EP4309817A1 - Verfahren und computerprogramm zum überwachen des zustandes eines walzgerüstes - Google Patents

Verfahren und computerprogramm zum überwachen des zustandes eines walzgerüstes Download PDF

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EP4309817A1
EP4309817A1 EP23185831.7A EP23185831A EP4309817A1 EP 4309817 A1 EP4309817 A1 EP 4309817A1 EP 23185831 A EP23185831 A EP 23185831A EP 4309817 A1 EP4309817 A1 EP 4309817A1
Authority
EP
European Patent Office
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pair
roll
rolls
roll stand
rollers
Prior art date
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Granted
Application number
EP23185831.7A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP4309817C0 (de
EP4309817B1 (de
Inventor
Christian Mengel
Sebastian Richard
Martin Kübbeler
Thorsten Böhmer
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.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP4309817A1 publication Critical patent/EP4309817A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4309817C0 publication Critical patent/EP4309817C0/de
Publication of EP4309817B1 publication Critical patent/EP4309817B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B2038/002—Measuring axial forces of rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2271/00—Mill stand parameters
    • B21B2271/06—Mill spring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/10—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring roll-gap, e.g. pass indicators

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring the condition of a rolling stand for rolling rolling stock.
  • the method according to the invention is used, for example, in finishing stands of hot strip mills, in rolling stands of cold rolling mills, in Steckel rolling stands, in roughing stands and sheet metal stands and generally in rolling stands with at least one pair of rolls, typically consisting of a work roll and a support roll supporting the work roll.
  • the invention is based on the object of developing a known method and computer program for monitoring the condition of a roll stand in such a way that a defective condition of the roll stand can be detected reliably and quickly even when pairs of rolls are only used temporarily.
  • the first “roller pair operating time” means the operating time of the first pair of rollers in the roll stand.
  • the second “roller pair operating time” means the operating time for the second pair of rollers in the roll stand.
  • the two operating times are different. An overlap in operating times is excluded, because the first and second pairs of rollers have a common roller that can only be operated with one other roller at a time.
  • different roll means that roll of the first pair of rolls that the first roll stand does not have in common with the second roll stand. This applies analogously to the different rolls of the second roll stand.
  • a range of values for the evaluation of the roll pair-dependent roll stand parameters can be limited by an upper and a lower threshold value or by only one threshold value.
  • the statement “above a threshold value” defines a range of values. All values that are above the threshold value are then within the value range. Outside the value range, all values are then below the threshold value.
  • the claimed method considers at least one roll pair-dependent roll stand parameter for at least two different ones Pairs of rolls that are operated at different times in the roll stand and where the two pairs of rolls have a common roll and each have a different roll.
  • the evaluation of these roll stand parameters makes it easier for experts to find the causes of rolling problems. In particular, the identification of a faulty rolling stand of a multi-stand finishing rolling train is made easier.
  • the results of the method according to the invention when evaluating the determined roll stand parameters must preferably be supported by a stand measurement in order to determine, for example, the exact location of a wear plate underlay and the underlay dimension in the desired improvement of the stand condition.
  • unnecessary measurements can be avoided when using the method according to the invention, which, as mentioned, saves downtime of the roll stand. Time-consuming measurements are therefore advantageously carried out much less frequently.
  • a roll can, for example, be identified as having a problem if a roll stand parameter in question lies within or outside the value range.
  • roll stand parameters mentioned are suitable as roll stand parameters both individually and in mathematical or physical combination. It is important that in each run of the method according to the invention the same roll stand parameter or the same combination of roll stand parameters is used for the two pairs of rolls.
  • the roll stand parameters are not only determined at a specific point in time, but the parameters are mean values that represent the time course of the roll stand parameter during one or more time intervals, i.e. during roll operating times.
  • the detection of the roll stand parameter during one or more time intervals advantageously makes it possible for the history of the roll stand parameter to be interpretable.
  • This has the advantage that a gradual deterioration of a roll stand parameter can be attributed to wear that progresses over time, while an abrupt change suggests sudden damage or an incorrectly carried out maintenance measure.
  • the cause of a poor scaffolding condition can therefore be identified more accurately and a suitable corrective measure can be quickly defined and implemented. Long troubleshooting times, during which there is no worsening of the rolling stand condition can be stopped and result in the production of low-quality tapes are avoided.
  • roller pair basically refers to any combination of rollers in a roll stand.
  • the pairs of rollers according to the invention can be installed in the rolling stand either as upper pairs of rollers, i.e. above the rolling stock to be rolled, or as lower pairs of rollers, i.e. on the underside of the rolling stock to be rolled.
  • the only decisive factor is that the pairs that are exchanged for one another when using the method according to the invention are each inserted into the same position in the roll stand; This is necessary so that the process data that is determined during the two operating times of the two pairs of rolls in the roll stand can be objectively compared with one another.
  • the above-mentioned object of the invention is finally achieved by the computer program according to claim 16.
  • the implementation of the method according to the invention in a computer program and its execution in a computer advantageously enable the automation of the method according to the invention. Automation eliminates the need for lengthy manual search work and error diagnosis can advantageously be carried out quickly and efficiently.
  • FIG. 1 shows a classic roll stand 100, how its condition and suitability can be examined using the method according to the invention.
  • a roll stand consists of two opposite roll stands 110, one of these roll stands being the drive side and the opposite roll stand being the operating side of the Roll stand represents.
  • Each of the two roll stands 110 has a stand window in which the rolls 1 and A, B are rotatably mounted with their roll necks in chocks E1 - E4.
  • the chocks correspond to the bearing housings in which the rollers are rotatably mounted with their journals.
  • the rolls 1 refer to the so-called work rolls.
  • the work rolls are mounted at a distance from one another and their distance creates a roll gap.
  • the rolling stock 20 When passing through the roll gap, the rolling stock 20 is rolled; the upper and lower work rolls then carry out rolling work on the rolling stock 20.
  • the work rolls 1 are each supported by support rolls A, B.
  • an upper pair of rolls consisting of an upper support roll and an upper work roll as well as a lower pair of rolls consisting of a lower work roll and lower support roll can be seen.
  • a rolling force is transmitted to the chocks in the direction of the arrows shown and via the chocks to the rollers and via the rollers to the rolling stock 20.
  • the method according to the invention aims to monitor the condition of the roll stand and the rolls and to detect possible errors at an early stage in order to be able to correct them as quickly as possible. Possible errors include, for example, undesirable inclinations of the rollers in a pair of rollers or too high a coefficient of friction during the vertical movement of the chocks in the roller stands.
  • Figure 2 illustrates the first problem mentioned:
  • the undesirable setting angle ⁇ can be seen between a work roll 1 and a support roll A arranged above it, which together form an upper pair of rolls.
  • the offset shown between the two rollers can also be defined via the offset of the chocks involved on the operating side or on the drive side; then it is referred to as chock offset ⁇ x.
  • the two problem cases mentioned, namely roll misalignment and excessive friction, are examples of the roll stand parameter as evaluated in the method according to the invention.
  • the basis for the method according to the invention is the detection of these roll stand parameters K in the limit case at one point in time, but typically and preferably during one or more time intervals.
  • Figure 3 shows an example of recording the time course of the roll stand parameter "Chock offset in mm" for different pairs of rolls, each inserted into the same roll stand at different roll pair operating times.
  • the (insertion) component offset is plotted over time.
  • the column shown represents a specific reel pair usage time for a specific reel pair, which is identified by the two three-digit numbers at the top left of each column.
  • a first pair of rolls with rolls 252+218 and a second pair of rolls with rolls 247+239 were used alternately in the same roll stand.
  • Figure 4a shows a first constellation in which the roll stand parameter K1 for the first pair of rolls A1 lies within and the roll stand parameter K2 for the second pair of rolls B1 lies outside a predetermined value range W.
  • the value range W is in Figure 4a marked as above a predetermined lower threshold value S u and below an upper threshold value S o .
  • the support roller A can typically be identified as faulty.
  • the method according to the invention then provides in a subsequent method step that suitable measures are taken to positively influence the corresponding roll stand parameter K1. If the roll stand parameter K1 is, for example, the set angle, this can usually be remedied by placing or replacing wear plates on the chocks of the support roll A, so that the set angle is reduced again to the target 0.
  • the method according to the invention allows the support roll A to be identified as having problems at a very early point in time, at which, as a rule, no quality-relevant disadvantages have yet occurred in the rolling stock or in the rolling process and at which, as a rule, no component damage has occurred on the rolling stand , which would otherwise lead to longer downtimes of the rolling stand. Because exactly the backup roll A was identified as defective here, a defect on the backup roll B of the second pair of rolls or on the work rolls of the two pairs of rolls or on the roll stand can be ruled out at the same time. On these Objects therefore do not need to be troubleshooted, which would otherwise result in undesirable downtime of the rolling stand.
  • the backup roll A would also have been identified as faulty because the roll stand parameter K would have been outside the value range in this case.
  • the definition of the value range is always important. It can also, as an example illustrates, be the reverse of the original definition.
  • Figure 4b shows a second possible constellation for the values K1, K2 of the roll stand parameter K for the two pairs of rolls A1 and B1.
  • This second constellation is analogous to the first constellation according to 4a to be evaluated with the result that the support roller B can be identified as problematic here.
  • the statements for the support roller A and suitable countermeasures now apply analogously to the support roller B.
  • Figure 4c shows a third possible constellation for the roll stand parameter K for the two pairs of rolls A1 and B1, each recorded during the roll pair operating times t1 and t2.
  • this third constellation it can be determined that both the roll stand parameter K1 for the first pair of rolls A1 and also the roll stand parameter K2 for the second pair of rolls B1 are each outside the predetermined value range W.
  • the two parameters K1, K2 have no significant expression; in fact, they are both essentially zero. This means that neither one of the involved rolls A1, B1 of the first or second roll stand nor the roll stand itself is problematic. Therefore, no countermeasures are required in this case.
  • Figure 4d finally shows a further constellation for the possible expression of the first two roll stand parameters K1 and for the second roll stand parameter K2.
  • the two roll stand parameters K1, K2 lie within a defined value range W. This constellation allows the result that either the common roll 1 or the roll stand is problematic.
  • the Figures 5a and 5b show a first possibility for further localizing the defective object by repeating the method according to the invention with the pair of rollers A1 and a new third pair of rollers A2.
  • the third pair of rollers A2 consists, on the one hand, of the different roller A of the previous pair of rollers A1, B1 and of a third roller 2, which was neither part of the first nor the second pair of rollers.
  • Process steps a) to d) of the method according to the invention are then repeated for the first pair of rollers A1 and the third pair of rollers A2 formed in this way.
  • the end result can then be in the Figures 5a) and 5b ) shown constellations for the roll pair-dependent roll stand parameters K1 and K3 result.
  • Figure 5b shows an alternative possible configuration when running through the method according to the invention with the first pair of rollers A1 and the third pair of rollers A2.
  • the two parameters K1 and K3 are both within the specified value range W. From this it can be concluded that the cause of a detected roll problem does not lie in one of the rolls, but in the roll stand itself. In this case, measures must be taken that positively influence the associated roll stand parameters K1 and K3 and thus the stand condition.
  • the problem-prone roll stand can be remedied by placing underlay or replacing stand wear plates. For this purpose, an additional scaffold measurement is usually required. A downtime of the rolling stand is to be expected both for the corrective measures to be taken and for any additional stand measurement that may be required.
  • the Figures 6a and 6b show a second alternative approach to isolating either the work roll or the roll stand as problematic.
  • This second method differs from the first alternative as described in the Figures 5a and 5b is shown, only in the choice of the two pairs of rollers with which the repetition of the method according to the invention is carried out.
  • the second alternative specifically provides for considering not the first, but the second pair of rollers B1 in comparison to a fourth pair of rollers B4, consisting of the different roller B, the second pair of rollers B1 and a fourth roller 4, which is neither part of the first nor of the second pair of rollers.
  • the evaluation of the Figure 6a results analogously to that Figure 5a
  • the result is that the work roll 1 and not the roll stand is also identified as having a problem.
  • the evaluation provides analogous results in 6b the result is that it is not the work roll 1 but the roll stand that is problematic. Please refer to the previous statements regarding suitable countermeasures.
  • roll pair-dependent roll stand parameters can be considered as roll pair-dependent roll stand parameters, even in combination.
  • the set angle ⁇ as a rolling stand parameter has already been mentioned in detail above.
  • the axial forces on the two rollers of the respective pair of rollers can also be used as a parameter.
  • the coefficient of friction should be mentioned as a roll stand parameter, which represents the friction of the chocks of the roll pair during a vertical movement within the roll stand.
  • the process data mentioned in the method according to the invention are determined for the pairs of rolls involved during rolling operation. If a roll stand parameter can be measured directly, such as the offset of the chocks or the magnitude of the axial forces, then the process data is equivalent to the roll stand parameters. However, a roll stand parameter can also be derived from measured process data: For example, the set angle ⁇ can be derived as a roll stand parameter from the directly measured axial forces with the help of physical calculations.
  • Frictional forces can occur in the roll stand between moving components, for example between the roll stand 110 and the chocks E1 to E4 of the rolls. If these friction forces are too high, regulations are impaired and there is a risk that the rolling stock will be produced with reduced quality.
  • a stand assistant estimates the friction in the roll stand during loading and unloading processes that occur after the rolls have been inserted usually occur. The friction on the upper and lower pair of rollers can be resolved - separately for the drive and operating stand. The results are plotted over time, analogous to Figure 3 for the roll stand parameter, there was an offset of chocks. A development of friction forces over time can be recognized in this way.
  • the setting angle is comparable when carrying out the method according to the invention as in Figures 4-6 illustrated, it is possible to assign the undesirable friction forces to the rollers with which they were determined.
  • the wear plates of the associated chock must be examined and, if necessary, replaced as a remedial measure. If at least one of the chocks is too wide, it can get stuck in the stand window and be the cause of the friction found. The corresponding distance or width must then be reduced in accordance with regulations. If, on the other hand, the cause of an excessively high coefficient of friction is assigned to the roll stand after carrying out the method according to the invention, all elements involved in vertical movements, ie for example balancers and bending cylinders, must be checked with regard to low-friction function and, if necessary, repaired. Clamping of chocks in the stand windows in which rollers are rotatably mounted due to a stand window that is too narrow must be prevented. If necessary, wear plates must again be processed or replaced.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Computerprogramm zum Überwachen des Zustands eines Walzgerüstes zum Walzen von Walzgut mit folgenden Schritten: a) Betreiben des Walzgerüstes in einem Walzbetrieb mit einem ersten Walzenpaar A1 und Ermitteln von Prozessdaten für das erste Walzenpaar A1 während mindestens einer ersten Walzenpaar-Einsatzzeit t1 während des Walzbetriebs. Um einen mangelhaften Zustand des Walzgerüstes auch bei nur temporär eingesetzten Walzenpaaren zuverlässig und schnell erkennen zu können, schlägt die vorliegende Erfindung folgende Vorgehensweise vor:
b) Wiederholen des Schrittes a) für ein zweites Walzenpaar B1 anstelle des ersten Walzenpaares A1 während mindestens einer zweiten Walzenpaar-Einsatzzeit t2, wobei das erste und das zweite Walzenpaar eine gemeinsame Walze 1 und jeweils eine unterschiedliche Walze A, B aufweisen;
c) Ermitteln mindestens einer walzenpaarabhängigen Walzgerüst-Kenngröße K1, K2 jeweils für das erste Walzenpaar A1 und für das zweite Walzenpaar B1, jeweils auf Basis der Prozessdaten; und
d) Auswerten der walzenpaarabhängigen Walzgerüst-Kenngrößen K1, K2 für das erste und für das zweite Walzenpaar A1, B1 im Hinblick darauf, ob entweder eine der unterschiedlichen Walzen A, B der beiden Walzenpaare oder ob die gemeinsame Walze 1 und/oder das Walzgerüst problembehaftet sind.

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen des Zustandes eines Walzgerüstes zum Walzen von Walzgut. Das erfindungsgemäße Verfahren findet Anwendung beispielsweise bei Fertiggerüsten von Warmbandstraßen, bei Walzgerüsten von Kaltwalzstraßen, bei Steckelwalzgerüsten, bei Vorgerüsten und Blechgerüsten sowie allgemein bei Walzgerüsten mit mindestens einem Walzenpaar, typischerweise bestehend aus einer Arbeitswalze und einer die Arbeitswalze stützenden Stützwalze.
    • Stand der Technik
  • Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Walzgerüstes bekannt. Traditionell wird ein Mangel im Zustand eines Walzgerüstes oftmals erst erkannt, wenn Walzprobleme auftreten, das heißt, wenn Qualitätsparameter des Walzgutes nicht mehr eingehalten werden können oder wenn Prozessstörungen auftreten, wie beispielsweise verwalzte Enden des Walzgutes. In diesen Fällen ist eine Fehlerdiagnose erforderlich, die derzeit von qualifizierten Experten durch manuelle Auswertungen vorgenommen wird. Hierzu werden Prozessdaten herangezogen, die an den Walzgerüsten üblicherweise ohnehin erhoben werden. Das Finden der Ursachen von Prozessstörungen schließt traditionell ein:
    • Die Analyse von Axialkräften der Arbeitswalzen, abgeleitet aus den Brücken eines Arbeitswalzen-Verschiebesystems;
    • Die Auswertung der Gerüsthysterese. Dabei erfolgt ein Vergleich der Anstellkräfte, einmal gemessen in den Anstellzylindern und zusätzlich gemessen über Kraftmesszellen in den Walzenständern, jeweils beim Auf- und Zufahren des Walzgerüstes während eines definierten Be- und Entlastungs-vorganges;
    • Die Ermittlung von geometrisch möglichen Lagen eines Walzenpaares relativ zueinander aus geometrischen Vermessungen der Anlageflächen der Walzeneinbaustücke im Ständerfenster, zum Beispiel mit Hilfe eines Laserscanners. Eine solche Vermessung ist mit erheblichem Zeitaufwand und damit mit Produktionsausfall verbunden.
  • Schließlich sei darauf hingewiesen, dass der Lage von zwei Walzen eines Walzenpaares relativ zueinander und dem Zusammenhang zwischen der relativen Lage der Walzen und den Axialkräften der Arbeitswalzen bereits in der chinesischen Patentanmeldung CN 112893486 A Rechnung getragen wird. Demnach werden Axialkräfte online zur Ansicht gebracht, um so indirekt auf die Integrität, d.h. den Zustand des Walzgerüstes zu schließen.
  • Alle diese genannte und im Stand der Technik bekannten Verfahren zur Überwachung eines Walzgerüstes haben jedoch Nachteile. So ist die besagte manuelle Analyse des Gerüstzustandes beim Vorliegen von Störungen des Walzprozesses zeitaufwändig. Oft ist es schwierig, die auftretenden Symptome der Ursache in einem Walzgerüst einer mehrgerüstigen Fertigwalzstraße zuzuordnen. Aufgrund des besagten großen Zeitaufwandes können manuelle Analysen in der Regel lediglich einen geringen Betriebszeitraum der betrachteten Walzgerüste umfassen. Die Ursachen für Prozessstörungen treten dagegen zum Teil nur temporär auf:
    Infolge der regelmäßigen Wechsel von Arbeits- und Stützwalzen verändert sich das System Walzgerüst bestehend aus den Hauptkomponenten Arbeitswalzen und Stützwalzen mit ihren jeweiligen Einbaustücken in den Walzenständern ständig. Eine vorausschauende Analyse des Walzgerüstzustandes bleibt in der Praxis meist aus, ebenfalls begründet durch den dazu erforderlichen hohen Zeitaufwand. Oft verschlechtert sich der Anlagenzustand, bis dünne Bänder bzw. Bänder mit hoher Stahlgüte qualitativ nicht mehr hochwertig erzeugt werden können. Zum Teil wird ein schlechter Zustand des Walzgerüstes auch erst durch auftretende Bauteilschäden erkannt.
  • Die in der chinesischen Patentanmeldung CN 112893486 A vorgeschlagene Online-Anzeige von Axialkräften erlaubt dem Anwender nicht, systematische Abhängigkeiten zu überblicken. Dies sind z. B. Veränderungen durch einen Walzenwechsel und langfristige Trends, etwa durch fortschreitenden Verschleiß. Temporär wechselnde Zustände, wie zuvor beschrieben, bleiben verborgen. Dies kann beispielweise dann der Fall sein, wenn ein schlechter Zustand des Walzgerüstes nur jeweils bei einem bestimmten nur temporär eingesetzten Walzensatz bzw. Walzenpaar auftritt. Bei geringen Walzkräften werden ungünstige Lagen der einzelnen Walzen relativ zueinander auch durch das Verfahren gemäß der chinesischen Anmeldung nicht erkannt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Verfahren und Computer-programm zur Überwachung des Zustandes eines Walzgerüstes dahingehend weiterzubilden, dass ein mangelhafter Zustand des Walzgerüstes auch bei nur temporär eingesetzten Walzenpaaren zuverlässig und schnell erkannt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst.
    • Definitionen:
  • Die erste "Walzenpaar-Einsatzzeit" meint die Einsatzzeit des ersten Walzenpaares in dem Walzgerüst. Die zweite "Walzenpaar-Einsatzzeit" meint die Einsatzzeit für das zweite Walzenpaar in dem Walzgerüst. Die beiden Einsatzzeiten sind unterschiedlich. Eine zeitliche Überlappung der Einsatzzeiten ist ausgeschlossen, weil das erste und das zweite Walzenpaar eine gemeinsame Walze haben, die zu einer Zeit nur mit einer jeweils anderen Walze betrieben werden kann.
  • Der Begriff "unterschiedliche Walze" meint diejenige Walze des ersten Walzenpaares, die das erste Walzgerüst nicht mit dem zweiten Walzgerüst gemeinsam hat. Das gilt analog für die unterschiedliche Walze des zweiten Walzgerüstes.
  • Ein Wertebereich für die Auswertung der walzenpaarabhängigen Walzgerüst-Kenngrößen kann durch einen oberen und einen unteren Schwellenwert oder durch nur einen Schwellenwert begrenzt sein. So definiert die Angabe "oberhalb eines Schwellenwertes" einen Wertebereich. Innerhalb des Wertebereiches liegen dann alle Werte, die oberhalb des Schwellenwertes liegen. Außerhalb des Wertebereiches liegen dann alle Werte unterhalb des Schwellenwertes.
    • Ende der Definitionen
  • In den abhängigen Ansprüchen sind z. T. unterschiedliche Beispiele für die Walzgerüst-Kenngröße K beansprucht. Die eigentlich unabhängigen Kenngrößen können auch in Kombination miteinander verwendet werden; deshalb sind diese Ansprüche auch als voneinander abhängig beansprucht. Das beanspruchte Verfahren bietet vorteilhafter Weise eine große Hilfe für den Anlagenbetreiber bzw. den Instandhalter eines Walzgerüstes, ein Walzgerüst bzw. eine Walzstraße in einem guten Zustand zu halten, wodurch die Produktionszeit und die Qualität des gewalzten Walzgutes maximiert werden. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhafter dazu beiträgt, Stillstandszeiten des Walzgerüstes zu minimieren und auch die Herstellung von Bändern mit mangelhafter Qualität, beispielsweise aufgrund von schlechten Dicken-, Profil- oder Planheitseigenschaften zu minimieren. Zur Erzielung dieses Zweckes betrachtet das beanspruchte Verfahren jeweils mindestens eine Walzenpaarabhängige Walzgerüst-Kenngröße für mindestens zwei verschiedene Walzenpaare, die zu unterschiedlichen Zeiten im Walzgerüst betrieben werden und wobei die beiden Walzenpaare eine gemeinsame Walze und jeweils eine unterschiedliche Walze aufweisen. Die Auswertung dieser Walzgerüst-Kenngrößen erleichtert Experten das Auffinden der Ursachen von Walzproblemen. Insbesondere wird die Identifikation eines fehlerhaften Walzgerüstes einer mehrgerüstigen Fertigwalzstraße erleichtert. Zwar ist nicht auszuschließen, dass die Ergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Auswertung der ermittelten Walzgerüst-Kenngrößen vorzugsweise durch eine Gerüstvermessung unterstützt werden müssen, um bei der angestrebten Verbesserung des Gerüstzustandes beispielsweise den genauen Ort einer Unterlegung einer Verschleißplatte und das Unterlegungsmaß festzulegen. Unnötige Vermessungen können aber bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens vermieden werden, wodurch, wie gesagt, Stillstandszeiten des Walzengerüstes eingespart werden können. Zeitaufwändige Vermessungen erfolgen somit vorteilhafterweise nur noch deutlich seltener.
  • Der beanspruchte Betrieb des Walzgerüstes mit zwei verschiedenen, gegeneinander ausgetauschten Walzenpaaren, wobei die beiden Walzenpaare eine gemeinsame Walze und jeweils eine unterschiedliche Walze aufweisen, ermöglicht bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhafterweise eine konkrete Eingrenzung eines eventuellen Fehlers. So kann mit den in den Ansprüchen 2 und 3 beanspruchten Auswertemethoden schnell und einfach entweder die unterschiedliche Walze des ersten Walzenpaares oder die unterschiedliche Walze des 2. Walzenpaares als problembehaftet bzw. als Ursache für auftretende Walzprobleme erkannt werden.
  • Mit der Auswertung gemäß Patentanspruch 4 kann vorteilhafterweise festgestellt werden, dass die Ursache für ein Walzproblem weder bei einer der Walzen der Walzenpaare noch bei dem Walzgerüst selbst liegen kann. Das heißt: Das Walzgerüst und seine austauschbaren Walzenpaare sind fehlerfrei.
  • Schließlich kann gemäß einem vierten Auswertebeispiel gemäß Anspruch 5 festgestellt werden, dass entweder die gemeinsame Walze oder das Walzgerüst ursächlich für ein fehlerhaftes Walzen ist.
  • Durch einmalige Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und durch logische Auswertung von dessen Ergebnissen ergibt sich jeweils eines der genannten Auswertebeispiele. Lediglich für eine weitere Eingrenzung des Ergebnisses des vierten Auswertebeispiels bedarf es eines weiteren Durchlaufes des erfindungsgemäßen Verfahrens und einer erneuten Logik-basierten Auswertung von dessen neuerlichen Ergebnissen, um entscheiden zu können, ob der gesuchte Fehler für ein problembehaftetes Walzen bei der gemeinsamen Walze oder dem Walzgerüst liegt. Dieser weitere Durchlauf und die Auswertung von deren Ergebnissen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 6 und 7. Die beiden Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7 sind Alternativen, von denen jede letzten Endes zum selben Ergebnis führt. Die beiden alternativen Verfahren unterscheiden sich lediglich in der Zusammensetzung der Walzenpaare, mit denen das Walzgerüst erneut betrieben werden muss, um die gewünschte Eingrenzung auf die gemeinsame Walze oder das Walzgerüst als Fehlerursache für das problembehaftete Walzen zu ermöglichen. Der Ausdruck "und umgekehrt" am Ende der beanspruchten Auswerteverfahren soll die Fälle abdecken, in denen der Wertebereich für eine bestimmte Walz-Kenngröße komplementär definiert wird, zu dem jeweils beanspruchten Wertebereich. Je nach Lage bzw. Definition des Wertebereichs kann zum Beispiel eine Walze als problembehaftet identifiziert werden, wenn eine betreffende Walzgerüst-Kenngröße innerhalb oder außerhalb des Wertebereiches liegt.
  • Weitere beanspruchte Ausführungsbeispiele betreffen unterschiedliche Walzenpaarabhängige Walzgerüst-Kenngrößen, die bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgewertet werden. Als solche Kenngrößen eignen sich zum Beispiel der Schränkungswinkel zwischen den beiden Walzen eines jeweiligen Walzenpaares und/oder der Versatz der Einbaustücke der Walzen des jeweiligen Paares in Walzrichtung, entweder auf der Bedienseite oder der Antriebseite des Walzgerüstes. Weitere Beispiele für die Walzgerüst-Kenngröße sind:
    • Die Axialkräfte auf die beiden Walzen eines jeweiligen Walzenpaares, und/oder
    • Ein Reibwert, der die Reibung der Einbaustücke des Walzenpaares bei einer Vertikalbewegung in den Ständern des Walzgerüstes repräsentiert.
  • Alle genannten Walzgerüst-Kenngrößen eignen sich sowohl einzeln wie auch in mathematischer bzw. physikalischer Kombination als Walzgerüst-Kenngröße. Wichtig ist, dass bei jedem Durchlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei den beiden Walzenpaaren jeweils dieselbe Walzgerüst-Kenngröße oder dieselbe Kombination von Walzgerüst-Kenngrößen verwendet wird.
  • Vorzugsweise werden die Walzgerüst-Kenngrößen nicht nur jeweils zu einem bestimmten Zeitpunkt ermittelt, sondern handelt es sich bei den Kenngrößen um Mittelwerte, die den zeitlichen Verlauf der Walzgerüst-Kenngröße während eines oder mehrerer Zeitintervalle, d.h. während Walzen-Einsatzzeiten, repräsentieren.
  • Die Erfassung der Walzgerüst-Kenngröße während eines oder mehrerer Zeitintervalle ermöglicht es vorteilhafterweise, dass die Historie der Walzgerüst-Kenngröße interpretierbar wird. Dies hat den Vorteil, dass eine allmähliche Verschlechterung einer Walzgerüst-Kenngröße auf einen mit der Zeit fortschreitenden Verschleiß zurückzuführen ist, während eine abrupte Änderung einen plötzlich eintretenden Schaden oder eine fehlerhaft durchgeführte Instandhaltungsmaßnahme nahelegt. Die Ursache eines schlechten Gerüstzustandes kann somit treffsicherer identifiziert und eine geeignete Abhilfemaßnahme schnell definiert und umgesetzt werden. Lange Fehlersuchzeiten, während derer ein schlechterer Walzgerüstzustand nicht abgestellt werden kann und die Produktion qualitativ geringwertiger Bänder nach sich zieht, werden vermieden.
  • Bei den Walzen eines jeweiligen Walzenpaares handelt es sich typischerweise um eine Arbeitswalze und eine zugeordnete die Arbeitswalze abstützende Stützwalze. Eine derartige Walzenpaarung ist jedoch nicht zwingend; vielmehr bezieht sich der Begriff Walzenpaar grundsätzlich auf beliebige Walzen-Paarungen in einem Walzgerüst.
  • Die erfindungsgemäßen Walzpaare können entweder als obere Walzenpaare, d.h. oberhalb des zu walzenden Walzengutes, oder als untere Walzenpaare, d.h. auf der Unterseite des zu walzenden Walzgutes in dem Walzgerüst eingebaut sein. Entscheidend ist lediglich, dass für die Paare, die bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gegeneinander ausgetauscht werden, jeweils an die gleiche Position in dem Walzgerüst eingesetzt werden; dies ist deshalb erforderlich, damit die Prozessdaten, die bei den beiden Einsatzzeiten der beiden Walzenpaare in dem Walzgerüst ermittelt werden, objektiv miteinander vergleichbar sind.
  • Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird schließlich durch das Computerprogramm gemäß Anspruch 16 gelöst. Die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Computerprogramm und dessen Ablauf in einem Computer ermöglichen vorteilhafterweise die Automation des erfindungsgemäßen Verfahrens. Mit der Automation entfallen langwierige manuelle Sucharbeiten und eine Fehlerdiagnose kann vorteilhafterweise schnell und effizient durchgeführt werden.
  • Ansonsten entsprechen die Vorteile des Computerprogramms den oben mit Bezug auf das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen.
  • Der Beschreibung sind insgesamt 6 Figuren beigefügt, wobei
    • Figur 1 ein typisches Walzgerüst zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
    • Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines Walzenpaares mit verschränkten Walzen;
    • Figur 3 den zeitlichen Verlauf einer Walzgerüst-Kenngröße für verschiedene Walzenpaare während verschiedener Walzeneinsatzzeiten;
    • Figuren 4a - 4d vier mögliche Konstellationen für eine Walzgerüst-Kenngröße bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für zwei Walzenpaare;
    • Figuren 5a + 5b zwei Konstellationen für die Walzgerüst-Kenngröße K bei wiederholter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für zwei Walzenpaare; und
    • Figuren 6a und 6b zwei alternative Konstellationen für die Figuren 5a und 5b für zwei andere Walzenpaare
      zeigt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Figur 1 zeigt ein klassisches Walzgerüst 100, wie es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens auf seinen Zustand bzw. seine Tauglichkeit hin untersucht werden kann. Ein solches Walzgerüst besteht aus zwei gegenüberstehenden Walzenständern 110, wobei einer dieser Walzenständer die Antriebsseite und der gegenüberstehende Walzenständer die Bedienseite des Walzgerüstes repräsentiert. Jeder der beiden Walzenständer 110 hat ein Ständerfenster, in dem die Walzen 1 und A, B mit ihren Walzenzapfen in Einbaustücken E1 - E4 drehbar gelagert sind. Die Einbaustücke entsprechen den Lagergehäusen, in denen die Walzen mit ihren Zapfen drehbar gelagert sind. Die Walzen 1 bezeichnen die sogenannten Arbeitswalzen. Die Arbeitswalzen sind beabstandet zueinander gelagert und spannen mit ihrem Abstand einen Walzspalt auf. Beim Hindurchtreten durch den Walzspalt wird das Walzgut 20 gewalzt; die obere und die untere Arbeitswalze verrichten dann Walzarbeit an dem Walzgut 20. Die Arbeitswalzen 1 werden jeweils durch Stützwalzen A, B abgestützt. In der Figur 1 ist ein oberes Walzenpaar bestehend aus einer oberen Stützwalze und einer oberen Arbeitswalze sowie ein unteres Walzenpaar bestehend aus einer unteren Arbeitswalze und unteren Stützwalze zu erkennen. Während des Walzbetriebs wird in Richtung der gezeigten Pfeile jeweils eine Walzkraft auf die Einbaustücke und über die Einbaustücke auf die Walzen und über die Walzen auf das Walzgut 20 übertragen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zielt darauf ab, den Zustand des Walzgerüstes und der Walzen zu überwachen und mögliche Fehler frühzeitig zu erkennen, um sie dann möglichst schnell beheben zu können. Mögliche Fehler sind beispielsweise unerwünschte Schräglagen der Walzen eines Walzenpaares oder ein zu hoher Reibwert bei der vertikalen Bewegung der Einbaustücke in den Walzenständern.
  • Figur 2 veranschaulicht das erstgenannte Problem: Zu erkennen ist der unerwünschte Schränkungswinkel α zwischen einer Arbeitswalze 1 und einer darüber angeordneten Stützwalze A, die zusammen ein oberes Walzenpaar bilden. Alternativ zu dem Schränkungswinkel α kann der gezeigte Versatz zwischen den beiden Walzen auch über den Versatz der beteiligten Einbaustücke auf der Bedienseite oder auf der Antriebsseite definiert werden; dann wird er als Einbaustückversatz Δx bezeichnet.
  • Die beiden genannten Problemfälle, nämlich Walzenversatz und zu hoher Reibwert, sind Beispiele für die Walzgerüst-Kenngröße, wie sie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgewertet wird. Grundlage für das erfindungsgemäße Verfahren ist die Erfassung dieser Walzgerüst-Kenngrößen K im Grenzfall zu jeweils einem Zeitpunkt, typischerweise und vorzugsweise jedoch während eines oder mehrerer Zeitintervalle.
  • Figur 3 zeigt ein Beispiel für die Erfassung des zeitlichen Verlaufs der Walzgerüst-Kenngröße "Einbaustückversatz in mm" für unterschiedliche Walzenpaare, jeweils eingesetzt in dasselbe Walzgerüst zu jeweils unterschiedlichen Walzenpaar-Einsatzzeiten. In Figur 3 ist der (Ein-)Baustückversatz über die Zeit aufgetragen. Jede in Figur 3 gezeigte Spalte repräsentiert eine bestimmte Walzenpaar-Einsatzzeit für ein bestimmtes Walzenpaar, welches durch die zwei dreistelligen Nummern links oben in jeder Spalte identifiziert ist. Insbesondere ist zu erkennen, dass ein erstes Walzenpaar mit den Walzen 252+218 und ein zweites Walzenpaar mit den Walzen 247+239 zeitlich abwechselnd in demselben Walzgerüst eingesetzt wurden. Anstelle die Walzgerüst-Kenngröße für die beiden Walzenpaare nur zu einem bestimmten Zeitpunkt zu betrachten, ist es empfehlenswert, den zeitlichen Verlauf der Walzgerüst-Kenngröße während einer jeweiligen Walzenpaar-Einsatzzeitdauer t1, t2, in Figur 3 repräsentiert durch jeweils eine Spalte, zu betrachten. Noch besser ist jedoch die Betrachtung derselben Walzgerüst-Kenngröße über einen noch größeren Zeitraum; zu diesem Zweck können dann mehrere Spalten in Figur 3, die jeweils für dasselbe Walzenpaar gelten, zu einer längeren Walzenpaar-Einsatzzeit zusammengefasst und ausgewertet werden. Für das erfindungsgemäße Verfahren empfiehlt sich beispielsweise die Verwendung eines arithmetischen Mittels für die Walzgerüst-Kenngröße über die mehr oder weniger lange Walzenpaar-Einsatzzeit. Die beiden in Figur 3 in jeder Spalte gezeigten und übereinander angeordneten zeitlichen Verläufe gelten für das obere Walzenpaar und das untere Walzenpaar in dem Walzgerüst.
  • Nach der Erläuterung der notwendigen Grundlagen anhand der Figuren 1-3 erfolgt nun die Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die Figuren 4 bis 6.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Überwachen des Zustandes des Walzgerüstes 100 zum Walzen von Walzgut 20 umfasst folgende Schritte:
    1. a) Betreiben des Walzgerüstes 100 in einem Walzbetrieb mit einem ersten Walzenpaar A1 und Ermitteln von Prozessdaten für das erste Walzenpaar während mindestens einer ersten Walzenpaar-Einsatzzeit t1 während des Walzbetriebs. In dem Bezugszeichen A1 bezeichnet A beispielsweise eine Stützwalze und 1 eine Arbeitswalze; siehe Fig. 1
    2. b) Danach wird dasselbe Walzgerüst mit einem zweiten Walzenpaar B1 anstelle des ersten Walzenpaares A1 betrieben und es werden Prozessdaten für das zweite Walzenpaar B1 während mindestens einer zweiten Walzenpaar-Einsatzzeit t2 während des Walzbetriebs ermittelt. Das zweite Walzenpaar hat mit dem ersten Walzenpaar A1 die Walze 1 gemeinsam und darüber hinaus hat jedes der beiden Walzenpaare jeweils eine unterschiedliche Walze A, B. In dem Bezugszeichen B1 bezeichnet B beispielsweise eine Stützwalze und 1 eine Arbeitswalze; siehe Fig. 1
    3. c) In einem nächsten Schritt c) werden die walzenpaarabhängigen Walzgerüst-Kenngrößen K1, K2 jeweils für das erste Walzenpaar A1 und für das zweite Walzenpaar B1 ermittelt, jeweils auf Basis von Prozessdaten.
    4. d) Schließlich sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass in einem weiteren Schritt d) die Walzenpaarabhängigen Kenngrößen K1, K2 für das erste und das zweite Walzenpaar A1, B1 ausgewertet werden im Hinblick darauf, ob entweder eine der unterschiedlichen Walzen A, B der beiden Walzenpaare oder ob die gemeinsame Walze 1 und/oder das Walzgerüst selber problembehaftet sind. Diese Auswertung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 erläutert:
  • Rein logisch betrachtet gibt es bei der Auswertung von zwei Walzgerüst-Kenngrößen K1, K2 für zwei Walzenpaare A1, B1 während unterschiedlicher Walzenpaar-Einsatzzeiten t1, t2 vier mögliche Fallkonstellationen, die in den Figuren 4a - 4d veranschaulicht sind.
  • Figur 4a zeigt eine erste Konstellation, bei der die Walzgerüst-Kenngröße K1 für das erste Walzenpaar A1 innerhalb und die Walzgerüst-Kenngröße K2 für das zweite Walzenpaar B1 außerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs W liegt. Der Wertebereich W ist in Figur 4a als oberhalb eines vorgegebenen unteren Schwellenwertes Su und unterhalb eines oberen Schwellenwertes So markiert. Bei dieser Fallkonstellation kann typischerweise die Stützwalze A als fehlerbehaftet identifiziert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht dann in einem nachfolgenden Verfahrensschritt vor, dass geeignete Maßnahmen getroffen werden, um die entsprechende Walzgerüst-Kenngröße K1 positiv zu beeinflussen. Handelt es sich bei Walzgerüst-Kenngröße K1 beispielsweise um den Schränkungswinkel, so kann diesem in der Regel durch eine Unterlegung oder Erneuerung von Verschleißplatten an den Einbaustücken der Stützwalze A abgeholfen werden, so dass der Schränkungswinkel wieder hin zum Ziel 0 verringert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Identifikation der Stützwalze A als problembehaftet zu einem sehr frühen Zeitpunkt, zu dem in der Regel noch keine Qualitäts-relevanten Nachteile in dem Walzgut oder im Walzprozess eingetreten sind und zu dem in der Regel auch noch keine Bauteilschäden am Walzgerüst eingetreten sind, die ansonsten zu längeren Stillstandszeiten des Walzgerüstes führen würden. Weil hier genau die Stützwalze A als fehlerbehaftet identifiziert wurde, kann gleichzeitig ein Fehler an der Stützwalze B des zweiten Walzenpaares oder an den Arbeitswalzen der beiden Walzenpaare oder an dem Walzgerüst ausgeschlossen werden. An diesen Objekten braucht deshalb auch keine Fehlersuche vorgenommen zu werden, die ansonsten ebenfalls eine unerwünschte Stillstandszeit des Walzgerüstes zur Folge hätte.
  • Wenn der Wertebereich W nicht wie in Figur 4a, sondern komplementär dazu definiert worden wäre, dann wäre auch die Stützwalze A als fehlerhaft identifiziert worden, weil die Walzgerüst-Kenngröße K in diesem Fall außerhalb des Wertebereichs gelegen hätte. Insofern kommt es bei der Auswertung der Walzgerüst-Kenngröße K stets auf die Definition des Wertebereiches an. Sie kann auch, wie ein Beispiel veranschaulicht, umgekehrt zu der ursprünglichen Definition erfolgen.
  • Figur 4b zeigt eine zweite mögliche Konstellation für die Werte K1, K2 der Walzgerüst-Kenngröße K für die beiden Walzenpaare A1 und B1. Diese zweite Konstellation ist analog zu der ersten Konstellation gemäß 4a zu werten mit dem Ergebnis, dass hier die Stützwalze B als problembehaftet identifiziert werden kann. Die Aussagen für die Stützwalze A und zu geeigneten Gegenmaßnahmen gelten jetzt hierfür die Stützwalze B analog.
  • Figur 4c zeigt eine dritte mögliche Konstellation für die Walzgerüst-Kenngröße K für die beiden Walzenpaare A1 und B1, jeweils erfasst während der Walzenpaar-Einsatzzeiten t1 und t2. Bei dieser dritten Konstellation kann festgestellt werden, dass sowohl die Walzgerüst-Kenngröße K1 für das erste Walzenpaar A1 und auch die Walzgerüst-Kenngröße K2 für das zweite Walzenpaar B1 jeweils außerhalb des vorgegebenen Wertebereichs W liegen. Konkret haben die beiden Kenngrößen K1, K2 keine signifikante Ausprägung, sie sind vielmehr im Wesentlichen beide Null. Das bedeutet, dass weder eine der beteiligten Walzen A1, B1 des ersten oder des zweiten Walzgerüstes noch das Walzgerüst selbst problembehaftet sind. Deshalb sind in diesem Fall auch keine Gegenmaßnahmen erforderlich.
  • Figur 4d zeigt schließlich eine weitere Konstellation für die mögliche Ausprägung der ersten beiden Walzgerüst-Kenngröße K1 und für die zweite Walzgerüst-Kenngröße K2. Bei der in Fig. 4d gezeigten Konstellation liegen die beiden Walzgerüst-Kenngrößen K1, K2 innerhalb eines definierten Wertebereiches W. Diese Konstellation lässt das Ergebnis zu, dass entweder die gemeinsame Walze 1 oder das Walzgerüst problembehaftet sind.
  • Um in diesem Fall die Ursache für das Walzproblem genauer eingrenzen zu können, bedarf es der Wiederholung des erfindungsgemäßen Verfahrens, nun allerdings für eines der beiden zuvor benutzten Walzenpaare A1 oder B1, jeweils in Kombination mit einem neuen Walzenpaar. Wichtig ist, dass die beiden neuen Walzenpaare fehlerfrei sind. Dieses Vorgehen wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 5a und 5b oder auf die Figuren 6a und 6b näher erläutert.
  • Die Figuren 5a und 5b zeigen eine erste Möglichkeit zur weiteren Eingrenzung des fehlerhaften Objektes, in dem das erfindungsgemäße Verfahren mit dem Walzenpaar A1 und einem neuen dritten Walzenpaar A2 wiederholt wird. Das dritte Walzenpaar A2 besteht zum einen aus der unterschiedlichen Walze A der vorherigen Walzenpaarung A1, B1 und aus einer dritten Walze 2, die weder Teil des ersten noch des zweiten Walzenpaares war. Für das erste Walzenpaar A1 und das so gebildete dritte Walzenpaar A2 werden dann die Verfahrensschritte a) bis d) des erfindungsgemäßen Verfahrens wiederholt. Im Endergebnis können dann die in den Figuren 5a) und 5b) gezeigten Konstellationen für die Walzenpaarabhängigen Walzgerüst-Kenngrößen K1 und K3 resultieren. In den Kenngrößen K1, K3 bezeichnen 1 und 3 das erste und das dritte Walzenpaar. Die Auswertung der Figur 5a erfolgt analog zu der Auswertung von Figur 4a mit dem Ergebnis, dass hier die Arbeitswalze 1 als problembehaftet identifiziert werden kann, wenn deren Walzgerüst-Kenngröße K1 innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs >0 liegt und wenn gleichzeitig die Walzgerüst-Kenngröße K3 für das dritte Walzenpaar außerhalb des Wertebereichs Nahe Null liegt. Die unterschiedlichen Zeitpunkte bzw. Zeitintervalle während derer die für die Ermittlung der Walzgerüst-Kenngrößen K1 und K3 ermittelten Prozessdaten gesammelt wurden, sind in Figur 5a mit den Bezugszeichen t3 und t4 bezeichnet.
  • Figur 5b zeigt eine alternativ mögliche Konfiguration beim Durchlaufen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem ersten Walzenpaar A1 und dem dritten Walzenpaar A2. Bei dieser Konstellation liegen die beiden Kenngrößen K1 und K3 beide innerhalb des vorgegebenen Wertebereichs W. Daraus kann der Schluss gezogen werden, dass die Ursache für ein erkanntes Walzenproblem nicht in einer der Walzen, sondern im Walzgerüst selbst liegt. In diesem Fall sind Maßnahmen zu ergreifen, die die zugehörigen Walzgerüst-Kenngrößen K1 und K3 und somit den Gerüstzustand positiv beeinflussen. Sollte in diesem Fall als Walzgerüst-Kenngröße der Schränkungswinkel ausgewertet worden sein, so kann dem problembehafteten Walzgerüst bereits dadurch abgeholfen werden, dass eine Unterlegung oder eine Erneuerung von Ständerverschleißplatten erfolgt. Hierzu ist in der Regel zusätzlich eine Gerüstvermessung erforderlich. Sowohl für das Treffen der Abhilfemaßnahmen als auch für die eventuell zusätzlich erforderliche Gerüstvermessung ist mit einer Stillstandszeit des Walzgerüsts zu rechnen.
  • Die Figuren 6a und 6b zeigen eine zweite alternative Vorgehensweise zur Eingrenzung von entweder der Arbeitswalze oder dem Walzgerüst als problembehaftet. Diese zweite Methode unterscheidet sich von der ersten Alternative, wie sie in den Figuren 5a und 5b gezeigt ist, lediglich in der Wahl der beiden Walzenpaare, mit dem die Wiederholung des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt wird. Die zweite Alternative sieht konkret vor, nicht das erste, sondern das zweite Walzenpaar B1 im Vergleich zu einem vierten Walzenpaar B4 zu betrachten, bestehend aus der unterschiedlichen Walze B, des zweiten Walzenpaares B1 und einer vierten Walze 4, die weder Teil des ersten noch des zweiten Walzenpaares war. Die Auswertung der Figur 6a ergibt analog zu der Figur 5a das Ergebnis, dass hier ebenfalls die Arbeitswalze 1 und nicht das Walzgerüst als problembehaftet identifiziert wird. Analog liefert die Auswertung 6b das Ergebnis, dass nicht die Arbeitswalze 1, sondern das Walzgerüst problembehaftet ist. Bezüglich der geeigneten Gegenmaßnahmen wird auf die vorhergehenden Ausführungen verwiesen.
  • Als walzenpaarabhängige Walzgerüst-Kenngrößen können verschiedene physikalischen Größen in Betracht kommen, auch in Kombination. Der Schränkungswinkel α als Walzgerüst-Kenngröße wurde oben bereits ausführlich erwähnt. Dasselbe gilt für den Einbaustück-Versatz Δx, der ebenfalls die Schränkung der beiden Walzen eines Walzenpaares repräsentiert. Darüber hinaus können auch die Axialkräfte auf die beiden Walzen des jeweiligen Walzenpaares als Kenngröße herangezogen werden. Schließlich sei der Reibwert als Walzgerüst-Kenngröße erwähnt, der die Reibung der Einbaustücke des Walzenpaares bei einer Vertikalbewegung innerhalb des Walzenständers repräsentiert.
  • Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erwähnten Prozessdaten werden jeweils für die beteiligten Walzenpaare während des Walzbetriebs ermittelt. Wenn eine Walzgerüst-Kenngröße direkt gemessen werden kann, wie beispielsweise der Versatz der Einbaustücke oder die Größe der Axialkräfte, dann sind die Prozessdaten gleichbedeutend mit den Walzgerüst-Kenngrößen. Allerdings kann eine Walzgerüst-Kenngröße auch aus gemessenen Prozessdaten abgeleitet sein: So kann beispielsweise der Schränkungswinkel α als Walzgerüst-Kenngröße aus den direkt gemessenen Axialkräften mit Hilfe physikalischer Berechnungen abgeleitet werden.
  • Reibkräfte können im Walzgerüst zwischen bewegten Komponenten, beispielsweise zwischen dem Walzenständer 110 und den Einbaustücken E1 bis E4 der Walzen, auftreten. Sind diese Reibkräfte zu groß, so werden Regelungen beeinträchtigt und es besteht die Gefahr, dass das Walzgut mit reduzierter Qualität produziert wird. Ein Gerüstassistent schätzt die Reibung im Walzgerüst während Be- und Entlastungsvorgängen ab, die nach dem Einsetzen der Walzen üblicherweise auftreten. Dabei kann - getrennt für den antriebs- und bedienseitigem Ständer - die Reibung am oberen und unteren Walzenpaar aufgelöst werden. Die Ergebnisse werden dabei über der Zeit aufgetragen, analog wie es in Figur 3 für die Walzgerüst-Kenngröße Versatz von Einbaustücken erfolgt war. Eine Entwicklung der Reibkräfte über der Zeit kann auf diese Weise erkannt werden. Vergleichbar mit dem Schränkungswinkel ist bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wie in den Figuren 4-6 veranschaulicht, eine Zuordnung der unerwünschten Reibkräfte zu den Walzen, mit denen sie ermittelt wurden, möglich.
  • Wird mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ein zu hoher Reibwert festgestellt, so sind als Abhilfemaßnahme die Verschleißplatten des zugehörigen Einbaustückes zu untersuchen und gegebenenfalls zu erneuern. Ist mindestens eines der Einbaustücke zu breit, kann es in dem Ständerfenster klemmen und ursächlich für die festgestellte Reibung sein. Der entsprechende Abstand bzw. die Breite muss dann vorschriftsmäßig verringert werden. Wird dagegen die Ursache eines zu hohen Reibwertes nach Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dem Walzgerüst zugeordnet, sind alle in Vertikalbewegungen eingebundenen Elemente, d.h. zum Beispiel Balancierungen und Biegezylinder, hinsichtlich reibungsarmer Funktion zu kontrollieren und, falls erforderlich, instand zu setzen. Ein Festklemmen von Einbaustücken in den Ständerfenstern, in denen Walzen drehbar gelagert sind, durch ein zu enges Ständerfenster ist abzustellen. Falls erforderlich müssen auch hier wieder Verschleißplatten bearbeitet oder ausgetauscht werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 100
    Walzgerüst
    1
    Walze
    2
    Walze
    20
    Walzgut
    A
    Walze
    A1
    Walzenpaar
    A2
    Walzenpaar
    B
    Walze
    B1
    Walzenpaar
    B4
    Walzenpaar
    E1-E4
    Einbaustücke
    K
    Walzgerüst-Kenngröße
    t1
    Walzenpaar-Einsatzzeit
    t2
    Walzenpaar-Einsatzzeit
    α
    Schränkungswinkel
    Δx
    Versatz von zwei Einbaustücken
    So
    oberer Schwellenwert
    Su
    unterer Schwellenwert
    W
    Wertebereich

Claims (16)

  1. Verfahren zum Überwachen des Zustands eines Walzgerüstes (100) zum Walzen von Walzgut (20) mit folgenden Schritten:
    a) Betreiben des Walzgerüstes in einem Walzbetrieb mit einem ersten Walzenpaar (A1) und Ermitteln von Prozessdaten für das erste Walzenpaar (A1) während mindestens einer ersten Walzenpaar-Einsatzzeit (t1) während des Walzbetriebs; gekennzeichnet durch
    b) Betreiben des Walzgerüstes in einem Walzbetrieb mit einem zweiten Walzenpaar (B1) anstelle des ersten Walzenpaares (A1) und Ermitteln von Prozessdaten für das zweite Walzenpaar (B1) während mindestens einer zweiten Walzenpaar-Einsatzzeit (t2) während des Walzbetriebs, wobei das erste und das zweite Walzenpaar eine gemeinsame Walze (1) und jeweils eine unterschiedliche Walze (A, B) aufweisen;
    c) Ermitteln mindestens einer Walzenpaarabhängigen Walzgerüst-Kenngröße (K1, K2) jeweils für das erste Walzenpaar (A1) und für das zweite Walzenpaar (B1), jeweils auf Basis der Prozessdaten; und
    d) Auswerten der walzenpaarabhängigen Walzgerüst-Kenngrößen (K1, K2) für das erste und für das zweite Walzenpaar (A1, B1) im Hinblick darauf, ob entweder eine der unterschiedlichen Walzen (A, B) der beiden Walzenpaare oder ob die gemeinsame Walze (1) und/oder das Walzgerüst (100) problembehaftet sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch
    d1) Feststellen, dass die unterschiedliche Walze (A) des ersten Walzenpaares (A1) problembehaftet ist, wenn beim Auswerten festgestellt wird, dass die Walzgerüst-Kenngröße (K1) für das erste Walzenpaar (A1) innerhalb und die Walzgerüst-Kenngröße (K2) für das zweite Walzenpaar (B1) außerhalb eines vorgegebenen Wertebereiches liegt, oder umgekehrt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch
    d2) Feststellen, dass die unterschiedliche Walze (B) des zweiten Walzenpaares (B1) problembehaftet ist, wenn beim Auswerten festgestellt wird, dass die Walzgerüst-Kenngröße (K1) für das erste Walzenpaar (A1) außerhalb und die Walzgerüst-Kenngröße (K2) für das zweite Walzenpaar (B1) innerhalb eines vorgegebenen Wertebereiches liegt, oder umgekehrt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch
    d3) Feststellen, dass weder eine der Walzen (A, B, 1) des ersten und des zweiten Walzgerüstes noch das Walzgerüst (100) problembehaftet ist, wenn beim Auswerten festgestellt wird, dass die Walzgerüst-Kenngröße (K1) für das erste Walzenpaar (A1) und die Walzgerüst-Kenngröße (K2) für das zweite Walzenpaar (B1) jeweils außerhalb oder innerhalb eines vorgegebenen Wertebereiches liegen.
  5. Verfahren nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch
    d4) Feststellen, dass die gemeinsame Walze (1) oder das Walzgerüst (100) problembehaftet ist, wenn beim Auswerten festgestellt wird, dass die Walzgerüst-Kenngröße (K1) für das erste Walzenpaar (A1) und die Walzgerüst-Kenngröße (K2) für das zweite Walzenpaar (B1) jeweils innerhalb oder außerhalb eines vorgegebenen Wertebereiches liegen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    gekennzeichnet durch
    Zusammenstellen eines dritten Walzenpaares (A2) aus der unterschiedlichen Walze (A) des ersten Walzenpaares (A1) und einer dritten Walze (2), die weder Teil des ersten noch des zweiten Walzenpaares ist;
    - Wiederholen der Schritte a) bis d) für das erste und das dritte Walzenpaar (A1, A2) analog, und
    - Feststellen, dass die gemeinsame Walze (1) des ersten und des zweiten Walzenpaares (A1, B1) problembehaftet ist, wenn die Walzgerüst-Kenngröße (K1) für das erste Walzenpaar (A1) innerhalb eines vorgegebenen Wertebereiches liegt und die Walzgerüst-Kenngröße (K3) für das dritte Walzenpaar (A2) außerhalb des Wertebereiches liegt oder umgekehrt; oder
    - Feststellen, dass das Walzgerüst problembehaftet ist, wenn die Walzgerüst-Kenngröße (K1) für das erste Walzenpaar (A1) und die Walzgerüst-Kenngröße (K3) für das dritte Walzenpaar (A2) jeweils innerhalb des Wertebereiches liegen, oder umgekehrt außerhalb.
  7. Verfahren nach Anspruch 5,
    gekennzeichnet durch
    Zusammenstellen eines vierten Walzenpaares (B4) aus der unterschiedlichen Walze (B) des zweiten Walzenpaares (B1) und einer vierten Walze (4), die weder Teil des ersten noch des zweiten Walzenpaares ist;
    - Wiederholen der Schritte a) bis d) für das zweite und das vierte Walzenpaar (B1, B4) analog; und
    - Feststellen, dass die gemeinsame Walze (1) des ersten und des zweiten Walzenpaares (A1, B1) problembehaftet ist, wenn die Walzgerüst-Kenngröße (K2) für das zweite Walzenpaar (B1) innerhalb eines vorgegebenen Wertebereiches und die Walzgerüst-Kenngröße (K4) für das vierte Walzenpaar (B4) außerhalb des Wertebereich liegt, oder umgekehrt;
    oder
    - Feststellen, dass das Walzgerüst problembehaftet ist, wenn die Walzgerüst-Kenngröße (K2) für das zweite Walzenpaar (B1) und die Walzgerüst-Kenngröße (K4) für das vierte Walzenpaar (B4) jeweils innerhalb des Wertebereiches liegen, oder umgekehrt außerhalb.
  8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass es sich bei der walzenpaarabhängigen Walzgerüst-Kenngröße (K) um den Schränkungswinkel (α) zwischen den beiden Walzen des jeweiligen Walzenpaares handelt; und /oder
    dass zumindest einzelne der Walzen von mindestens einem der Walzenpaare mit ihren Walzenzapfen in Einbaustücken (E1-E4) in den Walzenständern (110) des Walzgerüstes (100) drehbar gelagert sind, und
    dass die walzenpaarabhängige Walzgerüst-Kenngröße (K) einen Versatz (Δx) der Einbaustücke (E1-E2; E3-E4) der beiden Walzen des jeweiligen Walzenpaares relativ zueinander in Walzrichtung auf der Antriebs- oder der Bedienseite des Walzgerüstes (100) repräsentiert.
  9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest einzelne der Walzen von mindestens einem der Walzenpaare mit ihren Walzenzapfen in Einbaustücken (E1-E4) in den Walzenständern (110) des Walzgerüstes (100) drehbar gelagert sind; und dass es sich bei der walzenpaarabhängigen Walzgerüst-Kenngröße (K) um einen Reibwert handelt, der die Reibung der Einbaustücke (E1-E2; E3-E4) des Walzenpaares bei einer Vertikalbewegung in den Walzenständern (110) repräsentiert.
  10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die walzenpaarabhängige Walzgerüst-Kenngröße (K) die Axialkräfte auf die beiden Walzen (1,A) des jeweiligen Walzenpaares (A1) repräsentiert.
  11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Walzenpaar-Einsatzzeit (t1, t2, t3, t4) ein Zeitintervall während des Walzbetrieb des Walzgerüstes (100) meint, wobei das Zeitintervall auch infinitesimal kurz und auf einen Zeitpunkt reduziert sein kann.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass es sich bei mindestens einer der walzenpaarabhängigen Walzgerüst-Kenngrößen (K) um einen Wert handelt, der den zeitlichen Verlauf der Walzgerüst-Kenngröße (K) während eines oder mehrerer der Zeitintervalle repräsentiert, zum Beispiel in Form eines Mittelwertes.
  13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass es sich bei den Walzen von zumindest einem der Walzenpaare um eine Arbeitswalze (1, 2) und eine die Arbeitswalze abstützenden Stützwalze (A, B) handelt.
  14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass es sich bei dem ersten, zweiten, dritten und vierten Walzenpaar (A1, B1, A2, B4) jeweils um das obere Walzenpaar in dem Walzgerüst handelt; oder
    dass es sich bei dem ersten, zweiten, dritten und vierten Walzenpaar (A1, B1, A2, B4) jeweils um das untere Walzenpaar in dem Walzgerüst handelt.
  15. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    gekennzeichnet durch
    Schritt e): Ausgeben des Ergebnisses der Auswertung, vorzugsweise in visualisierter Form; und/oder
    Ausgeben von einer Handlungsempfehlung, nachdem eine der Walzen eines der Walzenpaare oder das Walzgerüst bei der vorangegangenen Auswertung als problembehaftet identifiziert wurde.
  16. Compterprogrammprodukt, das direkt in den Speicher eines digitalen Comupters geladen werden kann, und das Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte gemäß dem Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf dem Computer abläuft.
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