eine Steuereinrichtung 4 ein flaches Walzgut 3a gewalzt. Der Steuereinrichtung ist eine Zielballigkeit B* bekannt, welche die Walzen 10 des Walzgerüsts 1 aufweisen sollen, wenn mit dem Walzen des flachen Walzguts 3a in dem Walzgerüst 1 begonnen wird. Die Steuereinrichtung 4 implementiert ein Modell 11 der Walzstraße. Zu einem Ermittlungszeitpunkt t0, zu dem das flache Walzgut 3a sich noch vor dem Walzgerüst 1 befindet, ermittelt die Steuereinrichtung 4 unter Verwendung des Modells 11 anhand einer gegebenen thermischen Ausgangsballigkeit B0 der Walzen 10 des Walzgerüsts 1 einen Anfangszeitpunkt t1* und eine thermische Sollbeeinflussung K* der Walzen 10 bis zum Anfangszeitpunkt t1*. Sie steuert eine Transporteinrichtung 13 zum Transportieren des flachen Walzgutes 3a derart an, dass zum ermittelten Anfangszeitpunkt t1* mit dem Walzen des flachen Walzguts 3a in dem Walzgerüst 1 begonnen wird, oder sie gibt den Anfangszeitpunkt t1* an einen Bediener 14 der Walzstraße aus. Sie steuert weiterhin eine Beeinflussungseinrichtung 15, mittels derer eine thermische Balligkeit B der Walzen 10 des Walzgerüsts 1 beeinflussbar ist, bis zum Anfangszeitpunkt t1* entsprechend der ermittelten thermischen Sollbeeinflussung K* an oder gibt entsprechende Einstellungen der Beeinflussungseinrichtung 15 an den Bediener 14 der Walzstraße aus. Die Steuereinrichtung 4 ermittelt den Anfangszeitpunkt t1* und die thermische Sollbeeinflussung K* der Walzen 10 bis zum Anfangszeitpunkt t1* derart, dass die sich zum Anfangszeitpunkt t1* ergebende thermische Balligkeit B der Walzen 10 des Walzgerüsts 1 in einem vorbestimmten Epsilonschlauch 12 um die Zielballigkeit B* liegt und der Anfangszeitpunkt t1* so früh wie möglich liegt.
  • Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ist auf einfache Weise eine Maximierung der Produktivität der Walzstraße möglich. Dennoch kann zuverlässig gewährleistet werden, dass vorgegebene Zielgrößen PR*, PL* für Profil PR und Planheit PL der Walzgüter 3 eingehalten werden.
  • 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 (15)

  1. Betriebsverfahren für eine Walzstraße mit mindestens einem Walzgerüst (1),
    - wobei in dem Walzgerüst (1) unter Steuerung durch eine Steuereinrichtung (4) der Walzstraße ein flaches Walzgut (3a) gewalzt wird,
    - wobei der Steuereinrichtung eine Zielballigkeit (B*) bekannt ist, welche die Walzen (10) des Walzgerüsts (1) aufweisen sollen, wenn mit dem Walzen des flachen Walzguts (3a) in dem Walzgerüst (1) begonnen wird,
    - wobei die Steuereinrichtung (4) ein Modell (11) der Walzstraße implementiert,
    - wobei die Steuereinrichtung (4) zu einem Ermittlungszeitpunkt (t0), zu dem das flache Walzgut (3a) sich noch vor dem Walzgerüst (1) befindet, unter Verwendung des Modells (11) der Walzstraße anhand einer gegebenen thermischen Ausgangsballigkeit (B0) der Walzen (10) des Walzgerüsts (1) einen Anfangszeitpunkt (t1*) und eine thermische Sollbeeinflussung (K*) der Walzen (10) bis zum Anfangszeitpunkt (t1*) ermittelt,
    - wobei die Steuereinrichtung (4) eine Transporteinrichtung (13) zum Transportieren des flachen Walzgutes (3a) derart ansteuert, dass zum ermittelten Anfangszeitpunkt (t1*) mit dem Walzen des flachen Walzguts (3a) in dem Walzgerüst (1) begonnen wird, oder den Anfangszeitpunkt (t1*) an einen Bediener (14) der Walzstraße ausgibt,
    - wobei die Steuereinrichtung (4) eine Beeinflussungseinrichtung (15), mittels derer eine thermische Balligkeit (B) der Walzen (10) des Walzgerüsts (1) beeinflussbar ist, bis zum Anfangszeitpunkt (t1*) entsprechend der ermittelten thermischen Sollbeeinflussung (K*) ansteuert oder entsprechende Einstellungen der Beeinflussungseinrichtung (15) an den Bediener (14) der Walzstraße ausgibt,
    - wobei die Steuereinrichtung (4) den Anfangszeitpunkt (t1*) und die thermische Sollbeeinflussung (K*) der Walzen (10) bis zum Anfangszeitpunkt (t1*) derart ermittelt, dass die sich zum Anfangszeitpunkt (t1*) ergebende thermische Balligkeit (B) der Walzen (10) des Walzgerüsts (1) in einem vorbestimmten Epsilonschlauch (12) um die Zielballigkeit (B*) liegt und der Anfangszeitpunkt (t1*) so früh wie möglich liegt.
  2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Sollbeeinflussung (K*) der Walzen (10) des Walzgerüsts (1) vom Ermittlungszeitpunkt (t0) bis zu einem Zwischenzeitpunkt (t2*) vorbestimmt ist, dass die Ausgangsballigkeit (B0) auf den Zwischenzeitpunkt (t2*) bezogen ist und dass die Steuereinrichtung (4) die thermische Sollbeeinflussung (K*) der Walzen (10) des Walzgerüsts (1) vom Zwischenzeitpunkt (t2*) bis zum Anfangszeitpunkt (t1*) ermittelt.
  3. Betriebsverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) kontinuierlich eine thermische Istbeeinflussung (K) der Walzen (10) des Walzgerüsts (1) entgegennimmt und dass die Steuereinrichtung (4) unter Verwendung des Modells (11) der Walzstraße die thermische Balligkeit (B) zum Ermittlungszeitpunkt (t0) anhand der thermischen Istbeeinflussung (K) kontinuierlich nachführt.
  4. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) den Anfangszeitpunkt (t1*) und die thermische Sollbeeinflussung (K*) mittels eines Optimierers (17) ermittelt.
  5. Betriebsverfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Optimierer (17) einen SQP-Algorithmus (17a), genetische Algorithmen (17b) und/oder reglerbasierte Verfahren (17c) verwendet.
  6. Betriebsverfahren nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4)
    - zunächst vorläufige Werte für den Anfangszeitpunkt (t1*) und die thermische Sollbeeinflussung (K*) ansetzt,
    - sodann die thermische Sollbeeinflussung (K*) mittels des Optimierers (17) optimiert,
    - sodann prüft, ob die sich zum angesetzten Anfangszeitpunkt (t1*) ergebende thermische Balligkeit (B) der Walzen (10) des Walzgerüsts (1) in dem Epsilonschlauch (12) um die Zielballigkeit (B*) liegt,
    - verneinendenfalls einen Merker (F) setzt und die vorgenannten Schritte mit einem späteren Anfangszeitpunkt (t1*) wiederholt,
    - bejahendenfalls prüft, ob der Merker (F) gesetzt ist,
    - verneinendenfalls die vorgenannten Schritte mit einem früheren Anfangszeitpunkt (t1*) wiederholt und
    - bejahendenfalls den zuletzt angesetzten Anfangszeitpunkt (t1*) und die zuletzt optimierte thermische Sollbeeinflussung (K*) als endgültige Werte übernimmt.
  7. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) zum Ermitteln des Anfangszeitpunkts (t1*) und der thermischen Sollbeeinflussung (K*) zunächst anfängliche Werte ansetzt und dass die Steuereinrichtung (4) die anfänglichen Werte für den Anfangszeitpunkt (t1*) und/oder die thermische Sollbeeinflussung (K*) in Abhängigkeit von der Ausgangsballigkeit (B0) der Walzen (10) des Walzgerüsts (1), der Geometrie (b3a, d3a) des zu walzenden Walzgutes (3a), Materialeigenschaften (M3a) des zu walzenden Walzgutes (3a), einer Temperatur (T3a) des zu walzenden Walzgutes (3a) und/oder einer Temperatur (T10) der Walzen (10) des Walzgerüsts (1) ermittelt.
  8. Betriebsverfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) bei der Ermittlung der Ausgangsballigkeit (B0) die Geometrie (b3b, d3b) eines vor dem zu walzenden Walzgut (3a) gewalzten Walzgutes (3b), Materialeigenschaften (M3b) des vor dem zu walzenden Walzgut (3a) gewalzten Walzgutes (3b) und/oder eine Temperatur (T3b) des vor dem zu walzenden Walzgut (3a) gewalzten Walzgutes (3b) berücksichtigt.
  9. Betriebsverfahren nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) zum Ermitteln der anfänglichen Werte für den Anfangszeitpunkt (t1*) und/oder die thermische Sollbeeinflussung (K*) einen Anfangswertgeber (18) verwendet und dass der Anfangswertgeber (18) eine mehrdimensionale Tabelle (18a), ein selbstlernendes System (18b) und/oder ein gegenüber dem Modell (11), unter dessen Verwendung die Steuereinrichtung (4) den Anfangszeitpunkt (t1*) und die thermische Sollbeeinflussung (K*) der Walzen (10) bis zum Anfangszeitpunkt (t1*) ermittelt, vereinfachtes Modell (18c) verwendet.
  10. Betriebsverfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4)
    - eine Istbeeinflussung (K), mit der die Walzen (10) des Walzgerüsts (1) bis zum Anfangszeitpunkt (t1*) beaufschlagt werden, speichert,
    - nach dem Walzen des Walzguts (3a) in dem Walzgerüst (1) ein Profil (PR) und/oder eine Planheit (PL) des dann gewalzten Walzgutes (3a) erfasst,
    - das erfasste Profil (PR) und/oder die erfasste Planheit (PL) mit Zielwerten (PR*, PL*) für das Profil (PR) und/oder die Planheit (PL) vergleicht,
    - in dem Fall, dass das erfasste Profil (PR) und/oder die erfasste Planheit (PL) mit den Zielwerten (PR*, PL*) übereinstimmen, die Istbeeinflussung (K) und den Anfangszeitpunkt (t1*) dem Anfangswertgeber (18) zuführt und anderenfalls nicht zuführt und
    - in dem Fall, dass das erfasste Profil (PR) und/oder die erfasste Planheit (PL) mit den Zielwerten (PR*, PL*) nicht übereinstimmen, mindestens einen Parameter (P) des Modells (11) nachführt und anderenfalls nicht nachführt.
  11. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) anhand des ermittelten Anfangszeitpunkts (t1*) einen Startzeitpunkt (t3*) ermittelt und dass die Steuereinrichtung (4) eine dem Walzgerüst (1) vorgeordnete Einrichtung (5, 6) derart steuert, dass das zu walzende Walzgut (3a) zum Startzeitpunkt (t3*) aus der vorgeordneten Einrichtung (5, 6) austritt, oder den Startzeitpunkt (t3*) an den Bediener (14) der Walzstraße ausgibt.
  12. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4)
    - für eine Sequenz von bereits gewalzten Walzgütern (3) jeweils Abweichungen von deren ermittelten Anfangszeitpunkten (t1*) und deren ermittelten Sollbeeinflussungen (K*) von den zugehörigen tatsächlichen Anfangszeitpunkten (t1) und den zugehörigen tatsächlichen Istbeeinflussungen (K) ermittelt und
    - in dem Fall, dass innerhalb der Sequenz gleichgerichtete Abweichungen vorliegen, die Abweichungen bei der Ermittlung des Anfangszeitpunkts (t1*) und/oder der Sollbeeinflussung (K*) für zukünftig zu walzende Walzgüter (3) berücksichtigt und anderenfalls nicht berücksichtigt.
  13. Computerprogramm, das Maschinencode (8) umfasst, der von einer Steuereinrichtung (4) für eine Walzstraße mit mindestens einem Walzgerüst (1) abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes (8) durch die Steuereinrichtung (4) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (4) die Walzstraße gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche betreibt.
  14. Steuereinrichtung für eine Walzstraße mit mindestens einem Walzgerüst (1), wobei die Steuereinrichtung mit einem Computerprogramm (7) nach Anspruch 13 programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung die Walzstraße gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 betreibt.
  15. Walzstraße mit mindestens einem Walzgerüst (1), wobei die Walzstraße eine Steuereinrichtung (4) aufweist, welche die Walzstraße gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 betreibt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112934978A (zh) * 2019-12-10 2021-06-11 宝山钢铁股份有限公司 一种二次冷轧机组前机架工作辊热凸度控制的工艺方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5462153A (en) * 1977-10-26 1979-05-18 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Crown controller for rolling roll
DE19618995A1 (de) 1996-05-10 1997-11-13 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Beeinflussung des Profils eines Walzbandes
EP0998991A2 (de) * 1998-11-04 2000-05-10 Sms Schloemann-Siemag Aktiengesellschaft Betriebsverfahren für ein Walzgerüst einer Walzstrasse
WO2013127982A1 (de) 2012-03-01 2013-09-06 Siemens Aktiengesellschaft Modellierung einer giesswalzanlage

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5462153A (en) * 1977-10-26 1979-05-18 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Crown controller for rolling roll
DE19618995A1 (de) 1996-05-10 1997-11-13 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Beeinflussung des Profils eines Walzbandes
US5855131A (en) 1996-05-10 1999-01-05 Siemens Aktiengesellschaft Process and device for influencing a profile of a rolled strip
EP0998991A2 (de) * 1998-11-04 2000-05-10 Sms Schloemann-Siemag Aktiengesellschaft Betriebsverfahren für ein Walzgerüst einer Walzstrasse
WO2013127982A1 (de) 2012-03-01 2013-09-06 Siemens Aktiengesellschaft Modellierung einer giesswalzanlage

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112934978A (zh) * 2019-12-10 2021-06-11 宝山钢铁股份有限公司 一种二次冷轧机组前机架工作辊热凸度控制的工艺方法

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