EP3194087A1 - Breiteneinstellung bei einer fertigstrasse - Google Patents

Breiteneinstellung bei einer fertigstrasse

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EP3194087A1
EP3194087A1 EP15756619.1A EP15756619A EP3194087A1 EP 3194087 A1 EP3194087 A1 EP 3194087A1 EP 15756619 A EP15756619 A EP 15756619A EP 3194087 A1 EP3194087 A1 EP 3194087A1
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EP
European Patent Office
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rolling
metal strip
width
actual
stand
Prior art date
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EP15756619.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3194087B1 (de
Inventor
Daniel Kotzian
Wilfried Tautz
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Primetals Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Germany GmbH
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Publication date
Application filed by Primetals Technologies Germany GmbH filed Critical Primetals Technologies Germany GmbH
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Application granted granted Critical
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    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/22—Lateral spread control; Width control, e.g. by edge rolling
    • 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
    • B21B37/48—Tension control; Compression control
    • B21B37/50—Tension control; Compression control by looper control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/006—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B38/04—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring thickness, width, diameter or other transverse dimensions of the product
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    • B21B2261/02—Transverse dimensions
    • B21B2261/06—Width
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2261/00—Product parameters
    • B21B2261/20—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21B2265/00—Forming parameters
    • B21B2265/02—Tension
    • B21B2265/06—Interstand tension
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2273/00—Path parameters
    • B21B2273/20—Track of product
    • 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
    • B21B37/48—Tension control; Compression control

Definitions

  • Width adjustment in a finishing train The present invention is based on a method for rolling a metal strip in a finishing train.
  • finishing train comprises a plurality of the metal strip to each other ⁇ traversed roll stands
  • each of the actual width and the actual ⁇ temperature is detected for sections of the metal strip before entering the finishing mill.
  • the present invention further relates to a Compu ⁇ terprogramm comprising machine code that is processable by a controller for a finishing train, wherein the execution of the machine code effected by the control means that the control means operates the finishing train according to such a method.
  • the present invention further is directed to a STEU ⁇ er worn for a finishing train, wherein said control means is programmed with such a computer program, so that the control means operates the finishing train according to such a method.
  • the present invention is further based on a finishing train for rolling a metal strip
  • finishing train comprises a plurality of the metal strip to each other ⁇ traversed roll stands
  • the finishing train having such a control device which operates the finishing train according to such a method.
  • a hot rolling mill for rolling metal strip is generally from a roughing train, a finishing train and a hat ⁇ pel Rhein.
  • the metal strip first passes through the pre ⁇ road and then the finishing mill and the coiler is finally fed.
  • - usually at least in hot strip mills for rolling steel strip - is still a cooling line available.
  • the cooling section if it is present, downstream of the finishing train and upstream of the reel device.
  • the width of the metal strip is influenced both in the roughing mill and in the finishing mill as well as on the way to the coiler. In some cases, this influence is active.
  • Hot rolled strip Boran of SSAB Tunnplat "by Harald Natusch et al., Stahl and Eisen 122 (2002), number 11, pages 93 to 100, it is known to carry out a pre-control for the width deviations.
  • a measurement of the width takes place in front of and behind the roughing road and behind the finishing train.
  • Y. Hoshi et al. La Revue de Metallurgie-CIT, November 1996, pages 1413 to 1420, is known from the paper "Automatic width control system using interstand tension in hot strip finishing mill” behind the second and rear respectively to detect the width of the metal strip the last roll stand of a finishing mill.
  • Mes ⁇ solution of the train between the first and the second rolling stand is controlled.
  • the trains between the third and the last roll stand to be controlled.
  • From DE 103 38 470 B4 is known to detect a characteristic of the mass flow size between each two roll stands ⁇ and based on the detected size adjust to reduce a width change of the tape tension between the two roll stands.
  • EP 0 375 095 B1 discloses a method for regulating the strip width during finish rolling of hot strip in a multi-stand rolling train.
  • the bandwidth is measured before the penultimate and after the last frame.
  • the strip tension is used in front of the last mill stand of the rolling train.
  • ba ⁇ -stabilizing width model is a simplified model ⁇ width passes meet.
  • the simplified width model is supplemented with a neuro-dimensional network, it models the widening in the.
  • Finishing line as a function of the shrinkage in the metal strip, the current width, the thickness reduction, the pressed length and the deformation resistance.
  • the methods of the prior art already cause the actual width of the metal strip to approach the desired width. Often, however, the procedures are inadequate.
  • the temperature distribution over the length of the metal strip is uneven, which in turn results in uneven spreading of the metal strip in the finishing train.
  • the object of the present invention is to provide possibilities by means of which the width of the metal strip can be adjusted precisely in a simple and efficient manner.
  • a method for rolling a metal strip in a finishing train which has a plurality of rolling stands, which are consecutively traversed by the metal strip.
  • sections of the metal strip are each assigned an actual width derived from the detected actual width, an initial nominal width, an actual temperature derived from the detected actual temperature, and a setpoint temperature,
  • a desired in the metal strip before the assigned rolling mill ⁇ desired train, one in the metal ⁇ band after the assigned mill desired Sollzuges, the respective section associated set temperature and parameters of the assigned Rolling stand rolling process determines a desired width after rolling in the associated rolling stand and assigns the respective section of the metal strip
  • Rolling an actual width after rolling in zugeord ⁇ Neten roll stand determined and assigns the respective section of the metal strip, -
  • the respective width control device based on the desired in the metal strip after the associated rolling train Sollzuges, the target temperature and the actual temperature of rolled in the associated rolling mill section of the Metallban-, the difference between the desired width and actual width of Ab ⁇ section of the metal strip, which is at a predetermined Position behind the assigned rolling stand, and the parameter of the rolling process determines the rear additional setpoint,
  • the respective width control device determines the additional rear setpoint value in such a way that the actual width of the section of the metal strip rolled in the associated rolling stand approaches the set width of the rolled section
  • the respective width control device feeds the rear auxiliary setpoint to a respective tension regulator, which adjusts a prevailing in the metal strip behind the associated rolling stand actual train according to the corrected to the rear additional setpoint Sollzug.
  • the actual widths and actual temperatures assigned to the sections are identical to the detected actual widths and actual temperatures.
  • at least the detected actual widths, preferably also the detected actual temperatures are however filtered, in particular low-pass filtered.
  • the filtering can in particular be such that no phase offset is induced by the filtering in the filtered variable (actual width or actual temperature) compared to the unfiltered variable. So it should be done filtering in Nullpha ⁇ senfiltern. For this purpose, it is possible, for example, to provide a correspondingly symmetrical filter. Alternatively, it is possible that the detected actual widths of a first
  • Filtering be subjected to provisionally filtered Ist ⁇ widths are determined and then subjected to the preliminary filtered actual widths of a second filtering and so the filtered actual widths are determined.
  • formerly ovin- the Istbreiten detected NEN parallel to both the first filtering and the second filtering are subjected to and are used as the average of the two filtered actualbreadth Filterun ⁇ gen.
  • the two filters can be phase-locked. It is only necessary that the two filters are inversely phase-locked relative to one another, so that the phase offset caused by one filtering is compensated or compensated by the other filtering. Analogous procedures are possibly possible with respect to the actual temperatures.
  • the initial target width is specified.
  • the initial target width can be determined based on the actual width assigned to the sections. It is possible that the predetermined position is fixed. Alternatively, it is possible that the predetermined location is given to the width controllers (optionally individually for each width controller). For example, for the respective width control device as a predetermined point, the middle between the assigned width controllers.
  • Rolling mill and the immediately downstream rolling stand can be specified. It may also be possible to certain place to specify the location at which a ski lift on the metal band attacks.
  • the Wegverfol ⁇ supply can be gestar ⁇ tet basis of this time to be adjusted, ie particularly timely.
  • Making the low-pass filters simultaneously with the detection of the actual width and the actual temperature is particularly useful if the actual width and the actual temperature are detected at the inlet of the finishing train.
  • the number of rolling stands of the finishing train can be determined as needed. In general, the number of Walzgerüs ⁇ th 3 to 8, usually 4 to 7, in particular 5 or 6.
  • the metal in particular steel, aluminum and copper in question.
  • the metal strip is made of a different metal. In the context of the present invention it is necessary at various points to know the speed of the metal strip. For this, it is possible to make a corresponding Ge ⁇ schwindtechnikslitis directly.
  • a final rolling temperature is predetermined, which should have the metal strip at the outlet of the finishing train.
  • the final rolling temperature is preferably used as the target temperature.
  • the actual temperature of the portions of the metal strip is preferably tracked during the passage of the portions of the metal strip through the Fer ⁇ tig Avenue continuously model-based.
  • the parameters of the rolling process can be determined as needed. As a rule, as parameters of the rolling process, be ⁇ attracted to the associated rolling stand, the rolling force, the rolling torque, the belt speed on the inlet side and / or outlet side of the associated rolling stand, the nip, the stitch loss, the depressed length of metal strip and mate- rial ridn of Used metal strip.
  • the object is further achieved by a computer program having the features of claim 11. According to the invention is pre- ⁇ see that the execution of the machine code effected by the control means that the control means operates the finishing train according to an inventive method.
  • the object is further achieved by a control device for a finishing train having the features of claim 12.
  • the finishing mill is programmed with a erfindungsge ⁇ MAESSEN computer program, so that the control means operates the finishing train according to an inventive method.
  • the control device is the finishing train such that it operates the finishing train according to a method according to the invention .
  • FIG. 2 shows sections of a metal strip
  • FIG. 3 shows a flow chart
  • the roughing 2 can in individual cases - for example, in the case that the metal strip 1 is already cast relatively thin - omitted.
  • the finishing mill 3 has, according to FIG 1 a plurality of rolling stands 5 which are traversed by the Me ⁇ tallband 1 successively.
  • the number of rolling stands 5 is usually between three and eight, in particular between four and seven, for example at five or six.
  • the metal strip 1 may be ⁇ example, be a steel strip to act an aluminum tape to a copper ⁇ tape or a tape of a different metal.
  • the hot strip mill - in particular the finishing train 3 - is controlled by a control device 6.
  • the control device 6 is programmed with a computer program 7.
  • the computer program 7 comprises machine code 8, which is dependent on the control er arthritis 6 can be processed.
  • the processing of the machine code 8 by the control device 6 causes the control device 6, the finishing mill 3 operates according to a method which will be explained in more detail below in conjunction with FIG 2 and the other figures. Due to the programming with the computer program 7, the control device 6 thus operates the finishing train 3 accordingly.
  • the metal strip 1 is virtually divided into sections 9 within the control device 6.
  • the sections 9 can be defined, for example, according to FIG. 2 by a uniform length 1, by a uniform mass m or by a detection in steps equidistant from one another.
  • each of which actualbreadth bO and their Isttempe ⁇ temperature TO is detected in a step Sl for the portions of the metal strip 9 first Detecting the actualbreadth bO and the actual temperature TO ⁇ takes place prior to entry of the corresponding portions 9 into the finishing train 3.
  • 1 2 corresponding Messein ⁇ devices be located at the outlet of the roughing train ACCORDING TO FIG.
  • the measuring devices can be arranged at the inlet of the finishing train 3.
  • the detection of the actual widths bO and the actual temperatures TO for all sections 9 is completed even before the foremost section 9 of the metal strip 1 enters the finishing train 3.
  • the detection of the actual widths bO and the actual temperatures TO for rear portions 9 of the metal strip 1 is still carried out while front portions 9 of the metal strip 1 have already run into the finishing train 3.
  • the detection is made per ⁇ but such that the following SUC ⁇ constricting in a step S2 assigning a actualbreadth b and an actual temperature T for each section is finished 9 before the corresponding section 9 in the finishing mill 3 enters.
  • the sections 9 in step S2 immediately the detected actual widths bO and actual temperatures Assigned to TO.
  • the detected actual widths b Preferably, however, at least the detected actual widths b 0, preferably also the detected actual temperatures TO, are filtered.
  • a low-pass filtering can be done entspre ⁇ accordingly. In case of filtering will be in
  • Step S2 for each section 9 a respective filtered actual width bF and a respective filtered actual temperature TF determined.
  • the filtering of step S2 preferably takes place in such a way that the filtered actual widths bF have no phase offset compared to the original, unfiltered actual widths b0 (zero-phase filtering).
  • a filtering can take place with a Gaussian bell curve (or another symmetrical bell curve).
  • one of the following two approaches is taken.
  • the detected actual widths b0 it is possible, as shown in FIG. 5, for the detected actual widths b0 to be first subjected to a first filtering in a first filter block 10. As a result, provisionally filtered actual widths bV are determined. The provisionally filtered actual widths bV are then subjected to a second filtration in a subsequent second filter block 11. The result of the second filtering are the filtered actual widths bF.
  • both the first filtering in the first filter block 10 and the second filtering in the second filter block 11 may be phase-locked. Decisive in this case, the two filters in the two filter blocks 10, 11 are inversely phase relative to each other.
  • the second filtering in the second filter ⁇ block 11 thus compensates for the phase shift, which was caused by the first filtering in the first filter block 10th Alternatively, it is 6 mög ⁇ Lich as shown in FIG, the two filterings in the two filter blocks 10, 11 perform parallel. In this case, so the detected actual widths bO both the first filtering and subjected to the second filtering.
  • the results of the two filters are in this case fed to a node in which the mean value of the two filters is formed.
  • the mean value corresponds in this case to the filtered actual width bF.
  • the same type of filtering is used for determining the filtered actual temperatures TF as for the determination of the filtered actual widths bF. However, this is not necessary.
  • a zero-phase filtering should also take place with respect to the actual temperatures TO.
  • the filtered actual width bF determined for the respective section 9 of the metal strip 1 and the filtered actual temperature TF determined for the respective section 9 of the metal strip 1 are therefore the respective section 9 as (new) actual width b or (new) actual temperature T assigned.
  • the respective section 9 in a step S3 as a target width b * an initial Sollbrei ⁇ te bO * and assigned as target temperature T * an initial AIDmpe ⁇ temperature TO *.
  • the initial nominal width bO * the STEU ⁇ er immunity is set 6 from the outside, the parent, for example from an (not shown) controller or 12 by an operator
  • the control means 6, the initial target width bO * based determined the sections 9 associated actual width b.
  • control device 6 can perform an average value formation over all sections 9 of the metal strip 1.
  • control device 6 is also given a final rolling temperature, ie the temperature which is to have the metal strip 1 as it emerges from the finishing train 3 on ⁇ . It is possible that this temperature is used as the initial set temperature TO * or the initial Target temperature TO * is determined on the basis of the final rolling temperature.
  • the control device 6 is implemented due to the Abarbei- processing of the computer program 7, in a step S4, a Wegver ⁇ innovation for the portions 9 of the metal strip 1.
  • the control ⁇ device 6 is therefore known at any time, which portion 9 of the metal strip 1, at which point the finishing train 3 is located.
  • the implementation of tracking is well known to those skilled in the art and therefore need not be discussed.
  • the time tl can be detected by, for example, that the roll ⁇ virtue of this roll stand 5 rises suddenly.
  • the other rolling stands 5 of the finished road ⁇ 3 corresponding time points t2, t3 and so on. Based on the detected times tl, t2, etc., the tracking can be adjusted in this case.
  • the control device 6 implemented due to the Abarbei ⁇ tion of the computer program 7 further in a step S5, at least for the rolling stands 5 with the exception of the last mill stand 5 of the finishing train 3 each have a width control ⁇ device 13.
  • the respective width control device 13 is associated with the respective rolling stand 5. It is possible that even for the last roll stand 5 of the finishing train 3, a ⁇ such width control device 13 is present. However, this is not mandatory.
  • the construction and mode of operation of one of the width control devices 13 will be explained in conjunction with FIG. 7 -representative of all the width control devices 13. For the other width control devices 13 apply analogous versions.
  • the width control device 13 is assigned to a specific roll stand 5.
  • this is the average rolling stand 5, hereinafter referred to as a mapped referred Walzge ⁇ Jost and designated by the reference numeral 5b.
  • the rolling stand 5, which is arranged upstream of the associated rolling stand 5b, is provided below with the reference sign 5a.
  • the rolling stand 5b arranged downstream of the associated rolling stand 5b is subsequently provided with the reference numeral 5c.
  • the width control device 13 has at leastjansblö ⁇ blocks 14 to 19.
  • the following parameters are supplied to the functional block 14:
  • the nominal width b * which is assigned to the section 9 of the metal strip 1 currently rolled in the assigned rolling stand 5b, before rolling in the associated rolling stand 5b.
  • the setpoint width b * corresponds to the initial setpoint width b *.
  • the desired width b * is provided by the function block 15 of the width control device 13 assigned to the upstream roll stand 5 a.
  • Roll stand 5b should prevail.
  • the desired train ZI * is determined by ei ⁇ ne appropriate default by the parent controller.
  • additional control intervention of the operator 12 can be taken into account.
  • the desired train Z2 * is determined by a corresponding specification from the higher-level control device.
  • control operator intervention may optionally be considered 12 to ⁇ additionally.
  • the functional block 14 determines a nominal width after rolling in the associated rolling stand 5b.
  • the function block 14 assigns the corresponding portion 9 of the metal strip 1, the determined nominal width as a new desired width b *.
  • the new setpoint width b *, the function block 14 to the function block 15.
  • the function block 14 thus internally models based on the desired values b *, T * of the respective section 9 of the Metallban ⁇ 1 of its Breitungs in the nip of the associated rolling mill 5b.
  • the function block 14 thus includes an internally based on mathematical-physical equations - in particular algebraic and differential equations - based Mo ⁇ dell the associated rolling stand 5b.
  • the function block 15 is formed in the simplest case as a simple buffer memory in the manner of a shift register or derglei ⁇ chen, in which only the transport of the Ab ⁇ sections 9 of the metal strip 1 (including the Ab ⁇ cut 9 assigned set sizes b *, T *) to the subsequent roll stand 5c is modeled.
  • the desired block Z2 * and the material characteristics M of the metal strip 1 are fed to the functional block 15 of the desired strip Z2 * desired in the metal strip 1 for the associated rolling stand 5b.
  • the function block 15 thus leads to the buffered portions 9, the respective nominal width b * after rolling in the associated roll stand 5b as a function of the desired tension Z2 * desired in the metal strip 1 for the associated rolling stand 5b, the setpoint temperature T * and the material characteristics M of the metal strip 1.
  • Implicit in the determination of the functional block 15 continue the distance a to the downstream rolling stand 5c (more precisely: the distance a plus the stored between the associated rolling stand 5b and the downstream roll stand 5c tape supply) and the belt speed v behind the associated rolling mill 5b.
  • a, v determine the transport time for which the sections 9 of the metal strip 1 are located in the intermediate frame area between the associated rolling stand 5b and the downstream rolling stand 5c.
  • the function block 15 provides the time of rolling a respective portion 9 of the metal strip 1 in the downstream roll stand 5c, the nominal width b * prior to rolling in the downstream roll stand 5c of the downstream rolling stand 5c supplied arrange ⁇ th width control device 13 are available.
  • the distance a is a fixed quantity that only needs to be parameterized once.
  • the stored tape supply can be determined in a simple manner by the position of a loop lifter 20 which is arranged between the associated rolling stand 5b and the downstream roll stand 5c.
  • the Bandgeschwindig ⁇ velocity v can vary during operation. It is possible, the Bandge ⁇ speed v by means of a corresponding measuring device to measure directly. Alternatively, the circumferential speed of rolls of the associated roll stand 5b can be measured and, in conjunction with the known lead, the strip speed v can be determined therefrom. Again alternatively, the peripheral speed of rolls of the downstream roll stand 5 can be measured and from this, in conjunction with the known lag, the belt speed v can be determined. Which approach is taken, located in Belie ⁇ ben the expert.
  • the function block 16 is structurally and functionally the same 14 in its approach to the function block There are, however, changed the following input variables: - Instead of the set width b * the actualbreadth b of momen ⁇ tan rolled in the associated rolling mill 5b section 9 of the metal strip 1 used.
  • the actual width b corresponds to the actual width b assigned to the sections 9 in step S2 of FIG.
  • the actual width b is provided by the function block 17 of the width control device 13 assigned to the upstream roll stand 5 a.
  • a reference train corrected by a rear additional target value ⁇ 2 * is used instead of the reference train Z2 *.
  • the rear additional setpoint ⁇ 2 * is provided as shown in FIG 7 from the function block 19 of the respective ⁇ width controller. 13 -
  • the actual temperature T is used.
  • the actual temperature T corresponds to the actual temperature T.sub.im associated with the sections 9 in step S2 of FIG
  • the actual temperature T is made available by the width control device 13 assigned to the upstream roll stand 5a.
  • the functional block 16 determines an actual width after rolling in the associated rolling stand 5b.
  • the function block 16 assigns the corresponding section 9 of the metal strip 1, the determined actual width as a new actual width b.
  • the new actual width b leads the function block 16 to the function block 17.
  • the function block 16 thus internally models, with reference to the actual values b, T of the respective section 9 of the metal strip 1, its spreading behavior in the roll gap of the associated roll stand 5b.
  • Function block 17 is structurally and functionally identical to function block 15.
  • functional block 17 - analogous to function block 15 - does not only transport the sections 9 of metal strip 1 (including the actual variables b, T assigned to sections 9) to the downstream one Roll stand 5c, but also that the creep behavior of the actual widths b of the buffered in functional block 15 sections 9 of the metal strip 1, the functional block 17 to the rear additional target value 5Z2 * corrected Soll ⁇ train Z2 * and continue - as well as the function block 15 - the Material characteristics M of the metal strip 1 supplied.
  • the functional block 17 thus performs the respective actual width b for the buffered sections 9 after rolling in the associated rolling stand 5b as a function of that around the rear additional setpoint 5Z2 * corrected nominal tension Z2 *, the actual temperature T and the material characteristics M of the metal strip 1 after. Implicit in the determination of the functional block 17 as before at the function block 15 and the distance a to the downstream roll stand 5c and the belt speed v behind the associated rolling mill 5b.
  • the function block 18, the newly determined nominal width b * are fed from the function block 14 and the newly determined actual width b from the function block 15.
  • the function block 15 bil ⁇ det the difference between the desired width 5b and b * actualbreadth b.
  • the function block 18 buffers the difference 5b determined by it.
  • the buffering is designed so that the portion 9 of the metal strip 1 to which the differential determined rence is based 5b, to the time at which the Diffe ⁇ rence is output 5b from the function block 18, at a predetermined location between the associated Roll stand 5b and the downstream rolling stand 5c is located.
  • the predetermined location may be determined as needed.
  • the predetermined location may, for example, be that location at which the ski lift 20 downstream of the associated rolling stand 5b acts on the metal strip 1.
  • the predetermined site of the gene jeweili ⁇ width control device 13 can be specified, par- from the operator 12 or from the above-mentioned control unit.
  • the function block 18 supplies the difference ⁇ b to the function block 19.
  • the function block 19 is further supplied with the desired tension Z2 *, the setpoint temperature T * and the actual temperature T and the parameters P of the rolling process taking place in the respective rolling stand 5.
  • the function blocks 19 continue to output the output from the function blocks 14 and 16 widths b *, b as such.
  • Based on the supplied guide ⁇ th he sizes of the function block 19 determines the rear additional setpoint 5Z2 *. The determination is made such that the actualbreadth b of the rolled in the associated rolling mill 5b From ⁇ section 9 of the metal strip 1 of desired width b * of the rolled portion is approximated.
  • the averaging is performed He ⁇ preferably such that the approximation for the time is optimized to the portion 9, for the rear of the additional setpoint value is determined 5Z2 *, leaking out of the roll stand arranged nachge ⁇ 5c.
  • the function block 19 continues to supply the rear auxiliary setpoint 5Z2 * to a tension controller 21.
  • the tension regulator 21 will continue to be supplied with the desired tension Z2 * and an actual tension Z2 which prevails behind the associated rolling stand 5b in the metal belt 1.
  • the tension controller 21 sets the actual tension Z2, which prevails in the metal band 1 behind the associated rolling stand 5b, in accordance with the reference tension corrected by the rear additional target value 5Z2 * Z2 * one.
  • the tension regulator 21 may act on the loop lifter 20 for this purpose as shown in FIG.
  • the tension regulator 21 can act on the roller peripheral speed of the associated rolling stand 5b and / or of the downstream rolling stand 5c.
  • the tension regulator 21 can act on the employment of the downstream roll stand 5c.
  • the present invention thus relates to the following facts:
  • the metal strip 1 are respectively detected whose Is ⁇ wide bO and their actual temperature TO for portions 9 before the rolling of a metal strip 1 in a finishing train. 3 From the detected quantities bO, TO derived quantities bF, TF and the Corres ⁇ pondierenden setpoints b *, T * are assigned to the sections 9. The sections 9 of the metal strip 1 are tracked during the passage of the finishing train 3.
  • the Walzge ⁇ equip 5 each a width control device 13 is assigned.
  • the width control devices 13 determine, based on different input variables, the nominal width b * and the actual width b after rolling in the associated rolling stand 5b.
  • the width control devices 13 furthermore determine a rear additional target value 5Z2 *, by which the target tension Z2 * behind the assigned rolling stand 5b is corrected by the
  • the present invention has many advantages. For example, in the context of the present invention, no Measurement of temperatures T and widths b required within the finishing train 3. Only in front of the finishing train 3 is such a detection required. These surveys are usually available.
  • the width b can be detected at the outlet of the finished road 3 for quality control, for adapting the process models used and possibly for optional width control. However, this is not mandatory. If in addition to the inventive width controller also has a width control is implemented, cor- width control alternates in dependence on the actualbreadth b behind the finishing train 3 and the target width b * at this point at least the desired width b *, possibly also the actual ⁇ broad b. The correction takes place for the individual rolling stands 5, to which a width control device 13 is assigned.
  • the correction takes place in such a way that the determined additional target values ⁇ *, ⁇ 2 * compensate the width deviation at the outlet of the finishing train 3.
  • the control interventions are divided within the finishing train 3 into several rolling stands 5. In this case, the compensation preferably prevails in the front rolling stands 5. In the rear rolling stands 5, only residual deviations are preferably compensated.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Abstract

Vor dem Walzen eines Metallbandes (1) in einer Fertigstraße (3) werden für Abschnitte (9) des Metallbandes (1) jeweils deren Istbreite (b0) und deren Isttemperatur (T0) erfasst. Aus den erfassten Größen (b0, T0) abgeleitete Größen (bF, TF) und die korrespondierenden Sollgrößen (b*, T*) werden den Abschnitten (9) zugeordnet. Die Abschnitte (9) des Metallbandes (1) werden während des Durchlaufens der Fertigstraße (3) wegverfolgt. Den Walzgerüsten (5) ist jeweils eine Breitensteuereinrichtung (13) zugeordnet. Die Breitensteuereinrichtungen (13) ermitteln anhand von verschiedenen Eingangsgrößen die Sollbreite (b*) und die Istbreite (b) nach dem Walzen im zugeordneten Walzgerüst (5b). Die Breitensteuereinrichtungen (13) ermitteln weiterhin einen hinteren Zusatzsollwert (δZ2*), um welchen der Sollzug (Z2*) hinter dem zugeordneten Walzgerüst (5b) korrigiert wird, um die Istbreite (b) an die Sollbreite (b*) anzunähern. Der hintere Zusatzsollwert (δZ2) wird sowohl bei der Ermittlung der Istbreite (b) berücksichtigt als auch einem Zugregler (21) zugeführt, der einen im Metallband (1) hinter dem zugeordneten Walzgerüst (5b) herrschenden Istzug (Z2) entsprechend dem korrigierten Sollzug (Z2*) einstellt. Für die Ermittlung des hinteren Zusatzsollwertes (δZ2*) wird unter anderem die Differenz (δb) von Sollbreite (b*) und Istbreite (b) eines Abschnitts (9) des Metallbandes (1) herangezogen, der sich an einer vorbestimmten Stelle hinter dem zugeordneten Walzgerüst (5b) befindet.

Description

Beschreibung
Breiteneinstellung bei einer Fertigstraße Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Walzen eines Metallbandes in einer Fertigstraße,
- wobei die Fertigstraße mehrere von dem Metallband nach¬ einander durchlaufene Walzgerüste aufweist,
- wobei für Abschnitte des Metallbandes vor dem Einlaufen in die Fertigstraße jeweils deren Istbreite und deren Ist¬ temperatur erfasst wird.
Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Compu¬ terprogramm, das Maschinencode umfasst, der von einer Steuer- einrichtung für eine Fertigstraße abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung die Fertigstraße gemäß einem derartigen Verfahren betreibt. Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Steu¬ ereinrichtung für eine Fertigstraße, wobei die Steuereinrichtung mit einem derartigen Computerprogramm programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung die Fertigstraße gemäß einem derartigen Verfahren betreibt.
Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Fertigstraße zum Walzen eines Metallbandes,
- wobei die Fertigstraße mehrere von dem Metallband nach¬ einander durchlaufene Walzgerüste aufweist,
- wobei die Fertigstraße eine derartige Steuereinrichtung aufweist, welche die Fertigstraße gemäß einem derartigen Verfahren betreibt.
Eine Warmwalzstraße zum Walzen von Metallband besteht in der Regel aus einer Vorstraße, einer Fertigstraße und einer Has¬ peleinrichtung. Das Metallband durchläuft zunächst die Vor¬ straße und danach die Fertigstraße und wird schließlich der Haspeleinrichtung zugeführt. In vielen Fällen - in der Regel zumindest bei Warmbandstraßen zum Walzen von Stahlband - ist weiterhin eine Kühlstrecke vorhanden. Die Kühlstrecke ist, sofern sie vorhanden ist, der Fertigstraße nachgeordnet und der Haspeleinrichtung vorgeordnet.
Beim Walzen des Metallbandes sind oftmals enge Breitentole¬ ranzen vorgegeben. Die Einhaltung dieser Breitentoleranzen ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal. Eine aktive Beeinflussung der Breite des Metallbandes generiert damit einen wirtschaft- liehen Nutzen.
Die Breite des Metallbandes wird sowohl in der Vorstraße als auch in der Fertigstraße als auch auf dem Weg zur Haspeleinrichtung beeinflusst. In manchen Fällen erfolgt diese Beein- flussung aktiv.
So ist beispielsweise aus dem Fachaufsatz „Development of Automatic Width Control System for Hot Strip Finishing Mills" von M. Nakayama et al . , Proceedings of the Third Internatio- nal Conference on Technology of Plasticity, Kyoto, July 1/6, 1990, vol. II, Seiten 791 bis 796, ein Verfahren bekannt, bei welchem hinter mehreren (aber nicht allen) Walzgerüsten der Fertigstraße eine Breitenmessung erfolgt. Unter Verwendung aller vorhandenen Breitenmessungen werden mittels eines Mo- dells die fehlenden Breitenmesswerte geschätzt. Es erfolgt eine Kompensation von Breitenabweichungen durch die Berechnung und Aufschaltung eines zusätzlichen Bandzuges für jede Schlingenheberregelung . Aus dem Fachaufsatz „Automatische Breitenregelung in der
Warmbandstraße Borlänge der SSAB Tunnplat" von Harald Natusch et al . , stahl und eisen 122 (2002), Nummer 11, Seiten 93 bis 100, ist bekannt, eine Vorsteuerung für die Breitenabweichungen vorzunehmen. Die Breitung in der Fertigstraße wird mo- dellgestützt ermittelt. Eine Messung der Breite erfolgt vor und hinter der Vorstraße sowie hinter der Fertigstraße. Aus dem Fachaufsatz „Automatic width control System using interstand tension in hot strip finishing mill" von Y. Hoshi et al . , La Revue de Metallurgie-CIT, November 1996, Sei¬ ten 1413 bis 1420, ist bekannt, hinter dem zweiten und hinter dem letzten Walzgerüst einer Fertigstraße jeweils die Breite des Metallbandes zu erfassen. Mittels der erstgenannten Mes¬ sung wird der Zug zwischen dem ersten und dem zweiten Walzgerüst geregelt. Mittels der letztgenannten Messung werden die Züge zwischen dem dritten und dem letzten Walzgerüst gere- gelt.
Aus der DE 103 38 470 B4 ist bekannt, zwischen je zwei Walz¬ gerüsten eine für den Massenfluss charakteristische Größe zu erfassen und aufbauend auf der erfassten Größe den Bandzug zwischen den beiden Walzgerüsten einzustellen, um eine Breitenänderung zu reduzieren.
Aus der DE 198 51 053 AI ist ein Verfahren zum Regeln der Breite in einer Walzstraße mit mindestens zwei Walzgerüsten bekannt, die von dem Metallband nacheinander durchlaufen werden. Bei diesem Verfahren wird die Breite hinter dem zuletzt durchlaufenen Walzgerüst erfasst. Es wird der Zug zwischen den beiden Walzgerüsten geregelt, um die Breite des Metall¬ bandes zu beeinflussen.
Aus der EP 0 375 095 Bl ist ein Verfahren zum Regeln der Bandbreite beim Fertigwalzen von Warmband in einer mehrge- rüstigen Walzstraße bekannt. Bei diesem Verfahren wird die Bandbreite vor dem vorletzten und nach dem letzten Gerüst ge- messen. Es erfolgt eine Breitenregelung mit Vorsteuerung. Als Stellgröße dient der Bandzug vor dem letzten Walzgerüst der Walzstraße .
Aus dem Fachaufsatz „Strip width Variation behaviour and its mathematical model in hot strip finishing mills" von Atsushi Ishii et al . , Proceedings of The 7th International Conference on Steel Rolling 1998, Chiba, Japan, Seiten 93 bis 98, ist ein Breitenmodell für eine Fertigstraße bekannt. Breitenein- flüsse im Walzspalt wie beispielsweise eine relative Bandpro¬ filänderung, eine Walzenbiegung, eine gedrückte Länge sowie der einlaufseitige und der auslaufseitige Zug werden berück¬ sichtigt. Weiterhin werden Breiteneinflüsse im Bereich zwi- sehen zwei Walzgerüsten wie beispielsweise die Temperatur, der im Metallband herrschende Zug, die Streckgrenze, die Bandtemperatur und die Zeitdauer berücksichtigt.
Aus dem Fachaufsatz „Direct Width Control Systems Based on Width Prediction Models in Hot Strip Mill" von Cheol Jae Park et al., ISIJ International, vol. 47 (2007), No . 1, Seiten 105 bis 113, wird aufbauend auf einem auf finiten Elementen ba¬ sierenden Breitenmodell ein vereinfachtes Breitenmodell abge¬ leitet. Das vereinfachte Breitenmodell wird mit einem neuro- nalen Netzwerk ergänzt. Es modelliert die Breitung in der
Fertigstraße in Abhängigkeit von dem einlaufseifigen Zug im Metallband, der aktuellen Breite, der Dickenreduktion, der gedrückten Länge und der Formänderungsfestigkeit. Die Verfahren des Standes der Technik bewirken bereits, dass die Istbreite des Metallbandes der Sollbreite angenähert wird. Die Verfahren funktionieren oftmals jedoch nur unzureichend. Darüber hinaus ist in einer Warmbandstraße ohne Coilbox die Temperaturverteilung über die Länge des Metall- bandes gesehen ungleichmäßig, was wiederum zu einer ungleichmäßigen Breitung des Metallbandes in der Fertigstraße führt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer auf einfache und effi- ziente Weise die Breite des Metallbandes exakt eingestellt werden kann.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfah- rens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 10. Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Walzen eines Metall¬ bandes in einer Fertigstraße, die mehrere von dem Metallband nacheinander durchlaufene Walzgerüste aufweist, geschaffen,
- wobei für Abschnitte des Metallbandes vor dem Einlaufen in die Fertigstraße jeweils deren Istbreite und deren Ist¬ temperatur erfasst werden,
- wobei den Abschnitten des Metallbandes jeweils eine aus der erfassten Istbreite abgeleitete Istbreite, eine anfängliche Sollbreite, eine aus der erfassten Isttemperatur abgeleite- te Isttemperatur und eine Solltemperatur zugeordnet werden,
- wobei die Abschnitte des Metallbandes während des Durchlau¬ fens der Fertigstraße wegverfolgt werden,
- wobei zumindest den Walzgerüsten mit Ausnahme des letzten Walzgerüsts jeweils eine Breitensteuereinrichtung zugeord- net ist,
- wobei die jeweilige Breitensteuereinrichtung für den in dem zugeordneten Walzgerüst gewalzten Abschnitt des Metallbandes
-- anhand von dessen Sollbreite vor dem Walzen im zugeord- neten Walzgerüst, eines im Metallband vor dem zugeordne¬ ten Walzgerüst gewünschten Sollzuges, eines im Metall¬ band nach dem zugeordneten Walzgerüst gewünschten Sollzuges, der dem jeweiligen Abschnitt zugeordneten Solltemperatur und Parametern des im zugeordneten Walzgerüst erfolgenden Walzvorgangs eine Sollbreite nach dem Walzen im zugeordneten Walzgerüst ermittelt und dem jeweiligen Abschnitt des Metallbandes zuordnet,
-- anhand von dessen Istbreite vor dem Walzen im zugeordne¬ ten Walzgerüst, des um einen vorderen Zusatzsollwert korrigierten im Metallband vor dem zugeordneten Walzgerüst gewünschten Sollzuges, des um einen hinteren Zusatzsollwert korrigierten im Metallband nach dem zuge¬ ordneten Walzgerüst gewünschten Sollzuges, der dem jeweiligen Abschnitt zugeordneten Isttemperatur und den Parametern des im zugeordneten Walzgerüst erfolgenden
Walzvorgangs eine Istbreite nach dem Walzen im zugeord¬ neten Walzgerüst ermittelt und dem jeweiligen Abschnitt des Metallbandes zuordnet, - wobei die jeweilige Breitensteuereinrichtung anhand des im Metallband nach dem zugeordneten Walzgerüst gewünschten Sollzuges, der Solltemperatur und der Isttemperatur des im zugeordneten Walzgerüst gewalzten Abschnitts des Metallban- des, der Differenz von Sollbreite und Istbreite eines Ab¬ schnitts des Metallbandes, der sich an einer vorbestimmten Stelle hinter dem zugeordneten Walzgerüst befindet, sowie der Parameter des Walzvorgangs den hinteren Zusatzsollwert ermittelt,
- wobei die jeweilige Breitensteuereinrichtung den hinteren Zusatzsollwert derart ermittelt, dass die Istbreite des im zugeordneten Walzgerüst gewalzten Abschnitts des Metallbandes der Sollbreite des gewalzten Abschnitts angenähert wird,
- wobei die jeweilige Breitensteuereinrichtung den hinteren Zusatzsollwert einem jeweiligen Zugregler zuführt, der einen im Metallband hinter dem zugeordneten Walzgerüst herrschenden Istzug entsprechend dem um den hinteren Zusatzsollwert korrigierten Sollzug einstellt.
Dadurch werden lediglich eine einzige Breitenmessung und eine einzige Temperaturmessung benötigt, nämlich zwischen der Vorstraße und der Fertigstraße. Breitenabweichungen können hochgenau kompensiert werden. Falls zusätzlich auch eine Breiten- regelung realisiert werden soll, ist hierfür noch eine zu¬ sätzliche Breitenmessung hinter der Fertigstraße erforderlich. Eine derartige Breitenmessung ist jedoch üblicherweise vorhanden und erfordert daher keinen zusätzlichen Hardwareaufwand .
Im einfachsten Fall sind die den Abschnitten zugeordneten Istbreiten und Isttemperaturen mit den erfassten Istbreiten und Isttemperaturen identisch. Vorzugsweise werden zumindest die erfassten Istbreiten, vorzugsweise auch die erfassten Isttemperaturen, jedoch gefiltert, insbesondere tiefpassge- filtert. Durch diese Vorgehensweise kann insbesondere er¬ reicht werden, dass das Walzen des Metallbandes relativ ruhig (also ohne hochfrequente Stelleingriffe) erfolgt. Die Manipu- lation der Istbreite über den Bandzug hat dadurch keine nega¬ tiven Auswirkungen auf den Walzprozess.
Die Filterung kann insbesondere derart sein, dass durch die Filterung in der gefilterten Größe (Istbreite oder Isttemperatur) gegenüber der ungefilterten Größe kein Phasenversatz induziert wird. Es sollten also Filterungen in Nullpha¬ senfiltern erfolgen. Hierzu ist es beispielsweise möglich, ein entsprechend symmetrisches Filter vorzusehen. Alternativ ist es möglich, dass die erfassten Istbreiten einer ersten
Filterung unterzogen werden und so vorläufig gefilterte Ist¬ breiten ermittelt werden und sodann die vorläufig gefilterten Istbreiten einer zweiten Filterung unterzogen werden und so die gefilterten Istbreiten ermittelt werden. Alternativ kön- nen die erfassten Istbreiten parallel sowohl der ersten Filterung als auch der zweiten Filterung unterzogen werden und als gefilterte Istbreite der Mittelwert der beiden Filterun¬ gen verwendet werden. In beiden Fällen können die beiden Filterungen phasenbehaftet sein. Es ist lediglich erforderlich, dass die beiden Filterungen relativ zueinander invers phasenbehaftet sind, so dass der durch die eine Filterung bewirkte Phasenversatz durch die andere Filterung kompensiert oder ausgeglichen wird. Analoge Vorgehensweisen sind gegebenenfalls bezüglich der Isttemperaturen möglich.
Es ist möglich, dass die anfängliche Sollbreite vorgegeben wird. Alternativ kann die anfängliche Sollbreite anhand der den Abschnitten zugeordneten Istbreite ermittelt werden. Es ist möglich, dass die vorbestimmte Stelle fest vorgegeben ist. Alternativ ist es möglich, dass die vorbestimmte Stelle den Breitensteuereinrichtungen (gegebenenfalls individuell für jede Breitensteuereinrichtung) vorgegeben wird. Beispielsweise kann für die jeweilige Breitensteuereinrichtung als vorbestimmte Stelle die Mitte zwischen dem zugeordneten
Walzgerüst und dem unmittelbar nachgeordneten Walzgerüst vorgegeben werden. Auch ist es gegebenenfalls möglich, als vor- bestimmte Stelle den Ort vorzugeben, an welchem ein Schiingenheber am Metallband angreift.
Vorzugsweise wird zumindest für das von dem Metallband zuerst durchlaufene Walzgerüst der Fertigstraße ein Zeitpunkt er- fasst, zu dem das Metallband in dieses Walzgerüst einläuft. In diesem Fall kann anhand dieses Zeitpunkts die Wegverfol¬ gung angepasst werden, also insbesondere zeitgerecht gestar¬ tet werden.
Es ist alternativ möglich, die Istbreite am Auslauf der Vorstraße oder am Einlauf der Fertigstraße zu erfassen. Ebenso ist es alternativ möglich, die Isttemperatur am Auslauf der Vorstraße oder am Einlauf der Fertigstraße zu erfassen. Es ist weiterhin alternativ möglich, zunächst für das gesamte Metallband (also für alle Abschnitte des Metallbandes) die jeweilige Istbreite und die jeweilige Isttemperatur zu erfas¬ sen und erst danach die Tiefpassfilterungen vorzunehmen. Alternativ ist es möglich, die Tiefpassfilterungen simultan mit dem Erfassen der Istbreite und der Isttemperatur vorzunehmen. Ein Vornehmen der Tiefpassfilterungen vorab ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Istbreite und die Isttemperatur am Auslauf der Vorstraße erfasst werden. Ein Vornehmen der Tief- passfilterungen simultan mit dem Erfassen der Istbreite und der Isttemperatur ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Istbreite und die Isttemperatur am Einlauf der Fertigstraße erfasst werden. Je nachdem, wie viel Zeit zwischen den Tiefpassfilterungen und dem Einlaufen der Abschnitte des Metallbandes in das erste Walzgerüst der Fertigstraße vergeht, kann es erforderlich sein, die zeitliche Entwicklung der Temperatur der Abschnitte mittels eines Temperaturmodells fortzu¬ schreiben .
Die Anzahl an Walzgerüsten der Fertigstraße kann nach Bedarf bestimmt sein. In der Regel beträgt die Anzahl an Walzgerüs¬ ten 3 bis 8, meist 4 bis 7, insbesondere 5 oder 6. Als Metall kommen insbesondere Stahl, Aluminium und Kupfer in Frage. Es ist jedoch auch möglich, dass das Metallband aus einem anderen Metall besteht. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es an verschiedenen Stellen erforderlich, die Geschwindigkeit des Metallbandes zu kennen. Hierzu ist es möglich, direkt eine entsprechende Ge¬ schwindigkeitsmessung vorzunehmen. Alternativ ist es möglich, die jeweilige Geschwindigkeit dadurch zu ermitteln, dass - bezogen auf die Stelle, für welche die Geschwindigkeit des Metallbandes erfasst werden soll - die Umfangsgeschwindigkeit von Walzen eines vorgeordneten Walzgerüsts erfasst wird und daraus unter Berücksichtigung der Voreilung die Geschwindigkeit des Metallbandes ermittelt wird. In analoger Weise ist es umgekehrt möglich, die jeweilige Geschwindigkeit dadurch zu ermitteln, dass die Umfangsgeschwindigkeit von Walzen ei¬ nes nachgeordneten Walzgerüsts erfasst wird und daraus unter Berücksichtigung der Nacheilung die Geschwindigkeit des Metallbandes ermittelt wird.
In vielen Fällen ist eine Endwalztemperatur vorgegeben, welche das Metallband am Auslauf der Fertigstraße aufweisen soll. In diesem Fall wird vorzugsweise die Endwalztemperatur als Solltemperatur verwendet. Die Isttemperatur der Abschnit- te des Metallbandes hingegen wird vorzugsweise während des Durchlaufens der Abschnitte des Metallbandes durch die Fer¬ tigstraße kontinuierlich modellgestützt nachgeführt.
Die Parameter des Walzvorgangs können nach Bedarf bestimmt sein. In der Regel werden als Parameter des Walzvorgangs, be¬ zogen auf das zugeordnete Walzgerüst, die Walzkraft, das Walzmoment, die Bandgeschwindigkeit einlaufseitig und/oder auslaufseitig des zugeordneten Walzgerüsts, der Walzspalt, die Stichabnahme, die gedrückte Länge an Metallband und Mate- rialgrößen des Metallbandes herangezogen.
Im einfachsten Fall wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens nur die Breitung beim Walzen in den Walzgerüsten selbst berücksichtigt. Vorzugsweise jedoch ist vorgesehen, dass die jeweilige Breitensteuereinrichtung für die in dem zugeordneten Walzgerüst bereits gewalzten Abschnitte des Me¬ tallbandes
- die Sollbreite nach dem Walzen in Abhängigkeit von dem Ab¬ stand zum nachgeordneten Walzgerüst, der Bandgeschwindig¬ keit auslaufseitig des zugeordneten Walzgerüsts, dem im Me¬ tallband nach dem zugeordneten Walzgerüst gewünschten Sollzug, der Solltemperatur und Materialkenngrößen des Metall- bandes nachführt und
- die Istbreite nach dem Walzen in Abhängigkeit von dem Ab¬ stand zum nachgeordneten Walzgerüst, der Bandgeschwindig¬ keit auslaufseitig des zugeordneten Walzgerüsts, dem um den hinteren Zusatzsollwert korrigierten im Metallband nach dem zugeordneten Walzgerüst gewünschten Sollzug, der Isttemperatur und den Materialkenngrößen des Metallbandes nachführt .
Durch diese Vorgehensweise kann auch das Kriechen der Breite zwischen den Walzgerüsten berücksichtigt werden.
Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorge¬ sehen, dass die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung die Fertigstraße gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren betreibt .
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung für eine Fertigstraße mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Fertigstraße mit einem erfindungsge¬ mäßen Computerprogramm programmiert, so dass die Steuereinrichtung die Fertigstraße gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren betreibt.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Fertigstraße zum Walzen eines Metallbandes mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung der Fertigstraße derart ausgebildet, dass sie die Fertigstraße gemäß einem er¬ findungsgemäßen Verfahren betreibt.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:
FIG 1 eine Warmbandstraße,
FIG 2 Abschnitte eines Metallbandes, FIG 3 ein Ablaufdiagramm,
FIG 4 bis 6 Filterungen und
FIG 7 einen Abschnitt einer Fertigstraße und eine
Breitensteuereinrichtung.
Gemäß FIG 1 weist eine Warmbandstraße zum Walzen eines Me¬ tallbandes 1 eine Vorstraße 2, eine Fertigstraße 3 und eine Haspeleinrichtung 4 auf. Die Vorstraße 2 kann in Einzelfällen - beispielsweise in dem Fall, dass das Metallband 1 bereits relativ dünn gegossen wird - entfallen. Die Fertigstraße 3 weist gemäß FIG 1 mehrere Walzgerüste 5 auf, die von dem Me¬ tallband 1 nacheinander durchlaufen werden. Die Anzahl an Walzgerüsten 5 liegt in der Regel zwischen drei und acht, insbesondere zwischen vier und sieben, beispielsweise bei fünf oder sechs. Bei dem Metallband 1 kann es sich beispiels¬ weise um ein Stahlband, um ein Aluminiumband, um ein Kupfer¬ band oder um ein Band aus einem anderen Metall handeln. Die Warmbandstraße - insbesondere die Fertigstraße 3 - wird von einer Steuereinrichtung 6 gesteuert. Die Steuereinrichtung 6 ist mit einem Computerprogramm 7 programmiert. Das Computerprogramm 7 umfasst Maschinencode 8, der von der Steu- ereinrichtung 6 abarbeitbar ist. Die Abarbeitung des Maschinencodes 8 durch die Steuereinrichtung 6 bewirkt, dass die Steuereinrichtung 6 die Fertigstraße 3 gemäß einem Verfahren betreibt, das nachfolgend in Verbindung mit FIG 2 und den weiteren Figuren näher erläutert wird. Aufgrund der Programmierung mit dem Computerprogramm 7 betreibt die Steuereinrichtung 6 die Fertigstraße 3 also entsprechend.
Das Metallband 1 wird innerhalb der Steuereinrichtung 6 vir- tuell in Abschnitte 9 unterteilt. Die Abschnitte 9 können beispielsweise gemäß FIG 2 durch eine einheitliche Länge 1, durch eine einheitliche Masse m oder durch eine Erfassung in zeitlich äquidistanten Schritten definiert sein. Gemäß FIG 3 wird in einem Schritt Sl für die Abschnitte 9 des Metallbandes 1 jeweils deren Istbreite bO und deren Isttempe¬ ratur TO erfasst. Das Erfassen der Istbreite bO und der Ist¬ temperatur TO erfolgt vor dem Einlaufen der entsprechenden Abschnitte 9 in die Fertigstraße 3. Beispielsweise können ge- mäß FIG 1 am Auslauf der Vorstraße 2 entsprechende Messein¬ richtungen angeordnet sein. Alternativ können die Messeinrichtungen am Einlauf der Fertigstraße 3 angeordnet sein. Es ist möglich, dass die Erfassung der Istbreiten bO und der Isttemperaturen TO für alle Abschnitte 9 abgeschlossen ist, noch bevor der vorderste Abschnitt 9 des Metallbandes 1 in die Fertigstraße 3 einläuft. Alternativ ist es möglich, dass die Erfassung der Istbreiten bO und der Isttemperaturen TO für hintere Abschnitte 9 des Metallbandes 1 noch durchgeführt wird, während vordere Abschnitte 9 des Metallbandes 1 bereits in die Fertigstraße 3 eingelaufen sind. Unabhängig von der konkret ergriffenen Vorgehensweise erfolgt die Erfassung je¬ doch derart, dass die nachfolgend in einem Schritt S2 erfol¬ gende Zuordnung einer Istbreite b und einer Isttemperatur T für jeden Abschnitt 9 abgeschlossen ist, bevor der entspre- chende Abschnitt 9 in die Fertigstraße 3 einläuft.
Im einfachsten Fall werden im Schritt S2 den Abschnitten 9 unmittelbar die erfassten Istbreiten bO und Isttemperaturen TO zugeordnet. Vorzugsweise werden jedoch zumindest die er- fassten Istbreiten bO, vorzugsweise auch die erfassten Isttemperaturen TO, jedoch gefiltert. Insbesondere kann entspre¬ chend der Darstellung in den Figuren 4 bis 6 eine Tiefpass- filterung erfolgen. Im Falle einer Filterung werden im
Schritt S2 für jeden Abschnitt 9 eine jeweilige gefilterte Istbreite bF und eine jeweilige gefilterte Isttemperatur TF ermittelt . Die Filterung des Schrittes S2 erfolgt vorzugsweise derart, dass die gefilterten Istbreiten bF gegenüber den ursprünglichen, ungefilterten Istbreiten bO keinen Phasenversatz aufweisen (Nullphasenfilterung) . Beispielsweise kann zu diesem Zweck gemäß FIG 4 eine Filterung mit einer Gaussschen Glo- ckenkurve (oder einer anderen, symmetrischen Glockenkurve) erfolgen. Alternativ wird eine der beiden folgenden Vorgehensweisen ergriffen.
Zum einen ist es entsprechend der Darstellung in FIG 5 mög- lieh, dass die erfassten Istbreiten bO zunächst in einem ersten Filterblock 10 einer ersten Filterung unterzogen werden. Dadurch werden vorläufig gefilterte Istbreiten bV ermittelt. Die vorläufig gefilterten Istbreiten bV werden sodann in einem nachfolgenden zweiten Filterblock 11 einer zweiten Filte- rung unterzogen. Das Ergebnis der zweiten Filterung sind die gefilterten Istbreiten bF. In diesem Fall können zwar sowohl die erste Filterung im ersten Filterblock 10 als auch die zweite Filterung im zweiten Filterblock 11 phasenbehaftet sein. Entscheidend ist in diesem Fall, die beiden Filterungen in den beiden Filterblöcken 10, 11 relativ zueinander invers phasenbehaftet sind. Die zweite Filterung im zweiten Filter¬ block 11 kompensiert somit den Phasenversatz, der durch die erste Filterung im ersten Filterblock 10 bewirkt wurde. Alternativ ist es entsprechend der Darstellung in FIG 6 mög¬ lich, die beiden Filterungen in den beiden Filterblöcken 10, 11 parallel durchzuführen. In diesem Fall werden also die erfassten Istbreiten bO sowohl der ersten Filterung als auch der zweiten Filterung unterzogen. Die Ergebnisse der beiden Filterungen werden in diesem Fall einem Knotenpunkt zugeführt, in dem der Mittelwert der beiden Filterungen gebildet wird. Der Mittelwert entspricht in diesem Fall der gefilter- ten Istbreite bF.
Für die Ermittlung der gefilterten Isttemperaturen TF können analoge Vorgehensweisen ergriffen werden. Im Regelfall wird für die Ermittlung der gefilterten Isttemperaturen TF die gleiche Art der Filterung verwendet wie für die Ermittlung der gefilterten Istbreiten bF. Zwingend ist dies jedoch nicht erforderlich. Vorzugsweise sollte auch bezüglich der Isttemperaturen TO eine Nullphasenfilterung erfolgen. Im Falle einer Filterung werden die für den jeweiligen Abschnitt 9 des Metallbandes 1 ermittelte gefilterte Istbreite bF und die für den jeweiligen Abschnitt 9 des Metallbandes 1 ermittelte gefilterte Isttemperatur TF also dem jeweiligen Abschnitt 9 als (neue) Istbreite b bzw. (neue) Isttemperatur T zugeordnet. Weiterhin werden dem jeweiligen Abschnitt 9 in einem Schritt S3 als Sollbreite b* eine anfängliche Sollbrei¬ te bO* und als Solltemperatur T* eine anfängliche Solltempe¬ ratur TO* zugeordnet. Es ist möglich, dass die anfängliche Sollbreite bO* der Steu¬ ereinrichtung 6 von außen vorgegeben wird, beispielsweise von einer (nicht dargestellten) übergeordneten Steuereinrichtung oder von einem Bediener 12. Alternativ ist es möglich, dass die Steuereinrichtung 6 die anfängliche Sollbreite bO* anhand der den Abschnitten 9 zugeordneten Istbreite b ermittelt.
Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 6 eine Mittelwert¬ bildung über alle Abschnitte 9 des Metallbandes 1 vornehmen. In der Regel ist weiterhin der Steuereinrichtung 6 eine Endwalztemperatur vorgegeben, d.h. diejenige Temperatur, welche das Metallband 1 beim Austreten aus der Fertigstraße 3 auf¬ weisen soll. Es ist möglich, dass diese Temperatur als anfängliche Solltemperatur TO* verwendet wird oder die anfäng- liehe Solltemperatur TO* anhand der Endwalztemperatur ermittelt wird.
Die Steuereinrichtung 6 implementiert aufgrund der Abarbei- tung des Computerprogramms 7 in einem Schritt S4 eine Wegver¬ folgung für die Abschnitte 9 des Metallbandes 1. Der Steuer¬ einrichtung 6 ist daher zu jedem Zeitpunkt bekannt, welcher Abschnitt 9 des Metallbandes 1 sich an welcher Stelle der Fertigstraße 3 befindet. Die Implementierung einer Wegverfol- gung ist Fachleuten allgemein bekannt und muss daher nicht näher erläutert werden.
Zur korrekten Wegverfolgung der Abschnitte 9 des Metallbandes 1 ist es oftmals erforderlich, einen Zeitpunkt tl zu erfas- sen, zu dem das Metallband 1 - genauer: der vorderste Ab¬ schnitt 9 des Metallbandes 1 - in das von dem Metallband 1 zuerst durchlaufene Walzgerüst 5 einläuft. Der Zeitpunkt tl kann beispielsweise dadurch erfasst werden, dass die Walz¬ kraft dieses Walzgerüsts 5 sprunghaft ansteigt. In analoger Weise können auch für die anderen Walzgerüste 5 der Fertig¬ straße 3 entsprechende Zeitpunkte t2, t3 usw. erfasst werden. Anhand der erfassten Zeitpunkte tl, t2 usw. kann in diesem Fall die Wegverfolgung angepasst werden. Die Steuereinrichtung 6 implementiert aufgrund der Abarbei¬ tung des Computerprogramms 7 weiterhin in einem Schritt S5 zumindest für die Walzgerüste 5 mit Ausnahme des letzten Walzgerüsts 5 der Fertigstraße 3 jeweils eine Breitensteuer¬ einrichtung 13. Die jeweilige Breitensteuereinrichtung 13 ist dem jeweiligen Walzgerüst 5 zugeordnet. Es ist möglich, dass auch für das letzte Walzgerüst 5 der Fertigstraße 3 eine der¬ artige Breitensteuereinrichtung 13 vorhanden ist. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Nachfolgend werden in Verbindung mit FIG 7 - stellvertretend für alle Breitensteu- ereinrichtungen 13 - der Aufbau und die Wirkungsweise einer der Breitensteuereinrichtungen 13 erläutert. Für die anderen Breitensteuereinrichtungen 13 gelten analoge Ausführungen. Die Breitensteuereinrichtung 13 ist einem bestimmten Walzgerüst 5 zugeordnet. In der Darstellung von FIG 7 ist dies das mittlere Walzgerüst 5, nachfolgend als zugeordnetes Walzge¬ rüst bezeichnet und mit dem Bezugszeichen 5b versehen. Das dem zugeordneten Walzgerüst 5b vorgeordnete Walzgerüst 5 wird nachfolgend mit dem Bezugszeichen 5a versehen. In analoger Weise wird das dem zugeordneten Walzgerüst 5b nachgeordnete Walzgerüst 5 nachfolgend mit dem Bezugszeichen 5c versehen. Die Breitensteuereinrichtung 13 weist zumindest Funktionsblö¬ cke 14 bis 19 auf.
Dem Funktionsblock 14 werden folgende Größen zugeführt: - Die Sollbreite b*, die dem in dem zugeordneten Walzgerüst 5b momentan gewalzten Abschnitt 9 des Metallbandes 1 vor dem Walzen in dem zugeordneten Walzgerüst 5b zugeordnet ist. Im Falle der dem ersten Walzgerüst 5 der Fertigstraße 3 zugeordneten Breitensteuereinrichtung 13 korrespondiert die Sollbreite b* mit der anfänglichen Sollbreite b* . Im
Falle der anderen Breitensteuereinrichtungen 13 wird die Sollbreite b* vom Funktionsblock 15 der dem vorgeordneten Walzgerüst 5a zugeordneten Breitensteuereinrichtung 13 zur Verfügung gestellt.
- Ein Sollzug ZI*, der im Metallband 1 vor dem zugeordneten
Walzgerüst 5b herrschen soll. Der Sollzug ZI* ist durch ei¬ ne entsprechende Vorgabe von der übergeordneten Steuereinrichtung bestimmt. Gegebenenfalls können zusätzlich Steuereingriffe des Bedieners 12 berücksichtigt werden.
- Ein Sollzug Z2*, der im Metallband 1 hinter dem zugeordne¬ ten Walzgerüst 5b herrschen soll. Der Sollzug Z2* ist durch eine entsprechende Vorgabe von der übergeordneten Steuereinrichtung bestimmt. Auch hier können gegebenenfalls zu¬ sätzlich Steuereingriffe des Bedieners 12 berücksichtigt werden.
- Die Solltemperatur T*, die dem in dem zugeordneten Walzgerüst 5b momentan gewalzten Abschnitt 9 des Metallbandes 1 vor dem Walzen in dem zugeordneten Walzgerüst 5b zugeordnet ist .
- Parameter P des im zugeordneten Walzgerüst 5b erfolgenden Walzvorgangs. Als Parameter P des Walzvorgangs können bei- spielsweise, immer bezogen auf das zugeordnete Walzgerüst 5b, die Walzkraft, das Walzmoment, die Bandgeschwindigkeit einlaufseitig und/oder auslaufseitig des zugeordneten Walz- gerüsts, der Walzspalt, die Stichabnahme, die gedrückte Länge an Metallband 1 und - gegebenenfalls temperaturabhän- gige - Materialgrößen M des Metallbandes 1 herangezogen werden. Die Materialkenngrößen M können beispielsweise den Elastizitätsmodul, die Streckgrenze, den Umformwiderstand und dergleichen mehr umfassen. Anhand der dem Funktionsblock 14 zugeführten Größen ermittelt der Funktionsblock 14 eine Sollbreite nach dem Walzen in dem zugeordneten Walzgerüst 5b. Der Funktionsblock 14 ordnet dem entsprechenden Abschnitt 9 des Metallbandes 1 die ermittelte Sollbreite als neue Sollbreite b* zu. Die neue Sollbreite b* führt der Funktionsblock 14 dem Funktionsblock 15 zu. Der Funktionsblock 14 modelliert also intern bezogen auf die Sollwerte b*, T* des jeweiligen Abschnittes 9 des Metallban¬ des 1 dessen Breitungsverhalten im Walzspalt des zugeordneten Walzgerüsts 5b. Der Funktionsblock 14 umfasst somit intern ein auf mathematisch-physikalischen Gleichungen - insbesondere algebraische und Differenzialgleichungen - basierendes Mo¬ dell des zugeordneten Walzgerüsts 5b. Derartige Modelle sind Fachleuten als solche bekannt, siehe die beiden eingangs er¬ wähnten Fachaufsätze „Strip width Variation behaviour and its mathematical model in hot strip finishing mills" von Atsushi Ishii et al . und „Direct Width Control Systems Based on Width Prediction Models in Hot Strip Mill" von Cheol Jae Park et al . Der Funktionsblock 15 ist im einfachsten Fall als einfacher Pufferspeicher nach Art eines Schieberegisters oder derglei¬ chen ausgebildet, in dem lediglich der Transport der Ab¬ schnitte 9 des Metallbandes 1 (einschließlich der den Ab- schnitten 9 zugeordneten Sollgrößen b*, T*) zum nachfolgenden Walzgerüst 5c modelliert wird. Vorzugsweise jedoch werden dem Funktionsblock 15 der im Metallband 1 nach dem zugeordneten Walzgerüst 5b gewünschte Sollzug Z2* und die Materialkenngrö- ßen M des Metallbandes 1 zugeführt. In diesem Fall implemen¬ tiert der Funktionsblock 15 zusätzlich zum reinen Transport der Abschnitte 9 des Metallbandes 1 das Kriechverhalten der Sollbreiten b* der im Funktionsblock 15 gepufferten Abschnitte 9 des Metallbandes 1. Der Funktionsblock 15 führt also für die gepufferten Abschnitte 9 die jeweilige Sollbreite b* nach dem Walzen in dem zugeordneten Walzgerüst 5b in Abhängigkeit von dem im Metallband 1 nach dem zugeordneten Walzgerüst 5b gewünschten Sollzug Z2*, der Solltemperatur T* und den Materialkenngrößen M des Metallbandes 1 nach. Implizit gehen in die Ermittlung des Funktionsblocks 15 weiterhin der Abstand a zum nachgeordneten Walzgerüst 5c (genauer: der Abstand a zuzüglich dem zwischen dem zugeordneten Walzgerüst 5b und dem nachgeordneten Walzgerüst 5c gespeicherten Bandvorrat) und die Bandgeschwindigkeit v hinter dem zugeordneten Walzgerüst 5b ein. Denn diese beiden Größen a, v bestimmen die Transportzeit, für welche die Abschnitte 9 des Metallbandes 1 sich im Zwischengerüstbereich zwischen dem zugeordneten Walzgerüst 5b und dem nachgeordneten Walzgerüst 5c befinden. Der Funktionsblock 15 stellt zum Zeitpunkt des Walzens eines jeweiligen Abschnitts 9 des Metallbandes 1 im nachgeordneten Walzgerüst 5c die Sollbreite b* vor dem Walzen in dem nachgeordneten Walzgerüst 5c der dem nachgeordneten Walzgerüst 5c zugeordne¬ ten Breitensteuereinrichtung 13 zur Verfügung. Der Abstand a ist eine feste Größe, die nur einmal parame- triert werden muss. Falls auch der gespeicherte Bandvorrat mit berücksichtigt werden soll, ist dies einfach möglich. Denn der gespeicherte Bandvorrat kann auf einfache Weise durch die Position eines Schiingenhebers 20 ermittelt werden, der zwischen dem zugeordneten Walzgerüst 5b und dem nachgeordneten Walzgerüst 5c angeordnet ist. Die Bandgeschwindig¬ keit v kann im Betrieb variieren. Es ist möglich, die Bandge¬ schwindigkeit v mittels einer entsprechenden Messeinrichtung direkt zu messen. Alternativ kann die Umfangsgeschwindigkeit von Walzen des zugeordneten Walzgerüsts 5b gemessen werden und daraus in Verbindung mit der bekannten Voreilung die Bandgeschwindigkeit v ermittelt werden. Wiederum alternativ kann die Umfangsgeschwindigkeit von Walzen des nachgeordneten Walzgerüsts 5 gemessen werden und daraus in Verbindung mit der bekannten Nacheilung die Bandgeschwindigkeit v ermittelt werden. Welche Vorgehensweise ergriffen wird, liegt im Belie¬ ben des Fachmanns.
Der Funktionsblock 16 ist vom Ansatz her bau- und funktionsgleich zum Funktionsblock 14. Es sind jedoch folgende Eingangsgrößen geändert: - Anstelle der Sollbreite b* wird die Istbreite b des momen¬ tan im zugeordneten Walzgerüst 5b gewalzten Abschnitts 9 des Metallbandes 1 herangezogen. Im Falle der dem ersten Walzgerüst 5 der Fertigstraße 3 zugeordneten Breitensteuereinrichtung 13 korrespondiert die Istbreite b mit der den Abschnitten 9 im Schritt S2 von FIG 3 zugeordneten Istbreite b. Im Falle der anderen Breitensteuereinrichtungen 13 wird die Istbreite b vom Funktionsblock 17 der dem vorgeordneten Walzgerüst 5a zugeordneten Breitensteuereinrichtung 13 zur Verfügung gestellt.
- Anstelle des Sollzuges ZI* wird ein um einen vorderen Zu¬ satzsollwert δΖΙ* korrigierter Sollzug herangezogen. Im Falle der dem ersten Walzgerüst 5 der Fertigstraße 3 zuge¬ ordneten Breitensteuereinrichtung 13 weist der vordere Zusatzsollwert δΖΙ* den Wert 0 auf. Im Falle der anderen Breitensteuereinrichtungen 13 wird der vordere Zusatzsollwert δΖΙ* vom Funktionsblock 19 der dem vorgeordneten Walzgerüst 5 zugeordneten Breitensteuereinrichtung 13 zur Verfügung gestellt.
- Anstelle des Sollzuges Z2* wird ein um einen hinteren Zu- satzsollwert δΖ2* korrigierter Sollzug herangezogen. Der hintere Zusatzsollwert δΖ2* wird gemäß FIG 7 vom Funktions¬ block 19 der jeweiligen Breitensteuereinrichtung 13 zur Verfügung gestellt. - Anstelle der Solltemperatur T* wird die Isttemperatur T herangezogen. Im Falle der dem ersten Walzgerüst 5 der Fertigstraße 3 zugeordneten Breitensteuereinrichtung 13 korrespondiert die Isttemperatur T mit der den Abschnitten 9 im Schritt S2 von FIG 3 zugeordneten Isttemperatur T. Im
Falle der anderen Breitensteuereinrichtungen 13 wird die Isttemperatur T von der dem vorgeordneten Walzgerüst 5a zugeordneten Breitensteuereinrichtung 13 zur Verfügung gestellt.
Die übrigen Größen sind identisch mit denen des Funktionsblocks 14.
Anhand der dem Funktionsblock 16 zugeführten Größen ermittelt der Funktionsblock 16 eine Istbreite nach dem Walzen im dem zugeordneten Walzgerüst 5b. Der Funktionsblock 16 ordnet dem entsprechenden Abschnitt 9 des Metallbandes 1 die ermittelte Istbreite als neue Istbreite b zu. Die neue Istbreite b führt der Funktionsblock 16 dem Funktionsblock 17 zu. Der Funk- tionsblock 16 modelliert also intern bezogen auf die Istwerte b, T des jeweiligen Abschnittes 9 des Metallbandes 1 dessen Breitungsverhalten im Walzspalt des zugeordneten Walzgerüsts 5b. Der Funktionsblock 17 ist vom Ansatz her bau- und funktionsgleich zum Funktionsblock 15. Falls der Funktionsblock 17 jedoch - analog zum Funktionsblock 15 - nicht nur den Transport der Abschnitte 9 des Metallbandes 1 (einschließlich der den Abschnitten 9 zugeordneten Istgrößen b, T) zum nachgeordneten Walzgerüst 5c, sondern auch das das Kriechverhalten der Istbreiten b der im Funktionsblock 15 gepufferten Abschnitte 9 des Metallbandes 1 implementiert, werden dem Funktionsblock 17 der um den hinteren Zusatzsollwert 5Z2* korrigierte Soll¬ zug Z2* und weiterhin - wie auch beim Funktionsblock 15 - die Materialkenngrößen M des Metallbandes 1 zugeführt. In diesem Fall führt der Funktionsblock 17 also für die gepufferten Abschnitte 9 die jeweilige Istbreite b nach dem Walzen in dem zugeordneten Walzgerüst 5b in Abhängigkeit von dem um den hinteren Zusatzsollwert 5Z2* korrigierten Sollzug Z2*, der Isttemperatur T und den Materialkenngrößen M des Metallbandes 1 nach. Implizit gehen in die Ermittlung des Funktionsblocks 17 wie zuvor beim Funktionsblock 15 auch der Abstand a zum nachgeordneten Walzgerüst 5c und die Bandgeschwindigkeit v hinter dem zugeordneten Walzgerüst 5b ein.
Weiterhin - und hier besteht ein Unterschied zum Funktions¬ block 15 - führt der Funktionsblock 17 in der Regel die Ist- temperatur T der Abschnitte 9, die im Funktionsblock 17 gepuffert sind, kontinuierlich modellgestützt nach. Die ent¬ sprechenden Modelle sind dem Fachmann aus den beiden oben genannten Fachaufsätzen und auch anderweitig bekannt. Im Ergeb¬ nis wird daher während des Durchlaufens der Abschnitte 9 des Metallbandes 1 durch die Fertigstraße 3 die Isttemperatur T der Abschnitte 9 kontinuierlich modellgestützt nachgeführt.
Dem Funktionsblock 18 werden vom Funktionsblock 14 die neu ermittelte Sollbreite b* und vom Funktionsblock 15 die neu ermittelte Istbreite b zugeführt. Der Funktionsblock 15 bil¬ det die Differenz 5b zwischen Sollbreite b* und Istbreite b. Weiterhin puffert der Funktionsblock 18 die von ihm ermittelte Differenz 5b. Die Pufferung ist derart bestimmt, dass der Abschnitt 9 des Metallbandes 1, auf den die ermittelte Diffe- renz 5b bezogen ist, sich zu dem Zeitpunkt, zu dem die Diffe¬ renz 5b vom Funktionsblock 18 ausgegeben wird, an einer vorbestimmten Stelle zwischen dem zugeordneten Walzgerüst 5b und dem nachgeordneten Walzgerüst 5c befindet. Die vorbestimmte Stelle kann nach Bedarf festgelegt sein. Bei der vorbestimmten Stelle kann es sich beispielsweise um denjenigen Ort handeln, an welchem der dem zugeordneten Walzgerüst 5b nachgeordnete Schiingenheber 20 auf das Metallband 1 wirkt. Alternativ kann es sich um einen Ort im Bereich der Mitte zwischen dem zugeordneten Walzgerüst 5b und dem nachge¬ ordneten Walzgerüst 5c handeln, insbesondere exakt um die Mitte. Vorzugsweise kann die vorbestimmte Stelle der jeweili¬ gen Breitensteuereinrichtung 13 vorgegeben werden, insbeson- dere vom Bediener 12 oder von der bereits erwähnten übergeordneten Steuereinrichtung.
Der Funktionsblock 18 führt die Differenz öb dem Funktions- block 19 zu. Dem Funktionsblock 19 werden weiterhin der Sollzug Z2*, die Solltemperatur T* und die Isttemperatur T sowie die Parameter P des im jeweiligen Walzgerüst 5 erfolgenden Walzvorgangs zugeführt. Oftmals werden dem Funktionsblock 19 weiterhin die von den Funktionsblöcken 14 und 16 ausgegebenen Breiten b*, b als solche zugeführt. Anhand der ihm zugeführ¬ ten Größen ermittelt der Funktionsblock 19 den hinteren Zusatzsollwert 5Z2*. Die Ermittlung erfolgt derart, dass die Istbreite b des im zugeordneten Walzgerüst 5b gewalzten Ab¬ schnitts 9 des Metallbandes 1 der Sollbreite b* des gewalzten Abschnitts 9 angenähert wird. Insbesondere erfolgt die Er¬ mittlung vorzugsweise derart, dass die Annäherung für den Zeitpunkt optimiert wird, zu dem der Abschnitt 9, für den der hintere Zusatzsollwert 5Z2* ermittelt wird, aus dem nachge¬ ordneten Walzgerüst 5c ausläuft.
Es ist möglich, dass die Ermittlung derart erfolgt, dass die Istbreite b gleich der Sollbreite b* wird, also eine voll¬ ständige Korrektur erfolgt. Alternativ ist es möglich, dass nur eine teilweise Korrektur erfolgt. Welche Vorgehensweise im Einzelfall ergriffen wird, liegt im Belieben des Fachmanns. Insbesondere ist es möglich, für die vorderen Walzge¬ rüste 5 der Fertigstraße 3 eine vollständige oder nahezu vollständige Korrektur vorzunehmen, so dass in den hinteren Walzgerüsten 5 der Fertigstraße 3 keine oder nur noch Rest- korrekturen vorgenommen werden müssen.
Der Funktionsblock 19 führt den hinteren Zusatzsollwert 5Z2* weiterhin einem Zugregler 21 zu. Dem Zugregler 21 werden weiterhin der Sollzug Z2* und ein Istzug Z2, der im Metallband 1 hinter dem zugeordneten Walzgerüst 5b herrscht, zugeführt. Der Zugregler 21 stellt den Istzug Z2, der im Metallband 1 hinter dem zugeordneten Walzgerüst 5b herrscht, entsprechend dem um den hinteren Zusatzsollwert 5Z2* korrigierten Sollzug Z2* ein. Beispielsweise kann der Zugregler 21 zu diesem Zweck entsprechend der Darstellung in FIG 7 auf den Schiingenheber 20 wirken. Alternativ oder zusätzlich kann der Zugregler 21 auf die Walzenumfangsgeschwindigkeit des zugeordneten Walzge- rüsts 5b und/oder des nachgeordneten Walzgerüsts 5c einwirken. Alternativ oder zusätzlich kann der Zugregler 21 auf die Anstellung des nachgeordneten Walzgerüsts 5c einwirken.
Zusammengefasst betrifft die vorliegende Erfindung somit fol- genden Sachverhalt:
Vor dem Walzen eines Metallbandes 1 in einer Fertigstraße 3 werden für Abschnitte 9 des Metallbandes 1 jeweils deren Ist¬ breite bO und deren Isttemperatur TO erfasst. Aus den erfass- ten Größen bO, TO abgeleitete Größen bF, TF und die korres¬ pondierenden Sollgrößen b*, T* werden den Abschnitten 9 zugeordnet. Die Abschnitte 9 des Metallbandes 1 werden während des Durchlaufens der Fertigstraße 3 wegverfolgt. Den Walzge¬ rüsten 5 ist jeweils eine Breitensteuereinrichtung 13 zuge- ordnet. Die Breitensteuereinrichtungen 13 ermitteln anhand von verschiedenen Eingangsgrößen die Sollbreite b* und die Istbreite b nach dem Walzen im zugeordneten Walzgerüst 5b. Die Breitensteuereinrichtungen 13 ermitteln weiterhin einen hinteren Zusatzsollwert 5Z2*, um welchen der Sollzug Z2* hin- ter dem zugeordneten Walzgerüst 5b korrigiert wird, um die
Istbreite b an die Sollbreite b* anzunähern. Der hintere Zu¬ satzsollwert 5Z2 wird sowohl bei der Ermittlung der Istbreite b berücksichtigt als auch einem Zugregler 21 zugeführt, der einen im Metallband 1 hinter dem zugeordneten Walzgerüst 5b herrschenden Istzug Z2 entsprechend dem korrigierten Sollzug Z2* einstellt. Für die Ermittlung des hinteren Zusatzsollwertes 5Z2* wird unter anderem die Differenz 5b von Sollbreite b* und Istbreite b eines Abschnitts 9 des Metallbandes 1 her¬ angezogen, der sich an einer vorbestimmten Stelle hinter dem zugeordneten Walzgerüst 5 befindet.
Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. So wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise keinerlei Messung von Temperaturen T und Breiten b innerhalb der Fertigstraße 3 benötigt. Nur vor der Fertigstraße 3 ist eine derartige Erfassung erforderlich. Diese Erfassungen sind üblicherweise vorhanden. Zusätzlich kann am Auslauf der Fertig- Straße 3 zur Qualitätskontrolle, zur Adaption der verwendeten Prozessmodelle und eventuell zur optionalen Breitenregelung die Breite b erfasst werden. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Falls zusätzlich zur erfindungsgemäßen Breitensteuerung auch eine Breitenregelung realisiert wird, korri- giert die Breitenregelung in Abhängigkeit von der Istbreite b hinter der Fertigstraße 3 und der Sollbreite b* an dieser Stelle zumindest die Sollbreiten b*, eventuell auch die Ist¬ breiten b. Die Korrektur erfolgt für die einzelnen Walzgerüste 5, denen eine Breitensteuereinrichtung 13 zugeordnet ist. Die Korrektur erfolgt derart, dass die ermittelten Zusatzsollwerte δΖΙ*, δΖ2* die Breitenabweichung am Auslauf der Fertigstraße 3 kompensieren. Die Stelleingriffe werden inner¬ halb der Fertigstraße 3 auf mehrere Walzgerüste 5 aufgeteilt. Hierbei dominiert vorzugsweise die Kompensation in den vorde- ren Walzgerüsten 5. In den hinteren Walzgerüsten 5 werden vorzugsweise nur noch Restabweichungen ausgeglichen.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .
Bezugs zeichenliste
1 Metallband
2 Vorstraße
3 Fertigstraße
4 Haspeleinrichtung
5, 5a bis 5c Walzgerüste
6 Steuereinrichtung
7 Computerprogramm
8 Maschinencode
9 Abschnitte
10, 11 Filterblöcke
12 Bediener
13 Breitensteuereinrichtungen
14 bis 19 Funktionsblöcke
20 Schiingenheber
21 Zugregler a Abstand
b, bO Istbreiten
b*, bO* Sollbreiten
bF gefilterte Istbreiten
bV vorläufig gefilterte Istbreiten
1 Länge
m Masse
M Materialkenngrößen des Metallbandes
P Parameter des Walzvorgangs
Sl bis S5 Schritte
t Zeitspanne
tl, t2, ... Zeitpunkte
T, TO Isttemperaturen
T* , TO* Solltemperaturen
TF gefilterte Isttemperaturen
TV vorläufig gefilterte Isttemperaturen v Bandgeschwindigkeit
ZI, Z2 Istzüge
ZI*, Z2* Sollzüge
5b Differenz zwischen Sollbreite und Istbreite δΖΙ* δΖ2* Zusatzsollwerte

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Walzen eines Metallbandes (1) in einer Fertigstraße (3), die mehrere von dem Metallband (1) nacheinan- der durchlaufene Walzgerüste (5) aufweist,
- wobei für Abschnitte (9) des Metallbandes (1) vor dem Ein¬ laufen in die Fertigstraße (3) jeweils deren Istbreite (bO) und deren Isttemperatur (TO) erfasst werden,
- wobei den Abschnitten (9) des Metallbandes (1) jeweils eine aus der erfassten Istbreite (bO) abgeleitete Istbreite (b) , eine anfängliche Sollbreite (bO*), eine aus der erfassten Isttemperatur (TO) abgeleitete Isttemperatur (T) und eine Solltemperatur (T*) zugeordnet werden,
- wobei die Abschnitte (9) des Metallbandes (1) während des Durchlaufens der Fertigstraße (3) wegverfolgt werden,
- wobei zumindest den Walzgerüsten (5) mit Ausnahme des letz¬ ten Walzgerüsts (5) jeweils eine Breitensteuereinrichtung (13) zugeordnet ist,
- wobei die jeweilige Breitensteuereinrichtung (13) für den in dem zugeordneten Walzgerüst (5b) gewalzten Abschnitt (9) des Metallbandes (1)
-- anhand von dessen Sollbreite (b*) vor dem Walzen im zugeordneten Walzgerüst (5b), eines im Metallband (1) vor dem zugeordneten Walzgerüst (5b) gewünschten Sollzuges (ZI*), eines im Metallband (1) nach dem zugeordneten
Walzgerüst (5b) gewünschten Sollzuges (Z2*), der dem je¬ weiligen Abschnitt (9) zugeordneten Solltemperatur (T*) und Parametern (P) des im zugeordneten Walzgerüst (5b) erfolgenden Walzvorgangs eine Sollbreite (b*) nach dem Walzen im zugeordneten Walzgerüst (5b) ermittelt und dem jeweiligen Abschnitt (9) des Metallbandes (1) zuordnet, -- anhand von dessen Istbreite (b) vor dem Walzen im zugeordneten Walzgerüst (5b) , des um einen vorderen Zusatzsollwert (δΖΙ*) korrigierten im Metallband (1) vor dem zugeordneten Walzgerüst (5b) gewünschten Sollzuges
(ZI*), des um einen hinteren Zusatzsollwert (5Z2*) korrigierten im Metallband (1) nach dem zugeordneten Walzgerüst (5b) gewünschten Sollzuges (Z2*), der dem jewei- ligen Abschnitt (9) zugeordneten Isttemperatur (T) und den Parametern (P) des im zugeordneten Walzgerüst (5b) erfolgenden Walzvorgangs eine Istbreite (b) nach dem Walzen im zugeordneten Walzgerüst (5b) ermittelt und dem jeweiligen Abschnitt (9) des Metallbandes (1) zuordnet,
- wobei die jeweilige Breitensteuereinrichtung (13) anhand des im Metallband (1) nach dem zugeordneten Walzgerüst (5b) gewünschten Sollzuges (Z2*), der Solltemperatur (T*) und der Isttemperatur (T) des im zugeordneten Walzgerüst (5b) gewalzten Abschnitts (9) des Metallbandes (1), der Diffe¬ renz (öb) von Sollbreite (b*) und Istbreite (b) eines Ab¬ schnitts (9) des Metallbandes (1), der sich an einer vorbe¬ stimmten Stelle hinter dem zugeordneten Walzgerüst (5b) befindet, sowie der Parameter (P) des Walzvorgangs den hinte- ren Zusatzsollwert (5Z2*) ermittelt,
- wobei die jeweilige Breitensteuereinrichtung (13) den hinteren Zusatzsollwert (5Z2*) derart ermittelt, dass die Ist¬ breite (b) des im zugeordneten Walzgerüst (5b) gewalzten Abschnitts (9) des Metallbandes (1) der Sollbreite (b*) des gewalzten Abschnitts (9) angenähert wird,
- wobei die jeweilige Breitensteuereinrichtung (13) den hinteren Zusatzsollwert (5Z2*) einem jeweiligen Zugregler (21) zuführt, der einen im Metallband (1) hinter dem zugeordne¬ ten Walzgerüst (5b) herrschenden Istzug (Z2) entsprechend dem um den hinteren Zusatzsollwert (5Z2*) korrigierten
Sollzug (Z2*) einstellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Istbreiten (bO), vorzugsweise auch die erfassten Isttemperaturen (TO), gefil¬ tert werden, insbesondere tiefpassgefiltert .
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass durch die Filterung in der ge- filterten Größe (bF, TF) gegenüber der ungefilterten Größe (bO, TO) kein Phasenversatz induziert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass entweder die erfassten Größen (bO, TO) in einem symmetrischen Filter gefiltert werden oder die erfassten Größen (bO, TO) einer ersten Filterung unterzo- gen werden und so vorläufig gefilterte Istgrößen (bV, TV) ermittelt werden und sodann die vorläufig gefilterten Istgrößen (bV, TV) einer zweiten Filterung unterzogen werden und so die gefilterten Istgrößen (bF, TF) ermittelt werden oder die erfassten Größen (bO, TO) sowohl der ersten Filterung als auch der zweiten Filterung unterzogen werden und als gefilterte Istgrößen (bF, TF) die Mittelwerte der beiden Filterungen verwendet werden und dass die beiden Filterungen relativ zueinander invers phasenbehaftet sind.
5. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die anfängliche Sollbreite (b*) vorgegeben wird oder anhand der den Abschnitten (9) zugeordneten Istbreite (bF) ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Stelle vorgege¬ ben wird.
7. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest für das von dem Me¬ tallband (1) zuerst durchlaufene Walzgerüst (5) der Fertig¬ straße (3) ein Zeitpunkt (tl) erfasst wird, zu dem das Me¬ tallband (1) in dieses Walzgerüst (5) einläuft, und dass an¬ hand dieses Zeitpunkts (tO) die Wegverfolgung angepasst wird.
8. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Endwalztemperatur vorgege¬ ben ist und die Endwalztemperatur als Solltemperatur (T*) verwendet wird und/oder dass während des Durchlaufens der Ab- schnitte (9) des Metallbandes (1) durch die Fertigstraße (3) die Isttemperatur (T) kontinuierlich modellgestützt nachgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter (P) des Walzvorgangs, bezogen auf das zugeordnete Walzgerüst (5b) , die Walz¬ kraft, das Walzmoment, die Bandgeschwindigkeit (v) einlauf- seitig und/oder auslaufseitig des zugeordneten Walzgerüsts
(5b) , der Walzspalt, die Stichabnahme, die gedrückte Länge an Metallband (1) und Materialgrößen (M) des Metallbandes (1) herangezogen werden.
10. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Breitensteuerein¬ richtung (13) für die in dem zugeordneten Walzgerüst (5b) bereits gewalzten Abschnitte (9) des Metallbandes (1)
- die Sollbreite (b*) nach dem Walzen in Abhängigkeit von dem Abstand (a) zum nachgeordneten Walzgerüst (5c) , der Bandge¬ schwindigkeit (v) hinter dem zugeordneten Walzgerüst (5b) , dem im Metallband (1) nach dem zugeordneten Walzgerüst (5b) gewünschten Sollzug (Z2*), der Solltemperatur (T*) und Materialkenngrößen (M) des Metallbandes (1) nachführt und - die Istbreite (bF) nach dem Walzen in Abhängigkeit von dem Abstand (a) zum nachgeordneten Walzgerüst (5c) , der Bandge¬ schwindigkeit (v) hinter dem zugeordneten Walzgerüst (5b) , dem um den hinteren Zusatzsollwert (5Z2*) korrigierten im Metallband (1) nach dem zugeordneten Walzgerüst (5b) ge- wünschten Sollzug (Z2*), der Isttemperatur (T) und den Materialkenngrößen (M) des Metallbandes (1) nachführt.
11. Computerprogramm, das Maschinencode (8) umfasst, der von einer Steuereinrichtung (6) für eine Fertigstraße (3) ab- arbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes (8) durch die Steuereinrichtung (6) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (6) die Fertigstraße (3) gemäß einem Verfahren nach einem der obigen Ansprüche betreibt.
12. Steuereinrichtung für eine Fertigstraße (3), wobei die Steuereinrichtung mit einem Computerprogramm (7) nach Anspruch 11 programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung die Fertigstraße (3) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 10 betreibt.
13. Fertigstraße zum Walzen eines Metallbandes (1),
- wobei die Fertigstraße mehrere von dem Metallband (1) nach¬ einander durchlaufene Walzgerüste (5) aufweist,
- wobei die Fertigstraße eine Steuereinrichtung (6) aufweist, welche die Fertigstraße gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 betreibt.
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