EP3138639B1 - Verfahren zum herstellen eines metallischen bandes durch endloswalzen - Google Patents

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EP3138639B1
EP3138639B1 EP16186621.5A EP16186621A EP3138639B1 EP 3138639 B1 EP3138639 B1 EP 3138639B1 EP 16186621 A EP16186621 A EP 16186621A EP 3138639 B1 EP3138639 B1 EP 3138639B1
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EP
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strip
tensile stress
measuring
measuring cycle
planarity
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B21B1/463—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a continuous process, i.e. the cast not being cut before rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/02—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring flatness or profile of strips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2263/00—Shape of product
    • B21B2263/04—Flatness

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a metallic strip by endless rolling, in which the strip is first cast in a casting plant and then continuously rolled in a rolling train with at least one roll stand to form the finished strip, with a conveyor line behind the last roll stand in the direction of travel of the strip for the strip is present, which extends up to a scissor driver and / or a reel driver, or where there is a conveyor line between two roll stands of the rolling train, a reel for winding the finished strip being arranged behind the shear driver and / or the reel driver, at least temporarily a nominal tension is maintained in the belt in the conveyor line.
  • a flatness measurement and control for hot strip behind a hot strip mill is known.
  • batch rolling rolling of individual strips one behind the other
  • the unevenness is visually detected in the tensionless strip head area and usually eliminated with the help of the dynamic profile actuator of a work roll bend.
  • the work roll bending is reduced and increased with edge shafts.
  • An optical flatness measuring device that is typically used here is disclosed in the DE 197 09 992 C1 .
  • endless rolling - In the so-called endless rolling - according to the generic method - a casting plant and a rolling train are connected to one another. Here, individual coils are produced by cutting the endless belt with scissors just before the reel. An endless casting and rolling process can take several hours. Since the strip is under tension between the rolling mill and the reel, an optical flatness measuring device usually does not show a usable result.
  • a known method is used to measure the flatness with a flatness measuring roller, by measuring the tensile stress distribution with a measuring roller and thus indirectly determining the flatness.
  • a flatness measuring roller for the application of endless rolling is disclosed, for example, in US Pat DE 37 21 746 A1 .
  • Other solutions are in the DE 198 43 899 C1 , in the EP 2 258 492 A1 , in the JP 6319 8809 A and in the US 7,963,136 B2 described.
  • the WO 2006/042606 A1 discloses a method in which various basic possibilities for measuring the flatness of the strip are mentioned, but flatness measuring rollers adapted for hot use are also specifically used in the hot area.
  • the WO 2006/042606 A1 discloses in particular a method for producing a metallic strip in which the following measuring cycle is run to determine the flatness of the strip: a) Reduction of the tensile stress in the belt located in the conveyor line from the nominal tensile stress to a reduced tensile stress value Carrying out step a): measuring the degree of flatness of the strip by means of an optical flatness measuring device; c) After performing step b): increasing the tensile stress in the belt located in the conveyor line from the reduced tensile stress value to the nominal tensile stress.
  • a similar method is also disclosed in US 2002/080851 A1 .
  • the flatness of the belt is also used in the DE 10 2007 053 523 A1 measured.
  • the flatness measuring roller is an expensive and maintenance-intensive measuring device. If a system is operated in batch and endless mode, an optical flatness measuring device is often also required.
  • the invention is therefore based on the object of further developing a generic method in such a way that inexpensive flatness measurement and subsequent flatness control can also be carried out during continuous rolling with little effort.
  • the measuring cycle is repeated every 4 minutes to 6 minutes while the method is being carried out.
  • the measuring cycle can also be carried out before changing the rolling thickness of the strip.
  • the measuring cycle can be carried out after a change in the rolling thickness of the strip.
  • the measuring cycle takes place while a scissor cut is being carried out in the area of the reel.
  • the measuring cycle is triggered by the operating personnel of the production plant for the production of the strip.
  • the measurement period is minimized, taking process conditions and system limits into account.
  • the nominal tensile stress in the band is preferably kept between 10 N / mm 2 and 50 N / mm 2 , depending on the material strength of the band; however, it is preferably provided that the reduced tensile stress value is between 0 N / mm 2 and 15 N / mm 2 (especially: 0 N / mm 2 to 9 N / mm 2 ), particularly preferably between 0 N / mm 2 and 5 N / mm 2 .
  • the nominal tensile stress in the strip is preferably reduced by 40% to 100% during the measuring cycle.
  • the belt tension in the conveyor line with the flatness measurement preferably remains unchanged during the flatness measurement cycle in the adjacent areas - that is, within the rolling train and / or between the shear or reel driver and / or reel.
  • a process and / or control model and / or a control can be used to trigger the measuring cycle, to determine the measuring length, to determine the nominal and reduced strip tensile stresses during the measuring cycle depending on the hot strip thickness and / or the strip material and / or the final rolling temperature and to monitor the process in compliance with the specified process limits.
  • the specified process limits process limits
  • maximum permissible flatness limit edge waves, center waves, maximum recorded waves
  • / or maximum permissible strip center deviation and / or maximum strip center deviation change recorded by a measuring device, are observed and a change in strip tension level from this, in particular an increase in strip tension is caused during the flatness measuring cycle.
  • the (highly dynamic) profile actuator can be brought as close as possible to the middle of its setting range, in particular by replacing the effect by means of CVC shifting or changing the thermal crown.
  • an optical flatness measurement in the above-defined conveying path is an advantageous and inexpensive possibility for the precise and simple detection of the flatness state of the strip.
  • the strip tension between the hot rolling train and the reel driver or shear driver is advantageously lowered in a metered manner for a certain measuring time.
  • the hot rolling train can be at least a single-stand rolling train or a multi-stand rolling train, as is the case, for example, in FIG EP 0 889 762 B1 is revealed.
  • the strip is under tension between the last active roll stand and the shear or reel driver to ensure stable rolling.
  • After a certain rolling time it is now provided according to the invention to reduce the strip tension for a predeterminable measurement period.
  • the flatness measuring cycle with reduced tension can be run after a predefinable time or a special event, it can be run before a thickness change in the rolling train, it can be run after a thickness change in the rolling train or it can also be run while the Paper cut on the reel.
  • the complete flatness state is preferably recorded or measured over the strip width.
  • these signals are filtered and broken down into symmetrical and asymmetrical components.
  • the asymmetrical components are preferably used for the automatic or (by the operator) manual pivoting of the adjustment of the last active rolling stand.
  • the symmetrical or parabolic parts are in the form of center or edge waves for the Flatness control used on the run-out stand. More detailed information on the procedure for regulating flatness can be found below.
  • the processing of the asymmetrical components or the control of the swivel control or adjustment takes place analogously in a manner known per se.
  • the speed of the strip tension change (increase or decrease) is measured in such a way that the flatness measuring and control loops can react and that the thickness control is not disturbed or the thickness tolerance itself is not adversely affected.
  • the influence of the change in tensile stress on the belt width must also be taken into account and the width must be within the permissible range.
  • the mean minimum permissible strip tension level to be set between the last active finishing stand and the shears or the reel driver is preferably selected as a function of the hot strip thickness, the strip material and the final rolling temperature and is automatically taken into account by the process computer.
  • a maximum permissible (positive) edge waviness and a (negative) center waviness and / or the maximum recorded unevenness over the width are preferably taken into account, which are dependent on various process parameters.
  • highly dynamic profile actuators such as. B. the work roll bending in order to correct the correspondingly measured unevenness in the measurement period in a manner known per se.
  • the figures show schematically how a strip 1 is cast in an endless rolling process in a casting machine, not shown, and then rolled into the finished strip in a rolling train, also not shown. Only the last active roll stand 2 of the rolling train is shown.
  • a scissor driver 3 and a reel driver 4 follow in the conveyor direction F behind the roll stand 2.
  • a reel 5 is arranged in the conveyor direction F behind the reel driver 4.
  • a belt cooling system 8 can also be arranged in said conveyor section.
  • An optical flatness measuring device 6, with which the flatness of the strip 1 can be measured, is also arranged in the area of the conveyor line.
  • the tensile stress of the strip 1 is first reduced from the nominal tensile stress to a reduced tensile stress value.
  • the degree of flatness of the strip 1 is then measured by means of the optical flatness measuring device 6.
  • the tensile stress is increased again from the reduced tensile stress value to the nominal tensile stress.
  • FIG. 1 This procedure is exemplified in Figure 1 shown for a flatness control.
  • a flatness measurement is started each time a measurement trigger cycle has elapsed (for example, 5 minutes).
  • the strip tension between the rolling train and the shear or reel driver is reduced at a predeterminable rate from the nominal tension level of preferably between 5 and 50 N / mm 2 to a lower strip tension of preferably 0 to 10 N / mm 2 .
  • This low strip tension is specified for a specific time in order to enable flatness measurement and control for a specified period of time.
  • the measurement period should be as short as possible. It is preferably between 1 second and less than or a maximum of 20 seconds. A minimum measurement period is aimed for.
  • the tensile stress is increased again to the nominal tensile stress level at a rate that can also be specified.
  • the belt tension increase and the belt tension decrease can take place at different speeds.
  • the level of tension between the reel driver and the reel preferably remains constant.
  • the drawdown is automatically interrupted, as shown in Figure 1 is exemplarily shown in the measurement period B (which is behind a measurement period A). In other cases, the train can be raised again a little. Since there is a lack of flatness, the flatness controller continues to change the work roll bending (not shown) accordingly. If the measured unevenness is released from its limit, the strip tension can be further reduced.
  • the nominal tension level is preferably approached early again (see the solid line in Figure 1 , above) to minimize the active measurement period.
  • the tensile stress in the strip is increased again to the nominal value (see dashed line in Figure 1 , above).
  • the setting limit of the profile control element for example the work roll bending
  • the flatness in the corresponding direction can no longer be improved.
  • the reduction of the train level is interrupted or the train level is raised again to the nominal train level in order to also minimize the active measurement period.
  • the highly dynamic profile control element e.g. the work roll bending
  • the process model (PCFC model) uses cyclical calculations to record the conditions in the roll gap, controls this release circuit and thus ensures the quality of the strip contour, flatness and flatness of a higher order, etc.
  • the signal of the strip center deviation behind the finishing train is also monitored during the measurement period. This means that if the maximum permissible strip center deviation, recorded with a measuring device 10, is exceeded, in the positive or negative direction or if the permissible amount of strip center deviation, the tension level between the finishing train and the shear or reel driver is raised again to the nominal strip tension level.
  • the flatness between the stands is recorded visually by the operators, who manually control the work roll bending and the amount of swiveling of the thickness adjustment after the operator has been informed of the reduction in tension (manual operation would generally also be possible behind the finishing train).
  • the flatness measurement is preferably arranged as close as possible behind the rolling train. However, when using the method described above, it is also possible to arrange the flatness measurement behind the rolling train and / or in front of the shear driver - ie behind the cooling section - and thereby to carry out a flatness control or flatness check.

Landscapes

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

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines metallisches Bandes durch Endloswalzen, bei dem zunächst in einer Gießanlage das Band gegossen und dieses anschließend kontinuierlich in einer Walzstraße mit mindestens einem Walzgerüst zum fertigen Band gewalzt wird, wobei in Förderrichtung des Bandes hinter dem letzten Walzgerüst eine Förderstrecke für das Band vorliegt, die bis zu einem Scherentreiber und/oder einem Haspeltreiber reicht, oder wobei zwischen zwei Walzgerüsten der Walzstraße eine Förderstrecke vorliegt, wobei hinter dem Scherentreiber und/oder dem Haspeltreiber ein Haspel zum Aufwickeln des fertigen Bandes angeordnet ist, wobei zumindest zeitweise in der Förderstrecke eine Nominal-Zugspannung im Band aufrecht erhalten wird.
  • Eine Planheitsmessung und -regelung für Warmband hinter einer Warmbandstraße ist bekannt. Bei einer sogenannten Batch-Walzung (Walzen von einzelnen Bändern hintereinander) wird die Unplanheit optisch am zuglosen Bandkopfbereich erfasst und in der Regel mit Hilfe des dynamischen Profilstellgliedes einer Arbeitswalzenbiegung beseitigt. Bei Messung von Mittenwellen wird die Arbeitswalzenbiegung vermindert und bei Randwellen erhöht. Ein hierbei typischerweise zum Einsatz kommendes optisches Planheitsmessgerät offenbart die DE 197 09 992 C1 .
  • Beim sogenannten Endloswalzen - gemäß dem gattungsgemäßen Verfahren - sind eine Gießanlage und eine Walzstraße miteinander verbunden. Hier werden einzelne Coils durch Trennen des Endlosbandes mit einer Schere erst kurz vor dem Haspel erzeugt. Ein Endlos-Gieß-Walzvorgang kann dabei mehrere Stunden dauern. Da das Band zwischen der Walzstraße und dem Haspel unter Zug steht, zeigt hierbei in der Regel ein optisches Planheitsmessgerät kein brauchbares Ergebnis an.
  • Um bei dieser langen Zeit die Bandqualität sicherzustellen, wird nach einer bekannten Methode mit einer Planheitsmessrolle die Planheit erfasst, indem mit einer Messrolle die Zugspannungsverteilung gemessen und so indirekt die Planheit bestimmt wird. Eine derartige Planheitsmessrolle für den Anwendungsfall des Endloswalzens offenbart beispielsweise die DE 37 21 746 A1 . Andere Lösungen sind in der DE 198 43 899 C1 , in der EP 2 258 492 A1 , in der JP 6319 8809 A und in der US 7 963 136 B2 beschrieben. Die WO 2006/042606 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem zwar verschiedene grundsätzliche Möglichkeiten für die Messung der Planheit des Bandes erwähnt werden, wobei allerdings konkret auch im Heißbereich für den Heißeinsatz adaptierte Planheitsmessrollen eingesetzt werden. Die WO 2006/042606 A1 offenbart insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bandes bei dem folgender Messzyklus zur Bestimmung der Planheit des Bandes gefahren wird: a) Verminderung der Zugspannung in dem sich in der Förderstrecke befindlichen Band von der Nominal-Zugspannung auf einen verminderten Zugspannungs-Wert b) Nach der Durchführung von Schritt a): Messung des Planheitsgrades des Bandes mittels eines optischen Planheits-Messgeräts; c) Nach der Durchführung von Schritt b): Erhöhung der Zugspannung in dem sich in der Förderstrecke befindliche Band von dem verminderten Zugspannungs-Wert auf die Nominal-Zugspannung. Ein ähnliches Verfahren offenbart auch die US 2002/080851 A1 . Die Planheit des Bandes wird auch bei der DE 10 2007 053 523 A1 gemessen.
  • Die Planheitsmessrolle ist jedoch ein kostenaufwändiges und wartungsintensives Messgerät. Wenn eine Anlage im Batch- und Endlosmodus betrieben wird, wird häufig zusätzlich ein optisches Planheitsmessgerät gewünscht.
  • Dies liefert beim Endloswalzen allerdings aufgrund des oben dargestellten Sachverhalts kein brauchbares Ergebnis.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren so weiterzuentwickeln, dass mit geringem Aufwand eine kostengünstige Planheitsmessung und anschließende Planheitsregelung auch beim Endloswalzen erfolgen kann.
  • Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zu definierten Zeitpunkten folgender Messzyklus zur Bestimmung der Planheit des Bandes gefahren wird:
    1. a) Verminderung der Zugspannung in dem sich in der Förderstrecke befindlichen Band von der Nominal-Zugspannung auf einen verminderten Zugspannungs-Wert;
    2. b) Nach der Durchführung von Schritt a): Messung des Planheitsgrades des Bandes mittels eines optischen Planheits-Messgeräts;
    3. c) Nach der Durchführung von Schritt b): Erhöhung der Zugspannung in dem sich in der Förderstrecke befindliche Band von dem verminderten Zugspannungs-Wert auf die Nominal-Zugspannung,
    wobei innerhalb des Messzyklus eine Durchführung der Planheitsverbesserung von parabolischen oder symmetrischen Planheitsanteilen durch Einsatz der Arbeitswalzenbiegung an mindestens einem Walzgerüst und/oder durch Einsatz einer Schwenkregelung und Verbesserung der asymmetrischen Planheitsanteile durch Veränderung der Anstellpositionen an mindestens einem Walzgerüst erfolgt,
    wobei der Messzyklus periodisch während der Durchführung des Verfahrens alle 2 min bis 10 min wiederholt wird und
    wobei die Durchführung der Schritte a) bis c) während eines Zeitraums zwischen 1 sec und 20 sec erfolgt.
  • Es ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass der Messzyklus während der Durchführung des Verfahrens alle 4 min bis 6 min wiederholt wird.
  • Der Messzyklus kann auch vor einer Änderung der Walzdicke des Bandes durchgeführt werden.
  • Weiterhin kann der Messzyklus nach einer Änderung der Walzdicke des Bandes durchgeführt werden.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Messzyklus während der Durchführung eines Scherenschnitts im Bereich des Haspels erfolgt.
  • Schließlich kann auch vorgesehen sein, dass der Messzyklus anlassbedingt vom Bedienpersonal der Fertigungsanlage zur Herstellung des Bandes ausgelöst wird.
  • Dabei kann weiter vorgesehen werden, dass der Messzeitraum unter Berücksichtigung von Prozessbedingungen und Anlagengrenzen minimiert wird.
  • Die Nominal-Zugspannung im Band wird dabei, abhängig von der Materialfestigkeit des Bandes, bevorzugt zwischen 10 N/mm2 und 50 N/mm2 gehalten; indes ist bevorzugt vorgesehen, dass der verminderte Zugspannungs-Wert zwischen 0 N/mm2 und 15 N/mm2 (speziell: 0 N/mm2 bis 9 N/mm2) liegt, besonders bevorzugt zwischen 0 N/mm2 und 5 N/mm2. Vorzugsweise wird die Nominal-Zugspannung im Band während des Messzyklus um 40 % bis 100 % reduziert.
  • Die Bandzüge in der Förderstrecke mit der Planheitsmessung bleiben während des Planheitsmesszyklus in den benachbarten Bereichen - also innerhalb der Walzstraße und/oder zwischen Scheren- bzw. Haspeltreiber und/oder Haspel - bevorzugt unverändert.
  • Weiterhin kann ein Prozess- und/oder Regelmodell und/oder eine Steuerung eingesetzt werden, um den Messzyklus auszulösen, um die Messlänge festzulegen, um die nominellen und reduzierten Bandzugspannungen während des Messzyklus abhängig von der Warmbanddicke und/oder vom Bandmaterial und/oder der Endwalztemperatur einzustellen und um den Prozess unter Beachtung vorgegebener Prozessgrenzen zu überwachen. In diesem Falle ist bevorzugt vorgesehen, dass die vorgegebenen Prozessgrenzen (Prozesslimits) maximal zulässige Planheitsgrenze (Randwellen, Mittenwellen, maximal erfasste Wellen) und/oder maximal zulässige Bandmittenabweichung und/oder maximale Bandmittenabweichungsänderung, erfasst durch ein Messgerät, beachtet werden und daraus eine Bandzugniveauveränderung, insbesondere eine Bandzugerhöhung, während des Planheitsmesszyklus veranlasst wird.
  • Zwischen den Messzeiträumen kann das (hochdynamische) Profilstellglied möglichst in die Nähe der Mitte seines Stellbereichs gebracht werden, insbesondere durch Ablösung des Effektes mittels CVC-Verschiebung oder Veränderung des thermischen Crowns.
  • Der nach der vorliegenden Erfindung vorgesehene Einsatz einer optischen Planheitsmessung in der oben definierten Förderstrecke ist eine vorteilhafte und kostengünstige Möglichkeit zur genauen und einfachen Erfassung des Planheitszustandes des Bandes. Um beim Endloswalzen die Bandplanheit erfassen zu können, wird vorteilhafterweise der Bandzug zwischen der Warmwalzstraße und dem Haspeltreiber bzw. Scherentreiber für eine bestimmte Messzeit dosiert abgesenkt.
  • Es kann sich bei der Warmwalzstraße um eine mindestens eingerüstige Walzstraße bzw. um eine mehrgerüstige Walzstraße handeln, wie es beispielsweise in der EP 0 889 762 B1 offenbart wird. Beim normalen Endlos-Walzvorgang steht das Band zwischen dem letzten aktiven Walzgerüst und dem Schere- bzw. Haspeltreiber unter Zug, um ein stabiles Walzen zu gewährleisten. Nach einer bestimmten Walzzeit ist jedoch nunmehr gemäß der Erfindung vorgesehen, den Bandzug für einen vorgebbaren Messzeitraum zu reduzieren. Der Planheitsmesszyklus mit reduziertem Zug kann dabei nach einer vorgebbaren Zeit oder eines speziellen Anlasses (Event) gefahren werden, er kann vor einer Dickenänderung in der Walzstraße gefahren werden, er kann nach einer Dickenänderung in der Walzstraße gefahren werden oder er kann auch während der Durchführung des Scherenschnitts am Haspel gefahren werden.
  • Im erfindungsgemäß vorgesehenen Messzyklus wird bevorzugt der komplette Planheitszustand über der Bandbreite erfasst bzw. gemessen. Zur Weiterverarbeitung werden diese Signale gefiltert und in symmetrische und asymmetrische Anteile zerlegt. Die asymmetrischen Anteile werden bevorzugt zum automatischen oder (durch den Bediener) manuellen Schwenken der Anstellung des letzten aktiven Walz-Gerüstes herangezogen. Die symmetrischen oder parabolischen Anteile werden in Form von Mitten- oder Randwellen für die Planheitsregelung am Auslaufgerüst verwendet. Zur Vorgehensweise der Planheitsregelung finden sich unten nähere Angaben. Die Verarbeitung der asymmetrischen Anteile oder die Ansteuerung der Schwenkregelung bzw. Anstellung erfolgt in an sich bekannter Weise analog.
  • Die Geschwindigkeit der Bandzugveränderung (Erhöhung bzw. Verminderung) wird so bemessen, dass die Planheitsmess- und -regelkreise reagieren können und dass die Dickenregelung nicht gestört wird bzw. die Dickentoleranz selbst nicht negativ beeinträchtigt wird. Auch der Einfluss der Zugspannungsänderung auf die Bandbreite muss berücksichtigt werden und die Breite im zulässigen Bereich liegen.
  • Das einzustellende mittlere minimal zulässige Bandzugspannungsniveau zwischen letztem aktiven Fertiggerüst und der Schere bzw. dem Haspeltreiber wird vorzugsweise abhängig von der Warmbanddicke, dem Bandmaterial und der Endwalztemperatur gewählt und automatisch vom Prozessrechner berücksichtigt.
  • Für den Messzeitraum werden weiterhin bevorzugt eine maximal zulässige (positive) Randwelligkeit und eine (negative) Mittenwelligkeit oder/und die maximal erfasste Unplanheit über der Breite (also auch die asymmetrischen Anteile) berücksichtigt, die von verschiedenen Prozessparametern abhängig sind. Dabei erfolgt vorteilhaft der Einsatz von möglichst hochdynamischen Profilstellgliedern, wie z. B. der Arbeitswalzenbiegung, um die entsprechend gemessenen Unplanheiten im Messzeitraum in an sich bekannter Weise zu korrigieren.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1
    (oben) schematisch den Verlauf einer Bandzugspannung in einem fertig gewalzten Band über der Zeit sowie (unten) den Verlauf der Bandplanheit über der Zeit und
    Fig. 2
    einen Ausschnitt aus einer Gieß-Walz-Anlage zur Herstellung eines metallischen Bandes, wobei der Bereich zwischen einem letzten aktiven Walzgerüst und einem Haspel sowie die Wirkungsweise eines Prozessmodells dargestellt ist.
  • In den Figuren ist schematisch dargestellt, wie ein Band 1 im Endlos-Walzverfahren in einer nicht dargestellten Gießmaschine gegossen und anschließend in einer ebenfalls nicht dargestellten Walzstraße zum fertigen Band gewalzt wird. Von der Walzstraße ist nur das letzte aktive Walzgerüst 2 dargestellt. Hinter dem Walzgerüst 2 folgt in Fördererrichtung F ein Scherentreiber 3 sowie ein Haspeltreiber 4. In Fördererrichtung F hinter dem Haspeltreiber 4 ist ein Haspel 5 angeordnet. Zwischen dem Scherentreiber 3 und dem Haspeltreiber 4 ist eine Schere 7 platziert, mit der das Band 1 durch getrennt werden kann.
  • Hinter dem letzten Walzgerüst 2 und dem Scherentreiber 3 liegt eine Förderstrecke für das Band 1 vor, in der das Band 1 zumindest zeitweise unter einer Nominal-Zugspannung gehalten wird. In besagter Förderstrecke kann auch eine Bandkühlung 8 angeordnet sein.
  • Im Bereich der Förderstrecke ist weiterhin ein optisches Planheits-Messgerät 6 angeordnet, mit dem die Planheit des Bandes 1 gemessen werden kann.
  • Wesentlich ist, dass zu definierten Zeitpunkten ein spezieller Messzyklus gefahren wird, mit dem anhand des optischen Planheits-Messgeräts 6 die Planheit des Bandes 1 bestimmt wird.
  • Bei diesem Messzyklus wird zunächst die Zugspannung des Bandes 1 von der Nominal-Zugspannung auf einen verminderten Zugspannungs-Wert vermindert.
  • Anschließend erfolgt die Messung des Planheitsgrades des Bandes 1 mittels des optischen Planheits-Messgeräts 6.
  • Ist dies erfolgt, findet wieder eine Erhöhung der Zugspannung vom verminderten Zugspannungs-Wert auf die Nominal-Zugspannung statt.
  • Diese Vorgehensweise ist exemplarisch in Figur 1 für eine Planheitsregelung dargestellt. In dieser Figur kann gesehen werden, dass jeweils nach Ablauf eines Messtriggerzyklus (von beispielsweise 5 Minuten) eine Planheitsmessung gestartet wird. Hierbei wird - wie erläutert - die Bandzugspannung zwischen der Walzstraße und dem Scheren- bzw. dem Haspeltreiber mit einer vorgebbaren Rate vom nominellen Zugspannungsniveau von vorzugsweise zwischen 5 und 50 N/mm2 auf eine niedrigere Bandzugspannung von vorzugsweise 0 bis 10 N/mm2 vermindert. Diese niedrige Bandzugspannung wird eine bestimmte Zeit vorgegeben, um hier eine Planheitsmessung und -regelung für einen vorgebbaren Zeitraum zu ermöglichen. Der Messzeitraum sollte dabei möglichst kurz sein. Er beträgt bevorzugt zwischen 1 sec und weniger als oder maximal 20 sec. Es wird ein minimaler Messzeitraum angestrebt. Zum Beenden des Messzeitraums wird die Zugspannung wieder auf das nominelle Zugspannungsniveau mit einer ebenfalls vorgebbaren Rate angehoben.
  • Die Bandzuganhebung und die Bandzugabsenkung können unterschiedlich schnell erfolgen. Das Niveau des Zuges zwischen Haspeltreiber und Haspel bleibt dabei bevorzugt konstant.
  • Wird die maximal positive oder negative Planheitsgrenze oder die asymmetrische oder maximale Planheitsgrenze erreicht, wird automatisch die Zugabsenkung unterbrochen, wie es in Figur 1 im Messzeitraum B exemplarisch darstellt ist (der sich zeitlich hinter einem Messzeitraum A befindet). Es kann auch in anderen Fällen der Zug wieder etwas angehoben werden. Da eine Unplanheit ansteht, verändert der Planheitsregler weiterhin die Arbeitswalzenbiegung (nicht dargestellt) entsprechend. Löst sich die gemessene Unplanheit von ihrer Grenze, kann die Bandzugspannung weiter abgesenkt werden.
  • Stellt sich im vorgesehenen Messzeitraum (siehe beispielsweise den Messzeitraum A in Figur 1) ein planes Band ein, so wird bevorzugt vorzeitig wieder das nominelle Zugniveau angefahren (siehe hierzu die durchgezogene Linie in Figur 1, oben), um den aktiven Messzeitraum zu minimieren. In jedem Falle wird spätestens am Ende des Messzeitraums A die Zugspannung im Band wieder auf den Nominalwert erhöht (siehe gestrichelte Linie in Figur 1, oben).
  • Bei Erreichung des Stell-Limits des Profilstellgliedes (beispielsweise der Arbeitswalzenbiegung) kann die Planheit in der entsprechenden Richtung nicht mehr verbessert werden. Dann wird die Verminderung des Zugniveaus unterbrochen bzw. das Zugniveau wieder auf das nominelle Zugniveau angehoben, um ebenfalls den aktiven Messzeitraum zu minimieren.
  • Zwischen den Messzeiträumen ist vorgesehen, dass das hochdynamische Profilstellglied (z. B. die Arbeitswalzenbiegung) möglichst weit von seinen Stellgrenzen entfernt eingestellt bzw. in die Mitte ihres Stellbereichs gebracht wird, um für den nächsten Messzeitraum optimal in beide Richtungen agieren zu können. Hierzu wird beispielsweise der Walzspalteffekt der Arbeitswalzenbiegung durch eine langsame Veränderung der CVC-Verschiebung (Änderung des Arbeitswalzencrowns) oder durch Änderung der thermischen Crownform durch Änderung des Wassercrowns, Wasserzonenkühlung oder Wasserniveaus ersetzt (= Ablöseschaltung). Das Prozessmodell (PCFC-Modell) erfasst in dieser Umstellungsphase durch zyklische Berechnungen die Bedingungen im Walzspalt, steuert diese Ablöseschaltung und stellt so die Qualität der Bandkontur, Planheit und Planheit höher Ordnung etc. sicher.
  • Sicherheitshalber wird auch das Signal der Bandmittenabweichung hinter der Fertigstraße während des Messzeitraums überwacht. Das bedeutet, dass bei Überschreitung der maximal zulässigen Bandmittenabweichung, erfasst mit einem Messgerät 10, in positiver oder negativer Richtung oder bei Überschreitung des zulässigen Betrages der Bandmittenabweichungsänderung das Zugniveau zwischen Fertigstraße und Scheren- bzw. Haspeltreiber wieder auf das nominelle Bandzugspannungsniveau angehoben wird.
  • Die entsprechend teilweise oben bereits genannten Abhängigkeiten, Abläufe, Limits, Minima und Maxima für die Werte sowie die Prozessparameter Planheit, Dicke, Breite, Dickenabweichung etc. werden von einem Prozessmodell gesetzt, gesteuert oder/und geregelt. Die wichtigsten oben erwähnten Komponenten bzw. Einflussgrößen sind aus der Darstellung gemäß Figur 2 ersichtlich, wo ein Prozessmodell 9 zur Steuerung der Bandzugspannungen zwecks Planheitsregelung und/oder Schwenkregelung für den Endlosmodus schematisch dargestellt ist, wobei die relevanten Einflussgrößen angedeutet sind.
  • Die obigen Erläuterungen beziehen sich auf die Planheits- und Schwenkregelung und gezielte Zugniveauveränderung zwischen einem aktiven Walzgerüst (und zwar dem letzten aktiven Walzgerüst der Walzstraße) und einem Treiber. Generell gilt, dass diese Vorgehensweise jedoch auch zwischen zwei Fertiggerüsten innerhalb der Warmbandstraße anwendbar ist. Hierzu würde zwischen den Gerüsten ein optisches Planheitsmessgerät installiert.
  • Alternativ erfolgt die Planheitserfassung zwischen den Gerüsten visuell durch die Bediener, die die Arbeitswalzenbiegung und den Schwenkbetrag der Dickenanstellung manuell steuern, nachdem die Zugspannungsverminderung dem Bediener mitgeteilt wurde (eine manuelle Fahrweise wäre generell auch hinter der Fertigstraße möglich).
  • Bevorzugt ist die Planheitsmessung möglichst dicht hinter der Walzstraße angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, bei der Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens die Planheitsmessung hinter der Walzstraße oder/und vor dem Scherentreiber - d. h. hinter der Kühlstrecke - anzuordnen und hiermit eine Planheitsregelung bzw. Planheitskontrolle durchzuführen.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Band
    2
    Walzgerüst
    3
    Scherentreiber
    4
    Haspeltreiber
    5
    Haspel
    6
    optisches Planheits-Messgerät
    7
    Schere
    8
    Bandkühlung
    9
    Prozessmodell / Regelmodell
    10
    Messgerät zur Erfassung der Bandmittenabweichung
    F
    Förderrichtung

Claims (14)

  1. Verfahren zum Herstellen eines metallisches Bandes (1) durch Endloswalzen, bei dem zunächst in einer Gießanlage das Band gegossen und dieses anschließend kontinuierlich in einer Walzstraße mit mindestens einem Walzgerüst (2) zum fertigen Band gewalzt wird,
    wobei in Förderrichtung (F) des Bandes (1) hinter dem letzten Walzgerüst (2) eine Förderstrecke für das Band (1) vorliegt, die bis zu einem Scherentreiber (3) und/oder einem Haspeltreiber (4) reicht, wobei hinter dem Scherentreiber (3) und/oder dem Haspeltreiber (4) ein Haspel (5) zum Aufwickeln des fertigen Bandes (1) angeordnet ist, oder wobei zwischen zwei Walzgerüsten der Walzstraße eine Förderstrecke vorliegt, wobei hinter der Walzstraße ein Haspel (5) zum Aufwickeln des fertigen Bandes (1) angeordnet ist,
    wobei zumindest zeitweise in der Förderstrecke eine Nominal-Zugspannung im Band (1) aufrecht erhalten wird, wobei zu definierten Zeitpunkten folgender Messzyklus zur Bestimmung der Planheit des Bandes (1) gefahren wird:
    a) Verminderung der Zugspannung in dem sich in der Förderstrecke befindlichen Band (1) von der Nominal-Zugspannung auf einen verminderten Zugspannungs-Wert;
    b) Nach der Durchführung von Schritt a): Messung des Planheitsgrades des Bandes (1) mittels eines optischen Planheits-Messgeräts (6);
    c) Nach der Durchführung von Schritt b): Erhöhung der Zugspannung in dem sich in der Förderstrecke befindliche Band (1) von dem verminderten Zugspannungs-Wert auf die Nominal-Zugspannung,
    wobei innerhalb des Messzyklus eine Durchführung der Planheitsverbesserung von parabolischen oder symmetrischen Planheitsanteilen durch Einsatz der Arbeitswalzenbiegung an mindestens einem Walzgerüst und/oder durch Einsatz einer Schwenkregelung und Verbesserung der asymmetrischen Planheitsanteile durch Veränderung der Anstellpositionen an mindestens einem Walzgerüst erfolgt,
    wobei der Messzyklus periodisch während der Durchführung des Verfahrens alle 2 min bis 10 min wiederholt wird und
    wobei die Durchführung der Schritte a) bis c) während eines Zeitraums zwischen 1 sec und 20 sec erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messzyklus während der Durchführung des Verfahrens alle 4 min bis 6 min wiederholt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messzyklus vor einer Änderung der Walzdicke des Bandes durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messzyklus nach einer Änderung der Walzdicke des Bandes durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messzyklus während der Durchführung eines Scherenschnitts im Bereich des Haspels (5) erfolgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messzyklus anlassbedingt vom Bedienpersonal der Fertigungsanlage zur Herstellung des Bandes ausgelöst wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Messzeitraum unter Berücksichtigung von Prozessbedingungen und Anlagengrenzen minimiert wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nominal-Zugspannung im Band (1) zwischen 10 N/mm2 und 50 N/mm2 gehalten wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der verminderte Zugspannungs-Wert zwischen 0 N/mm2 und 15 N/mm2 liegt, bevorzugt zwischen 0 N/mm2 und 9 N/mm2.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nominal-Zugspannung im Band während des Messzyklus um 40 % bis 100 % reduziert wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandzüge in den der Förderstrecke mit der Planheitsmessung benachbarten Bereichen während des Planheitsmesszyklus unverändert bleiben.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prozess- und/oder Regelmodell (9) und/oder eine Steuerung eingesetzt wird, um den Messzyklus auszulösen, um die Messlänge festzulegen, um die nominellen und reduzierten Bandzugspannungen während des Messzyklus abhängig von der Warmbanddicke und/oder vom Bandmaterial und/oder der Endwalztemperatur einzustellen und um den Prozess unter Beachtung vorgegebener Prozessgrenzen zu überwachen.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebenen Prozessgrenzen maximal zulässige Planheitsgrenze und/oder maximal zulässige Bandmittenabweichung und/oder maximale Bandmittenabweichungsänderung, erfasst durch ein Messgerät (10), beachtet werden und daraus eine Bandzugniveauveränderung, insbesondere eine Bandzugerhöhung, während des Planheitsmesszyklus veranlasst wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Messzeiträumen das Profilstellglied möglichst in die Nähe der Mitte seines Stellbereichs gebracht wird, insbesondere durch Ablösung des Effektes mittels CVC-Verschiebung oder Veränderung des thermischen Crowns.
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