EP3494239A1 - Verfahren zum betreiben eines glühofens zum glühen eines metallbandes - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines glühofens zum glühen eines metallbandes

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EP3494239A1
EP3494239A1 EP17745739.7A EP17745739A EP3494239A1 EP 3494239 A1 EP3494239 A1 EP 3494239A1 EP 17745739 A EP17745739 A EP 17745739A EP 3494239 A1 EP3494239 A1 EP 3494239A1
Authority
EP
European Patent Office
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metal strip
strip
temperature distribution
annealing furnace
material properties
Prior art date
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Application number
EP17745739.7A
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French (fr)
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EP3494239B1 (de
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Ulrich Sommers
Lutz Kümmel
Carsten Andreas Klein
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Publication date
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Publication of EP3494239B1 publication Critical patent/EP3494239B1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0003—Monitoring the temperature or a characteristic of the charge and using it as a controlling value
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0028—Regulation

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an annealing furnace for annealing a metal strip.
  • German patent application DE 10 2013 225 579 A1 discloses a method for controlling or regulating a furnace for metal material in a production line.
  • the production line comprises an annealing furnace and at least one measuring device which is suitable for detecting at least one material property of the strip material to be treated in the production line.
  • the annealing furnace and the meter cooperate in a control loop of an automated process control.
  • the published patent teaches that the meter is arranged in the material processing direction behind the annealing furnace and recorded online a measured value, which represents a mechanical material property of the strip material. This measured value is then subsequently transmitted to the control unit.
  • European Patent Specification EP 2 742 158 B1 discloses a method for operating a continuous annealing line for processing a rolling stock, in particular a metallic strip.
  • the method provides that at least one property of the rolling stock relative to at least one point or at least a portion of the rolling stock is supplied as input to a computer-aided model.
  • the said point or section is located in front of or in the continuous annealing zone.
  • at least one material property of the rolling stock after the continuous annealing process is simulated on the basis of the input variable.
  • the simulated material property is compared with a predetermined setpoint. If the simulated material property deviates from the setpoint, at least one process variable, For example, the temperature regulated, as long as the at least one point or portion of the rolling stock is before or in the continuous annealing.
  • a method for operating an annealing furnace is based on the problem that a metal strip of a certain steel grade, when passing through preliminary processes, typically experiences fluctuations in its material property over its strip length. These fluctuations also affect the annealed band.
  • the present invention seeks to provide an alternative method of operating a furnace for annealing a metal strip in order to largely eliminate the said variations as far as possible.
  • This object is achieved by the method claimed in claim 1.
  • the subject matter of the method according to the invention is a known regulation for the temperature distribution of a metal strip with the aid of an annealing furnace.
  • the invention aims to specify a desired temperature distribution for said control.
  • the specification of the desired temperature distribution according to the invention provides the following sub-steps:
  • band data of the metal strip to be annealed Selecting a distribution of the actual material properties of the metal strip over its strip length before it enters the annealing furnace from a plurality of deposited or adapted actual material properties on the basis of the strip data; and selecting the desired temperature distribution for the metal strip over its strip length to be prescribed for the regulation as the desired temperature distribution for the metal strip associated with the selected actual material property of the metal strip.
  • the band data is at least the steel quality and the thickness of the metal strip at the entrance of the annealing furnace, preferably in addition to its chemical composition.
  • pre-process data may be used to select the distribution of the actual material property of the metal strip along its length in addition to the strip data.
  • the selected distribution of the actual material property reflects the reality better than the selection of the actual material properties without consideration of the pre-process data. Due to the more precise distribution of the actual material property, the associated desired temperature distribution for the metal strip can be selected more realistically. In turn, an even better selection and design of the desired temperature distribution is possible to compensate for the variations in the material properties of the strip.
  • the selection process for the distribution of the actual material properties can be represented even more realistically if, in addition to the band data-and optionally also in addition to the pre-process data-also measurement data on the material properties of the band for selecting the distribution of the actual material properties of the metal band be used.
  • each predefined distributions of the actual material properties of the metal strip z. B. are stored in a database.
  • the previously mentioned embodiments aimed to make the best or most realistic selection from the deposited distributions of the actual material properties of the metal strip.
  • the deposited distributions of the actual material properties of the metal strip do not map the reality accurately enough, according to a further exemplary embodiment of the invention it is also possible for the deposited distribution of the actual material properties for use for subsequent strips to be targeted to the property of the currently annealed one Metal band to adapt.
  • the adaptation takes place on the basis of the belt data and the process data from the furnace and with additional consideration of the measurement data on the material properties of the currently annealed strip, between the output of the annealing furnace and the entrance to the mill stand (M2) and / or at the output of a stretching device (M3) are measured.
  • the distribution of the actual material properties adapted in this way can then be used for subsequent bands which are considered to be similar according to a suitable criterion.
  • the selection of the target temperature distribution to be prescribed for the control then takes place on the basis of the adapted course of the actual material properties of the metal strip on the basis of a corresponding / predetermined assignment.
  • the adaptation can also with additional consideration of pre-process data, the degree of metal strip passing through the annealing furnace downstream rolling mill, the degree of stretching of the metal strip when passing the stretching device of the measured actual material properties of the metal strip at the entrance of the annealing furnace and / or take additional account of the measured material properties of the metal strip after its entry into the annealing furnace.
  • Figure 1 shows a classic control circuit for the temperature distribution in one
  • FIG. 2 shows the determination according to the invention of a desired temperature distribution for the temperature control according to FIG. 1 according to a first variant; and
  • FIG. 3 shows the determination of a desired temperature distribution for the
  • the control circuit comprises a measuring device 110 for measuring the actual temperature distribution of the metal strip over its strip length, preferably in the annealing furnace.
  • resulting from the measurement St is compared in a comparator 120 with a predetermined target temperature distribution T SO II of the metal strip 200 over its length.
  • a control deviation e possibly resulting from the comparison or subtraction is fed as input to a controller 130.
  • the controller 130 calculates an actuating signal Tsteii for a heating device in the annealing furnace which, in terms of control technology, serves as an actuator for adjusting the temperature distribution in the metal strip. In this way, the temperature distribution of the metal strip to the predetermined Target temperature distribution T SO II regulated.
  • the temperature control 100 and in particular the measuring device 1 10 are drawn in Figure 1 outside of the annealing furnace; However, they can of course also be arranged inside the annealing furnace.
  • FIG. 2 illustrates the method according to the invention for determining a suitable setpoint temperature distribution for the metal strip over its length as input variables for the temperature control of the annealing furnace according to FIG. 1.
  • FIG. 2 illustrates the determination of the desired temperature distribution according to a first variant; A second variant will be described below with reference to FIG. First of all, however, the second variant according to FIG. 2 will be described.
  • This second variant provides in a minimal configuration that initially band data of the metal strip 200 to be annealed are specified.
  • the band data is at least its steel grade and its thickness at the entrance of the annealing furnace, and preferably in addition to its chemical composition.
  • the selection of a realistic distribution of the actual material properties of the strip 200 over its strip length before its entry into the annealing furnace from a plurality of stored actual material properties is initially carried out only on the basis of the strip data.
  • that target temperature distribution for the metal strip is selected or determined over its strip length, which is assigned to the previously selected actual material property of the metal strip.
  • the selected temperature distribution Tsoii for the metal strip selected in this way serves as an input quantity or desired value specification for the temperature control according to FIG. 1.
  • pre-process data for selecting the distribution of the actual material properties of the metal strip are also used. This is particularly useful if the metal strip was subjected before its entry into the annealing furnace at least one of the following preliminary processes.
  • the preliminary processes it may, for. Example, the hot rolling of the metal strip in a hot strip mill and / or the pickling of the metal strip after hot rolling and / or the cold rolling of the metal strip after pickling act.
  • the additionally considered pre-process data can be, for example: the temperature profile of the metal strip in the hot strip mill, the velocity profile of the metal strip in the pickling line, the course of the force in the stretch rectifier, the thickness of the metal strip at the inlet and at the exit of the metal strip Hot strip mill and / or the degree of reduction, for example, the cold rolling degree of the metal strip during cold rolling.
  • the measurement data are measurement data measured on the metal strip 200.
  • the claimed method comprises a calculation step in order to select the most suitable profile of the actual material properties of the metal strip over its length from the strip data and optionally with additional consideration of the pre-process data and / or the measured data.
  • the calculation rule according to the invention can be designed to make a decision on the basis of the data mentioned for a specific deposited actual material property distribution of the metal strip over a strip length.
  • the calculation algorithm according to the invention can also be embodied, a corresponding actual material property distribution of the metal strip over its strip length from the mentioned input data, ie the strip data and optionally with additional consideration of the pre-process data and optionally with additional consideration of the measurement data a very realistic representation of the distribution of the actual Material properties of the metal strip over its tape length currently to calculate.
  • FIG. 3 shows a second variant for determining as realistic as possible distributions of the actual material properties of the metal strip. Specifically, this second variant provides that the deposited distributions of the actual material properties of the metal strip are adapted before their selection for the assignment of the desired temperature distribution to adapted curves for the actual material properties of the metal strip.
  • the adaptation is based on the belt data and the process data from the furnace as well as taking into account the measurement data on the material properties of the metal strip, which were measured between the exit of the annealing furnace and the entry into the mill stand at measuring point M2.
  • the data measured at the measuring point M3, ie the data at the output of the stretching device can also be used be used on the material properties of the metal strip for the adaptation of the deposited distributions of the actual material property for subsequent metal strips.
  • the selection of the desired temperature distribution to be prescribed for the control then takes place on the basis of the adapted course of the actual material properties.
  • Tsoii Target temperature distribution of the metal strip over its strip length Tsteii Temperature distribution as a control signal for the annealing furnace

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Glühofens zum Kühlen eines Metall band es aufweisend folgende Schritte: Vorgeben einer Soll- Temperaturverteilung für das Metallband über seiner Bandlänge und Regeln der Ist-Temperaturverteilung für das Metallband über seiner Bandlänge auf die vorgegebene Soll-Temperaturverteilung in dem Glühofen. Um eventuelle Schwankungen der Materialeigenschaft des Metallbandes über seiner Bandlänge auszugleichen, sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, das die für die Regelung vorzugebende Soll-Temperaturverteilung wie folgt ermittelt wird: Vorgeben von Banddaten des zu glühenden Metallbandes; Auswählen einer Verteilung der Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes über seiner Bandlänge vor seinem Eintritt in den Glühofen aus einer Mehrzahl von hinterlegten oder adaptierten Ist-Materialeigenschaften anhand der Banddaten; und Auswählen der für die Regelung vorzugebenden Soll-Temperaturverteilung für das Metallband über seiner Bandlänge als die der ausgewählten Ist-Materialeigenschaft des Metallbandes zugeordnete Soll-Temperaturverteilung für das Metallband.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Glühofens zum Glühen eines Metallbandes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Glühofens zum Glühen eines Metallbandes.
Derartige Verfahren sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt.
So offenbart die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2013 225 579 A1 ein Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung eines Glühofens für Metallmaterial in einer Fertigungsstraße. Die Fertigungsstraße umfasst einen Glühofen und mindestens ein Messgerät, welches geeignet ist, mindestens eine Werkstoffeigenschaft des in der Fertigungsstraße zu behandelnden Bandmaterials zu erfassen. Der Glühofen und das Messgerät wirken in einem Regelkreis einer automatisierten Prozesssteuerung zusammen. Konkret lehrt die Offenlegungsschrift, dass das Messgerät in Materialbearbeitungsrichtung hinter dem Glühofen angeordnet ist und online einen Messwert erfasst, welcher eine mechanische Werkstoffeigenschaft des Bandmaterials repräsentiert. Dieser Messwert wird dann nachfolgend an die Regelungseinheit übermittelt.
Die europäische Patentschrift EP 2 742 158 B1 offenbart ein Verfahren zum Betrieb einer Konti-Glühe für die Verarbeitung eines Walzgutes, insbesondere eines metallischen Bandes. Das Verfahren sieht vor, dass mindestens eine Eigenschaft des Walzgutes bezogen auf mindestens einen Punkt oder mindestens einen Abschnitt des Walzgutes als Eingangsgröße einem computergestützten Modell zugeführt wird. Der besagte Punkt oder Abschnitt befindet sich dabei vor oder in der Konti-Glühe. Mit Hilfe des computergestützten Modells wird auf Basis der Eingangsgröße mindestens eine Materialeigenschaft des Walzgutes nach dem Konti-Glühe-Prozess simuliert. Die simulierte Materialeigenschaft wird mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen. Bei Abweichungen der simulierten Materialeigenschaft vom Sollwert wird mindestens eine Prozessgröße, beispielsweise die Temperatur geregelt, solange sich der mindestens eine Punkt oder Abschnitt des Walzgutes vor oder in der Konti-Glühe befindet.
Allgemein liegt einem Verfahren zum Betreiben eines Glühofens das Problem zugrunde, dass ein Metallband einer bestimmten Stahlgüte beim Durchlaufen von Vorprozessen typischerweise Schwankungen in seiner Materialeigenschaft über seiner Bandlänge erfährt. Diese Schwankungen wirken sich auch auf das geglühte Band aus. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren zum Betreiben eines Glühofens zum Glühen eines Metallbandes bereitzustellen, um die besagten Schwankungen nach Möglichkeit weitgehend zu eliminieren. Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Gegenstand des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine an sich bekannte Regelung für die Temperaturverteilung eines Metallbandes mit Hilfe eines Glühofens. Die Erfindung zielt konkret auf das Vorgeben einer Soll- Temperaturverteilung für die besagte Regelung ab. Konkret sieht das Vorgeben der Soll-Temperaturverteilung erfindungsgemäß folgende Teilschritte vor:
Vorgeben von Banddaten des zu glühenden Metallbandes; Auswählen einer Verteilung der Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes über seiner Bandlänge vor seinem Eintritt in den Glühofen aus einer Mehrzahl von hinterlegten oder adaptierten Ist-Materialeigenschaften anhand der Banddaten; und Auswählen der für die Regelung vorzugebenden Soll-Temperaturverteilung für das Metallband über seiner Bandlänge als die der ausgewählten Ist-Materialeigenschaft des Metallbandes zugeordneten Soll-Temperaturverteilung für das Metallband. Bei den Banddaten handelt es sich zumindest um die Stahlgüte und die Dicke des Metallbandes am Eingang des Glühofens, vorzugsweise zusätzlich um dessen chemische Zusammensetzung. Durch die Auswahl der vorzugebenden Soll-Temperaturverteilung für die Temperaturregelung im Glühofen wird vorteilhafterweise erreicht, dass die besagten Schwankungen der mechanischen Eigenschaft des Metallbandes über seiner Länge vorteilhafterweise bereits deutlich reduziert werden können. Gemäß einem Ausführungsbeispiel können - wenn das Metallband vor seinem Eintritt in den Glühofen einem Vorprozess unterzogen wurde - zusätzlich zu den Banddaten auch Vorprozessdaten zum Auswählen der Verteilung der Ist- Materialeigenschaft des Metallbandes über seine Länge herangezogen werden. Die so ausgewählte Verteilung der Ist-Materialeigenschaft bildet die Realität besser ab als die Auswahl der Ist-Materialeigenschaften ohne Berücksichtigung der Vorprozessdaten. Aufgrund der genaueren Verteilung der Ist- Materialeigenschaft kann auch die zugeordnete Soll-Temperaturverteilung für das Metallband realistischer ausgewählt werden. Damit wiederum ist eine noch bessere Auswahl und Gestaltung der Soll-Temperaturverteilung möglich zum Ausgleich der Schwankungen der Materialeigenschaften des Bandes.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel lässt sich der Auswahlprozess für die Verteilung der Ist-Materialeigenschaften noch realistischer abbilden, wenn zusätzlich zu den Banddaten - sowie optional auch zusätzlich zu den Vorprozessdaten - auch Messdaten über die Materialeigenschaften des Bandes zum Auswählen der Verteilung der Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes herangezogen werden.
Bei den bisher diskutierten Ausführungsbeispielen wurde unterstellt, dass jeweils vordefinierte Verteilungen der Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes z. B. in einer Datenbank hinterlegt sind. Die bisher erwähnten Ausführungsbeispiele zielten darauf ab, die beste bzw. realistischste Auswahl aus den hinterlegten Verteilungen der Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes zu treffen. Sollten die hinterlegten Verteilungen der Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes jedoch die Realität noch nicht genau genug abbilden, so besteht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung auch die Möglichkeit, die hinterlegte Verteilung der Ist-Materialeigenschaften zur Nutzung für nachfolgende Bänder gezielt an die Eigenschaft des aktuell geglühten Metallbandes zu adaptieren. Dabei erfolgt die Adaption anhand der Banddaten und der Prozessdaten aus dem Ofen sowie unter zusätzlicher Berücksichtigung der Messdaten über die Materialeigenschaften des aktuell geglühten Bandes, die zwischen dem Ausgang des Glühofens und dem Eingang in das Walzgerüst (M2) und/oder die am Ausgang einer Streckeinrichtung (M3) gemessen werden. Die solcherart adaptierte Verteilung der Ist- Materialeigenschaften kann dann für nachfolgende Bänder, die nach einem geeigneten Kriterium als ähnlich gelten, verwendet werden.
Die Auswahl der für die Regelung vorzugebenden Soll-Temperaturverteilung erfolgt dann auf Basis des adaptierten Verlaufs der Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes aufgrund einer entsprechenden/vorgegebenen Zuordnung. Zusätzlich zu den besagten Daten kann die Adaption auch unter zusätzlicher Berücksichtigung von Vorprozessdaten, des Dressiergrades des Metallbandes beim Durchlaufen des dem Glühofen nachgeschalteten Walzgerüstes, des Streckgrades des Metallbandes beim Durchlaufen der Streckeinrichtung der gemessenen Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes am Eingang des Glühofens und/oder unter zusätzlicher Berücksichtigung der gemessenen Materialeigenschaften des Metallbandes nach seinem Eintritt in den Glühofen erfolgen.
Weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Der Beschreibung sind drei Figuren beigefügt, wobei
Figur 1 einen klassischen Regelkreis für die Temperaturverteilung in einem
Glühofen;
Figur 2 die erfindungsgemäße Ermittlung einer Soll-Temperaturverteilung für die Temperaturregelung nach Figur 1 gemäß einer ersten Variante; und Figur 3 die Ermittlung einer Soll-Temperaturverteilung für die
Temperaturregelung nach Figur 1 gemäß einer zweiten Variante zeigt. Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren bezeichnet der Großbuchstabe T nicht nur einen singulären Temperaturwert, sondern vielmehr eine Temperaturverteilung für das Metallband 200, nachfolgend auch nur kurz Band genannt, über seiner Länge.
Konkret umfasst der Regelkreis eine Messeinrichtung 1 10 zum Messen der Ist- Temperaturverteilung des Metallbandes über seiner Bandlänge vorzugsweise in dem Glühofen. Die aus der Messung resultierende Ist-Temperaturverteilung T|St wird in einer Vergleichereinrichtung 120 mit einer vorgegebenen Soll- Temperaturverteilung TSOII des Metallbandes 200 über seiner Länge verglichen. Eine aus dem Vergleich bzw. der Differenzbildung eventuell resultierende Regelabweichung e wird als Eingangsgröße einem Regler 130 zugeführt. Der Regler 130 berechnet auf Basis der Regelabweichung e ein Stellsignal Tsteii für eine Heizeinrichtung in dem Glühofen, der regelungstechnisch gesprochen als Stellglied zur Einstellung der Temperaturverteilung bei dem Metallband dient. Auf diese Weise wird die Temperaturverteilung des Metallbandes auf die vorgegebene Soll-Temperaturverteilung TSOII geregelt. Die Temperaturregelung 100 und insbesondere die Messeinrichtung 1 10 sind zwar in Figur 1 außerhalb des Glühofens gezeichnet; sie können jedoch selbstverständlich auch innerhalb des Glühofens angeordnet sein.
Figur 2 veranschaulicht das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung einer geeigneten Soll-Temperaturverteilung für das Metallband über seiner Länge als Eingangsgrößen für die Temperaturregelung des Glühofens gemäß Figur 1 . Figur 2 veranschaulicht die Ermittlung der Soll-Temperaturverteilung gemäß einer ersten Variante; eine zweite Variante wird weiter unten unter Bezugnahme auf Figur 3 beschrieben. Zunächst wird jedoch die zweite Variante gemäß Figur 2 beschrieben.
Diese zweite Variante sieht in einer minimalen Konfiguration vor, dass zunächst Banddaten des zu glühenden Metallbandes 200 vorgegeben werden. Bei den Banddaten handelt es sich zumindest um dessen Stahlgüte und seine Dicke am Eingang des Glühofens sowie vorzugsweise zusätzlich um dessen chemische Zusammensetzung. In der besagten Minimalkonfiguration erfolgt nachfolgend die Auswahl von einer möglichst realitätsnahen Verteilung der Ist- Materialeigenschaften des Bandes 200 über seiner Bandlänge vor seinem Eintreten in den Glühofen aus einer Mehrzahl von hinterlegten Ist- Materialeigenschaften zunächst nur anhand der Banddaten. Nachfolgend wird diejenige Soll-Temperaturverteilung für das Metallband über seiner Bandlänge ausgewählt bzw. bestimmt, die der zuvor ausgewählten Ist-Materialeigenschaft des Metallbandes zugeordnet ist. Die so ausgewählte Soll-Temperaturverteilung Tsoii für das Metallband dient als Eingangsgröße bzw. Sollwertvorgabe für die Temperaturregelung nach Figur 1 .
Wenn die Auswahl der Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes lediglich auf Basis der Banddaten erfolgt, so ist diese Auswahl zunächst noch recht ungenau, denn die Banddaten allein ermöglichen lediglich eine rudimentäre Aussage über die tatsächlichen Ist-Materialeigenschaften des zu glühenden Bandes.
Genauer bzw. realitätsnäher wird diese Auswahl, wenn zusätzlich zu den Banddaten auch Vorprozessdaten zum Auswählen der Verteilung der Ist- Materialeigenschaften des Metallbandes herangezogen werden. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn das Metallband vor seinem Eintritt in den Glühofen zumindest einem der folgenden Vorprozesse unterzogen wurde. Bei den Vorprozessen kann es sich z. B. um das Warmwalzen des Metallbandes in einer Warmbandstraße und/oder das Beizen des Metallbandes nach dem Warmwalzen und/oder um das Kaltwalzen des Metallbandes nach dem Beizen handeln. Je nach durchlaufenem Vorprozess kann es sich dann bei den zusätzlich berücksichtigten Vorprozessdaten beispielsweise handeln um: den Temperaturverlauf des Metallbandes in der Warmbandstraße, den Geschwindigkeitsverlauf des Metallbandes in der Beize, den Verlauf der Kraft im Streckrichter, die Dicken des Metallbandes am Eingang und am Ausgang der Warmbandstraße und/oder um den Reduktionsgrad, beispielsweise den Kaltwalzgrad des Metallbandes beim Kaltwalzen. Eine noch realistischere Aussage über die tatsächliche Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes wird erhalten, wenn zusätzlich zu den Banddaten - sowie optional auch zusätzlich zu den Vorprozessdaten - auch Messdaten über die Materialeigenschaft des Bandes zum Auswählen der Verteilung der Ist- Materialeigenschaften des Metallbandes herangezogen werden. Bei den Messdaten handelt es sich um Messdaten, die an dem Metallband 200 gemessen werden. Sie können gemessen werden vor dem Eintritt des Metallbandes in den Glühofen, in Figur 2 symbolisiert durch die Messstelle MO, nach dem Eintritt des Metallbandes in den Glühofen, in Figur 2 symbolisiert durch die Messstelle M1 , nach dem Verlassen des Glühofens und dann vorzugsweise vor seinem Eintritt in ein dem Glühofen nachgeordnetes Walzgerüst, insbesondere Dressiergerüst (Messstelle M2) und/oder nach dem Verlassen einer dem Walzgerüst nachgeordneten Streckeinrichtung (Messstelle M3 in Figur 2).
Wie in Figur 2 zu erkennen ist, umfasst das beanspruchte Verfahren einen Berechnungsschritt, um aus den Banddaten sowie optional unter zusätzlicher Berücksichtigung der Vorprozessdaten und/oder der Messdaten das am besten geeignetste Profil der Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes über seiner Länge auszuwählen. Die erfindungsgemäße Berechnungsvorschrift kann einerseits ausgebildet sein, auf Basis der genannten Daten eine Entscheidung für eine bestimmte hinterlegte Ist-Materialeigenschaft-Verteilung des Metallbandes über einer Bandlänge zu treffen. Alternativ kann der erfindungsgemäße Berechnungsalgorithmus auch ausgebildet sein, eine entsprechende Ist- Materialeigenschaftsverteilung des Metallbandes über seiner Bandlänge aus den genannten Eingangsdaten, d. h. den Banddaten sowie optional unter zusätzlicher Berücksichtigung der Vorprozessdaten sowie optional unter zusätzlicher Berücksichtigung der Messdaten eine sehr realistische Abbildung der Verteilung der Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes über seiner Bandlänge jeweils aktuell zu berechnen. Figur 3 zeigt eine zweite Variante zur Ermittlung von möglichst realistischen Verteilungen der Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes. Konkret sieht diese zweite Variante vor, dass die hinterlegten Verteilungen der Ist- Materialeigenschaften des Metallbandes vor ihrer Auswahl für die Zuordnung der Soll-Temperaturverteilung zu adaptierten Verläufen für die Ist- Materialeigenschaften des Metallbandes adaptiert werden. Die Adaption erfolgt anhand der Banddaten und der Prozessdaten aus dem Ofen sowie unter zusätzlicher Berücksichtigung der Messdaten über die Materialeigenschaften des Metallbandes, die zwischen dem Ausgang des Glühofens und dem Eingang in das Walzgerüst an der Messstelle M2 gemessen wurden. Alternativ oder zusätzlich zu den an der Messstelle M2 gewonnenen Messdaten können auch die an der Messstelle M3, d. h. die am Ausgang der Streckeinrichtung gemessenen Daten über die Materialeigenschaften des Metallbandes für die Adaption der hinterlegten Verteilungen der Ist-Materialeigenschaft für nachfolgende Metallbänder verwendet werden. Das Auswählen der für die Regelung vorzugebenden Soll- Temperaturverteilung erfolgt dann auf Basis des adaptierten Verlaufes der Ist- Materialeigenschaften.
Ein noch realistischeres Abbild der Realität ergibt sich, wenn die Adaption unter zusätzlicher Berücksichtigung der Vorprozessdaten, des Dressiergrades des Metallbandes beim Durchlaufen des dem Glühofen nachgeschalteten Walzgerüstes, des Streckgrades des Metallbandes beim Durchlaufen der Streckeinrichtung, der gemessenen Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes am Eingang des Glühofens und/oder der gemessenen Materialeigenschaften des Metallbandes nach dem Eintritt in den Glühofen erfolgt. Für nachfolgende Metallbänder erfolgt die Auswahl der für die Temperaturregelung nach Figur 1 vorzugebenden Soll-Temperaturverteilung TSOII auf Basis des noch verbesserten adaptierten Verlaufs der Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes.
Bezugszeichenliste
100 Regelkreis für die Temperaturverteilung in dem Glühofen
1 10 Messeinrichtung zur Erfassung der Ist-Temperaturverteilung des
Metallbandes über seiner Bandlänge
120 Vergleichereinrichtung, insbesondere Differenzbildner
130 Regler
200 Metallband e Regelabweichung
MO Messstelle zur Erfassung der Ist-Materialeigenschaften des
Metallbandes über seiner Länge vor seinem Eintritt in den Glühofen M1 Messstelle zur Erfassung der Ist-Materialeigenschaften des
Metallbandes über seiner Länge nach seinem Eintritt in den Glühofen M2 Messstelle zur Erfassung der Ist-Materialeigenschaften des
Metallbandes über seiner Länge nach dem Verlassen des Glühofens vor seinem Eintritt in ein dem Glühofen nachgeordnetes Walzgerüst M3 Messstelle zur Erfassung der Ist-Materialeigenschaften des
Metallbandes über seiner Bandlänge nach dem Verlassen einer dem Walzgerüst nachgeordneten Streckeinrichtung
Tist Verteilung der Ist-Temperatur des Metallbandes über seiner Länge
Tsoii Soll-Temperaturverteilung des Metallbandes über seiner Bandlänge Tsteii Temperaturverteilung als Stellsignal für den Glühofen

Claims

Patentansprüche:
1 . Verfahren zum Betreiben eines Glühofens zum Glühen eines Metallbandes (200), aufweisend folgende Schritte:
Vorgeben einer Soll-Temperaturverteilung (TSOII) für das Metallband über seiner Bandlänge; und
Regeln der Ist-Temperaturverteilung (T|St) für das Metallband über seiner Bandlänge auf die vorgegebene Soll-Temperaturverteilung in dem
Glühofen;
dadurch gekennzeichnet, dass das Vorgeben der Soll-Temperaturverteilung folgende Teilschritte aufweist:
Vorgeben von Banddaten des zu glühenden Metallbandes (200);
Auswählen einer Verteilung der Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes über seiner Bandlänge vor seinem Eintritt in den Glühofen aus einer Mehrzahl von hinterlegten oder adaptierten Ist-Materialeigenschaften anhand der Banddaten; und
Auswählen der für die Regelung vorzugebenden Soll-Temperaturverteilung (Tsoii) für das Metallband über seiner Bandlänge als die der ausgewählten Ist-Materialeigenschaft des Metallbandes (200) zugeordnete Soll- Temperaturverteilung für das Metallband.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schritt des Regeins der Temperaturverteilung folgende Schritte aufweist:
Messen der Ist-Temperaturverteilung (T|St) für das Metallband (200) über seiner Bandlänge;
Bestimmen einer Regelabweichung (e) als Differenz zwischen der Soll- und der Ist-Temperaturverteilung; und Ermitteln einer Stell-Temperaturverteilung (Tsteii) als Stellsignal für eine Temperatursteuereinrichtung des Glühofens, so dass die gewünschte Soll- Temperaturverteilung (Tsoii) für das Metallband über seiner Bandlänge erreicht wird.
3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
es sich bei den Banddaten zumindest um die Stahlgüte und die Dicke des Metallbandes (200) am Eingang des Glühofens, vorzugsweise zusätzlich um dessen chemische Zusammensetzung handelt.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zuordnung der Soll-Temperaturverteilung zu der ausgewählten
Verteilung der Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes (200) entweder auf Basis von Erfahrungswerten vorgegeben oder jeweils aktuell aus der Materialeigenschaft des Metallbandes berechnet wird.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche;
dadurch gekennzeichnet, dass
das Metallband (200) vor seinem Eintritt in den Glühofen zumindest einem der folgenden Vorprozesses unterzogen wurde, wie Warmwalzen in einer Warmbandstraße und/oder Beizen nach dem Warmwalzen und/oder Kaltwalzen nach dem Beizen; und
zusätzlich zu den Banddaten auch Vorprozessdaten zum Auswählen der Verteilung der Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes (200) herangezogen werden, wobei es sich bei den Vorprozessdaten
beispielsweise handelt um: den Temperaturverlauf des Metallbandes (200) in der Warmbandstraße, den Geschwindigkeitsverlauf des Metallbandes (200) in der Beize, den Verlauf der Kraft im Streckrichter, die Dicken des Metallbandes (200) am Eingang und am Ausgang der Warmbandstraße und/oder um den Reduktionsgrad, beispielsweise den Kaltwalzgrad des Metallbandes beim Kaltwalzen.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche;
dadurch gekennzeichnet, dass
zusätzlich zu den Banddaten - sowie optional auch zusätzlich zu den Vorprozessdaten - auch Messdaten über die Materialeigenschaften des Metallbandes (200) zum Auswählen der Verteilung der Ist- Materialeigenschaften des Metallbandes herangezogen werden, wobei die Messdaten an dem Metallband (200) gemessen werden vor seinem Eintritt in den Glühofen (Messstelle MO) , nach seinem Eintritt in den Glühofen (M1 ), nach Verlassen des Glühofens (M2) und vor Eintritt in ein dem Glühofen nachgeordnetes Walzgerüst, insbesondere Dressiergerüst und/oder nach Verlassen einer dem Walzgerüst nachgeordneten
Streckrichteinrichtung (M3).
7. Verfahren nach Anspruch 6;
dadurch gekennzeichnet, dass
die hinterlegten Verteilungen der Ist-Materialeigenschaften des
Metallbandes (200) vor ihrer Auswahl für die Zuordnung der Soll- Temperaturverteilung zu adaptierten Verläufen für die Ist- Materialeigenschaften adaptiert werden,
wobei die Adaption anhand der Banddaten und der Prozessdaten aus dem Ofen sowie unter zusätzlicher Berücksichtigung der Messdaten über die Materialeigenschaften des Metallbandes (200), die zwischen dem Ausgang des Glühofens und dem Eingang in das Walzgerüst (Messstelle M2) und/oder die zusätzlich am Ausgang der Streckeinrichtung (Messstelle M3) gemessen wurden, erfolgt; und
wobei das Auswählen der für die Regelung vorzugebenden Soll- Temperaturverteilung (Tsoii) auf Basis des adaptierten Verlaufs der Ist- Matenaleigenschaften erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Adaption erfolgt unter zusätzlicher Berücksichtigung der
Vorprozessdaten, des Dressiergrades des Metallbandes (200) beim Durchlaufen des dem Glühofen nachgeschalteten Walzgerüstes, des Streckgrades des Metallbandes beim Durchlaufen der Streckeinrichtung, der gemessenen Ist-Materialeigenschaften des Metallbandes (200) am Eingang des Glühofens und/oder der gemessenen Materialeigenschaften des Metallbandes nach Eintritt in den Glühofen.
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