EP3419771A1 - Vollständige kompensation von walzenexzentrizitäten - Google Patents

Vollständige kompensation von walzenexzentrizitäten

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EP3419771A1
EP3419771A1 EP17704240.5A EP17704240A EP3419771A1 EP 3419771 A1 EP3419771 A1 EP 3419771A1 EP 17704240 A EP17704240 A EP 17704240A EP 3419771 A1 EP3419771 A1 EP 3419771A1
Authority
EP
European Patent Office
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rolling
roll
rolls
control device
eccentricity
Prior art date
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EP17704240.5A
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English (en)
French (fr)
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EP3419771B1 (de
EP3419771B2 (de
Inventor
Matthias Kurz
Birger Schmidt
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Primetals Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Germany GmbH
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=55451005&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP3419771(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Primetals Technologies Germany GmbH filed Critical Primetals Technologies Germany GmbH
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Publication of EP3419771B1 publication Critical patent/EP3419771B1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3419771B2 publication Critical patent/EP3419771B2/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/58—Roll-force control; Roll-gap control
    • B21B37/66—Roll eccentricity compensation systems
    • 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
    • B21B37/58—Roll-force control; Roll-gap control

Definitions

  • the present invention is based on an operating method for a roll stand for rolling a flat rolled stock of metal
  • the whale scaffold having an upper set of rolls and a lower set of rolls
  • Support rollers of the roll stand as a function of a Drehstel ⁇ treatment of at least one roller of the rolling stand are characteris ⁇ table, and second sizes, which are cha ⁇ characteristic of an eccentricity of the work rolls of the rolling stand as a function of a rotational position of at least one roller of the rolling stand, one of the rotational position of the at least one roller of the rolling mill dependent Kompensa ⁇ tion value is obtained,
  • the present invention further relates to a Compu ⁇ terprogramm for a control device of a roll stand for rolling a flat rolled product made of metal, wherein the computer Program machine code includes, which is directly abungbar by the control device, wherein the processing of the machine code by the control means causes the control means operates the rolling stand according to such an operating method.
  • the present invention further is directed to a STEU ⁇ er adopted for a whale zgerüst to Wal zen of a flat rolled product made of metal, wherein the control means is formed such Removing that it operates the rolling mill according to such a method of operation.
  • the present invention is further based on a rolling stand for rolling a flat rolled stock of metal, wherein the rolling stand is controlled by such a control device.
  • the object of the present invention is to provide possibilities by means of which a total eccentricity occurring during rolling of a flat rolling stock can be corrected in the simplest possible way in all possible case constellations.
  • the determination and the correction should be possible in particular independently of which rollers of the roll stand the total eccentricity is caused to which part.
  • an operating method of the type mentioned at the outset is thereby issued - That the rotational position of only the work rolls or only the support rollers of the rolling mill are detected and received by the control device,
  • This approach not only compensates for any eccentricity, regardless of whether it is caused by the work rolls or the backup rolls. Rather, it is possible to provide only a portion of the rollers - namely the work rolls or the support rollers - with position encoders and yet to determine the rotational positions derj enigen rollers that have no position encoder, with high accuracy over long periods of rolling operation.
  • the rotational positions of these rollers can be determined from the rotational positions of the driven rollers in conjunction with the rolling condition.
  • the inventive design the accumulation of a deviation of the rotational position over several revolutions of the rollers can be avoided, however, since with each passing of the eIER reference rotational position by the j whale Wal ze a new synchronization is made possible.
  • the roll stand is temporarily be exaggerated ⁇ in a calibration mode in which no flat rolling is rolled by the roll stand.
  • the control ⁇ device in calibration it is possible that the control ⁇ device in calibration
  • the number at initial rotational positions is greater than 1.
  • the number of initial rotational positions is two, then after detecting one course of one of the two sets of rollers relative to the other roller set, the number of initial rotational positions may be rotated by a predetermined rolling length.
  • the rolling length may for example correspond to half a revolution of one of the two rolls of the respective set of rolls. Thereafter, the other course is detected.
  • the first and second variables of the control device can be predetermined by a higher-level control device or by an operator. For example, when grinding the rolls in a grinding shop, a corresponding determination of the first and second sizes can take place so that they are already known when the rolls are installed in the roll stand.
  • the second sizes characterize the eccentricity of the work rolls as a function of the rotational position of the work rolls and - That the control device determines the compensation value in dependence on the rotational position of both the work rolls and the support rollers.
  • the support rollers on the one hand and the Häwal zen other each to determine an ex ⁇ zentrizticiansanteil and determine the compensation value of ⁇ hand of the two Exzentrizticiansanteile.
  • This simplified procedure can be particularly sufficient if the diameters of the support rollers are equal to one another and the diameters of the work rollers are equal to one another.
  • the operating method is therefore designed in such a way that
  • the second variables include variables which characterize caused by the upper work roll eccentricity in Ab ⁇ dependence on the rotational position of the upper work roll, and include sizes which caused by the lower work roll eccentricity in depen ⁇ dependence on the rotational position of the lower work roll characterize, and
  • control means the compensation value as a function of the j ehyroid rotational position of both the upper and lower work roll and the upper and lower backup roll determined.
  • the compensation value has four parts of eccentricity whose sum is equal to the compensation value, namely one eccentricity component each for the upper back-up roll, the lower back-up roll, the upper work roll and the lower work roll.
  • the compensation value has four parts of eccentricity whose sum is equal to the compensation value, namely one eccentricity component each for the upper back-up roll, the lower back-up roll, the upper work roll and the lower work roll.
  • Characterized kön- NEN particularly in the case that not all rotational positions are detected, but some rotational positions of the errez- th orders are derived, errors are minimized, which otherwise away due to the accumulation of one deviate ⁇ monitoring the rotational position over several revolutions of the rolls would add up.
  • the upper and / or lower roll set is rotated such that when rolling the next flat roll stock, a cost function is minimized, into which one passes the sum of the eccentricities of the work rolls and the backup rolls formed total eccentricity, the first zeitli ⁇ che derivation of the total eccentricity and / or the second time derivative of the total eccentricity enter.
  • a cost function is minimized, into which one passes the sum of the eccentricities of the work rolls and the backup rolls formed total eccentricity, the first zeitli ⁇ che derivation of the total eccentricity and / or the second time derivative of the total eccentricity enter.
  • the procedure according to the invention already leads to excellent results.
  • a residual eccentricity may still occur despite the correction of the roll gap setpoint by the calculated compensation value.
  • the control device can track the first and second variables based on the residual eccentricity.
  • a computer program having the features of claim 10 is configured in that the processing of the computer program by the control device causes the control device to operate the rolling stand in accordance with an operating method according to the invention.
  • control device having the features of claim 11.
  • the control device is designed such that it operates the rolling stand in accordance with an operating method according to the invention.
  • the object is further achieved by a roll stand with the Merk ⁇ paint of claim 12.
  • a rolling ⁇ scaffold of the type mentioned is thereby configured such that the roll stand is controlled by an inventive control device.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a rolling stand
  • FIG. 2 shows a side view of the rolling stand of FIG. 1
  • FIG. 6 shows associated paths on roller circumferences
  • Figure 11 is a measured and an associated modeled Ex ⁇ centricity compared
  • FIG 12 associated paths on roller circumferences
  • FIG. 13 shows a flowchart.
  • Figs 1 and 2 comprises a roll stand on an upper Wal ⁇ zensatz U and a lower set of rolls L.
  • the upper roller set U has an upper work roll 1U and an upper backup roll 2U.
  • the lower roll set L has a lower work roll IL and a lower backup roll 2L.
  • the rolling mill is a flat rolled 3 made of metal ge ⁇ rolls.
  • the flat rolling stock 3 may in particular be a heavy plate or a metal strip.
  • the rolling stand is controlled by a control device 4.
  • the control device 4 is designed such that it operates the roll stand according to an operating method, which is explained in more detail after ⁇ standing.
  • the control device 4 is designed as a programmable control device 4.
  • the ent ⁇ speaking training of the control device 4 so that it operates the mill stand according to the operating method, effected by a computer program 5, with which the control device 4 is programmed.
  • the computer program 5 comprises machine code 6, which can be processed directly by the control device 4.
  • the execution of the machine code 6 through the STEU ⁇ er stimulate 4 causes, in this case, the control device 4 operates the rolling stand according to the corresponding operation information model.
  • the rolling stand is operated by the control device 4 at least temporarily in a normal operation.
  • the rolling of the flat rolled stock 3 takes place in normal operation.
  • the whale zgerüst by the control device 4 continues to operate for a while temporarily in a calibration mode.
  • no flat rolling stock is rolled by means of the roll stand 3. It is assumed below that the rolling stand is alternatively operated by the control device 4 in normal operation or in calibration operation.
  • the control device 4 checks according to FIG 3, first, in a step Sl, whether the rolling mill in normal operation Betrie ⁇ ben is. If the rolling mill is operated in normal operation, the control device 4 checks in step S2, whether currently a rolling stock 3 is rolled. If a rolling stock 3 is currently being rolled, the control device 4 proceeds to steps S3 to S7. In step S3, a set roll gap s * is set. In a step S4, the control device 4 accepts a rotational position cpUB, cpUW, cpLB, cpLW of at least one roller 1U, IL, 2U, 2L of the roll stand.
  • step S5 the control inputs determined direction 4 at least one of the ⁇ of the rotational position CPUB, cpUW, cpLB, ⁇ LW a roller 1U, IL, 2U, 2L of the rolling mill depen ⁇ Gigen compensation value.
  • the determination is made on the basis of variables RUB, RUW, RLW, RLB, cplUB, cp2UW, cplLB, cp2LW, for a total eccentricity of the rolls 1U, 2U, 2L of the rolling mill as a function of the rotational position cpUB, cpUW, cpLB, cpLW the at least one roller 1U, IL, 2U, 2L of the roll stand are charac ⁇ teristic.
  • the sizes RUB, RLB, cplUB, cplLB are first quantities that are characteristic of an eccentricity of the rolling mill support rolls 2U, 2L as a function of a rotational position cpUB, cpUW, cpLB, cpLW of at least one rolling mill 1U, IL, 2U, 2L of the rolling stand.
  • the quantities RUW, RLW, cp2UW, cp2LW are second quantities which correspond to an eccentricity of the work rolls 1U, IL as a function of a rotational position cpUB, cpUW, cpLB, cpLW of at least one roll 1U, IL, 2U, 2L of the rolling stand are characteristic.
  • the meaning of the first quantities RUB, RLB, cplUB, cplLB and the second quantities RUW, RLW, cp2UW, cp2LW will become clear later.
  • step S 6 the control means corrects 4 the roll gap set value S * to the value determined in step S4 Kompensati ⁇ onswert ⁇ .
  • step S7 the control device 4 sets a rolling gap s of the roll stand according to the corrected set roll gap value.
  • the flat rolled metal 3 with ⁇ means of the rolling mill roll gap according to the corrected target value of an initial thickness to a final thickness Gewal zt.
  • step S7 the control device returns to step S1.
  • the sequence of steps Sl to S7 is therefore currency ⁇ rend continuously performed rolling of the flat rolled stock 3 of the control inputs direction. 4
  • step S8 the controller 4 moves from step S2 to step S8.
  • step S8 other measures can be taken ⁇ he later explained in more detail.
  • the controller 4 the mill does not operate normally ⁇ operation, there is the mill in calibration operation ⁇ . In this case, the controller proceeds to Schrit ⁇ th S9 to S14.
  • the first and second quantities RUB, RUW, RLW, RLB, cplUB, cp2UW, cplLB, cp2LW are determined.
  • step S 9 a defined initial rotational position of the upper roller set U and a defined initial rotational position of the lower roller set L of the rolling mill are set.
  • the two initial rotational positions can be adjusted so that in FIG 4 shown (only gedank ⁇ Lich existing) points of the upper work roll 1U and the upper backup roll 2U each other directly opposite each other and shown in a manner analogous to in FIG 4 (only existing conceptually dene) points of the lower work roll IL and the lower backup roll 2L are directly opposite each other.
  • the rolling stand can be ascended so that the upper work roll 1U and the lower work roll IL do not touch each other.
  • the two sets of rollers U, L are rotated independently of each other in their initial initial rotational position.
  • rollers 1U, 2U of the upper roller set U are lifted off the rollers IL, 2L of the lower roller set L.
  • independent drives 7U, 7L for the two sets of rolls U, L can be present.
  • a common drive may be present, which is permanently connected, for example, with the lower set of rollers L, with the upper set of rollers U j edoch via a releasable coupling. In this case, first the upper roller set U in its initial rotational position transferred, then the clutch is released, and it is the lower set of rollers L transferred to its initial ⁇ position. Then the clutch is closed again.
  • the control device 4 controls such the rolling mill in the step S10 that the roll gap is CLOSED s ⁇ sen.
  • the closing of the roll gap s takes place without the flat rolling stock being in the roll gap s.
  • the control device 4 controls the rolling stand in step S11 such that the rolls 1U, IL, 2U, 2L roll against each other.
  • the length LO is hereinafter referred to as Er chargedslän ⁇ ge LO.
  • the detection length LO starts from the respective initial rotational position of the roller sets U, L. It is particularly dimensioned such that all rollers 1U, IL, 2U, 2L perform several complete revolutions.
  • the control device 4 detects in step Sil at the same time over the detection length LO a course of a signal F, s, which is characteristic of a change in the roll gap s.
  • the signal F, s is of course dependent on the rotational position cpUB, cpUW, cpLB, cpLW of the at least one roller 1U, IL, 2U, 2L.
  • the control device 4 the
  • step S12 the controller 4 checks whether it has already performed the Pre 9 ⁇ hens, the step S to Sil for all erforder ⁇ union pairs of initial rotational positions. Only when this is the case, the controller 4 moves to step S14.
  • step S12 the control device 4 proceeds from step S12 to step S13.
  • step S13 selec ⁇ advantage, the controller 4 the next pair of initial ⁇ rotating positions. From step S13, the controller then returns to step S9.
  • the number of other pairs of initial rotational positions and the associated positions as such may be determined as needed. If necessary, the initial rotational position of lower roller set L can be unchanged, while the upper roller set ⁇ is rotated in each case by a predetermined angle of the upper work roll 1U or the upper support roll 2U. The reverse procedure is also possible. It is also possible that both sets of rollers U, L are rotated.
  • step S14 the control device 4 uses the detected courses to determine the first and second variables RUB, RUW, RLW, RLB, cplUB, cp2UW, cplLB, cp2LW.
  • the basics of this investigation are explained in more detail below.
  • FIG. 9 shows - greatly exaggerated - a variation of a radius r of the roller 8 as a function of the rotational position ⁇ of the roller 8 relative to a reference position.
  • i rO i rO herein refers to the average (ideal) Radius der Wal ⁇ ze 8. 5ri denotes the fraction of the i-th interference. cpi denotes a phase angle of the i-th perturbation.
  • RUB is the eccentricity amplitude of the upper back-up roll 2U
  • RUW is the eccentricity amplitude of the upper work roll 1U
  • RLW is the eccentricity amplitude of the lower work roll 1U
  • Equation 2 eight quantities are unknown, namely the four eccentricity amplitudes RUB, RUW, RLW, RLB and the four phase positions cplUB, cp2UW, cplLB, cp2LW.
  • Pair of similar rollers 1U, IL, 2U, 2L - usually the back-up rollers 2U, 2L - in this case, an additional pair of rotary position sensors 9U, 9L required for this.
  • the other pair of similar rolls 1U, IL, 2U, 2L - usually the work rolls 1U, IL - is, however, by means of
  • the rolling mill drives 7U, 7L generally have internal rotary encoder on. Their signals can be used according to the invention for determining the rotational positions cpUB, cpUW, cpLB, cpLW of the driven rollers 1U, 2U, 2U, 2L.
  • the rotational position cpUB, cpLB, cpUW, cpLW of the respective other roller 2U, 2L, 1U, IL of the corresponding set of rollers U, L in this case by the control device 4 on the basis of the rotational position cpUB, cpUW, cpLB, cpLW the enigen roll 1U, IL , 2U, 2L of the corresponding set of rolls U, L, whose rotational position cpUB, cpUW, cpLB, cpLW is detected. This procedure is taken in this case, both in normal operation and in calibration ..
  • the rolls 1U, 2U, 2L of the roll stand are rotated counter to the direction of rotation into which the rolls 1U, 2U, 2L are rotated during the rolling of the flat roll 3 rolled last ,
  • the rollers 1U, IL, 2U, 2L are therefore turned back.
  • Turning back is a possible development of the Schrit- tes S8 third of FIG Accordingly, the rolling mill is operated to the ⁇ sem time in normal operation. The turning back is thus carried out as part of a normal rolling break between the rolling of two flat rolling stock 3.
  • the support rollers 2U, 2L reference signal generator 1 OU, 1 OL assigned.
  • the reference signal transmitters 1 OU, 1 OL do not detect the rotational position cpUB, cpLB of the support rollers 2U, 2L over the entire angular range of 360 °. However, they always emit a signal (for example a pulse) when the rotational position cpUB, cpLB of the corresponding support roller 2U, 2L corresponds to a predetermined reference rotational position.
  • the reference signal generators 1 OU, 1 OL the passing of the reference rotational position is thereby always detected during continuous rotation of the support rollers 2U, 2L.
  • the corresponding signals are of course supplied to the control device 4.
  • Support rollers 2U, 2L are derived and in each case the passing of a reference rotational position is detected for the work rolls ⁇ 1U, IL.
  • the rotational ⁇ positions CPUB, cpLB the support rollers 2U and 2L are independently determined or detected, and also the rotation Stel ⁇ lungs cpUW, cpLW the work rolls 1U, IL can be determined or recorded independently of each other.
  • all four rotational positions cpUB, cpUW, cpLB, cpLW are explicitly detected or determined.
  • the total eccentricity ⁇ is the sum of the partial eccentricities of the rolls 1U, IL, 2U, 2L.
  • the control device 4 determines, depending on the rotational position cpUB, cpUW, cpLB, cpLW of the respective roller 1U, IL, 2U, 2L, of the corresponding roller 1U, IL, 2U , 2L centricity caused Generalex- and adds the eccentric cam parts for Intelex ⁇ centricity.
  • control device 4 In order to be able to determine the four partial eccentricities mentioned above, the control device 4 must also know the corresponding characteristic variables RUB, RUW, RLW, RLB, cplUB, cp2UW, cplLB, c2LW. As part of the calibration operation he ⁇ thus averages the control means 4 for the upper Stützwal ⁇ ze 2U the sizes RUB, CPUb which are characteristic for their Operazentriztician.
  • the upper work roll 1U and the lower work roll IL j in each case takes place in calibration for the lower support roller 2L He ⁇ averaging of the two for the Generalexzentriztician the j e election roller 2L, 1U, IL characteristic quantities RUW, RLW, RLB, cp2UW, cplLB, cp2LW.
  • the radii resp. Diameter of the support rollers 2L, 2U are usually the same size among each other.
  • the radii or. Diameter of the work rolls 1U, IL with each other usually the same size.
  • Part eccentricities of the back-up rolls 2U, 2L and the work rolls 1U, IL are part eccentricities of the back-up rolls 2U, 2L and the work rolls 1U, IL.
  • the sum in this case only has two Summands on, namely one for the partial eccentricity caused by the support rollers 2U, 2L and for the partial eccentricity caused by the work rolls 1U, 2L.
  • the control device 4 determines in this case in normal operation in dependence on the rotational position cpUW, cpLW one of the work rolls 1U, IL a part eccentricity for the Häwal ⁇ zen 1U, IL and depending on the rotational position cpUB, cpLB one of the support rollers 2U, 2L a part eccentricity for the back-up rolls 2U, 2L.
  • the control device 4 determines the compensation value ⁇ as a function of the rotational position cpUB, cpUW, cpLB, cpLW of both the work rolls 1U, IL and the support rolls 2U, 2L in normal operation. As part of the calibration operation, the control device 4 determines in this case for the two support rollers 2U, 2L uniform variables that are characteristic of the Operaxzentriztician, for example, a Exzentrizticiansamplitude and a phase angle.
  • Steps S21 to S23 are one possible embodiment of step S8 of FIG. 1.
  • the control device 4 determines a cost function K in step S21.
  • K the total eccentricity .epsilon., Weighted by the respective weighting factors .theta. the first time derivation of the total eccentricity ⁇ and / or the second time-dependent derivation of the total eccentricity ⁇ . It is possible that all three weighting factors ⁇ to 2 are different from 0. Alternatively, it is possible that only two of the weighting factors ⁇ to 2 are different from 0. min- However, at least one of the three weighting factors ⁇ to 2 must be different from 0.
  • the weighting factors ⁇ to .2 may be fixedly assigned to the control device 4 or determined by a user within the scope of a parameterization. In this case, the control device 4 further determines in step S22 a minimum of the cost function K over a rolled length LI. So it forms the integral
  • step S23 the control device 4 then adjusts the rotational positions cpUB, cpUW, cpLB, cpLW of the rollers 1U, IL, 2U, 2L accordingly.
  • the control device 4 thus rotates the upper and / or lower roller set U, L in such a way that the cost function K during rolling of the next flat rolling stock 3 is minimized.
  • step S23 the Walzge ⁇ skeleton has been closed.
  • the two sets of rollers U, L can only be rotated together.
  • the rolling stand can be opened.
  • the two sets of rollers U, L can be rotated independently.
  • FIG 11 shows, purely by way of example a comparison between a measured (M) ⁇ eccentricity and ⁇ an associated modeled (C) eccentricity, so ⁇ a Exzent ⁇ riztician, the reference to the Exzentrizticiansamplituden RUB, RUW, RLW, RLB and phase positions club, cp2UW, cplLB, cp2LW, where the eccentricity amplitudes RUB, RUW, RLW, RLB and phase positions clUB, cp2UW, cplLB, cp2LW were determined on the basis of the measured profile of the eccentricity ⁇ .
  • FIG. 12 shows the associated profile of the revolutions of the rolls 1U, 2U, 2U.
  • the eccentricities of the rollers 1U, 2U, 2U, 2L are completely compensated. Etc. due to thermal effects, United ⁇ wear. it may happen j edoch that despite the correc- tion of the roll gap set value s * by the determined Kompensati ⁇ onswert ⁇ only incomplete compensation is performed, so that a residual eccentricity sr remains. It is mög ⁇ Lich therefore, that the control device 4 outputs a signal F, Z corresponding to the detected depicting ⁇ lung in FIG 13 during the rolling of the flat rolled product 3 in a step S31 that is characteristic of the Res ⁇ texzentriztician sr.
  • This signal F, Z may be, for example, the rolling force F or egg ⁇ NEN front of or behind the rolling stand prevailing in the flat rolling train Z 3.
  • a thickness of the flat rolled stock 3 measured on the outlet side of the roll stand can also be used as a signal.
  • the control device 4 in a step S32 currently - that is, during the rolling of the flat rolled material 3 - compensate for the residual eccentricity he.
  • the control device 4 thus corrects the Wal zspaltSollwert s * not only by the compensation value ⁇ , but in addition to the residual eccentricity he.
  • the control device 4 can track the first and second variables RUB, RUW, RLW, RLB, cplUB, cp2UW, cplLB, cp2LW in a step S33.
  • the control device 4 the first and second sizes RUB, RLB, cplUB, cplLB, RUW, RLW, cp2UW, cp2LW fully with reference to the residual eccentricity ⁇ ⁇ determined that the amplitudes RUB, RLB, RUW, RLW of the individual eccentricities so initially have the value 0.
  • the phase positions cplUB, cplLB, cp2UW, cp2LW are irrelevant in this case.
  • first and second quantities RUB, RUW, RLW, RLB, cplUB, cp2UW, cplLB, cp2LW eccentricity amplitudes RUB, RUW, RLW, RLB and phase positions clUB, cp2UW, cplLB, cp2LW were used above.
  • the eccentricities of the rollers 1U, IL, 2U, 2L could alter natively but also by amplitudes AUB, BUB, ALB, BLB, AUW, BUW, ALW, BLW of corresponding sine and cosine functions are described. Instead of equation 2, therefore, the following equation 5 could also be assumed.
  • ⁇ A UB ⁇ sin ⁇ + BUB ⁇ cos pUB + ALB sin ⁇ . ⁇ + BLB cos ⁇ . ⁇
  • the present invention has many advantages.
  • all the centrifugal zooms can be determined and compensated. This is true regardless of whether the eccentricities caused by work rolls 1U, IL or 2U support rollers, 2L.
  • the roll eccentricities can be determined faster and more accurately.
  • the roll eccentricities can be determined even if the rolling mill has, in addition to the work rolls 1U, IL and the support rollers 2U, 2L more rollers, particularly Zvi ⁇ rule the work rolls 1U, IL and the support rollers 2U, 2L disposed intermediate rolls.

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

Abstract

Ein Walzgerüst zum Walzen eines flachen Walzguts (3) aus Metall weist einen oberen Walzensatz (U) und einen unteren Walzensatz (L) mit entsprechenden Arbeitswalzen (1U, 1L) und Stützwalzen (2U, 2L) auf. In einem Normalbetrieb wird das flache Walzgut (3) gewalzt. Hierbei ermittelt eine Steuereinrichtung (4) kontinuierlich anhand von ersten und zweiten Größen (RUB, RLB, φ1UB, φ1LB, RUW, RLW, φ2UW, φ2LW), die für eine Exzentrizität der Stützwalzen (2U, 2L) und der Arbeitswalzen (1U, 1L) des Walzgerüsts als Funktion einer Drehstellung (φ UB, φ UW, φ LB, φ LW) mindestens einer Walze (1U, 1L, 2U, 2L) des Walzgerüsts charakteristisch sind, einen von der Drehstellung (φ UB, φ UW, φ LB, φ LW) abhängigen Kompensationswert (ε). Die Steuereinrichtung (4) korrigiert einen Walzspaltsollwert (s*) für das Walzgerüst um den Kompensationswert (ε) und beaufschlagt das Walzgerüst entsprechend. Hierbei werden die Drehstellung (φ UB, φ UW, φ LB, φ LW) nur der Arbeitswalzen (1U, 1L) oder nur der Stützwalzen (2U, 2L) des Walzgerüsts erfasst. Die Drehstellungen (φ UB, φ UW, φ LB, φ LW) der anderen Walzen (1U, 1L, 2U, 2L) werden aus den erfassten Drehstellungen (φ UB, φ UW, φ LB, φ LW) ermittelt. Für die ermittelten Drehstellungen (φ UB, φ UW, φ LB, φ LW) wird jedoch jeweils das Passieren einer Referenzdrehstellung erfasst und der Steuereinrichtung (4) zugeführt.

Description

Beschreibung
Vollständige Kompensation von Walzenexzentrizitäten Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Betriebsverfahren für ein Walzgerüst zum Walzen eines flachen Walzguts aus Metall,
- wobei das Wal zgerüst einen oberen Walzensatz und einen unteren Walzensatz aufweist,
- wobei der obere Walzensatz zumindest eine obere Arbeitswal¬ ze und eine obere Stützwalze aufweist und der untere Wal¬ zensatz zumindest eine untere Arbeitswalze und eine untere Stützwalze aufweist,
- wobei das Walzgerüst zumindest zeitweise in einem Normalbe- trieb betrieben wird,
- wobei das Walzgerüst während des Walzens des flachen Walz¬ guts im Normalbetrieb betrieben wird,
- wobei während des Walzens des flachen Walzguts eine Steuer¬ einrichtung für das Wal zgerüst kontinuierlich
-- anhand von ersten Größen, die für eine Exzentrizität der
Stützwalzen des Walzgerüsts als Funktion einer Drehstel¬ lung mindestens einer Walze des Walzgerüsts charakteris¬ tisch sind, und zweiten Größen, die für eine Exzentrizität der Arbeitswalzen des Walzgerüsts als Funktion einer Drehstellung mindestens einer Walze des Walzgerüsts cha¬ rakteristisch sind, einen von der Drehstellung der mindestens einen Walze des Walzgerüsts abhängigen Kompensa¬ tionswert ermittelt,
-- einen Walzspaltsoliwert für das Walzgerüst um den ermit- telten Kompensationswert korrigiert und
-- einen Walzspalt des Walzgerüsts entsprechend dem korri¬ gierten Walzspaltsollwert einstellt,
so dass das flache Walzgut mittels des Walzgerüsts entspre¬ chend dem korrigierten Wal zspaltsoliwert gewalzt wird .
Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Compu¬ terprogramm für eine Steuereinrichtung eines Walzgerüsts zum Walzen eines flachen Walzguts aus Metall , wobei das Computer- Programm Maschinencode umfasst, der von der Steuereinrichtung unmittelbar abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung das Walzgerüst gemäß einem derartigen Be- triebsverfahren betreibt .
Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Steu¬ ereinrichtung für ein Wal zgerüst zum Wal zen eines flachen Walzguts aus Metall , wobei die Steuereinrichtung derart aus- gebildet ist, dass sie das Walzgerüst gemäß einem derartigen Betriebsverfahren betreibt .
Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Walz- gerüst zum Walzen eines flachen Walzguts aus Metall , wobei das Walzgerüst von einer derartigen Steuereinrichtung gesteuert wird .
Ein Betriebsverfahren der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE 24 16 867 AI bzw . der korrespondieren- den US 3 893 317 A bekannt .
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer eine beim Walzen eines flachen Walzguts auftretende Gesamtexzentrizität in allen möglichen Fallkonstellationen auf möglichst einfache Weise korrigiert werden kann . Die Ermittlung und die Korrektur soll insbesondere unabhängig davon möglich sein, durch welche Walzen des Walzgerüsts die Gesamtexzentrizität zu welchem Anteil hervorgerufen wird .
Die Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren für ein Walzgerüst zum Walzen eines flachen Walzguts aus Metall mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltun¬ gen des erfindungsgemäßen BetriebsVerfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 9.
Erfindungsgemäß wird ein Betriebsverfahren der eingangs nannten Art dadurch ausgeS13.11G51 - dass die Drehstellung nur der Arbeitswalzen oder nur der Stützwalzen des Walzgerüsts erfasst und von der Steuereinrichtung entgegengenommen werden,
- dass die Drehstellungen der enigen Walzen, deren Drehstel- lungen nicht erfasst werden, von der Steuereinrichtung aus den Drehstellungen der enigen Walzen, deren Drehstellungen erfasst werden, ermittelt werden und
- dass für Walzen, deren Drehstellungen nicht erfasst , sondern ermittelt werden, jeweils das Passieren einer Rete- renzdrehstellung erfasst und der Steuereinrichtung zugeführt wird .
Durch diese Vorgehensweise kann nicht nur j ede Exzentrizität kompensiert werden, unabhängig davon, ob sie von den Arbeits- walzen oder den Stützwalzen hervorgerufen wird . Vielmehr ist es möglich, nur einen Teil der Walzen - nämlich die Arbeitswalzen oder die Stützwalzen - mit Lagegebern zu versehen und dennoch über längere Zeiten des Walzbetriebs die Drehstellungen derj enigen Walzen, die keine Lagegeber aufweisen, mit ho- her Genauigkeit zu ermitteln .
Insbesondere müssen zum Walzen des flachen Walzguts auf die Arbeitswalzen des Walzgerüsts Walzmomente ausgeübt werden . Dies erfolgt über Gerüstantriebe . In der Regel wirken die Ge- rüstantriebe direkt auf die Arbeitswalzen . In seltenen Einzelfällen werden die Stützwalzen angetrieben, so dass die Gerüstantriebe indirekt auf die Arbeitswal zen wirken . In der Regel weisen weiterhin die Gerüstantriebe Lagegeber auf, wel¬ che direkt Lagesignale ausgeben, für die Drehstellung des e- weiligen Gerüstantriebs charakteristisch sind . Anhand dieser Signale können - gegebenenfalls in Verbindung mit Übersetzungen von zwischen den Gerüstantrieben und den angetriebenen Walzen angeordneten Getrieben - die Drehstellungen der angetriebenen Walzen direkt ermittelt werden . Für diese Walzen sind daher zum Erfassen von deren Drehstellung eigene Lagegeber nicht erforderlich . Vielmehr können die Drehstellungen dieser Walzen aus den Drehstellungen der angetriebenen Walzen in Verbindung mit der Abrollbedingung ermittelt werden . Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Akkumulierung einer Abweichung der Drehstellung über mehrere Umdrehungen der Walzen hinweg jedoch vermieden werden, da mit j edem Passieren der eweiligen Referenzdrehstellung durch die j eweilige Wal ze eine neue Synchronisierung ermöglicht wird .
In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird das Walzgerüst zeitweise in einem Kalibrierbetrieb be¬ trieben, in dem mittels des Walzgerüsts kein flaches Walzgut gewalzt wird . In diesem Fall ist es möglich, dass die Steuer¬ einrichtung im Kalibrierbetrieb
- für eine Anzahl von definierten Anfangsdrehstellungen sowohl des oberen Walzensatzes als auch des unteren Walzensatzes das Walzgerüst derart steuert, dass die obere Ar- beitswalze auf der unteren Arbeitswalze aufliegt und die
Walzen aneinander abrollen,
- während des Abrollens der Walzen aneinander über eine von der eweiligen Anfangsdrehstellung ausgehende eweilige Erfassungslänge j eweils einen von der Drehstellung der min- destens einen Walze abhängigen Verlauf eines für eine Ände¬ rung des Walzspaltes charakteristischen Signals erfasst und
- anhand der erfassten Verläufe die ersten und zweiten Größen ermittelt . In manchen Fällen wird es ausreichen, dass die Anzahl an Anfangsdrehstellungen gleich 1 ist, dass also die Steuereinrichtung nur für eine einzige Anfangsdrehstellung des oberen Walzensatzes im Zusammenwirken mit einer einzigen Anfangsdrehstellung des unteren Walzensatzes während des Abrollens der Walzen aneinander über eine von diesen beiden Anfangsdrehstellungen ausgehende Erfassungslänge den Verlauf des für die Änderung des Walzspaltes charakteristischen Signals er- fasst . Diese Vorgehensweise kann insbesondere dann ausrei¬ chen, wenn die Durchmesser der Stützwalzen sich voneinander in hinreichendem Umfang unterscheiden und die Durchmesser der Arbeitswal zen sich voneinander in hinreichendem Umfang unterscheiden oder aber nur für die beiden Stützwalzen zusammen einerseits und die beiden Arbeitswalzen zusammen andererseits n
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j eweils ein Exzentrizitätsanteil ermittelt wird . Wenn hinge¬ gen die Durchmesser der Stützwalzen nahezu identisch sind und/oder die Durchmesser der Arbeitswalzen nahezu identisch sind und für alle vier Wal zen j eweils ein eigener Kompensati- onsanteil ermittelt werden soll , ist es in vielen Fällen er¬ forderlich, dass die Anzahl an Anfangsdrehstellungen größer als 1 ist . Die Anzahl an Anfangsdrehstellungen kann je nach Bedarf beispielsweise bei Wenn die Anzahl an Anfangsdrehstellungen beispielsweise bei zwei liegt, wird nach dem Erfassen des einen Verlaufs einer der beiden Walzensätze gegenüber dem anderen Walzensatz um eine vorgegebene Abrolllänge gedreht . Die Abrolllänge kann beispielsweise einer halben Umdrehung einer der beiden Walzen des j eweiligen Walzensatzes entsprechen . Danach wird der andere Verlauf erfasst . Es kommt also nicht darauf an, dass die Anfangsdrehstellungen beider Walzensätze geändert werden . Nur ein Verdrehen relativ zueinander ist erforderlich . Alternativ zu einer eigenständigen Ermittlung der ersten und zweiten Größen in einem Kalibrierbetrieb ist es möglich, dass die ersten und zweiten Größen der Steuereinrichtung von einer übergeordneten Steuereinrichtung oder von einer Bedienperson vorgegeben werden . Beispielsweise kann beim Schleifen der Walzen in einer Schleiferei eine entsprechende Ermittlung der ersten und zweiten Größen erfolgen, so dass diese bereits beim Einbauen der Walzen in das Walzgerüst bekannt sind .
In einer bevorzugten Ausgestaltung des BetriebsVerfahrens ist vorgesehen,
- dass die ersten Größen die Exzentrizität der Stützwalzen in Abhängigkeit von der Drehstellung der Stützwalzen charakterisieren,
- dass die zweiten Größen die Exzentrizität der Arbeitswalzen in Abhängigkeit von der Drehstellung der Arbeitswalzen charakterisieren und - dass die Steuereinrichtung den Kompensationswert in Abhängigkeit von der Drehstellung sowohl der Arbeitswalzen als auch der Stützwalzen ermittelt . In manchen Fällen kann es ausreichen, für die Stützwalzen einerseits und die Arbeitswal zen andererseits jeweils einen Ex¬ zentrizitätsanteil zu ermitteln und den Kompensationswert an¬ hand der beiden Exzentrizitätsanteile zu ermitteln . Diese vereinfachte Vorgehensweise kann insbesondere dann ausrei- chen, wenn die Durchmesser der Stützwalzen untereinander gleich groß sind und die Durchmesser der Arbeitswalzen untereinander gleich groß sind .
In der Praxis weisen die Arbeitswal zen untereinander jedoch in der Regel geringfügig unterschiedliche Durchmesser auf .
Gleiches gilt für die Stützwalzen untereinander . Vorzugsweise wird das Betriebsverfahren daher derart ausgestaltet,
- dass die Drehstellungen der Stützwalzen des Walzgerüsts unabhängig voneinander ermittelt oder erfasst werden und dass die Drehstellungen der Arbeitswalzen des Walzgerüsts unabhängig voneinander ermittelt oder erfasst werden,
- dass die ersten Größen Größen umfassen, welche die durch die obere Stützwalze hervorgerufene Exzentrizität in Abhän¬ gigkeit von der Drehstellung der oberen Stützwalze charak- terisieren, und Größen umfassen, welche die durch die untere Stützwalze hervorgerufene Exzentrizität in Abhängigkeit von der Drehstellung der unteren Stützwalze charakterisieren,
- dass die zweiten Größen Größen umfassen, welche die durch die obere Arbeitswalze hervorgerufene Exzentrizität in Ab¬ hängigkeit von der Drehstellung der oberen Arbeitswalze charakterisieren, und Größen umfassen, welche die durch die untere Arbeitswalze hervorgerufene Exzentrizität in Abhän¬ gigkeit von der Drehstellung der unteren Arbeitswalze cha- rakterisieren, und
- dass die Steuereinrichtung den Kompensationswert in Abhängigkeit von der j eweiligen Drehstellung sowohl der oberen und unteren Arbeitswalze als auch der oberen und unteren Stützwalze ermittelt .
In diesem Fall weist der Kompensationswert vier Exzentrizi- tätsanteile auf, deren Summe gleich dem Kompensationswert ist, nämlich je einen Exzentrizitätsanteil für die obere Stützwalze, die untere Stützwalze, die obere Arbeitswalze und die untere Arbeitswalze . In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt im Normalbetrieb während Walzpausen, wäh¬ rend derer kein flaches Walzgut gewalzt wird, ein Drehen der Walzen des Walzgerüsts entgegen der Drehrichtung während des Walzens des zuletzt gewalzten flachen Walzguts . Dadurch kön- nen insbesondere in dem Fall , dass nicht alle Drehstellungen erfasst werden, sondern einige Drehstellungen aus den erfass- ten Bestellungen abgeleitet werden, Fehler minimiert werden, die sich anderenfalls aufgrund der Akkumulierung einer Abwei¬ chung der Drehstellung über mehrere Umdrehungen der Walzen hinweg aufaddieren würden .
In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden während Walzpausen, während derer kein flaches Walzgut gewalzt wird, der obere und/oder der untere Wal- zensatz derart gedreht, dass beim Walzen des nächsten flachen Wal zguts eine Kostenfunktion minimiert wird, in welche eine durch die Summe der Exzentrizitäten der Arbeitswalzen und der Stützwalzen gebildete Gesamtexzentrizität, die erste zeitli¬ che Ableitung der Gesamtexzentrizität und/oder die zweite zeitliche Ableitung der Gesamtexzentrizität eingehen . In der Regel wird in die Kostenfunktion nur eine dieser drei Größen eingehen . Es ist jedoch auch möglich, dass in die Kostenfunktion mehrere dieser Größen eingehen . In der Regel erfolgt die Minimierung der Kostenfunktion im Normalbetrieb . Sie kann aber, sofern die Eigenschaften des als nächstes zu walzenden flachen Walzguts bereits bekannt sind, auch am Ende des Ka¬ librierbetriebs erfolgen . In dem Fall , dass in die Kostenfunktion nur die Gesamtexzent¬ rizität eingeht, kann die zu kompensierende Gesamtexzentrizi¬ tät minimiert werden . In analoger Weise kann in dem Fall , dass in die Kostenfunktion nur die erste zeitliche Ableitung der Gesamtexzentrizität eingeht, die Geschwindigkeit, mit der der Walzspalt verstellt werden muss , minimiert werden . In analoger Weise kann in dem Fall , dass in die Kostenfunktion nur die zweite zeitliche Ableitung der Gesamtexzentrizität eingeht, die Beschleunigung, mit der der Walzspalt verstellt werden muss , minimiert werden .
In vielen Fällen führt die erfindungsgemäße Vorgehensweise bereits zu ausgezeichneten Ergebnissen . In manchen Fällen kann es j edoch geschehen, dass trotz der Korrektur des Walz- spaltsollwerts um den ermittelten Kompensationswert noch eine Restexzentrizität auftritt . Um auch eine derartige Restex¬ zentrizität zu kompensieren, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Steuereinrichtung während des Walzens des flachen Walzguts ein Signal erfasst , das für die Restexzentrizität charakteristisch ist . In diesem Fall kann die Steuereinrichtung die ersten und zweiten Größen anhand der Restexzentrizität nachführen .
Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst . Erfindungsgemäß wird ein Computerprogramm der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet, dass die Abarbeitung des Computerprogramms durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung das Walzgerüst gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren betreibt .
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst . Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass sie das Walz- gerüst gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren betreibt . Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Walzgerüst mit den Merk¬ malen des Anspruchs 12 gelöst . Erfindungsgemäß wird ein Walz¬ gerüst der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet, dass das Walzgerüst von einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung gesteuert wird .
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam- menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei- spiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden . Hierbei zeigen in schematischer Darstellung :
FIG 1 eine perspektivische Ansicht eines Walzgerüsts, FIG 2 eine Seitenansicht des Walzgerüsts von FIG 1 ,
FIG 3 ein Ablaufdiagramm,
FIG 4 zwei Arbeitswalzen und zwei Stützwalzen,
FIG 5 einen zeitlichen Verlauf eines Exzentrizitätssig¬ nals ,
FIG 6 zugehörige Wege auf Walzenumfängen,
FIG 7 zwei zeitliche Verläufe von Exzentrizitätssignalen,
FIG 8 zugehörige Wege auf Walzenumfängen,
FIG 9 eine Walze und deren Änderung des Radius ,
FIG 10 ein Ablaufdiagramm,
FIG 11 eine gemessene und eine zugehörige, modellierte Ex¬ zentrizität im Vergleich,
FIG 12 zugehörige Wege auf Walzenumfängen und
FIG 13 ein Ablaufdiagramm. Gemäß den FIG 1 und 2 weist ein Walzgerüst einen oberen Wal¬ zensatz U und einem unteren Walzensatz L auf . Der obere Walzensatz U weist eine obere Arbeitswalze 1U und eine obere Stützwalze 2U auf . Der untere Walzensatz L weist eine untere Arbeitswalze IL und eine untere Stützwalze 2L auf . Mittels des Walzgerüsts wird ein flaches Walzgut 3 aus Metall ge¬ walzt . Bei dem flachen Walzgut 3 kann es sich insbesondere um ein Grobblech oder um ein Metallband handeln . Das Metall , aus dem das flache Walzgut 3 besteht, kann insbesondere Stahl sein . Alternativ kann es sich um Aluminium, Kupfer, Messing oder ein anderes Metall handeln.
Das Walzgerüst wird von einer Steuereinrichtung 4 gesteuert . Die Steuereinrichtung 4 ist derart ausgebildet, dass sie das Walzgerüst gemäß einem Betriebsverfahren betreibt, das nach¬ stehend näher erläutert wird .
In der Regel ist die Steuereinrichtung 4 als programmierbare Steuereinrichtung 4 ausgebildet . In diesem Fall wird die ent¬ sprechende Ausbildung der Steuereinrichtung 4 , so dass sie das Walzgerüst gemäß dem Betriebsverfahren betreibt, durch ein Computerprogramm 5 bewirkt, mit dem die Steuereinrichtung 4 programmiert ist . Das Computerprogramm 5 umfasst Maschinen- code 6, der von der Steuereinrichtung 4 unmittelbar abarbeitbar ist . Die Abarbeitung des Maschinencodes 6 durch die Steu¬ ereinrichtung 4 bewirkt in diesem Fall , dass die Steuereinrichtung 4 das Walzgerüst gemäß dem entsprechenden Betriebs¬ verfahren betreibt .
Das Walzgerüst wird von der Steuereinrichtung 4 zumindest zeitweise in einem Normalbetrieb betrieben . Insbesondere er- folgt das Walzen des flachen Walzguts 3 im Normalbetrieb . Oftmals wird das Wal zgerüst von der Steuereinrichtung 4 wei- terhin zeitweise auch in einem Kalibrierbetrieb betrieben . Im Kalibrierbetrieb wird mittels des Walzgerüsts 3 kein flaches Walzgut gewalzt . Nachfolgend wird angenommen, dass das Walz¬ gerüst von der Steuereinrichtung 4 alternativ im Normalbetrieb oder im Kalibrierbetrieb betrieben wird .
Die Steuereinrichtung 4 prüft daher gemäß FIG 3 zunächst in einem Schritt Sl , ob das Walzgerüst im Normalbetrieb betrie¬ ben wird . Wenn das Walzgerüst im Normalbetrieb betrieben wird, prüft die Steuereinrichtung 4 in einem Schritt S2 , ob momentan ein Walzgut 3 gewalzt wird . Wenn momentan ein Walzgut 3 gewalzt wird, geht die Steuereinrichtung 4 zu Schritten S3 bis S7 über . Im Schritt S3 wird ein Sollwalzspalt s* festgelegt. In einem Schritt S4 nimmt die Steuereinrichtung 4 eine Drehstellung cpUB, cpUW, cpLB, cpLW mindestens einer Walze 1U, IL, 2U, 2L des Walzgerüsts entgegen . Im Schritt S5 ermittelt die Steuerein- richtung 4 einen von der Drehstellung cpUB, cpUW, cpLB, φLW der mindestens einen Walze 1U, IL, 2U, 2L des Walzgerüsts abhän¬ gigen Kompensationswert ε . Die Ermittlung erfolgt anhand von Größen RUB, RUW, RLW, RLB, cplUB, cp2UW, cplLB, cp2LW, die für eine Gesamtexzentrizität der Walzen 1U, IL, 2U, 2L des Walz- gerüsts als Funktion der Drehstellung cpUB, cpUW, cpLB, cpLW der mindestens einen Walze 1U, IL, 2U, 2L des Walzgerüsts charak¬ teristisch sind . Die Größen RUB, RLB, cplUB, cplLB sind erste Größen, die für eine Exzentrizität der Stützwalzen 2U, 2L des Walzgerüsts als Funktion einer Drehstellung cpUB, cpUW, cpLB, cpLW mindestens einer Walze 1U, IL, 2U, 2L des Walzgerüsts charakteristisch sind . In analoger Weise sind die Größen RUW, RLW, cp2UW, cp2LW zweite Größen, die für eine Exzentrizität der Arbeitswalzen 1U, IL als Funktion einer Drehstellung cpUB, cpUW, cpLB, cpLW mindestens einer Walze 1U, IL, 2U, 2L des Walz- gerüsts charakteristisch sind . Die Bedeutung der ersten Größen RUB, RLB, cplUB, cplLB und der zweiten Größen RUW, RLW, cp2UW, cp2LW wird im weiteren Verlauf ersichtlich werden .
Im Schritt S 6 korrigiert die Steuereinrichtung 4 den Walz- spaltsollwert s* um den im Schritt S4 ermittelten Kompensati¬ onswert ε. Im Schritt S7 stellt die Steuereinrichtung 4 einen Walzspalt s des Walzgerüsts entsprechend dem korrigierten Walzspaltsollwert ein . Dadurch wird das flache Walzgut 3 mit¬ tels des Walzgerüsts entsprechend dem korrigierten Walzspalt- sollwert von einer Anfangsdicke auf eine Enddicke gewal zt .
Vom Schritt S7 geht die Steuereinrichtung wieder zum Schritt Sl zurück . Die Abfolge der Schritte Sl bis S7 wird daher wäh¬ rend des Walzens des flachen Walzguts 3 von der Steuerein- richtung 4 kontinuierlich ausgeführt .
Wenn die Steuereinrichtung 4 das Walzgerüst zwar im Normalbetrieb betreibt, momentan aber kein flaches Walzgut gewalzt wird, geht die Steuereinrichtung 4 vom Schritt S2 zu einem Schritt S8 über . Im Schritt S8 können andere Maßnahmen e r¬ griffen werden, die später näher erläutert werden . Wenn die Steuereinrichtung 4 das Walzgerüst nicht im Normal¬ betrieb betreibt, befindet sich das Walzgerüst im Kalibrier¬ betrieb . In diesem Fall geht die Steuereinrichtung zu Schrit¬ ten S 9 bis S14 über . Im Kalibrierbetrieb werden die ersten und zweiten Größen RUB, RUW, RLW, RLB, cplUB, cp2UW, cplLB, cp2LW ermittelt .
Im Schritt S 9 werden eine definierte Anfangsdrehstellung des oberen Walzensatzes U und eine definierte Anfangsdrehstellung des unteren Walzensatzes L des Walzgerüsts eingestellt . Bei- spielsweise können die beiden Anfangsdrehstellungen derart eingestellt werden, dass in FIG 4 dargestellte (nur gedank¬ lich vorhandene) Punkte der oberen Arbeitswalze 1U und der oberen Stützwalze 2U einander direkt gegenüber liegen und in analoger Weise in FIG 4 dargestellte (nur gedanklich vorhan- dene) Punkte der unteren Arbeitswalze IL und der unteren Stützwalze 2L einander direkt gegenüber liegen . Zu diesem Zweck kann beispielsweise das Walzgerüst aufgefahren werden, so dass die obere Arbeitswalze 1U und die untere Arbeitswalze IL sich nicht berühren . Danach werden die beiden Walzensätze U, L unabhängig voneinander in ihre eweilige Anfangsdrehstellung gedreht .
Um die beiden Walzensätze U, L unabhängig voneinander in ihre eweilige Anfangsdrehstellung drehen zu können, werden die Walzen 1U, 2U des oberen Walzensatzes U von den Walzen IL, 2L des unteren Walzensatzes L abgehoben . Zum Drehen der Walzensätze U, L als solches können beispielsweise entsprechend der Darstellung in FIG 1 voneinander unabhängige Antriebe 7U, 7L für die beiden Walzensätze U, L vorhanden sein . Alternativ kann ein gemeinsamer Antrieb vorhanden sein, der beispielsweise mit dem unteren Walzensatz L permanent verbunden ist, mit dem oberen Walzensatz U j edoch über eine lösbare Kupplung . In diesem Fall wird zunächst der obere Walzensatz U in seine Anfangsdrehstellung überführt, dann wird die Kupplung gelöst, und es wird der untere Walzensatz L in seine Anfangs¬ stellung überführt . Danach wird die Kupplung wieder geschlossen .
Nach dem Drehen der beiden Walzensätze U, L in ihre eweilige Anfangsdrehstellung steuert die Steuereinrichtung 4 das Walzgerüst im Schritt S10 derart, dass der Walzspalt s geschlos¬ sen wird . Das Schließen des Walzspaltes s erfolgt, ohne dass sich das flache Walzgut im Walzspalt s befindet . Mit dem
Schließen des Walzspaltes s liegt somit die obere Arbeitswal¬ ze 1U auf der unteren Arbeitswalze IL auf .
Sodann steuert die Steuereinrichtung 4 das Walzgerüst im Schritt Sil derart, dass die Walzen 1U, IL, 2U, 2L aneinander abrollen . Dieser Zustand - also das Abrollen der Walzen 1U, IL, 2U, 2L aneinander - wird für eine relativ große Länge LO beibehalten . Die Länge LO wird nachfolgend als Erfassungslän¬ ge LO bezeichnet . Die Erfassungslänge LO geht von der jewei- ligen Anfangsdrehstellung der Walzensätze U, L aus . Sie ist insbesondere derart bemessen, dass alle Walzen 1U, IL, 2U, 2L mehrere vollständige Umdrehungen ausführen .
Während des Abrollens der Walzen 1U, IL, 2U, 2L erfasst die Steuereinrichtung 4 im Schritt Sil zugleich auch über die Erfassungslänge LO einen Verlauf eines Signals F, s , das für eine Änderung des Walzspaltes s charakteristisch ist . Das Signal F, s ist - selbstverständlich - von der Drehstellung cpUB, cpUW, cpLB, cpLW der mindestens einen Walze 1U, IL, 2U, 2L abhängig . Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 4 das
Walzgerüst im Rahmen des Schrittes Sil walzspaltgeregelt bei einer konstanten Einstellung des Walzspaltes s halten und als charakteristisches Signal s , F die zugehörige Walzkraft F er¬ fassen. Ebenso kann die Steuereinrichtung 4 umgekehrt das Walzgerüst im Rahmen des Schrittes Sil walzkraftgeregelt mit einer konstanten Walzkraft F betreiben und als charakteristi¬ sches Signal s , F den sich ergebenden Walzspalt s erfassen . In beiden Fällen spiegelt das erfasste Signal s , F direkt die Gesamtexzentrizität ε wider . FIG 5 zeigt - rein beispielhaft - die Änderung des sich ergebenden Walzspalts s im Falle ei~ ner Walzkraftregelung über eine Erfassungslänge LO von 30 m und einem Durchmesser der Arbeitswalzen 1U, IL von ca. 1,00 m und einem Durchmesser der Stützwalzen 2U, 2L bei einem Durchmesser von ca. 1,65 m. FIG 6 zeigt rein beispielhaft die kor¬ respondierenden Umdrehungen der Arbeitswalzen 1U, IL und der Stützwalzen 2U, 2L. In manchen Fällen kann es ausreichen, die Vorgehensweise der Schritte S 9 bis Sil nur für ein einziges Paar von Anfangs¬ drehstellungen durchzuführen . In diesem Fall geht die Steuereinrichtung 4 direkt zum Schritt S14 über . Anderenfalls geht die Steuereinrichtung 4 zunächst zum Schritt S12 über . Im Schritt S12 prüft die Steuereinrichtung 4 , ob sie die Vorge¬ hensweise der Schrittes S 9 bis Sil bereits für alle erforder¬ lichen Paare von Anfangsdrehstellungen durchgeführt hat . Erst wenn dies der Fall ist, geht die Steuereinrichtung 4 zum Schritt S14 über .
Wenn dies nicht der Fall ist, geht die Steuereinrichtung 4 vom Schritt S12 zum Schritt S13 über . Im Schritt S13 selek¬ tiert die Steuereinrichtung 4 das nächste Paar von Anfangs¬ drehstellungen . Vom Schritt S13 geht die Steuereinrichtung sodann zum Schritt S 9 zurück .
Die Anzahl an weiteren Paaren von Anfangsdrehstellungen und die zugehörigen Stellungen als solche können nach Bedarf bestimmt sein . Es kann nach Bedarf die Anfangsdrehstellung un- teren Walzensatzes L unverändert sein, während der obere Wal¬ zensatz U jeweils um einen vorbestimmten Winkel der oberen Arbeitswalze 1U oder der oberen Stützwalze 2U gedreht wird . Auch die umgekehrte Vorgehensweise ist möglich . Auch ist es möglich, dass beide Walzensätze U, L gedreht werden .
Insbesondere im Falle nur eines einzigen weiteren Paares von Anfangsdrehstellungen kann der vorbestimmte Winkel beispiels¬ weise, wie in FIG 4 gestrichelt dargestellt, mit einer halben Umdrehung der oberen Stützwalze 2U korrespondieren. In diesem Fall ergibt sich entsprechend der Darstellung in FIG 7 zu¬ sätzlich ein anderer Verlauf des Signals s , F. FIG 8 zeigt die zugehörigen Umdrehungszahlen der Arbeitswalzen 1U, IL und der Stützwalzen 2U, 2L .
Im Schritt S14 ermittelt die Steuereinrichtung 4 anhand der erfassten Verläufe die ersten und zweiten Größen RUB, RUW, RLW, RLB, cplUB, cp2UW, cplLB, cp2LW. Die Grundlagen dieser Er- mittlung werden nachstehend näher erläutert .
Idealerweise sollte eine Walze 8 perfekt rund sein, also kei¬ nerlei Exzentrizität aufweisen . In der Praxis ist dies j edoch nicht der Fall . FIG 9 zeigt - stark übertrieben - eine Varia- tion eines Radius r der Walze 8 als Funktion der Drehstellung φ der Walze 8 relativ zu einer ReferenzStellung . Mathematisch 1ässt sich der Radius r als Funktion der Drehstellung φ schreiben als r(<p) = rO + T Sri■ sin(z'^ - <pi) ( 1 )
;=i rO bezeichnet hierbei den mittleren (idealen) Radius der Wal¬ ze 8. 5ri bezeichnet den Anteil der i-ten Störung . cpi bezeichnet eine Phasenlage der i-ten Störung .
Für die Stützwalzen 2U, 2L sind alle Störungen relevant, da für den Walzspalt s nur der Radius wirksam ist . Für die Arbeitswalzen 1U, IL sind hingegen nur die geraden Störungen relevant, da für die Arbeitswalzen 1U, IL für den Walzspalt s der Durchmesser wirksam ist . Wenn man weiterhin für alle Walzen 1U, IL, 2U, 2L nur die Störung mit der niedrigsten wirksamen Frequenz betrachtet - d.h. für die Stützwalzen 2U, 2L die erste Störung und für die Arbeitswalzen 1U, IL die zweite Störung - lässt sich die resultierende Exzentrizität ε schreiben als ε = RUB■ sin(<pUß - φ\ί 'Β) + RLB■ s\n{(pLß - φ\ ΙΒ)
+ RUW sm{2( UW - <p2UW ) + RL W · sin (2^/, W - φ2ί W) ( 2 )
Hierbei sind
- RUB die Exzentrizitätsamplitude der oberen Stützwalze 2U, - RUW die Exzentrizitätsamplitude der oberen Arbeitswalze 1U,
- RLB die Exzentrizitätsamplitude der unteren Stützwalze 2L,
- RLW die Exzentrizitätsamplitude der unteren Arbeitswalze 1U,
- φΙϋΒ die Phasenlage der ersten Störung der Exzentrizität der oberen Stützwalze 2U,
- cp2UW die Phasenlage der zweiten Störung der Exzentrizität der oberen Arbeitswalze 1U,
- cplLB die Phasenlage der ersten Störung der Exzentrizität der unteren Stützwalze 2L,
- cp2LW die Phasenlage der zweiten Störung der Exzentrizität der unteren Arbeitswalze 1U,
- cpUB die Drehstellung der oberen Stützwalze 2U,
- cpUW die Drehstellung der oberen Arbeitswalze 1U,
- cpLB die Drehstellung der unteren Stützwalze 2L und
- cpLW die Drehstellung der unteren Arbeitswalze 1U .
In Gleichung 2 sind acht Größen unbekannt, nämlich die vier Exzentrizitätsamplituden RUB, RUW, RLW, RLB und die vier Phasenlagen cplUB, cp2UW, cplLB, cp2LW.
Zur Bestimmung dieser acht Größen RUB, RUW, RLW, RLB, cplUB, cp2UW, cplLB, cp2LW kann nun ein Optimierungsproblem angesetzt werden, mittels dessen die Abweichung einer Norm minimiert wird . Man versucht also, das Minimum von ° (pUW, <pL W, φί.Β) ε' (cpUB, q>UW, <pL W, ( 3 ) zu finden, wobei ε die für bestimmte Drehstellungen cpUB, , 9LB, 9LW gemessene Exzentrizität und ε ' die für die gleichen Drehstellungen cpUB, 9ÜW, 9LB, φΙΜ gemäß Gleichung 2 errechnete Exzentrizität ist . 1 ist der auf dem Umfang der Walzen 1U, IL, 2U, 2L zurückgelegte Weg . Derartige Optimierungen sind Fachleuten geläufig . Die Ermittlung der Drehstellungen cpUB, cpUW, cpLB, cpLW ist ohne weiteres möglich, da die (mittleren) Radien der Walzen 1U, IL, 2U, 2L bekannt sind, weiterhin die Anfangsdrehstellungen ( für 1 = 0) bekannt sind und schlie߬ lich die Abrollbedingung gilt, das heißt, dass die Walzen 1U, IL, 2U, 2L beim Abrollen gleiche Wege zurücklegen .
In Einzelfällen kann es ausreichen, die Drehstellung cpUB, cpUW, cpLB, cpLW nur einer einzigen Walze 1U, IL, 2U, 2L zu erfassen und die Drehstellungen cpUB, cpUW, cpLB, cpLW der anderen Walzen 1U, IL, 2U, 2L aus der erfassten Drehstellung cpUB, cpUW, cpLB, cpLW in Verbindung mit den bekannten Radien bzw . Durchmessern der Walzen 1U, IL, 2U, 2L abzuleiten . Insbeson- dere über größere Strecken wird dies aufgrund von Rutschbewe¬ gungen und aufgrund von Schwankungen der Radien aufgrund der Exzentrizitäten jedoch zu ungenau .
Es ist möglich, dass entsprechend der Darstellung in FIG 1 mittels entsprechender Drehstellungsgeber 9U, 9L die Drehstellungen cpUB, cpUW, cpLB, cpLW sowohl der Stützwalzen 2U, 2L als auch der Arbeitswalzen 1U, IL des Walzgerüsts erfasst werden . Die erfassten Drehstellungen cpUB, cpUW, cpLB, cpLW werden in diesem Fall der Steuereinrichtung 4 zugeführt und von der Steuereinrichtung 4 entgegengenommen . Bezüglich eines
Paares gleichartiger Walzen 1U, IL, 2U, 2L - in der Regel die Stützwalzen 2U, 2L - ist in diesem Fall hierfür ein zusätzliches Paar von Drehstellungsgebern 9U, 9L erforderlich . Das andere Paar gleichartiger Walzen 1U, IL, 2U, 2L - in der Re- gel die Arbeitswalzen 1U, IL - wird hingegen mittels der
Walzgerüstantriebe 7U, 7L angetrieben . Die Walzgerüstantriebe 7U, 7L weisen in der Regel intern Drehstellungsgeber auf . Deren Signale können werden erfindungsgemäß zur Ermittlung der Drehstellungen cpUB, cpUW, cpLB, cpLW der angetriebenen Walzen 1U, IL, 2U, 2L herangezogen werden .
Alternativ kann es ausreichen, pro Walzensatz U, L nur die Drehstellung cpUB, cpUW, cpLB, cpLW einer der Walzen 1U, IL, 2U, 2L des entsprechenden Walzensatzes U, L zu erfassen. In diesem Fall werden von der Steuereinrichtung 4 nur diese Drehstellungen cpUB, cpUW, cpLB, cpLW entgegengenommen . Die Drehstellung cpUB, cpLB, cpUW, cpLW der jeweils anderen Walze 2U, 2L, 1U, IL des entsprechenden Walzensatzes U, L wird in diesem Fall von der Steuereinrichtung 4 anhand der Drehstellung cpUB, cpUW, cpLB, cpLW der enigen Walze 1U, IL, 2U, 2L des entsprechenden Walzensatzes U, L ermittelt, deren Drehstellung cpUB, cpUW, cpLB, cpLW erfasst wird . Diese Vorgehensweise wird in diesem Fall sowohl im Normalbetrieb als auch im Kalibrierbetrieb er¬ griffen .
Da erfindungsgemäß (beispielsweise) nur die Drehstellungen cpUW, cpLW der Arbeitswalzen IL, 1U erfasst werden und die Drehstellungen cpUB, cpLB der Stützwalzen 2U, 2L aus den Drehstellungen cpUW, cpLW der Arbeitswalzen 1U, IL abgeleitet werden, besteht die Gefahr, dass über größere Strecken (die mit vielen vollständigen Umdrehungen der Stützwalzen 2U, 2L korrespondieren) die Drehstellungen cpUB, cpLB der Stützwalzen 2U, 2L zu ungenau werden . Zur Lösung dieses Problems sind zwei alternative Ausgestaltungen möglich, die j edoch prinzipiell auch miteinander kombiniert werden können .
Zum einen ist es möglich, dass während Wal zpausen ein Drehen der Walzen 1U, IL, 2U, 2L des Walzgerüsts entgegen der Drehrichtung erfolgt, in die die Walzen 1U, IL, 2U, 2L während des Walzens des zuletzt gewalzten flachen Walzguts 3 gedreht werden . Die Walzen 1U, IL, 2U, 2L werden also zurückgedreht . Das Zurückdrehen ist eine mögliche Ausgestaltung des Schrit- tes S8 von FIG 3. Dementsprechend wird das Walzgerüst zu die¬ sem Zeitpunkt im Normalbetrieb betrieben . Das Zurückdrehen wird also im Rahmen einer normalen Walzpause zwischen dem Walzen von zwei flachen Walzgütern 3 ausgeführt . Es handelt sich nicht um einen Kalibrierbetrieb, in dem die ersten und zweiten Größen RUB, RUW, RLW, RLB, cplUB, cp2UW, cplLB, cp2LW ermittelt werden . Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass sich Fehler zwar während des Walzens eines einzelnen flachen Walz- guts 3 akkumulieren können, danach aber wieder eine Reduzierung des aufgelaufenen Fehlers erfolgt .
Erfindungsgemäß sind jedoch den Stützwalzen 2U, 2L Referenz- Signalgeber 1 OU, 1 OL zugeordnet . Die ReferenzSignalgeber 1 OU, 1 OL erfassen zwar nicht über den gesamten Winkelbereich von 360° die Drehstellung cpUB, cpLB der Stützwalzen 2U, 2L. Sie geben jedoch j eweils ein Signal (beispielsweise einen Impuls ) ab, wenn die Drehstellung cpUB, cpLB der entsprechenden Stütz- walze 2U, 2L mit einer vorbestimmten Referenzdrehstellung korrespondiert . Mittels der ReferenzSignalgeber 1 OU, 1 OL wird dadurch beim kontinuierlichen Drehen der Stützwalzen 2U, 2L j eweils das Passieren der Referenzdrehstellung erfasst . Die entsprechenden Signale werden selbstverständlich der Steuer- einrichtung 4 zugeführt . Diese kann daher - sowohl im Normalbetrieb als auch im Kalibrierbetrieb - nach j eder vollständi¬ gen Umdrehung der entsprechenden Stützwal ze 2U, 2L eine neue Synchronisierung der Drehbewegung der entsprechenden Stützwalze 2U, 2L relativ zur Drehbewegung der Arbeitswalze 1U, IL des entsprechenden Walzensatzes U, L vornehmen .
Selbstverständlich ist ebenso die umgekehrte Vorgehensweise möglich, dass also die Drehstellungen cpUB, cpLB der Stützwalzen 2U, 2L erfasst werden, die Drehstellungen cpUW, cpLW der Arbeitswalzen 1U, IL aus den Drehstellungen cpUB, cpLB der
Stützwalzen 2U, 2L abgeleitet werden und für die Arbeitswal¬ zen 1U, IL j eweils das Passieren einer Referenzdrehstellung erfasst wird . Obenstehend wurde eine Vorgehensweise erläutert, bei der (so¬ wohl im Normalbetrieb als auch im Kalibrierbetrieb) die Dreh¬ stellungen cpUB, cpLB der Stützwalzen 2U, 2L unabhängig voneinander ermittelt oder erfasst werden und ebenso die Drehstel¬ lungen cpUW, cpLW der Arbeitswalzen 1U, IL unabhängig voneinan- der ermittelt oder erfasst werden . Es werden also alle vier Drehstellungen cpUB, cpUW, cpLB, cpLW explizit erfasst oder ermittelt . In diesem Fall ergibt sich die Gesamtexzentrizität ε als Summe der Teilexzentrizitäten der Walzen 1U, IL, 2U, 2L . Für jede Walze 1U, IL, 2U, 2L ermittelt die Steuereinrichtung 4 somit in Abhängigkeit von der Drehstellung cpUB, cpUW, cpLB, cpLW der j eweiligen Walze 1U, IL, 2U, 2L die zugehörige, von der eweiligen Walze 1U, IL, 2U, 2L hervorgerufene Teilex- zentrizität und addiert die Teilexzentrizitäten zur Gesamtex¬ zentrizität . Die Steuereinrichtung 4 ermittelt also im Nor¬ malbetrieb den Kompensationswert ε in Abhängigkeit von der eweiligen Drehstellung cpUB, cpUW, cpLB, cpLW sowohl der oberen und unteren Arbeitswalze 1U, IL als auch der oberen und unte- ren Stützwalze 2U, 2L .
Um die vier genannten Teilexzentrizitäten ermitteln zu können, müssen der Steuereinrichtung 4 auch die korrespondierenden charakteristischen Größen RUB, RUW, RLW, RLB, cplUB, cp2UW, cplLB, c2LW bekannt sein . Im Rahmen des Kalibrierbetriebs er¬ mittelt die Steuereinrichtung 4 somit für die obere Stützwal¬ ze 2U die Größen RUB, cpUB, die für deren Teilexzentrizität charakteristisch sind . In analoger Weise erfolgt im Kalibrierbetrieb auch für die unteren Stützwalze 2L, die obere Ar- beitswalze 1U und die untere Arbeitswalze IL j eweils die Er¬ mittlung der beiden für die Teilexzentrizität der j eweiligen Walze 2L, 1U, IL charakteristischen Größen RUW, RLW, RLB, cp2UW, cplLB, cp2LW. Die Radien bzw . Durchmesser der Stützwalzen 2L, 2U sind untereinander in der Regel gleich groß . Ebenso sind die Radien bzw . Durchmesser der Arbeitswalzen 1U, IL untereinander in der Regel gleich groß . Wenn gewährleistet werden kann, dass zwischen zwei Kalibrierungen nur ein hinreichend kleiner Schlupf zwischen den Walzen 1U, 2U des oberen Walzensatzes U gegenüber den Walzen 1U, IL des unteren Walzensatzes L auftritt, können die durch die Stützwalzen 2U, 2L hervorgerufe¬ nen Teilexzentrizitäten zusammengefasst werden und können ebenso die durch die Arbeitswalzen 1U, IL hervorgerufenen Teilexzentrizitäten zusammengefasst werden . Auch in diesem Fall ergibt sich die Gesamtexzentrizität als Summe der
Teilexzentrizitäten der Stützwalzen 2U, 2L und der Arbeitswalzen 1U, IL . Die Summe weist j edoch in diesem Fall nur zwei Summanden auf, nämlich je einen für die von den Stützwalzen 2U, 2L hervorgerufene Teilexzentrizität und für die von den Arbeitswalzen 1U, IL hervorgerufene Teilexzentrizität. Die Steuereinrichtung 4 ermittelt in diesem Fall im Normalbetrieb in Abhängigkeit von der Drehstellung cpUW, cpLW einer der Arbeitswalzen 1U, IL eine Teilexzentrizität für die Arbeitswal¬ zen 1U, IL und in Abhängigkeit von der Drehstellung cpUB, cpLB einer der Stützwalzen 2U, 2L eine Teilexzentrizität für die Stützwalzen 2U, 2L . Weiterhin addiert sie in diesem Fall die beiden Teilexzentrizitäten zur Gesamtexzentrizität ε . Die Steuereinrichtung 4 ermittelt also auch in diesem Fall im Normalbetrieb den Kompensationswert ε in Abhängigkeit von der Drehstellung cpUB, cpUW, cpLB, cpLW sowohl der Arbeitswalzen 1U, IL als auch der Stützwalzen 2U, 2L. Im Rahmen des Kalibrier- betriebs ermittelt die Steuereinrichtung 4 in diesem Fall für die beiden Stützwalzen 2U, 2L einheitliche Größen, die für deren Teilexzentrizität charakteristisch sind, beispielsweise eine Exzentrizitätsamplitude und eine Phasenlage . Ebenso er¬ mittelt die Steuereinrichtung 4 in diesem Fall im Kalibrier- betrieb für die beiden Arbeitswalzen 1U, IL einheitliche Grö¬ ßen, die für deren Teilexzentrizität charakteristisch sind, beispielsweise eine Exzentrizitätsamplitude und eine Phasen¬ lage . Weiterhin können während Walzpausen entsprechend der Darstel¬ lung in FIG 10 Schritte S21 bis S23 vorhanden sein . Die
Schritte S21 bis S23 sind eine mögliche Ausgestaltung des Schrittes S8 von FIG 1. Gemäß FIG 10 ermittelt die Steuereinrichtung 4 im Schritt S21 eine Kostenfunktion K. In die Kostenfunktion K können - gewichtet mit eweiligen Wichtungsfaktoren θ bis a.2 - beispielsweise die Gesamtexzentrizität ε , die erste zeitliche Ableitung der Gesamtexzentrizität ε und/oder die zweite zeit- liehe Ableitung der Gesamtexzentrizität ε eingehen . Es ist möglich, dass alle drei Wichtungsfaktoren θ bis 2 von 0 verschieden sind . Alternativ ist es möglich, dass nur zwei der Wichtungsfaktoren θ bis 2 von 0 verschieden sind . Min- destens einer der drei Wichtungsfaktoren θ bis 2 muss jedoch von 0 verschieden sein . Die Wichtungsfaktoren θ bis .2 können der Steuereinrichtung 4 fest vorgegeben sein oder von einem Anwender im Rahmen einer Parametrierung festgelegt wer- den . Die Steuereinrichtung 4 ermittelt in diesem Fall weiterhin im Schritt S22 ein Minimum der Kostenfunktion K über eine gewalzte Länge LI . Sie bildet also das Integral
C\\K¥l (4) und minimiert das Integral dadurch, dass sie Drehstellungen cpUB, cpUW, cpLB , cpLW der Walzen 1U, IL, 2U, 2L variiert, zu denen mit dem Walzen des nächsten flachen Walzguts 3 begonnen wird . Die gewalzte Länge LI ist - bezogen auf die Mantelflä- chen der Walzen 1U, IL, 2U, 2L - diej enige Länge, über welche die Walzen 1U, IL, 2U, 2L dieses flache Walzgut 3 walzen . Im Schritt S23 stellt die Steuereinrichtung 4 sodann die Drehstellungen cpUB, cpUW, cpLB, cpLW der Walzen 1U, IL, 2U, 2L entsprechend ein . Die Steuereinrichtung 4 dreht also den oberen und/oder den unteren Walzensatz U, L derart, dass die Kostenfunktion K beim Walzen des nächsten flachen Walzguts 3 minimiert wird .
Es ist möglich, dass im Rahmen des Schrittes S23 das Walzge¬ rüst geschlossen ist . In diesem Fall können die beiden Walzensätze U, L nur zusammen gedreht werden . Alternativ kann das Walzgerüst geöffnet werden . In diesem Fall können die beiden Walzensätze U, L unabhängig voneinander gedreht werden .
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise führt zu ausgezeichneten Ergebnissen . FIG 11 zeigt rein beispielhaft einen Vergleich zwischen einer gemessenen (M) Exzentrizität ε und einer zugehörigen, modellierten (C) Exzentrizität ε , also einer Exzent¬ rizität ε , die anhand der Exzentrizitätsamplituden RUB, RUW, RLW, RLB und Phasenlagen clUB, cp2UW, cplLB, cp2LW ermittelt wurde, wobei die Exzentrizitätsamplituden RUB, RUW, RLW, RLB und Phasenlagen clUB, cp2UW, cplLB, cp2LW anhand des gemessenen Verlaufs der Exzentrizität ε ermittelt wurden . FIG 12 zeigt den zugehörigen Verlauf der Umdrehungen der Walzen 1U, IL, 2U, 2L.
Im Idealfall werden durch das Aufschalten des Kompensations- Signals ε die Exzentrizitäten der Walzen 1U, IL, 2U, 2L vollständig kompensiert . Aufgrund von thermischen Effekten, Ver¬ schleiß usw . kann es j edoch geschehen, dass trotz der Korrek- tur des Walzspaltsollwerts s* um den ermittelten Kompensati¬ onswert ε eine nur unvollständige Kompensation erfolgt, dass also eine Restexzentrizität sr verbleibt . Es ist daher mög¬ lich, dass die Steuereinrichtung 4 entsprechend der Darstel¬ lung in FIG 13 während des Walzens des flachen Walzguts 3 in einem Schritt S31 ein Signal F, Z erfasst, das für die Res¬ texzentrizität sr charakteristisch ist . Bei diesem Signal F, Z kann es sich beispielsweise um die Walzkraft F oder um ei¬ nen vor oder hinter dem Walzgerüst im flachen Walzgut 3 herrschenden Zug Z handeln . Auch eine auslaufseitig des Walzge- rüsts gemessene Dicke des flachen Walzguts 3 kann als Signal verwendet werden .
In diesem Fall kann zum einen die Steuereinrichtung 4 in einem Schritt S32 aktuell - das heißt während des Walzens des flachen Walzguts 3 - die Restexzentrizität er kompensieren . In diesem Fall korrigiert die Steuereinrichtung 4 also den Wal zspaltSollwert s* nicht nur um den Kompensationswert ε , sondern zusätzlich auch um die Restexzentrizität er . Weiterhin kann die Steuereinrichtung 4 in diesem Fall in einem Schritt S33 die ersten und zweiten Größen RUB, RUW, RLW, RLB, cplUB, cp2UW, cplLB, cp2LW nachführen . Es ist sogar möglich, dass die Steuereinrichtung 4 die ersten und zweiten Größen RUB, RLB, cplUB, cplLB, RUW, RLW, cp2UW, cp2LW vollständig anhand der Restexzentrizität εΓ ermittelt, dass die Amplituden RUB, RLB, RUW, RLW der einzelnen Exzentrizitäten also zunächst den Wert 0 aufweisen . Die Phasenlagen cplUB, cplLB, cp2UW, cp2LW sind in diesem Fall zunächst ohne Belang . Im Rahmen der Erläuterung der vorliegenden Erfindung wurden obenstehend als erste und zweite Größen RUB, RUW, RLW, RLB, cplUB, cp2UW, cplLB, cp2LW Exzentrizitätsamplituden RUB, RUW, RLW, RLB und Phasenlagen clUB, cp2UW, cplLB, cp2LW verwendet . Die Exzentrizitäten der Walzen 1U, IL, 2U, 2L könnten alter nativ jedoch auch durch Amplituden AUB, BUB, ALB, BLB, AUW, BUW, ALW, BLW von korrespondierenden Sinus- und Cosinusfunk tionen beschrieben werden . Anstelle von Gleichung 2 könnte daher ebenso von der nachstehenden Gleichung 5 ausgegangen werden . ε = A UB■ sin φϋΒ + BUB■ cos pUB + ALB sin ψΙ.Β + BLB cos φί.Β
+ A UW sin 2<pU\V + BUW cos 2 U + ALW sin 2φί W + BL W cos 2ψΙΛΥ < 5 )
Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf . Insbeson- dere können alle Wal zenexzentri zitäten ermittelt und kompensiert werden . Dies gilt unabhängig davon, ob die Exzentrizitäten durch Arbeitswalzen 1U, IL oder Stützwalzen 2U, 2L hervorgerufen werden . Weiterhin können die Walzenexzentrizitäten schneller und genauer ermittelt werden . Weiterhin können die Walzenexzentrizitäten auch dann ermittelt werden, wenn das Walzgerüst zusätzlich zu den Arbeitswalzen 1U, IL und den Stützwalzen 2U, 2L weitere Walzen aufweist, insbesondere zwi¬ schen den Arbeitswalzen 1U, IL und den Stützwalzen 2U, 2L angeordnete Zwischenwalzen .
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 zeichenl
I L , 1U Arbeitswal zen
2 L , 2U Stützwalzen
3 flaches Walzgut
4 Steuereinrichtung
5 Computerprogramm
6 Maschinencode
7U, 7L Walzgerüstantriebe
8 Walze
9U, 9L Drehstellungsgeber
10U, 10L Referenz Signalgeber
C modellierte Exzentrizität K Kostenfunktion
L , U Walzensätze
LO Erfassungs länge
LI gewalzte Länge
M gemessene Exzentrizität r Radius
rO mittlerer Radius
RUB, RUW, RLW, RLB Exzentri zitätsamplituden s Walzspalt
s* Sollwalzspalt
Sl bis S33 Schritte
Οίθ bis OL2 Wichtungsfaktoren
5ri Störung
ε Kompensationswert
ε , ε ' , ετ Exzentrizitäten
φί Phasenlage
cpUB, φυ ί, (pLB, cpLW Drehstellungen
φΐυΒ, φ2υ ί, φ Ι ΕΒ , 92LW Exzentri zitätsphasen

Claims

Patentansprüche
1. Betriebs erfahren für ein Walzgerüst zum Walzen eines flachen Walzguts (3) aus Metall ,
- wobei das Walzgerüst einen oberen Walzensatz (U) und einen unteren Walzensatz (L) aufweist,
- wobei der obere Walzensatz (U) zumindest eine obere Ar¬ beitswalze ( 1U) und eine obere Stützwalze (2U) aufweist und der untere Walzensatz (L) zumindest eine untere Arbeitswal- ze (IL) und eine untere Stützwalze (2L) aufweist,
- wobei das Walzgerüst zumindest zeitweise in einem Normalbe¬ trieb betrieben wird,
- wobei das Walzgerüst während des Walzens des flachen Walz¬ guts (3) im Normalbetrieb betrieben wird,
- wobei während des Walzens des flachen Walzguts (3) eine
Steuereinrichtung (4) für das Walzgerüst kontinuierlich -- anhand von ersten Größen (RUB, RLB, cplUB, cplLB) , die für eine Exzentrizität der Stützwalzen (2U, 2L) des Walzge- rüsts als Funktion einer Drehstellung (cpUB, cpUW, cpLB, cpLW) mindestens einer Walze ( 1U, IL, 2U, 2L) des Walzge- rüsts charakteristisch sind, und zweiten Größen (RUW, RLW, cp2UW, cp2LW) , die für eine Exzentrizität der Arbeitswalzen ( 1U, IL) des Walzgerüsts als Funktion einer Drehstellung (cpUB, cpUW, cpLB, cpLW) mindestens einer Walze ( 1U, IL, 2U, 2L) des Walzgerüsts charakteristisch sind, einen von der Drehstellung (cpUB, cpUW, cpLB, cpLW) der mindestens einen Walze ( 1U, IL, 2U, 2L) des Walzgerüsts ab¬ hängigen Kompensationswert ( ε ) ermittelt ,
-- einen Walzspaltsollwert (s*) für das Walzgerüst um den ermittelten Kompensationswert ( ε ) korrigiert und
-- einen Walzspalt ( s ) des Walzgerüsts entsprechend dem
korrigierten Walzspaltsollwert einstellt,
so dass das flache Walzgut (3) mittels des Walzgerüsts ent¬ sprechend dem korrigierten Wal zspaltsoliwert gewalzt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass die Drehstellung (cpUB, cpUW, cpLB, cpLW) nur der Arbeitswalzen ( 1U, IL) oder nur der Stützwalzen (2U, 2L) des Walz- gerüsts erfasst und von der Steuereinrichtung (4) entgegengenommen werden,
- dass die Drehstellungen (cpUB, cpUW, cpLB, cpLW) der enigen
Walzen ( 1U, IL, 2U, 2L) , deren Drehstellungen (cpUB, cpUW, cpLB, cpLW) nicht erfasst werden, von der Steuereinrichtung
(4) aus den Drehstellungen (cpUB, cpUW, cpLB, cpLW) derj enigen Walzen, ( 1U, IL, 2U, 2L) deren Drehstellungen (cpUB, cpUW, cpLB, cpLW) erfasst werden, ermittelt werden und
- dass für Walzen ( 1U, IL, 2U, 2L) , deren Drehstellungen
(cpUB, cpUW, cpLB, cpLW) nicht erfasst, sondern ermittelt wer¬ den, jeweils das Passieren einer Referenzdrehstellung erfasst und der Steuereinrichtung (4) zugeführt wird .
2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Walzgerüst zeitweise in einem Kalibrierbetrieb be¬ trieben wird, in dem mittels des Walzgerüsts kein flaches Walzgut (3) gewalzt wird und dass die Steuereinrichtung (4) im Kalibrierbetrieb
- für eine Anzahl von definierten Anfangsdrehstellungen sowohl des oberen Walzensatzes (U) als auch des unteren Wal¬ zensatzes (L) das Walzgerüst derart steuert, dass die obere Arbeitswalze ( 1U) auf der unteren Arbeitswalze (IL) auf¬ liegt und die Walzen ( 1U, IL, 2U, 2L) aneinander abrollen, - während des Abrollens der Walzen ( 1U, IL, 2U, 2L) aneinan¬ der über eine von der j eweiligen Anfangsdrehstellung ausgehende eweilige Erfassungslänge (LO ) jeweils einen von der Drehstellung (cpUB, cpUW, cpLB, cpLW) der mindestens einen Walze ( 1U, IL, 2U, 2L) abhängigen Verlauf eines für eine Ände- rung des Walzspaltes ( s ) charakteristischen Signals ( s , F) erfasst und
- anhand der erfassten Verläufe die ersten und zweiten Größen (RUB, RUW, RLW, RLB, cplUB, cp2UW, cplLB, cp2LW) ermittelt .
3. Betriebsverfahren nach Anspruch 2 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Anzahl an Anfangsdrehstellungen größer als 1 ist . 2 ö
4. Betriebsverfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die ersten und zweiten Größen (RUB, RLB, cplUB, cplLB, RUW, RLW, cp2UW, cp2LW) der Steuereinrichtung (4) von einer übergeordneten Steuereinrichtung oder von einer Bedienperson vorgegeben werden .
5. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
- dass die ersten Größen (RUB, RLB, cplUB, cplLB) die Exzentrizität der Stützwalzen ( 2U, 2L) in Abhängigkeit von der Drehstellung (cpUB, cpLB) der Stützwalzen (2U, 2L) charakterisieren,
- dass die zweiten Größen (RUW, RLW, cp2UW, cp2LW) die Exzentrizität der Arbeitswalzen ( 1U, IL) in Abhängigkeit von der Drehstellung (cpUW, cpLW) der Arbeitswalzen (1U, IL) charakterisieren und
- dass die Steuereinrichtung (4) den Kompensationswert ( ε ) in Abhängigkeit von der Drehstellung (cpUB, cpUW, cpLB, cpLW) sowohl der Arbeitswalzen ( 1U, IL) als auch der Stützwalzen (2U, 2L) ermittelt .
6. Betriebsverfahren nach Anspruch 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass die Drehstellungen (cpUB, cpLB) der Stützwalzen (2U, 2L) des Walzgerüsts unabhängig voneinander ermittelt oder er- fasst werden und dass die Drehstellungen (cpUW, cpLW) der Arbeitswalzen ( 1U, IL) des Walzgerüsts unabhängig voneinander ermittelt oder erfasst werden,
- dass die ersten Größen (RUB, RLB, cplUB, cplLB) Größen (RUB, cplUB) umfassen, welche die durch die obere Stützwalze (2U) hervorgerufene Exzentrizität in Abhängigkeit von der Dreh¬ stellung (cpUB) der oberen Stützwalze (2U) charakterisieren, und Größen (RLB, cplLB) umfassen, welche die durch die untere Stützwalze (2L) hervorgerufene Exzentrizität in Abhän- gigkeit von der Drehstellung (cpLB) der unteren Stützwalze
(2L) charakterisieren,
- dass die zweiten Größen (RUW, RLW, cp2UW, cp2LW) Größen (RUW, cp2UW) umfassen, welche die durch die obere Arbeitswalze ( 1U) hervorgerufene Exzentrizität in Abhängigkeit von der Drehstellung (cpUW) der oberen Arbeitswalze ( 1U) charakterisieren, und Größen (RLW, cp2LW) umfassen, welche die durch die untere Arbeitswal ze (IL) hervorgerufene Exzentrizität in Abhängigkeit von der Drehstellung (cpLW) der unteren Arbeitswalze (IL) charakterisieren, und
- dass die Steuereinrichtung (4) den Kompensationswert ( ε ) in Abhängigkeit von der j eweiligen Drehstellung (cpUB, cpUW, cpLB, cpLW) sowohl der oberen und unteren Arbeitswalze ( 1U, IL) als auch der oberen und unteren Stützwalze (2U, 2L) ermittelt .
7. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass im Normalbetrieb während Walzpausen, während derer kein flaches Walzgut (3) gewalzt wird, ein Drehen der Walzen ( 1U, IL, 2U, 2L) des Walzgerüsts entgegen der Drehrichtung während des Walzens des zuletzt gewalzten flachen Walzguts (3) er¬ folgt .
8. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass während Walzpausen, während derer kein flaches Walzgut (3) gewalzt wird, der obere und/oder der untere Walzensatz (U, L) derart gedreht werden, dass beim Walzen des nächsten flachen Walzguts (3) eine Kostenfunktion (K) minimiert wird, in welche eine durch die Summe der Exzentrizitäten der Arbeitswalzen ( 1U, IL) und der Stützwalzen (2U, 2L) gebildete Gesamtexzentrizität ( ε ) , die erste zeitliche Ableitung ( έ ) der Gesamtexzentrizität ( ε ) und/oder die zweite zeitliche Ab¬ leitung ( ε ) der Gesamtexzentrizität ( ε ) eingehen .
9. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Steuereinrichtung (4) während des Walzens des fla¬ chen Walzguts (3) ein Signal (F, Z) erfasst , das für eine Restexzentrizität (er) charakteristisch ist, die trotz der Korrektur des Walzspaltsollwerts (s*) um den ermittelten Korn- pensationswert (ε) auftritt, und die ersten und zweiten Grö¬ ßen (RUB, RUW, RLW, RLB, cplUB, cp2UW, cplLB, cp2LW) anhand der Restexzentrizität (er) nachführt .
10. Computerprogramm für eine Steuereinrichtung (4) eines
Walzgerüsts zum Walzen eines flachen Walzguts (3) aus Metall , wobei das Computerprogramm Maschinencode (6) umfasst , der von der Steuereinrichtung (4) unmittelbar abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes (6) durch die Steuerein- richtung (4) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (4) das
Walzgerüst gemäß einem Betriebs erfahren nach einem der obigen Ansprüche betreibt .
11. Steuereinrichtung für ein Wal zgerüst zum Wal zen eines flachen Walzguts (3) aus Metall , wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie das Walzgerüst gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 betreibt .
12. Walzgerüst zum Walzen eines flachen Walzguts (3) aus Me- tall , wobei das Walzgerüst von einer Steuereinrichtung (4) nach Anspruch 11 gesteuert wird .
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