EP4272884A1 - Ermittlung des seitlichen versatzes eines metallbandes anhand der kontur einer stirnseite eines coils - Google Patents

Ermittlung des seitlichen versatzes eines metallbandes anhand der kontur einer stirnseite eines coils Download PDF

Info

Publication number
EP4272884A1
EP4272884A1 EP22171781.2A EP22171781A EP4272884A1 EP 4272884 A1 EP4272884 A1 EP 4272884A1 EP 22171781 A EP22171781 A EP 22171781A EP 4272884 A1 EP4272884 A1 EP 4272884A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control device
contour
coil
metal strip
face
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22171781.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Loehe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Germany GmbH filed Critical Primetals Technologies Germany GmbH
Priority to EP22171781.2A priority Critical patent/EP4272884A1/de
Priority to PCT/EP2023/061013 priority patent/WO2023213658A1/de
Publication of EP4272884A1 publication Critical patent/EP4272884A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/34—Feeding or guiding devices not specially adapted to a particular type of apparatus
    • B21C47/3408—Feeding or guiding devices not specially adapted to a particular type of apparatus for monitoring the lateral position of the material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/16—Unwinding or uncoiling
    • B21C47/18—Unwinding or uncoiling from reels or drums
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/34—Feeding or guiding devices not specially adapted to a particular type of apparatus
    • B21C47/3408—Feeding or guiding devices not specially adapted to a particular type of apparatus for monitoring the lateral position of the material
    • B21C47/3416—Feeding or guiding devices not specially adapted to a particular type of apparatus for monitoring the lateral position of the material with lateral edge contact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/34—Feeding or guiding devices not specially adapted to a particular type of apparatus
    • B21C47/3408—Feeding or guiding devices not specially adapted to a particular type of apparatus for monitoring the lateral position of the material
    • B21C47/3425—Feeding or guiding devices not specially adapted to a particular type of apparatus for monitoring the lateral position of the material without lateral edge contact
    • 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
    • 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
    • B21B37/68—Camber or steering control for strip, sheets or plates, e.g. preventing meandering

Definitions

  • the present invention is further based on a control program for a control device of a rolling stand for rolling a metal strip, the control program comprising machine code that can be processed by the control device, the processing of the machine code by the control device causing the control device to be operated in accordance with such an operating method.
  • the present invention is further based on a control device for a roll stand of a rolling mill, the control device being programmed with such a control program so that the control device executes such a control program during operation.
  • the present invention is further based on a rolling mill which has at least one roll stand, an uncoiler arranged upstream of the roll stand and a control device for the roll stand.
  • Such an operating procedure is, for example, from DE 34 13 269 C2 known.
  • the rolled metal strip When rolling a metal strip, the rolled metal strip often migrates laterally, i.e. it migrates in the width direction of the metal strip. Such migration can occur both on the input side of a roll stand and on the output side of a roll stand. As a result, in a multi-stand rolling train, it can also be done between the individual stands of the rolling train.
  • the lateral offset of this section of the metal strip is recorded for an individual section and used as part of a conventional control (for example a proportional control).
  • the object of the present invention is to create options by means of which it is possible to take the lateral offset of a respective section of the metal strip into account even when the metal strip has been coiled into a coil and is uncoiled in the rolling stand before the metal strip is rolled.
  • an operating method of the type mentioned at the outset is designed in that a contour of at least one end face of the coil is known to the control device before the metal strip is uncoiled and in that the control device determines the respective lateral offset using the contour.
  • the actuator can in particular be an actuator by means of which an asymmetrical adjustment of the roll gap is carried out can be. This means that the lateral belt movement can be influenced directly.
  • a typical example of such an actuator is a wedge adjustment of the roll gap.
  • manipulated variables can also be determined for other actuators, in particular for actuators which only have a local or a global but symmetrical influence on the profile and flatness of the metal strip.
  • a typical example of an actuator that is only locally effective is a cooling device that only acts on a single section of a work roll when viewed in the width direction of the metal strip.
  • a typical example of an actuator that acts globally but symmetrically is a roll bend. Another typical example is a roller shift.
  • the manipulated variable is determined in the sense of a usual target/actual control, for example using a P controller, a PI controller or a PID controller. Due to the fact that the course of the lateral offset is already known in advance over the entire length of the metal strip due to the contour of the end face, more complex controls are also possible, for example a model-predictive control. Furthermore, other predictive consideration of the course of the lateral offset is also possible. For example, an offline optimization of the manipulated variable can be carried out in advance over the entire strip length.
  • the control device can only determine the lateral offset - assuming that the width of the metal strip is constant over the length of the metal strip.
  • the control device can not only determine the respective lateral offset, but also, for example, for the individual sections of the metal strip determine the respective width of the metal strip and take it into account when controlling the roll stand.
  • the actuator can be an actuator of the roll stand as such or an actuator assigned to the roll stand, for example a loop lifter arranged upstream or downstream of the roll stand or an upsetter arranged upstream or downstream of the roll stand.
  • the contour of the end face can be detected at any time after the metal strip has been coiled into the coil, in particular immediately after coiling or at another time between coiling and feeding to the uncoiler.
  • the contour of the end face is detected by means of a detection device assigned to the uncoiler while the coil is already in the uncoiler, and then fed to the control device.
  • the execution of the operating method is tied to a smaller extent to data supplied or provided from outside.
  • the detection device can be, for example, a thermal imaging camera or a camera that works with light in the visible range, by means of which conventional two-dimensional images are captured. It can also be a camera that is used to capture depth images. It is also possible to design the detection device as a laser scanner, by means of which the contour of the end face is scanned. Other configurations are also possible. All of the types of detection devices mentioned are generally known to those skilled in the art.
  • the contour of the end face of the coil is known to the control device in the form of a contour line running from radially inside to radially outside, based on the end face of the coil.
  • the contour line thus indicates the lateral position of the captured Strip edge as a function of the distance from the eye of the coil.
  • the control device determines the respective lateral offset using the contour line.
  • the contour of the end face of the coil may be known to the control device in the form of a two-dimensional contour surface based on the end face of the coil.
  • the control device preferably uses the contour surface to determine a contour line that runs from radially inside to radially outside, based on the end face of the coil, and further determines the respective lateral offset using the contour line, but not the two-dimensional contour surface as such.
  • the contour line indicates the lateral position of the detected strip edge as a function of the distance from the eye of the coil.
  • the control device is therefore only able to offset the corresponding sections of the metal strip at support points through the contour line known, which follow one another in the longitudinal direction of the band.
  • the support points are not equidistant because the coil radius varies. But this is of secondary importance.
  • the sections of the metal strip are defined as such by the support points, i.e. a 1:1 assignment is made.
  • interpolation it is also possible to carry out interpolation as required.
  • the interpolation can be linear or non-linear as required.
  • the metal strip can be rolled cold or hot in the rolling stand as required.
  • the rolling mill can be designed, for example, as a Steckelmill.
  • the roll stand can in particular be the front roll stand of a tandem train.
  • control program can also be designed in an advantageous manner.
  • the configurations of the control program correspond to the advantageous configurations of the operating procedure. The same applies to the advantages achieved as a result.
  • control device with the features of claim 8.
  • the control device is programmed with a control program according to the invention, so that the control device executes the control program according to the invention during operation.
  • control device in a rolling mill of the type mentioned at the outset, is designed as a control device according to the invention.
  • the uncoiler is assigned a detection device, by means of which the contour of the end face is detected while the coil is already in the uncoiler, and is then fed to the control device.
  • the operation of the rolling mill according to the invention is tied to a smaller extent to data supplied or provided from outside.
  • the rolling stand of the rolling mill can be designed as a hot rolling stand or as a cold rolling stand as required.
  • the rolling mill can in particular be designed as a Steckelmill.
  • the roll stand can in particular be the front roll stand of a multi-stand tandem train.
  • a rolling mill has a roll stand 1. Only the work rolls of the roll stand 1 are shown. In the design according to FIG 1 Roll stand 1 is the only roll stand in the rolling mill.
  • a decoiler 2 is arranged upstream of the roll stand 1.
  • a coil 3 is uncoiled from the uncoiler 2, i.e. a coiled metal strip 4.
  • the uncoiled metal strip 4 is fed to the roll stand 1, starting from the uncoiler 2.
  • the metal strip 4 is rolled in the rolling stand 1.
  • the coil 3 can have been fed to the uncoiler 2 as such, i.e. as previously reeled onto the metal strip 4 elsewhere. Alternatively, the metal strip 4 can have been reeled into the coil 3 itself from the uncoiler 2 before unwinding.
  • FIG 1 There is also a reel 5 downstream of the roll stand 1.
  • the metal strip 4 is wound up from the reel 5 after rolling in the roll stand 1.
  • a rolling mill is operated in accordance with FIG 1 in such a way that the metal strip 4 is rolled in a reversing manner in the rolling stand 1, so that end pieces of the metal strip 4 are not also rolled.
  • the uncoiler 2 and the reeler 5 therefore change their respective functionality with each rolling pass.
  • the metal strip 4 is alternately wound up by one and the same reel 2, 5 and then unwound again.
  • the rolling mill according to FIG 1 can in particular be designed as a Steckelmill.
  • the metal strip 4 is hot rolled in a Steckelmill.
  • the roll stand 1 is designed as a hot roll stand.
  • hot rolling of the metal strip 4 is also possible with other configurations of the rolling system.
  • hot rolling of the metal strip 4 can also take place in a multi-stand hot rolling train, in which the uncoiler 2 is arranged upstream of the hot rolling train.
  • the rolling train can also be designed as in FIG 1 shown, the roll stand 1 can be a roughing stand.
  • FIG 2 shows an alternative design of a rolling mill.
  • the rolling mill has further rolling stands 6.
  • the rolling stand 1 is the front rolling stand of a multi-stand rolling train.
  • the rolling stands 1, 6 are analogous to FIG 1 only the work rolls shown.
  • the roll stand 1 is preceded by a decoiler 2.
  • a coil 3 is fed to the uncoiler 2, i.e. a previously coiled metal strip 4.
  • the metal strip 4 is uncoiled from the uncoiler 2 and from there fed to the roll stand 1 (and then to the other roll stands 6).
  • the metal strip 4 is rolled in the roll stand 1 (and also the other roll stands 6).
  • the design can also be done according to FIG 2 the metal strip 4 is hot rolled.
  • an S-roller set 7 is arranged between the uncoiler 2 and the roll stand 1.
  • Such a configuration is particularly common in a multi-stand tandem line in which cold rolling of the metal strip 4 takes place.
  • cold rolling of the metal strip 4 is also possible with other configurations of the rolling system.
  • At least the rolling stand 1 (usually the entire rolling mill) is controlled by a control device 8 controlled.
  • the control device 8 is programmed with a control program 9, so that the control device 8 executes the control program 9 during operation.
  • the control program 9 includes machine code 10, which can be processed by the control device 8.
  • the processing of the machine code 10 by the control device 8 causes the control device 8 to operate at least the rolling stand 1 - as already mentioned: usually the entire rolling mill - according to an operating method, which is described below in connection with FIG 3 is explained in more detail.
  • Step S1 the control device 8 becomes aware of a contour K of at least one of the two end faces 11 of the coil 4. It is also possible for the control device 8 to become aware of the contours K of both end faces 11 of the coil 4 in step S1. As a rule, however, the contour K of one of the two end faces 11 is sufficient. This case is therefore assumed below. Step S1 is carried out by the control device 8 before the metal strip 4 is uncoiled.
  • the respective offset V can therefore vary across sections i.
  • the offset V viewed in the width direction of the metal strip 4, corresponds to the deviation of the center line of the metal strip 4 from the center line of the roll stand 1.
  • the offset V of the respective section i is determined for a predetermined distance that the respective section i has from the roll stand 1. He The offset V is determined using the contour K.
  • the predetermined distance can be determined as needed. In particular, it can be the place where the metal strip 4 detaches from the remaining part of the coil 3. This determination of the predetermined distance can be particularly useful if there is between the uncoiler 2 and the There are no devices in the roll stand 1 that influence or hinder lateral movements of the metal strip 1. But it could also be another location. For example, in the case of the design of FIG 2 The predetermined distance can be determined by the location of the S-roller set 7. Which location is chosen depends on the circumstances of the individual case.
  • the control device 8 determines a respective manipulated variable C for at least one actuator 12.
  • the actuator 12 can be an actuator of the roll stand 1 as such, for example acting locally or globally on the roll gap. Alternatively, the actuator 12 can be arranged upstream or downstream of the roll stand 1.
  • the determination of the respective manipulated variable C applies to the respective section i of the metal strip 4.
  • the respective manipulated variable C is determined by the control device 8 using the respective lateral offset V. Suitable actuators 12, suitable manipulated variables C and suitable determination methods are known to those skilled in the art.
  • the control device 8 controls the actuator 12 in accordance with the determined respective manipulated variable C.
  • Step S1 is carried out only once, namely once before the metal strip 4 is fed to the rolling stand 1.
  • Step S4 is carried out iteratively again and again, namely for an individual section i of the metal strip 4.
  • Steps S2 and S3 can either only be carried out once or be carried out iteratively again and again. Which approach is taken with regard to steps S2 and S3 is at the discretion of the person skilled in the art. It will often be advantageous to carry out step S2 together with step S1, i.e. once in advance, and to carry out step S3 together with step S4, i.e. iteratively over and over again.
  • the manner in which the contour K of the end face 11 becomes known to the control device 8 can be determined as required.
  • the contour K the control device 8 is specified by an operator or by a higher-level control device.
  • the uncoiler 2 is assigned a detection device 13, by means of which the contour K of the end face 11 is detected while the coil 3 is already in the uncoiler 2.
  • the detection device 13 supplies the detected contour K to the control device 8.
  • the control device 8 receives the detected contour K from the detection device 13. In this way, the contour K of the control device 8 becomes known.
  • FIG 4 shows a section along a line IV-IV in the FIGS. 1 and 2 .
  • the coil 3 has a coil eye 14.
  • the coil eye 14 has a diameter D1.
  • the coil 3 also has an outside diameter D2.
  • the metal strip 4 has a thickness d.
  • the individual turns 15 of the coil 3 are each spaced apart from one another by the thickness d of the metal strip 4 in the radial direction of the coil 3 (i.e. seen from the inside to the outside or, conversely, from the outside to the inside).
  • the individual turns 15 of the coil 3 are slightly offset from one another laterally (i.e. seen in the width direction of the metal strip 4).
  • contours K of the end faces 11 follow the slight lateral offset of the turns 15.
  • a contour line KL results with respect to the corresponding end face 11 of the coil 3, which describes the offset of the turns 15 as a function of the current coil radius r in the range from R1 to R2, i.e. from radially inside to radially outside (or vice versa).
  • a completely analogous contour line KL would also result if the cutting line through the coil 3 were placed differently.
  • control device 8 receives the contour K of the end face 11 of the coil 3 in a step S11 in the form of such a contour line KL.
  • the location of the outermost turn 15 corresponds to the beginning of the metal strip 4.
  • the radius r for the next inner turn 15 can easily be obtained by subtracting the thickness d of the Metal strip 4 of radius r can be determined.
  • the contour line KL can be evaluated again by the control device 8. This procedure can be repeated gradually for all turns 15 of the metal strip 4.
  • the control device 8 can gradually determine the lateral offset of the metal strip 4 at this point for all turns 15 and thus for support points that are spaced apart from one another by a distance of 2nr (where the current coil radius r is variable). determine. This results in a functional course for the lateral offset of the metal strip 4 over the entire length of the metal strip 4. Based on this offset, the lateral offset V for the sections i can easily be determined.
  • the sections i are determined by the support points. In this case, the sections i are not the same size. If the sections i should be the same size or should meet a different criterion, interpolation between neighboring support points can be carried out as required.
  • Steps S11 and S12 therefore correspond to a possible implementation of steps S1 and S2 FIG 3 .
  • FIG 6 shows a perspective view of an end face 11 of the coil 3.
  • suitable detection devices 13 it is easily possible to determine a contour surface KF, which, so to speak, reflects the three-dimensional "offset mountains" over the entire end face 11.
  • the detection device 13 is designed as a laser scanner, a two-dimensional scanning of the entire end face 11 can take place.
  • other approaches are also possible.
  • FIG 7 It is possible for the control device 8 to receive the contour K of the end face 11 of the coil 3 in the form of such a contour surface KF in a step S21.
  • the control device 8 can, for example, determine a contour line KL based on the contour surface KF in a step S22.
  • the control device 8 can select and evaluate a narrow strip of the contour surface KF that runs from radially inside to radially outside.
  • the control device 8 can then determine the respective lateral offset V of the sections i using the contour line KL.
  • the contour surface KF itself is no longer required to carry out step S23.
  • step S23 can be carried out by FIG 7 in terms of content, in particular with step S12 of FIG 5 correspond.
  • Steps S21 to S23 correspond to a further possible implementation of steps S1 and S2 FIG 3 .
  • the present invention has many advantages. By detecting the contour K of an end face 11, the information for the lateral offset V of the sections i is available in a simple manner over the entire length of the metal strip 4. This means that superior control algorithms in particular can be implemented. By recording directly at the unwinder 2 is an independent recording that is not based on external input. Furthermore, it is guaranteed that effects that occur before unwinding are reliably recognized and taken into account.
  • the solutions according to the invention are simple, robust and reliable and can also be retrofitted into existing rolling mills.

Landscapes

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

Abstract

Eine Walzanlage weist zumindest ein Walzgerüst (1) und einen dem Walzgerüst (1) vorgeordneten Abhaspel (2) auf. Von dem Abhaspel (2) wird ein zu einem Coil (3) gehaspeltes Metallband (4) abgehaspelt und von dort aus dem Walzgerüst (1) zugeführt. In dem Walzgerüst (1) wird das Metallband (4) gewalzt. Ein jeweiliger Abschnitt (i) des Metallbandes (4) weist in einem vorbestimmten Abstand vor dem Walzgerüst (1) einen jeweiligen seitlichen Versatz (V) auf. Eine Steuereinrichtung (8) für das Walzgerüst (1) ermittelt unter Verwertung des jeweiligen seitlichen Versatzes (V) für mindestens ein dem Walzgerüst (1) zugeordnetes Stellglied (12) eine jeweilige Stellgröße (C) und steuert das Stellglied (12) entsprechend der ermittelten jeweiligen Stellgröße (C) an. Der Steuereinrichtung (8) wird vor dem Abhaspeln des Metallbandes (4) eine Kontur (K) mindestens einer Stirnseite (11) des Coils (3) bekannt. Die Steuereinrichtung (8) ermittelt den jeweiligen seitlichen Versatz (V) unter Verwertung der Kontur (K) .

Description

    Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Betriebsverfahren für eine Walzanlage, die zumindest ein Walzgerüst und einen dem Walzgerüst vorgeordneten Abhaspel aufweist,
    • wobei in der Walzanlage ein zu einem Coil gehaspeltes Metallband von dem Abhaspel abgehaspelt wird, von dort aus dem Walzgerüst zugeführt wird und in dem Walzgerüst gewalzt wird,
    • wobei eine Steuereinrichtung für das Walzgerüst unter Verwertung eines jeweiligen seitlichen Versatzes, den ein jeweiliger Abschnitt des Metallbandes in einem vorbestimmten Abstand vor dem Walzgerüst aufweist, für mindestens ein dem Walzgerüst zugeordnetes Stellglied eine jeweilige Stellgröße ermittelt und das Stellglied entsprechend der ermittelten jeweiligen Stellgröße ansteuert.
  • Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Steuerprogramm für eine Steuereinrichtung eines Walzgerüsts zum Walzen eines Metallbandes, wobei das Steuerprogramm von der Steuereinrichtung abarbeitbaren Maschinencode umfasst, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung entsprechend einem derartigen Betriebsverfahren betrieben wird.
  • Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Steuereinrichtung für ein Walzgerüst einer Walzanlage, wobei die Steuereinrichtung mit einem derartigen Steuerprogramm programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung im Betrieb ein derartiges Steuerprogramm ausführt.
  • Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Walzanlage, die zumindest ein Walzgerüst, einen dem Walzgerüst vorgeordneten Abhaspel und eine Steuereinrichtung für das Walzgerüst aufweist.
    • Stand der Technik
  • Ein derartiges Betriebsverfahren ist beispielsweise aus der DE 34 13 269 C2 bekannt.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Beim Walzen eines Metallbandes wandert das gewalzte Metallband oftmals seitlich aus, das heißt es wandert in Breitenrichtung des Metallbandes. Ein derartiges Wandern kann sowohl eingangsseitig eines Walzgerüsts als auch ausgangsseitig eines Walzgerüsts erfolgen. Demzufolge kann es bei einer mehrgerüstigen Walzstraße auch zwischen den einzelnen Gerüsten der Walzstraße erfolgen.
  • Kleine seitliche Wanderbewegungen sind oftmals unproblematisch. Bei größeren seitlichen Wanderbewegungen kann es jedoch auftreten, dass das Metallband an eine Seitenführung anstößt und dadurch ein sogenannter Hochgeher auftritt. Weiterhin beeinflussen die seitlichen Wanderbewegungen Qualitätsparameter des gewalzten Metallbandes wie beispielsweise das Profil, die Planheit und auch einen Dickenkeil. Dies gilt auch für kleinere seitliche Wanderbewegungen des Metallbandes.
  • Im Stand der Technik ist es bekannt, auslaufseitig des Walzgerüsts - beispielsweise mittels einer Kamera - den seitlichen Versatz des Metallbandes zu erfassen und eine Stellgröße für ein Stellglied des Walzgerüsts in Abhängigkeit von dem auslaufseitig erfassten Versatz einzustellen. Rein beispielhaft kann auf die EP 3 202 502 A1 verwiesen werden.
  • Es ist auch schon bekannt, den seitlichen Versatz des Metallbandes einlaufseitig des Walzgerüsts zu erfassen und eine Stellgröße für ein Stellglied des Walzgerüsts in Abhängigkeit von dem einlaufseitig erfassten Versatz einzustellen. Rein beispielhaft kann auf die bereits erwähnte DE 34 13 269 C2 verwiesen werden.
  • Bei der DE 34 13 269 C2 wird einlaufseitig des Walzgerüsts jeweils für einen einzelnen Abschnitt der seitliche Versatz dieses Abschnitts des Metallbandes erfasst und im Rahmen einer konventionellen Regelung (beispielsweise einer Proportionalregelung) verwertet.
  • Die Vorgehensweise der DE 34 13 269 C2 ist nur praktikabel, wenn das Metallband als flaches Metallband vorliegt, also nicht im gehaspelten Zustand des Metallbandes.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer eine Berücksichtigung des seitlichen Versatzes eines jeweiligen Abschnitts des Metallbandes auch dann möglich ist, wenn das Metallband zu einem Coil gehaspelt ist und vor dem Walzen des Metallbandes in dem Walzgerüst abgehaspelt wird.
  • Die Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Betriebsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 4.
  • Erfindungsgemäß wird ein Betriebsverfahren der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet, dass der Steuereinrichtung vor dem Abhaspeln des Metallbandes eine Kontur mindestens einer Stirnseite des Coils bekannt wird und dass die Steuereinrichtung den jeweiligen seitlichen Versatz unter Verwertung der Kontur ermittelt.
  • Das Stellglied kann insbesondere ein Stellglied sein, mittels dessen eine asymmetrische Verstellung des Walzspaltes vorgenommen werden kann. Dadurch kann direkt auf den seitlichen Bandlauf Einfluss genommen werden. Ein typisches Beispiel eines derartigen Stellgliedes ist eine Keilanstellung des Walzspaltes. Alternativ oder zusätzlich können aber auch Stellgrößen für andere Stellglieder ermittelt werden, insbesondere für Stellglieder, welche eine nur lokale oder eine zwar globale, aber symmetrische Beeinflussung von Profil und Planheit des Metallbandes bewirken. Ein typisches Beispiel für ein nur lokal wirksames Stellglied ist eine Kühleinrichtung, die in Breitenrichtung des Metallbandes gesehen nur auf einen einzelnen Abschnitt einer Arbeitswalze wirkt. Ein typisches Beispiel für ein zwar global, aber symmetrisch wirkendes Stellglied ist eine Walzenbiegung. Ein weiteres typisches Beispiel ist eine Walzenverschiebung.
  • Im einfachsten Fall erfolgt die Ermittlung der Stellgröße im Sinne einer üblichen Soll-Ist-Regelung, beispielsweise mittels eines P-Reglers, eines PI-Reglers oder eines PID-Reglers. Aufgrund des Umstands, dass durch die Kontur der Stirnseite der Verlauf des seitlichen Versatzes bereits vorab über die gesamte Länge des Metallbandes bekannt ist, sind aber auch komplexere Regelungen möglich, beispielsweise eine modellprädiktive Regelung. Weiterhin ist auch eine anderweitige vorausschauende Berücksichtigung des Verlaufs des seitlichen Versatzes möglich. Beispielsweise kann vorab eine Offline-Optimierung der Stellgröße über die gesamte Bandlänge vorgenommen werden.
  • In der Regel wird der Steuereinrichtung nur die Kontur einer einzelnen Stirnseite des Coils bekannt. In diesem Fall kann von der Steuereinrichtung - unter der Annahme, dass die Breite des Metallbandes über die Länge des Metallbandes gesehen konstant ist - nur der seitliche Versatz ermittelt werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass der Steuereinrichtung die Konturen beider Stirnseiten des Coils bekannt werden. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung nicht nur den jeweiligen seitlichen Versatz ermitteln, sondern beispielsweise auch für die einzelnen Abschnitte des Metallbandes eine jeweilige Breite des Metallbandes ermitteln und bei der Ansteuerung des Walzgerüsts berücksichtigen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn mittels des Stellgliedes die Breite des Metallbandes beeinflusst werden kann. Insbesondere in diesem Fall kann das Stellglied ein Stellglied des Walzgerüsts als solches sein oder ein dem Walzgerüst zugeordnetes Stellglied, beispielsweise ein dem Walzgerüst vorgeordneter oder nachgeordneter Schlingenheber oder ein dem Walzgerüst vorgeordneter oder nachgeordneter Staucher.
  • Prinzipiell kann die Erfassung der Kontur der Stirnseite zu einem beliebigen Zeitpunkt nach dem Aufhaspeln des Metallbandes zu dem Coil erfolgen, insbesondere unmittelbar nach dem Aufhaspeln oder auch zu einem anderen Zeitpunkt zwischen dem Aufhaspeln und dem Zuführen zum Abhaspel. Vorzugsweise wird die Kontur der Stirnseite jedoch mittels einer dem Abhaspel zugeordneten Erfassungseinrichtung erfasst, während sich das Coil bereits in dem Abhaspel befindet, und sodann der Steuereinrichtung zugeführt. Dadurch ist die Ausführung des Betriebsverfahrens in geringerem Umfang an von außen zugeführte bzw. bereitgestellte Daten gebunden.
  • Die Erfassungseinrichtung kann beispielsweise eine Wärmebildkamera oder eine mit Licht im sichtbaren Bereich arbeitende Kamera sein, mittels derer konventionelle zweidimensionale Bilder erfasst werden. Auch kann es sich um eine Kamera handeln, mittels derer Tiefenbilder erfasst werden. Auch ist es möglich, die Erfassungseinrichtung als Laserscanner auszubilden, mittels derer die Kontur der Stirnseite abgetastet wird. Auch andere Ausgestaltungen sind möglich. Alle genannten Arten von Erfassungseinrichtungen sind Fachleuten allgemein bekannt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des Betriebsverfahrens wird die Kontur der Stirnseite des Coils der Steuereinrichtung in Form einer, bezogen auf die Stirnseite des Coils, von radial innen nach radial außen verlaufenden Konturlinie bekannt. Die Konturlinie gibt somit die seitliche Lage der erfassten Bandkante als Funktion des Abstands vom Auge des Coils an. In diesem Fall ermittelt die Steuereinrichtung den jeweiligen seitlichen Versatz unter Verwertung der Konturlinie.
  • Alternativ ist es möglich, dass die Kontur der Stirnseite des Coils der Steuereinrichtung in Form einer, bezogen auf die Stirnseite des Coils, zweidimensionalen Konturfläche bekannt wird. In diesem Fall ist natürlich eine direkte Verwertung der zweidimensionalen Konturfläche möglich. Vorzugsweise ermittelt die Steuereinrichtung in diesem Fall jedoch anhand der Konturfläche eine, bezogen auf die Stirnseite des Coils, von radial innen nach radial außen verlaufende Konturlinie und ermittelt weiterhin den jeweiligen seitlichen Versatz unter Verwertung der Konturlinie, nicht aber der zweidimensionalen Konturfläche als solcher. Die Konturlinie gibt - wie zuvor - die seitliche Lage der erfassten Bandkante als Funktion des Abstands vom Auge des Coils an.
  • Durch die Verwendung der Konturlinie verringert sich der Rechenaufwand zur Ermittlung des jeweiligen seitlichen Versatzes beträchtlich.
  • Aufgrund der Konturlinie ist der Steuereinrichtung zunächst der Versatz eines jeweiligen Abschnitts des Metallbandes bei einem aktuellen Coilradius (= aktueller Ort auf der radialen Konturlinie) bekannt. Dieser Ort entspricht in Längsrichtung des Metallbandes gesehen einer Stützstelle. Der Abstand zur nächsten Stützstelle ergibt sich durch den aktuellen Coilradius (multipliziert mit dem Faktor 2π). Der neue Coilradius ergibt sich durch den aktuellen Coilradius und die Dicke des gehaspelten Metallbandes. Bei Arbeitsrichtung von außen nach innen verringert sich der Coilradius, es wird also die Dicke des gehaspelten Metallbandes subtrahiert. Bei Arbeitsrichtung von innen nach außen vergrößert sich der Coilradius, es wird also die Dicke des gehaspelten Metallbandes addiert. Somit ist der Steuereinrichtung nur durch die Konturlinie der Versatz der entsprechenden Abschnitte des Metallbandes an Stützstellen bekannt, die in Längsrichtung des Bandes aufeinander folgen. Die Stützstellen sind zwar nicht äquidistant, da der Coilradius variiert. Dies ist aber von untergeordneter Bedeutung.
  • Es ist möglich, dass die Abschnitte des Metallbandes durch die Stützstellen als solche definiert sind, also eine 1:1-Zuordnung vorgenommen wird. Alternativ ist es jedoch auch möglich, nach Bedarf eine Interpolation vorzunehmen. Die Interpolation kann nach Bedarf linear oder nichtlinear sein.
  • Im Rahmen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens kann das Metallband in dem Walzgerüst nach Bedarf kalt oder warm gewalzt werden. Insbesondere beim Warmwalzen kann die Walzanlage beispielsweise als Steckelmill ausgebildet sein. Beim Kaltwalzen hingegen kann das Walzgerüst insbesondere das vorderste Walzgerüst einer Tandemstraße sein.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Steuerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Erfindungsgemäß bewirkt die Abarbeitung des Steuerprogramms durch die Steuereinrichtung,
    • dass der Steuereinrichtung vor dem Abhaspeln des Metallbandes von einem dem Walzgerüst vorgeordneten Abhaspel eine Kontur mindestens einer Stirnseite des Coils bekannt wird,
    • dass die Steuereinrichtung unter Verwertung der Kontur für Abschnitte des Metallbandes einen jeweiligen seitlichen Versatz ermittelt, den der jeweilige Abschnitt in einem vorbestimmten Abstand vor dem Walzgerüst aufweist, und
    • dass die Steuereinrichtung unter Verwertung des jeweiligen seitlichen Versatzes für mindestens ein dem Walzgerüst zugeordnetes Stellglied eine jeweilige Stellgröße ermittelt und das Stellglied entsprechend der ermittelten jeweiligen Stellgröße ansteuert.
  • Auch das Steuerprogramm kann auf vorteilhafte Art und Weise ausgestaltet werden. Die Ausgestaltungen des Steuerprogramms korrespondieren mit den vorteilhaften Ausgestaltungen des Betriebsverfahrens. Gleiches gilt für die dadurch erreichten Vorteile.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Steuerprogramm programmiert, so dass die Steuereinrichtung im Betrieb das erfindungsgemäße Steuerprogramm ausführt.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Walzanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Erfindungsgemäß ist bei einer Walzanlage der eingangs genannten Art die Steuereinrichtung als erfindungsgemäße Steuereinrichtung ausgebildet.
  • Vorzugsweise ist dem Abhaspel eine Erfassungseinrichtung zugeordnet, mittels derer die Kontur der Stirnseite erfasst wird, während sich das Coil bereits in dem Abhaspel befindet, und sodann der Steuereinrichtung zugeführt wird. Dadurch ist der erfindungsgemäße Betrieb der Walzanlage in geringerem Umfang an von außen zugeführte bzw. bereitgestellte Daten gebunden.
  • Das Walzgerüst der Walzanlage kann nach Bedarf als Warmwalzgerüst oder als Kaltwalzgerüst ausgebildet sein. Im erstgenannten Fall kann insbesondere die Walzanlage als Steckelmill ausgebildet sein. Im letztgenannten Fall kann das Walzgerüst insbesondere das vorderste Walzgerüst einer mehrgerüstigen Tandemstraße sein.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:
    • FIG 1
    eine Walzanlage,
    FIG 2
    eine weitere Walzanlage,
    FIG 3
    ein Ablaufdiagramm,
    FIG 4
    einen Schnitt längs einer Linie IV-IV in den FIG 1 und 2,
    FIG 5
    ein Ablaufdiagramm,
    FIG 6
    eine perspektivische Darstellung einer Stirnfläche eines Coils und
    FIG 7
    ein Ablaufdiagramm.
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • Gemäß FIG 1 weist eine Walzanlage ein Walzgerüst 1 auf. Dargestellt sind nur die Arbeitswalzen des Walzgerüsts 1. Bei der Ausgestaltung gemäß FIG 1 ist das Walzgerüst 1 das einzige Walzgerüst der Walzanlage. Dem Walzgerüst 1 ist ein Abhaspel 2 vorgeordnet. Von dem Abhaspel 2 wird ein Coil 3 abgehaspelt, also ein aufgehaspeltes Metallband 4. Das abgehaspelte Metallband 4 wird, ausgehend von dem Abhaspel 2, dem Walzgerüst 1 zugeführt. In dem Walzgerüst 1 wird das Metallband 4 gewalzt. Das Coil 3 kann dem Abhaspel 2 als solches zugeführt worden sein, also als zuvor anderweitig aufgehaspelt des Metallband 4. Alternativ kann das Metallband 4 vor dem Abhaspeln von dem Abhaspel 2 selbst zu dem Coil 3 gehaspelt worden sein.
  • In der Ausgestaltung gemäß FIG 1 ist dem Walzgerüst 1 weiterhin ein Aufhaspel 5 nachgeordnet. Von dem Aufhaspel 5 wird das Metallband 4 nach dem Walzen in dem Walzgerüst 1 aufgehaspelt. In der Regel erfolgt der Betrieb einer Walzanlage gemäß FIG 1 derart, dass das Metallband 4 in dem Walzgerüst 1 reversierend gewalzt wird, Endstücke des Metallbandes 4 also nicht mitgewalzt werden. Der Abhaspel 2 und der Aufhaspel 5 wechseln daher bei jedem Walzstich ihre jeweilige Funktionalität. Insbesondere in einer derartigen Ausgestaltung wird das Metallband 4 von ein und demselben Haspel 2, 5 alternierend aufgehaspelt und danach wieder abgehaspelt.
  • Die Walzanlage gemäß FIG 1 kann insbesondere als Steckelmill ausgebildet sein. In einer Steckelmill erfolgt ein Warmwalzen des Metallbandes 4. In diesem Fall ist also das Walzgerüst 1 als Warmwalzgerüst ausgebildet. Ein Warmwalzen des Metallbandes 4 ist aber auch bei anderen Ausgestaltungen der Walzanlage möglich. Beispielsweise kann ein Warmwalzen des Metallbandes 4 auch in einer mehrgerüstigen Warmwalzstraße erfolgen, bei welcher der Warmwalzstraße der Abhaspel 2 vorgeordnet ist. Auch kann bei einer Ausgestaltung der Walzstraße wie in FIG 1 dargestellt das Walzgerüst 1 ein Vorgerüst sein.
  • FIG 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Walzanlage. Gemäß FIG 2 weist die Walzanlage zusätzlich zu dem Walzgerüst 1 weitere Walzgerüste 6 auf. Das Walzgerüst 1 ist in diesem Fall das vorderste Walzgerüst einer mehrgerüstigen Walzstraße. Von den Walzgerüsten 1, 6 sind analog zu FIG 1 nur die Arbeitswalzen dargestellt.
  • Auch bei der Ausgestaltung gemäß FIG 2 ist dem Walzgerüst 1 ein Abhaspel 2 vorgeordnet. Dem Abhaspel 2 ein Coil 3 zugeführt, also ein zuvor aufgehaspeltes Metallband 4. Das Metallband 4 wird von dem Abhaspel 2 abgehaspelt und von dort aus dem Walzgerüst 1 (und danach den weiteren Walzgerüsten 6) zugeführt. In dem Walzgerüst 1 (und auch den weiteren Walzgerüsten 6) wird das Metallband 4 gewalzt.
  • Wie bereits erwähnt, kann auch bei der Ausgestaltung gemäß FIG 2 ein Warmwalzen des Metallbandes 4 erfolgen. Gemäß FIG 2 ist jedoch zwischen dem Abhaspel 2 und dem Walzgerüst 1 ein S-Rollensatz 7 angeordnet. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere bei einer mehrgerüstigen Tandemstraße üblich, in welcher ein Kaltwalzen des Metallbandes 4 erfolgt. Ein Kaltwalzen des Metallbandes 4 ist aber auch bei anderen Ausgestaltungen der Walzanlage möglich.
  • Sowohl bei der Walzanlage gemäß FIG 1 als auch bei der Walzanlage gemäß FIG 2 wird zumindest das Walzgerüst 1 (in der Regel die gesamte Walzanlage) von einer Steuereinrichtung 8 gesteuert. Die Steuereinrichtung 8 ist mit einem Steuerprogramm 9 programmiert, so dass die Steuereinrichtung 8 im Betrieb das Steuerprogramm 9 ausführt. Das Steuerprogramm 9 umfasst Maschinencode 10, der von der Steuereinrichtung 8 abarbeitbar ist. Die Abarbeitung des Maschinencodes 10 durch die Steuereinrichtung 8 bewirkt, dass die Steuereinrichtung 8 zumindest das Walzgerüst 1 - wie bereits erwähnt: in der Regel die gesamte Walzanlage - gemäß einem Betriebsverfahren betreibt, das nachstehend in Verbindung mit FIG 3 näher erläutert wird.
  • Gemäß FIG 3 wird der Steuereinrichtung 8 in einem Schritt S1 eine Kontur K mindestens einer der beiden Stirnseiten 11 des Coils 4 bekannt. Es ist auch möglich, dass der Steuereinrichtung 8 im Schritt S1 die Konturen K beider Stirnseiten 11 des Coils 4 bekannt werden. In aller Regel ist jedoch die Kontur K einer der beiden Stirnseiten 11 ausreichend. Von diesem Fall wird daher nachstehend ausgegangen. Der Schritt S1 wird von der Steuereinrichtung 8 vor dem Abhaspeln des Metallbandes 4 ausgeführt.
  • In einem Schritt S2 ermittelt die Steuereinrichtung 8 für Abschnitte i (i = 1, 2, 3, ...) des Metallbandes 4 einen jeweiligen seitlichen Versatz V. Der jeweilige Versatz V kann also über die Abschnitte i hinweg gesehen variieren. Der Versatz V entspricht in Breitenrichtung des Metallbandes 4 gesehen der Abweichung der Mittellinie des Metallbandes 4 von der Mittellinie des Walzgerüsts 1. Der Versatz V des jeweiligen Abschnitts i wird für einen vorbestimmten Abstand bestimmt, den der jeweilige Abschnitt i von dem Walzgerüst 1 aufweist. Er Die Ermittlung des Versatzes V erfolgt unter Verwertung der Kontur K.
  • Der vorbestimmte Abstand kann nach Bedarf bestimmt sein. Es kann sich insbesondere um den Ort handeln, an dem das Metallband 4 sich von dem verbleibenden Teil des Coils 3 löst. Diese Festlegung des vorbestimmten Abstands kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn sich zwischen dem Abhaspel 2 und dem Walzgerüst 1 keine Einrichtungen befinden, welche seitliche Bewegungen des Metallbandes 1 beeinflussen oder behindern. Es kann sich aber auch um einen anderen Ort handeln. Beispielsweise im Falle der Ausgestaltung von FIG 2 kann der vorbestimmte Abstand durch den Ort des S-Rollensatzes 7 bestimmt sein. Welcher Ort gewählt wird, hängt von den Umständen des Einzelfalls ab.
  • In einem Schritt S3 ermittelt die Steuereinrichtung 8 für mindestens ein Stellglied 12 eine jeweilige Stellgröße C. Das Stellglied 12 kann ein Stellglied des Walzgerüsts 1 als solches sein, beispielsweise lokal oder global auf den Walzspalt wirken. Alternativ kann das Stellglied 12 dem Walzgerüst 1 vorgeordnet oder nachgeordnet sein. Die Ermittlung der jeweiligen Stellgröße C gilt für den jeweiligen Abschnitt i des Metallbandes 4. Die jeweilige Stellgröße C wird von der Steuereinrichtung 8 unter Verwertung des jeweiligen seitlichen Versatzes V ermittelt. Geeignete Stellglieder 12, geeignete Stellgrößen C und geeignete Ermittlungsverfahren sind Fachleuten bekannt. In einem Schritt S4 steuert die Steuereinrichtung 8 das Stellglied 12 entsprechend der ermittelten jeweiligen Stellgröße C an.
  • Der Schritt S1 wird nur einmal ausgeführt, nämlich einmal vor dem Zuführen des Metallbandes 4 zum Walzgerüst 1. Der Schritt S4 wird iterativ immer wieder ausgeführt, nämlich jeweils für einen einzelnen Abschnitt i des Metallbandes 4. Die Schritte S2 und S3 können entweder nur einmal oder iterativ immer wieder ausgeführt werden. Welche Vorgehensweise bezüglich der Schritte S2 und S3 ergriffen wird, liegt im Belieben des Fachmanns. Oftmals wird es von Vorteil sein, den Schritt S2 zusammen mit dem Schritt S1 auszuführen, also einmalig vorab, und den Schritt S3 zusammen mit dem Schritt S4 auszuführen, also iterativ immer wieder.
  • Die Art und Weise, auf welcher der Steuereinrichtung 8 die Kontur K der Stirnseite 11 bekannt wird, kann nach Bedarf bestimmt sein. Es ist beispielsweise möglich, dass die Kontur K der Steuereinrichtung 8 von einer Bedienperson oder von einer übergeordneten Steuereinrichtung vorgegeben wird. Vorzugsweise ist jedoch dem Abhaspel 2 eine Erfassungseinrichtung 13 zugeordnet, mittels derer die Kontur K der Stirnseite 11 erfasst wird, während sich das Coil 3 bereits im Abhaspel 2 befindet. In diesem Fall führt die Erfassungseinrichtung 13 die erfasste Kontur K der Steuereinrichtung 8 zu. Die Steuereinrichtung 8 nimmt die erfasste Kontur K von der Erfassungseinrichtung 13 entgegen. Auf diese Art und Weise wird die Kontur K der Steuereinrichtung 8 bekannt.
  • Nachfolgend wird in Verbindung mit den FIG 4 und 5 eine bevorzugte Art und Weise ermittelt, auf welche die Kontur K der Steuereinrichtung 8 zur Verfügung gestellt werden kann.
  • FIG 4 zeigt einen Schnitt längs einer Linie IV-IV in den FIG 1 und 2. Gemäß FIG 4 weist das Coil 3 ein Coilauge 14 auf. Das Coilauge 14 weist einen Durchmesser D1 auf. R1 = D1/2 ist demzufolge der minimale Radius des Coils 3. Das Coil 3 weist weiterhin einen Außendurchmesser D2 auf. R2 = D2/2 ist demzufolge der maximale Radius des Coils 3. Das Metallband 4 weist eine Dicke d auf. Die einzelnen Windungen 15 des Coils 3 sind in Radialrichtung des Coils 3 (also von innen nach außen gesehen oder umgekehrt von außen nach innen gesehen) jeweils um die Dicke d des Metallbandes 4 voneinander beabstandet. Weiterhin sind die einzelnen Windungen 15 des Coils 3 seitlich (also in Breitenrichtung des Metallbandes 4 gesehen) leicht gegeneinander versetzt. Die Konturen K der Stirnseiten 11 folgen dem leichten seitlichen Versatz der Windungen 15. Entlang der Schnittlinie IV-IV (siehe FIG 1 und FIG 2) gesehen ergibt sich somit bezüglich der entsprechenden Stirnseite 11 des Coils 3 eine Konturlinie KL, welche den Versatz der Windungen 15 als Funktion des jeweils aktuellen Coilradius r im Bereich von R1 bis R2 beschreibt, also von radial innen nach radial außen (oder umgekehrt). Eine völlig analoge Konturlinie KL würde sich auch ergeben, wenn die Schnittlinie durch das Coil 3 anders gelegt würde.
  • Es ist entsprechend FIG 5 möglich, dass die Steuereinrichtung 8 in einem Schritt S11 die Kontur K der Stirnseite 11 des Coils 3 in Form einer derartigen Konturlinie KL entgegennimmt.
  • Der Ort der äußersten Windung 15 entspricht dem Anfang des Metallbandes 4. Der Wert der Konturlinie KL an dieser Stelle entspricht dem Versatz vordersten Abschnitts i=1 des Metallbandes 4. Der Radius r für die nächstinnere Windung 15 kann ohne weiteres durch Subtrahieren der Dicke d des Metallbandes 4 vom Radius r ermittelt werden. An dieser Stelle des Metallbandes 4 kann die Konturlinie KL von der Steuereinrichtung 8 erneut ausgewertet werden. Diese Vorgehensweise kann nach und nach für alle Windungen 15 des Metallbandes 4 wiederholt werden. Somit kann die Steuereinrichtung 8 in einem Schritt S12 nach und nach für alle Windungen 15 und damit für Stützstellen, die um einen Abstand von 2nr (wobei der aktuelle Coilradius r variabel ist) voneinander beabstandet sind, jeweils den seitlichen Versatz des Metallbandes 4 an dieser Stelle ermitteln. Somit ergibt sich ein funktionaler Verlauf für den seitlichen Versatz des Metallbandes 4 über die gesamte Länge des Metallbandes 4. Anhand dieses Versatzes kann ohne weiteres der seitliche Versatz V für die Abschnitte i ermittelt werden.
  • Im einfachsten Fall sind die Abschnitte i durch die Stützstellen bestimmt. In diesem Fall sind die Abschnitte i nicht gleich groß. Falls die Abschnitte i gleich groß sein sollen oder einem anderen Kriterium genügen sollen, kann nach Bedarf eine Interpolation zwischen benachbarten Stützstellen erfolgen.
  • Die Schritte S11 und S12 entsprechend somit einer möglichen Implementierung der Schritte S1 und S2 von FIG 3.
  • Nachfolgend wird in Verbindung mit den FIG 6 und 7 eine weitere bevorzugte Art und Weise ermittelt, auf welche die Kontur K der Steuereinrichtung 8 zur Verfügung gestellt werden kann.
  • FIG 6 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Stirnseite 11 des Coils 3. Es ist mittels geeigneter Erfassungseinrichtungen 13 ohne weiteres möglich, eine Konturfläche KF zu ermitteln, welche sozusagen das dreidimensionale "Versatzgebirge" über die gesamte Stirnfläche 11 widerspiegelt. Beispielsweise kann, sofern die Erfassungseinrichtung 13 als Laserscanner ausgebildet ist, ein zweidimensionales Abtasten der vollständigen Stirnseite 11 erfolgen. Es sind aber auch andere Vorgehensweisen möglich.
  • Es ist entsprechend FIG 7 möglich, dass die Steuereinrichtung 8 in einem Schritt S21 die Kontur K der Stirnseite 11 des Coils 3 in Form einer derartigen Konturfläche KF entgegennimmt. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung 8 beispielsweise in einem Schritt S22 anhand der Konturfläche KF eine Konturlinie KL ermitteln. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 8 einen schmalen, von radial innen nach radial außen verlaufenden Streifen der Konturfläche KF selektieren und auswerten. In einem Schritt S23 kann die Steuereinrichtung 8 sodann den jeweiligen seitlichen Versatz V der Abschnitte i unter Verwertung der Konturlinie KL ermitteln. Die Konturfläche KF selbst wird für die Ausführung des Schrittes S23 nicht mehr benötigt. Somit kann der Schritt S23 von FIG 7 inhaltlich insbesondere mit dem Schritt S12 von FIG 5 korrespondieren.
  • Die Schritte S21 bis S23 entsprechend somit einer weiteren möglichen Implementierung der Schritte S1 und S2 von FIG 3.
  • Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Durch die Erfassung der Kontur K einer Stirnseite 11 steht auf einfache Weise die Information für den seitlichen Versatz V der Abschnitte i über die gesamte Länge des Metallbandes 4 zur Verfügung. Dadurch können insbesondere überlegene Regelalgorithmen implementiert werden. Durch die Erfassung direkt am Abhaspel 2 erfolgt eine eigenständige Erfassung, die nicht auf externen Eingaben beruht. Weiterhin ist gewährleistet, dass Effekte, die vor dem Abhaspeln auftreten, zuverlässig erkannt und berücksichtigt werden. Die erfindungsgemäßen Lösungen sind einfach, robust und zuverlässig und können weiterhin auch bei bestehenden Walzanlagen nachgerüstet werden.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Varianten können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Walzgerüst
    2
    Abhaspel
    3
    Coil
    4
    Metallband
    5
    Aufhaspel
    6
    weitere Walzgerüste
    7
    S-Rollensatz
    8
    Steuereinrichtung
    9
    Steuerprogramm
    10
    Maschinencode
    11
    Stirnseiten
    12
    Stellglied
    13
    Erfassungseinrichtung
    14
    Coilauge
    15
    Windungen
    C
    Stellgröße
    D1, D2
    Durchmesser
    d
    Banddicke
    i
    Abschnitte des Metallbands
    K
    Kontur
    KF
    Konturfläche
    KL
    Konturlinie
    R1, R2, r
    Radien
    S1 bis S23
    Schritte
    V
    Versatz

Claims (11)

  1. Betriebsverfahren für eine Walzanlage, die zumindest ein Walzgerüst (1) und einen dem Walzgerüst (1) vorgeordneten Abhaspel (2) aufweist,
    - wobei in der Walzanlage ein zu einem Coil (3) gehaspeltes Metallband (4) von dem Abhaspel (2) abgehaspelt wird, von dort aus dem Walzgerüst (1) zugeführt wird und in dem Walzgerüst (1) gewalzt wird,
    - wobei eine Steuereinrichtung (8) für das Walzgerüst (1) unter Verwertung eines jeweiligen seitlichen Versatzes (V), den ein jeweiliger Abschnitt (i) des Metallbandes (4) in einem vorbestimmten Abstand vor dem Walzgerüst (1) aufweist, für mindestens ein dem Walzgerüst (1) zugeordnetes Stellglied (12) eine jeweilige Stellgröße (C) ermittelt und das Stellglied (12) entsprechend der ermittelten jeweiligen Stellgröße (C) ansteuert,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Steuereinrichtung (8) vor dem Abhaspeln des Metallbandes (4) eine Kontur (K) mindestens einer Stirnseite (11) des Coils (3) bekannt wird und dass die Steuereinrichtung (8) den jeweiligen seitlichen Versatz (V) unter Verwertung der Kontur (K) ermittelt.
  2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kontur (K) der Stirnseite (11) mittels einer dem Abhaspel (2) zugeordneten Erfassungseinrichtung (13) erfasst wird, während sich das Coil (3) bereits in dem Abhaspel (2) befindet, und sodann der Steuereinrichtung (8) zugeführt wird.
  3. Betriebsverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Kontur (K) der Stirnseite (11) des Coils (3) der Steuereinrichtung (8) in Form einer, bezogen auf die Stirnseite (11) des Coils (3), von radial innen nach radial außen verlaufenden Konturlinie (KL) bekannt wird und dass die Steuereinrichtung (8) den jeweiligen seitlichen Versatz (V) unter Verwertung der Konturlinie (KL) ermittelt oder
    - dass die Kontur (K) der Stirnseite (11) des Coils (3) der Steuereinrichtung (8) in Form einer, bezogen auf die Stirnseite (11) des Coils (3), zweidimensionalen Konturfläche (KF) bekannt wird, dass die Steuereinrichtung (8) anhand der Konturfläche (KF) eine, bezogen auf die Stirnseite (11) des Coils (3), von radial innen nach radial außen verlaufende Konturlinie (KL) ermittelt und dass die Steuereinrichtung (8) den jeweiligen seitlichen Versatz (V) unter Verwertung der Konturlinie (KL), nicht aber der zweidimensionalen Konturfläche (KF) als solcher ermittelt.
  4. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Metallband (4) in dem Walzgerüst (1) kalt oder warm gewalzt wird.
  5. Steuerprogramm für eine Steuereinrichtung (8) eines Walzgerüsts (1) zum Walzen eines Metallbandes (4), wobei das Steuerprogramm von der Steuereinrichtung (8) abarbeitbaren Maschinencode (10) umfasst, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes (10) durch die Steuereinrichtung (8) bewirkt,
    - dass der Steuereinrichtung (8) vor dem Abhaspeln des Metallbandes (4) von einem dem Walzgerüst (1) vorgeordneten Abhaspel (2) eine Kontur (K) mindestens einer Stirnseite (11) des Coils (3) bekannt wird,
    - dass die Steuereinrichtung (8) unter Verwertung der Kontur (K) für Abschnitte (i) des Metallbandes (4) einen jeweiligen seitlichen Versatz (V) ermittelt, den der jeweilige Abschnitt (i) in einem vorbestimmten Abstand vor dem Walzgerüst (1) aufweist, und
    - dass die Steuereinrichtung (8) unter Verwertung des jeweiligen seitlichen Versatzes (V) für mindestens ein dem Walzgerüst (1) zugeordnetes Stellglied (12) eine jeweilige Stellgröße (C) ermittelt und das Stellglied (12) entsprechend der ermittelten jeweiligen Stellgröße (C) ansteuert.
  6. Steuerprogramm nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Abarbeitung des Maschinencodes (10) durch die Steuereinrichtung (8) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (8) die Kontur (K) der Stirnseite (11) von einer dem Abhaspel (2) zugeordneten Erfassungseinrichtung (13) entgegennimmt, während sich das Coil (3) bereits in dem Abhaspel (2) befindet.
  7. Steuerprogramm nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Abarbeitung des Maschinencodes (10) durch die Steuereinrichtung (8) bewirkt,
    - dass die Steuereinrichtung (8) die Kontur (K) der Stirnseite (11) des Coils (3) in Form einer, bezogen auf die Stirnseite (11) des Coils (3), von radial innen nach radial außen verlaufenden Konturlinie (KL) entgegennimmt und den jeweiligen seitlichen Versatz (V) unter Verwertung der Konturlinie (KL) ermittelt oder
    - dass die Steuereinrichtung (8) die Kontur (K) der Stirnseite (11) des Coils (3) in Form einer, bezogen auf die Stirnseite (11) des Coils (3), zweidimensionalen Konturfläche (KF) entgegennimmt und anhand der Konturfläche (KF) eine, bezogen auf die Stirnseite (11) des Coils (3), von radial innen nach radial außen verlaufende Konturlinie (KL) ermittelt und den jeweiligen seitlichen Versatz (V) unter Verwertung der Konturlinie (KL), nicht aber der zweidimensionalen Konturfläche (KF) ermittelt.
  8. Steuereinrichtung für ein Walzgerüst (1) einer Walzanlage, wobei die Steuereinrichtung mit einem Steuerprogramm (9) nach Anspruch 5, 6 oder 7 programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung im Betrieb das Steuerprogramm (9) ausführt.
  9. Walzanlage, die zumindest ein Walzgerüst (1), einen dem Walzgerüst (1) vorgeordneten Abhaspel (2) und eine Steuereinrichtung (8) für das Walzgerüst (1) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuereinrichtung (8) als Steuereinrichtung nach Anspruch 8 ausgebildet ist.
  10. Walzanlage nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass dem Abhaspel (2) eine Erfassungseinrichtung (13) zugeordnet ist, mittels derer die Kontur (K) der Stirnseite (11) erfasst wird, während sich das Coil (3) bereits in dem Abhaspel (2) befindet, und sodann der Steuereinrichtung (8) zugeführt wird.
  11. Walzanlage nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Walzgerüst (1) als Warmwalzgerüst ausgebildet ist, insbesondere die Walzanlage als Steckelmill ausgebildet ist, oder dass das Walzgerüst (1) als Kaltwalzgerüst ausgebildet ist, insbesondere als vorderstes Walzgerüst einer mehrgerüstigen Tandemstraße.
EP22171781.2A 2022-05-05 2022-05-05 Ermittlung des seitlichen versatzes eines metallbandes anhand der kontur einer stirnseite eines coils Pending EP4272884A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22171781.2A EP4272884A1 (de) 2022-05-05 2022-05-05 Ermittlung des seitlichen versatzes eines metallbandes anhand der kontur einer stirnseite eines coils
PCT/EP2023/061013 WO2023213658A1 (de) 2022-05-05 2023-04-26 Ermittlung des seitlichen versatzes eines metallbandes anhand der kontur einer stirnseite eines coils

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22171781.2A EP4272884A1 (de) 2022-05-05 2022-05-05 Ermittlung des seitlichen versatzes eines metallbandes anhand der kontur einer stirnseite eines coils

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4272884A1 true EP4272884A1 (de) 2023-11-08

Family

ID=81581093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22171781.2A Pending EP4272884A1 (de) 2022-05-05 2022-05-05 Ermittlung des seitlichen versatzes eines metallbandes anhand der kontur einer stirnseite eines coils

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4272884A1 (de)
WO (1) WO2023213658A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3413269C2 (de) 1983-04-12 1991-11-14 Ishikawajima-Harima Jukogyo K.K., Tokio/Tokyo, Jp
JPH08231097A (ja) * 1995-02-23 1996-09-10 Furukawa Electric Co Ltd:The 薄板巻き取りコイルの巻き乱れ検出方法および装置
DE102009010355A1 (de) * 2009-02-25 2010-09-02 Solving 3D Gmbh Profilerfassungseinrichtung
EP3202502A1 (de) 2016-02-04 2017-08-09 Primetals Technologies Germany GmbH Bandlageregelung
KR102348501B1 (ko) * 2020-05-21 2022-01-06 주식회사 포스코 코일 장입 제어 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3413269C2 (de) 1983-04-12 1991-11-14 Ishikawajima-Harima Jukogyo K.K., Tokio/Tokyo, Jp
JPH08231097A (ja) * 1995-02-23 1996-09-10 Furukawa Electric Co Ltd:The 薄板巻き取りコイルの巻き乱れ検出方法および装置
DE102009010355A1 (de) * 2009-02-25 2010-09-02 Solving 3D Gmbh Profilerfassungseinrichtung
EP3202502A1 (de) 2016-02-04 2017-08-09 Primetals Technologies Germany GmbH Bandlageregelung
KR102348501B1 (ko) * 2020-05-21 2022-01-06 주식회사 포스코 코일 장입 제어 장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023213658A1 (de) 2023-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1781429B1 (de) Verfahren zum richten eines metallbandes und richtmaschine
EP2195127B1 (de) Betriebsverfahren zum einbringen eines walzguts in ein walzgerüst eines walzwerks, steuereinrichtung, datenträger und walzwerk zum walzen eines bandförmigen walzgutes
EP3411162A1 (de) Modellprädiktive bandlageregelung
EP2697001B1 (de) Steuerverfahren für eine walzstrasse
EP3210681B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum walzen von bandmaterial mit veränderlicher banddicke
WO2012025438A1 (de) Betriebsverfahren für ein walzwerk zum walzen von flachem walzgut mit walzenverschleissprognose
EP2697002B1 (de) Steuerverfahren für eine walzstrasse
DE60016999T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Bandform beim Bandwalzen
EP3720623B1 (de) Streck-biege-richtanlage und verfahren zu deren betätigung
EP3120943B1 (de) Verfahren zur bereitstellung eines längenbezogenen materialbahndatensatzes einer zu einem coil gewickelten materialbahn
DE112007000641T5 (de) Kontinuierliche Kaltwalzanlagen
DE102014215397B4 (de) Bandlageregelung mit optimierter Reglerauslegung
DE3240602C2 (de)
EP4272884A1 (de) Ermittlung des seitlichen versatzes eines metallbandes anhand der kontur einer stirnseite eines coils
EP3691803B1 (de) Multiflexible walzanlage
EP3691806B1 (de) Planheitsregelung mit optimierer
DE102014215396A1 (de) Differenzzugregelung mit optimierter Reglerauslegung
EP3823771B1 (de) Verfahren zum ermitteln von stellgrössen für aktive profil- und planheitsstellglieder für ein walzgerüst und von profil- und mittenplanheitswerten für warmgewalztes metallband
EP3851217B1 (de) Verbesserte adaption eines walzenmodells
DE10159608B4 (de) Walzverfahren für ein Band mit einer Schweißnaht
EP3936248B1 (de) Walzen unter berücksichtigung von frequenzverhalten
DE102022211278B3 (de) Verfahren und Computerprogramm zum Anpassen des Soll-Dickenwertes für eine Regelung der Dicke eines neu zu walzenden Bandes für mindestens ein Walzgerüst
EP3536411A1 (de) Vermeidung von verschleisskanten beim walzen von flachem walzgut
WO2020193099A1 (de) Vermeidung von wellen beim walzen von metallbändern
DE1527612B2 (de) Einrichtung zum regeln der dicke und querschnittsform bzw. ebenheit von blechen und baendern in walzwerken

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR