EP4574288A1 - Modellprädiktive einstellung der thermischen balligkeit einer walze eines walzgerüsts - Google Patents

Modellprädiktive einstellung der thermischen balligkeit einer walze eines walzgerüsts Download PDF

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EP4574288A1
EP4574288A1 EP23218669.2A EP23218669A EP4574288A1 EP 4574288 A1 EP4574288 A1 EP 4574288A1 EP 23218669 A EP23218669 A EP 23218669A EP 4574288 A1 EP4574288 A1 EP 4574288A1
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EP
European Patent Office
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rolling
control
cooling
control device
stand
Prior art date
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Pending
Application number
EP23218669.2A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Kurz
Marco Miele
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Primetals Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Germany GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Germany GmbH filed Critical Primetals Technologies Germany GmbH
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Priority to PCT/EP2024/087155 priority patent/WO2025132615A1/de
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Pending legal-status Critical Current

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    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/40—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using axial shifting of the rolls

Definitions

  • the present invention further relates to a control program for a control device for controlling a rolling mill having at least one rolling stand for rolling a flat rolled metal stock, wherein the control program comprises machine code which can be directly processed by the control device, wherein the processing of the machine code by the control device causes the control device to carry out such a control method.
  • the present invention further relates to a control device for controlling a rolling mill having at least one rolling stand for rolling a flat rolled metal stock, wherein the control device is programmed with such a control program, so that the control device executes such a control method during operation.
  • the contour i.e., the thickness distribution across the width of the rolled stock, is an important quality characteristic of a flat rolled stock such as heavy plate and especially strip.
  • the contour is influenced by many factors in the rolling process, such as roll deflection, which occurs due to the rolling force acting during rolling of the rolled stock.
  • Other factors include roll flattening, roll grinding, and roll crown caused by temperature and wear. The latter is commonly referred to as TWC (temperature-wear-crown) in technical circles.
  • the contour can be influenced by a number of actuators.
  • actuators include roll bending or—with appropriately ground rolls—the opposing axial displacement of the rolls, as well as a so-called pair crossing.
  • the resulting influence on the contour is generally close to a quadratic function.
  • Roll stands also usually have a cooling device for cooling the rolls, by means of which a cooling medium is applied to the rolls of the roll stand.
  • the coolant will be water or at least contain water as its main component. In the latter case, it can, for example, be a water-oil mixture.
  • other cooling media are also possible, for example, a dual-fluid cooling system, in which Water is atomized into air.
  • the cooling device usually affects at least the work rolls.
  • the cooling device In simple designs, the extent of cooling is not regulated; the cooling device is simply switched on. In other designs, the cooling device is segmented. In this case, the cooling device has, for example, several active devices, each controlled by its own valve and acting on a section of the rollers along the length of the bale. Alternatively, the cooling device can have several active devices, each acting along the entire length of the rollers, but in which the functional course of the cooling along the bale length differs from one active device to the next. For example, there can be three cooling beams, with one of the cooling beams providing essentially uniform cooling along the length of the bale, another cooling beam providing center-focused cooling along the length of the bale, and another cooling beam providing edge-focused cooling.
  • a cooling device with active devices in which one of the cooling beams effects essentially uniform cooling over the barrel length, another of the cooling beams effects center-weighted cooling over the barrel length and a further of the cooling beams effects edge-weighted cooling is offered, for example, by the applicant under the name Dynamic Work Roll Cooling.
  • the cooling beams mentioned are usually referred to as Basic-cooling, add1 and add2.
  • the object of the present invention is to create possibilities by means of which the roll gap profile and thus the contour and/or the flatness of the rolled stock can be influenced as positively as possible after rolling in the rolling mill.
  • control method having the features of claim 1.
  • Advantageous embodiments of the control method are the subject of dependent claims 2 to 10.
  • control device determines wear occurring on the rolls of the rolling stand as part of the optimization problem and takes this wear into account when determining the cooling control. This results in even better results.
  • the roll stand includes an actuator that acts on the chocks of the roll stand's rolls and whose control allows the roll gap profile of the roll stand to be adjusted across the entire barrel width.
  • the roll stand data may include an actuator control for the actuator. Possible actuators include roll bending, axial roll displacement, and a so-called pair crossing.
  • This criterion is not necessarily identical to the previously mentioned criterion. Identicalness only exists if the roll stand under consideration is the last roll stand in the rolling mill. Otherwise, this criterion can ensure that contour and/or flatness limits are maintained between the roll stand under consideration and the subsequent roll stand, thus avoiding problems during rolling in the subsequent roll stand.
  • a minimum adjustment speed of the respective active device is not undercut does not imply that the respective active device must be continuously adjusted.
  • the respective active device can therefore also be maintained at a certain setting. However, if a respective active device is adjusted, it will be adjusted at least at the minimum adjustment speed.
  • the minimum cooling effect and/or the maximum cooling effect depend on the rolling temperature of the rolls and/or the rolling temperature of the rolled material. This allows the boundary conditions to be adapted to the specific condition of the rolls of the rolling stand or the specific condition of the rolled material.
  • the recording period is identical to the rolling period.
  • the determination period also includes an additional period preceding the rolling period. This allows, for example, proactively influencing the cooling of the rolls during a rolling break before the rolling of the rolled stock. It is therefore possible to cool the rolls before the rolling of the rolled stock in such a way that the best possible result is achieved.
  • uniform cooling occurs along the length of the roller barrel.
  • the rollers are cooled location-dependently along the length of the roller barrel using the cooling device, and the extent of the location-dependent cooling is adjusted using the cooling control.
  • the profile, contour, and/or flatness of the rolled stock can be measured using conventional measuring instruments. Such measured values can be used to adapt the models used by the control system. Corresponding procedures are generally known. If the rolling of rear sections of the rolled stock has not yet been completed by the time the front sections of the rolled stock reach the measuring instruments, correction values for the cooling control and, if necessary, the actuator control can also be determined during rolling and fed to the cooling system or actuator.
  • the inertia of the cooling of the rolls of the rolling stand, if the actuator is present, is generally primarily influenced by the actuator control. Furthermore, instructions from the operator can also be taken into account for both controls during rolling. Such instructions are given priority.
  • control program having the features of claim 12.
  • processing of the machine code by the control device causes the control device to execute a control method according to the invention.
  • control device having the features of claim 13.
  • the control device is programmed with a control program according to the invention, so that the control device executes a control method according to the invention during operation.
  • the control device in a rolling mill of the type mentioned at the outset, is designed as a control device according to the invention and programmed with a control program according to the invention, so that the control device executes a control method according to the invention during operation.
  • the rolling stand preferably has an actuator that acts on chocks of rolls of the rolling stand and, by controlling which, a roll gap profile can be adjusted exclusively over the barrel length of the rolls.
  • the rolling stand preferably has a cooling device by means of which the rolls are cooled location-dependently over the barrel length of the rolls.
  • a rolling mill comprises a number of rolling stands 1. In a minimal configuration, only a single rolling stand 1 is present. As a rule, as shown in FIG 1 several rolling stands 1 are present.
  • a rolling stock 2 is rolled.
  • the rolling stock 2 usually passes through the rolling stands 1 sequentially, i.e. not reversing.
  • the rolling stock 2 is according to FIG 2 a flat rolled metal product, for example, a metal strip or a longer or shorter section of a metal strip.
  • the rolled product 2 has a rolled product width b.
  • the material of the rolled product 2 can be, for example, steel or aluminum.
  • the rolling mill is controlled by a control device 3.
  • the control device 3 is programmed with a control program 4.
  • the control program 4 includes machine code 5, which can be directly executed by the control device 3.
  • the programming of the control device 3 with the control program 4 or the execution of the machine code 5 by the control device 3 causes the control device 3 to execute a control method, which is explained in more detail below.
  • the control method is explained below in connection with a single rolling stand 1 of the rolling mill.
  • This rolling stand can be the frontmost rolling stand 1, the rearmost rolling stand 1, or a middle rolling stand 1 between the frontmost and rearmost rolling stands 1.
  • the control method can also be applied to several of the rolling stands 1.
  • the control method is explained below in connection with FIG 3 First, the structural design of the rolling stand 1 under consideration is explained, insofar as it is relevant in this case.
  • the rolling stand 1 has work rolls 6.
  • the rolling stock 2 is rolled between the work rolls 6.
  • the work rolls 6 are mounted in chocks 7.
  • the rolling stand 1 has (at least) one actuator 8, which acts on the chocks 7 and by whose control a roll gap profile can be adjusted exclusively over the entire barrel width - i.e. not just locally.
  • FIG 3 There are even two such actuators 8a, 8b.
  • One actuator 8a is a bending device by means of which the chocks 7 and, with them, the rolls 6, can be pressed apart.
  • the other actuator 8b is a sliding device by means of which the chocks 7 and, with them, the rolls 6, can be axially displaced in opposite directions to one another.
  • actuators 8 are also known to those skilled in the art which have the aforementioned properties, i.e., which influence the roll gap profile across the entire barrel width of the work rolls 6 by acting on the chocks 7.
  • the rolling stand 1 further comprises a cooling device 9.
  • the work rolls 6 are cooled by means of the cooling device 9.
  • the cooling device 9 is preferably designed such that the rolls 6 are cooled location-dependently over the barrel length by means of the cooling device 9.
  • the cooling device 9 comprises a plurality of individually controllable actuating devices 10.
  • an individually controllable valve 11 and/or an individually controllable pump 12 can be arranged upstream of the actuating devices 10.
  • the actuating devices 10 generally act on the rolls 6 by applying a liquid cooling medium 13 to the rolls 6.
  • the liquid cooling medium 13 is generally water or at least contains water as its main component.
  • other configurations of the actuating devices 10 are also conceivable.
  • the knitting devices 10 can each act locally on a single section of the rollers 6, viewed along the bale length.
  • multiple knitting devices 10 it is also possible for multiple knitting devices 10 to be present and for the cooling effect of the knitting devices 10 to extend over the entire bale length, but for the functional progression of the cooling effect to be different from one knitting device 10 to the next.
  • One such configuration is, for example, the applicant's aforementioned Dynamic Work Roll Cooling.
  • the control device 3 carries out the following control procedure:
  • a step S1 the control device 3 receives a time profile of rolling stock data D for a rolling period T1.
  • the rolling period T1 is according to FIG 5 the period of time - in the future - during which the rolling stock 2 is to be rolled in the rolling stand 1.
  • the respective rolling stock data D relate to the condition of the corresponding section 14i immediately before the rolling of the corresponding section 14i in the rolling stand 1.
  • the rolling stock data D can include, for example, the rolling stock width b, the thickness d, the temperature, the material strength, the contour and more of the corresponding section 14i. They can be specified individually for the individual sections 14i or uniformly for all sections 14i.
  • the control device 3 receives roll stand data D' of the roll stand 1.
  • the roll stand data D' can, for example, be specified to the control device 3 or determined by the control device 3 itself.
  • the roll stand data D' of a respective time t1 of the rolling period T1 describe the state of the roll stand 1 with which the roll stand 1 is to be operated at the respective time t1.
  • the roll stand data D' can include the setting, the rolling force, the roll gap in the middle of the roll stand 1, the roll gap profile across the width of the roll stand 1, the rolling force, and others.
  • the roll stand data D' also includes an actuator control x8.
  • the actuator control x8 is the control of actuator 8.
  • the control device 3 receives initial data D" of the rolling stand 1.
  • the initial data D" relate to the beginning of the determination period T2. They describe a state of rolls 6 of the rolling stand 1 at the beginning of the determination period T2.
  • the initial data D" of the rolling stand 1 can, in particular, comprise the thermal state of the rolls 6 at the beginning of a determination period T2.
  • the initial data D" can, if necessary, additionally comprise a wear state of the work rolls 6.
  • the determination period T2 comprises at least the rolling period T1. However, it can, according to FIG 5 additionally include an additional period T3 preceding the rolling period T1. In this case, the additional period T3 directly adjoins the rolling period T1.
  • the additional period T3 can also include additional rolling breaks and additional rolling periods.
  • the control device 3 sets up an optimization problem.
  • the optimization problem uses the rolling stock data D of the rolling stock 2 and the roll stand data D' of the roll stand 1 during the rolling period T1 and the initial data D" of the roll stand 1 at the beginning of the determination period T2 as input variables.
  • the optimization problem also includes the temporal profile of the control of the cooling device 9 as a variable to be determined.
  • the control of the cooling device 9 is referred to below as the cooling control and is provided with the reference symbol x9.
  • the temporal profile of the cooling control x9 is set by the control device 3 for the determination period T2.
  • the cost function for each time point ti can include the deviation of the resulting contour of the corresponding section 14i after rolling in the rolling mill.
  • the influence of the cooling control x9 on the final product, i.e., the rolled stock 2 after rolling of the rolled stock 2 in all rolling stands 1 of the rolling mill is considered.
  • the optimization objective is that the sections 14i of the rolled stock 2 have a predetermined target contour after rolling in the rolling mill (if possible).
  • the cost function for the times ti can include the deviation of the resulting contour of the corresponding section 14i after rolling in the rolling stand 1.
  • the influence of the cooling control x9 on an intermediate product, i.e., the rolling stock 2 immediately after rolling in the rolling stand 1, is considered.
  • the optimization objective includes ensuring that the sections 14i of the rolling stock 2 have a predetermined target contour after rolling in the rolling stand 1 (if possible).
  • the flatness of the rolled stock 2 can also be considered alternatively or in addition to the contour.
  • the individual criteria are included in the cost function. Typically, they are each included as summands.
  • the individual summands can be weighted with a respective weighting factor. It is possible for the cost function to contain only a single summand. In this case, the weighting factor can be omitted.
  • step S5 control device 3 solves the optimization problem applied in step S4. It thereby determines the temporal progression of the cooling control x9.
  • the optimization problem is solved in step S5 in such a way that the optimization goal is achieved as effectively as possible. Accordingly, control device 3 determines the temporal progression of the cooling control x9.
  • Models can be used that are typically used in the context of pass schedule calculations for rolling mills. For example, there are also models that not only determine and consider the so-called thermal crown of rolls 6, but also calculate the wear occurring on rolls 6 of roll stand 1. In this case, the optimizer can consider the wear when determining the cooling control x9.
  • a step S6 the control device 3 controls the cooling device 9 according to the determined cooling control x9.
  • the cooling device 9 is controlled during the entire determination period T2.
  • step S6 Due to the fact that in step S6, the cooling device 9 is to be controlled according to the cooling control x9 determined in step S5, steps S1 to S5 must be executed before the start of the determination period T2. In particular, step S5 must also be completed.
  • FIG 6 shows a modification of the approach of FIG 4 .
  • FIG 6 comprises steps S11 to S16.
  • the rolling stand 1 includes the actuator 8.
  • step S11 the control device 3 receives the time profile of rolling stock data D for the rolling period T1.
  • step S12 the roll stand data D' are made known to the control device 3.
  • step S13 the initial data D" are made known to the control device 3. Steps S11 to S13 correspond to steps S1 to S3 of FIG 4 . It is important, however, that the rolling stand data D does not include the actuator control x8.
  • step S14 the control device 3 sets up an optimization problem analogously to step S4.
  • the optimization problem uses the rolling stock data D of the rolling stock 2 and the rolling stand data D' of the rolling stock 1 during the rolling period T1 and the initial data D" of the rolling stand 1 at the beginning of the determination period T2 as input variables.
  • the optimization problem does not only use the time profile as a variable to be determined.
  • the control of the cooling device 9. Rather, the optimization problem also includes the actuator control x8 during the determination period T2 as a variable to be determined. The optimization problem is thus designed as a unified optimization problem.
  • step S15 the control device 3 solves the uniform optimization problem set in step S14.
  • the approach of step S15 corresponds to step S5 of FIG 4
  • step S15 the control device 3 determines not only the time profile of the cooling control x9, but also the time profile of the actuator control x8.
  • the optimization problem is solved in step S15 analogously to step S5 in such a way that the optimization goal is achieved as effectively as possible. Accordingly, the control device 3 determines the time profile of the cooling control x9 and the time profile of the actuator control x8.
  • step S16 the control device 3 controls the cooling device 9 according to the determined cooling control x9.
  • the cooling device 9 is controlled during the entire determination period T2.
  • step S16 the control device 3 controls the actuator 8 at least during the rolling period T1 based on the determined actuator control x8.
  • the control of the actuator 8 during the additional period T3 may be irrelevant if the rolling stock 2 is not rolled in the rolling stand 1 during the additional period.
  • the predetermined optimization objective includes keeping the actuator 8 within a predetermined sub-range of its possible control range, i.e., the actuator control x8 moves within a predetermined sub-range, so that a sufficient control reserve remains to compensate for disturbances.
  • the distance that the actuator 8 has from its minimum and/or maximum control i.e., the distance from the control limits of the actuator 8
  • the optimization objective also includes keeping the actuator 8 within a predetermined (usually middle) sub-range of its possible control range.
  • the optimization objective may include maintaining the actuator 8 within a predetermined (usually average) to maintain a subrange of its possible control range.
  • the inequality constraints are generally specified alternatively, but in exceptional cases also in addition to considering the distance of the control x8 of actuator 8 from its minimum and/or maximum control in the cost function.
  • a maximum cooling effect is not exceeded. This can ensure, for example, that the permissible control limits of the active devices 10 are adhered to. Alternatively or additionally, for the same purpose, it can also be specified that a maximum cooling effect is not exceeded across the entire active devices 10. This allows, for example, in the case of individually controlled valves 11 fed by a common pump 12, a maximum flow rate of the pump 12 to be taken into account.
  • the present invention has many advantages.
  • superior control of the rolling stand 1 can be achieved.

Landscapes

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

Abstract

Eine Steuereinrichtung (3) einer Walzstraße zum Walzen eines flachen Walzguts (2) aus Metall nimmt für einen Walzzeitraum (T1), während dessen das Walzgut (2) in einem Walzgerüst (1) gewalzt werden soll, einen zeitlichen Verlauf von Walzgutdaten (D) entgegen. Weiterhin werden ihr für den Walzzeitraum (T1) ein zeitlicher Verlauf von Walzgerüstdaten (D') des Walzgerüsts (1) und für den Beginn eines zumindest den Walzzeitraum (T1) umfassenden Ermittlungszeitraums (T2) Anfangsdaten (D") des Walzgerüsts (1) bekannt. Die Walzgutdaten (D) eines jeweiligen Zeitpunkts (ti) des Walzzeitraums (T1) beschreiben den Zustand eines jeweiligen Abschnitts (14i) des Walzguts (2), der zu dem jeweiligen Zeitpunkt (ti) in dem Walzgerüst (1) gewalzt werden soll, unmittelbar vor dem Walzen. Die Walzgerüstdaten (D') eines jeweiligen Zeitpunkts (ti) des Walzzeitraums (T1) beschreiben den Zustand des Walzgerüsts (1), mit dem das Walzgerüst (1) zu dem jeweiligen Zeitpunkt (ti) betrieben werden soll. Die Anfangsdaten (D") beschreiben einen Zustand von Walzen (6) des Walzgerüsts (1) zu Beginn des Ermittlungszeitraums (T2). Die Steuereinrichtung (3) ermittelt vor dem Ermittlungszeitraum (T2) unter Verwertung des zeitlichen Verlaufs der Walzgutdaten (D'), der Walzgerüstdaten (D') und der Anfangsdaten (D") für den Ermittlungszeitraum (T2) einen zeitlichen Verlauf einer Kühlungsansteuerung (x9). Die Kühlungsansteuerung (x9) ist die Ansteuerung einer Kühleinrichtung (9), mittels derer die Walzen (6) über eine Ballenlänge der Walzen (6) gesehen ortsabhängig gekühlt werden. Zum Ermitteln des zeitlichen Verlaufs der Kühlungsansteuerung (x9) setzt die Steuereinrichtung (3) ein Optimierungsproblem an und löst es. In das Optimierungsproblem gehen die Walzgutdaten (D) und die Walzgerüstdaten (D') des Walzzeitraums (T1) und die Anfangsdaten (D") des Walzgerüsts (1) als Eingangsgrößen und die Kühlungsansteuerung (x9) während des Ermittlungszeitraums (T2) als zu ermittelnde Variable ein. Die Steuereinrichtung (3) ermittelt den zeitlichen Verlauf der Kühlungsansteuerung (x9) derart, dass ein vorbestimmtes Optimierungsziel möglichst gut erreicht wird. Die Steuereinrichtung (3) steuert die Kühleinrichtung (9) während des Ermittlungszeitraums (T2) entsprechend der ermittelten Kühlungsansteuerung (x9) an.

Description

    Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Steuerverfahren für eine Walzstraße mit mindestens einem Walzgerüst zum Walzen eines flachen Walzguts aus Metall,
    • wobei eine Steuereinrichtung der Walzstraße für einen Walzzeitraum, während dessen das Walzgut in dem Walzgerüst gewalzt werden soll, einen zeitlichen Verlauf von Walzgutdaten entgegennimmt und der Steuereinrichtung für den Walzzeitraum ein zeitlicher Verlauf von Walzgerüstdaten des Walzgerüsts und für den Beginn eines zumindest den Walzzeitraum umfassenden Ermittlungszeitraums Anfangsdaten des Walzgerüsts bekannt werden,
    • wobei die Walzgutdaten eines jeweiligen Zeitpunkts des Walzzeitraums den Zustand eines jeweiligen Abschnitts des Walzguts, der zu dem jeweiligen Zeitpunkt in dem Walzgerüst gewalzt werden soll, unmittelbar vor dem Walzen in dem Walzgerüst beschreiben,
    • wobei die Walzgerüstdaten eines jeweiligen Zeitpunkts des Walzzeitraums den Zustand des Walzgerüsts beschreiben, mit dem das Walzgerüst zu dem jeweiligen Zeitpunkt betrieben werden soll,
    • wobei die Anfangsdaten einen Zustand von Walzen des Walzgerüsts zu Beginn des Ermittlungszeitraums beschreiben.
  • Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Steuerprogramm für eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Walzstraße mit mindestens einem Walzgerüst zum Walzen eines flachen Walzguts aus Metall, wobei das Steuerprogramm Maschinencode umfasst, der von der Steuereinrichtung unmittelbar abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung ein derartiges Steuerverfahren ausführt.
  • Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Steuereinrichtung zum Steuern einer Walzstraße mit mindestens einem Walzgerüst zum Walzen eines flachen Walzguts aus Metall, wobei die Steuereinrichtung mit einem derartigen Steuerprogramm programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung im Betrieb ein derartiges Steuerverfahren ausführt.
  • Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Walzstraße mit mindestens einem Walzgerüst zum Walzen eines flachen Walzguts aus Metall,
    • wobei das Walzgerüst eine Kühleinrichtung aufweist, mittels derer Walzen des Walzgerüsts über die Ballenlänge der Walzen gekühlt werden,
    • wobei die Walzstraße eine Steuereinrichtung aufweist,
    • wobei die Steuereinrichtung mit einem derartigen Steuerprogramm programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung im Betrieb ein derartiges Steuerverfahren ausführt.
    Stand der Technik
  • Aus der DE 29 11 621 A1 ist bekannt, auslaufseitig eines Walzgerüsts in einem flachen Walzgut eine Zugspannungsverteilung zu ermitteln und (unter anderem) lokale Kühleinrichtungen anzusteuern, um die Zugspannungsverteilung gleichmäßigen. Ein ähnlicher Offenbarungsgehalt ist der EP 0 063 605 A1 zu entnehmen.
  • Aus der US 2006/0 156 778 A1 ist bekannt, bei einem Walzgerüst Kühleinrichtungen vorzusehen, die individuell und geregelt angesteuert werden, um Profil oder Planheit zu regeln.
  • Aus der KR 2016 0 142 956 A ist bekannt, eine Walzenkühlung derart einzustellen, dass eine Durchmesserreduzierung der Walzen eines Walzgerüsts durch Anpassung einer Kühlung der Walzen des Walzgerüsts kompensiert wird.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Kontur, d.h. der Verlauf der Dicke über die Breite des Walzguts, ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal eines flachen Walzguts wie beispielsweise eines Grobblechs und insbesondere eines Bandes. Die Kontur wird durch viele Faktoren im Walzprozess beeinflusst, beispielsweise durch die Walzendurchbiegung, die aufgrund der beim Walzen des Walzguts wirkenden Walzkraft auftritt. Andere Faktoren sind die Walzenabplattung, der Walzenschliff und der durch Temperatur und Verschleiß verursachte Walzencrown. Letzterer wird in Fachkreisen üblicherweise als TWC (= temperature-wear-crown) bezeichnet.
  • Es ist bekannt, dass die Kontur durch eine Mehrzahl von Stellgliedern beeinflusst werden kann. Beispiele derartiger Stellglieder sind eine Walzenbiegung oder - bei entsprechend geschliffenen Walzen - die gegenläufige axiale Verschiebung der Walzen und auch ein sogenanntes Pair crossing. Die dadurch gegebene Beeinflussung der Kontur liegt in der Regel nahe bei einer quadratischen Funktion.
  • Bei Walzgerüsten ist weiterhin üblicherweise eine Kühleinrichtung zum Kühlen der Walzen vorhanden, mittels derer ein Kühlmedium auf die Walzen des Walzgerüsts aufgebracht wird. In vielen Fällen wird das Kühlmittel Wasser sein oder zumindest als Hauptbestandteil Wasser enthalten. Im letztgenannten Fall kann es sich beispielsweise um ein Wasser-Öl-Gemisch handeln. Auch andere Kühlmedien sind jedoch möglich, beispielsweise eine Zweistoffkühlung, bei der Wasser in Luft zerstäubt wird. Die Kühleinrichtung wirkt in der Regel zumindest auf die Arbeitswalzen.
  • In einfachen Ausführungen wird das Ausmaß der Kühlung nicht geregelt, sondern die Kühleinrichtung nur eingeschaltet. Bei anderen Ausführungen ist eine Segmentierung der Kühleinrichtung gegeben. In diesem Fall weist die Kühleinrichtung beispielsweise mehrere Wirkeinrichtungen auf, die jeweils mit einem eigenen Ventil gesteuert werden und über die Ballenlänge der Walzen gesehen jeweils auf einen Teilbereich der Walzen wirken. Alternativ kann die Kühleinrichtung mehrere Wirkeinrichtungen aufweisen, die zwar jeweils über die gesamte Ballenlänge der Walzen wirken, bei denen jedoch der funktionale Verlauf der Kühlung über die Ballenlänge gesehen von Wirkeinrichtung zu Wirkeinrichtung jeweils ein anderer ist. Beispielsweise können drei Kühlbalken vorhanden sein, wobei einer der Kühlbalken über die Ballenlänge eine im wesentlichen einheitliche Kühlung bewirkt, ein anderer der Kühlbalken über die Ballenlänge eine mittenbetonte Kühlung bewirkt und einen weiteren der Kühlbalken eine randbetonte Kühlung bewirkt. Wenn mit B die Ballenlänge der Walzen und mit x der Ort in Axialrichtung der Walzen bezeichnet werden, wobei x = 0 einen Ort in der Mitte des Walzenballens bezeichnet, und weiterhin ein Faktor C den Wert 2π/B aufweist, so kann beispielsweise kann die mittenbetonte Kühlung gemäß der funktionalen Beziehung 1 + cos Cx erfolgen und kann die randbetonte Kühlung gemäß der funktionalen Beziehung 1 - cos 2Cx erfolgen. Eine Kühleinrichtung mit Wirkeinrichtungen, bei denen einer der Kühlbalken über die Ballenlänge eine im wesentlichen einheitliche Kühlung bewirkt, ein anderer der Kühlbalken über die Ballenlänge eine mittenbetonte Kühlung bewirkt und einen weiteren der Kühlbalken eine randbetonte Kühlung bewirkt, wird beispielsweise von der Anmelderin unter der Bezeichnung Dynamic Work Roll Cooling angeboten. Die genannten Kühlbalken werden üblicherweise als Basic-cooling, add1 und add2 bezeichnet.
  • Im Stand der Technik ist bekannt, Sollwerte für die Ansteuerung der Kühleinrichtung in Abhängigkeit von dem zu walzenden Walzgut aus Tabellen auszulesen und in Abhängigkeit davon vorzugeben, ob in dem Walzgerüst aktuell Walzgut gewalzt wird oder nicht. Auch ist bekannt, die Sollwerte manuell über eine Bedienerschnittstelle vorzugeben. Weiterhin ist bekannt, die Sollwerte im Rahmen einer Regelung der Planheit des gewalzten Walzguts zu ermitteln und nachzuführen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer der Walzspaltverlauf und damit die Kontur und/oder die Planheit des Walzguts nach dem Walzen in der Walzstraße möglichst positiv beeinflusst werden kann.
  • Die Aufgabe wird durch ein Steuerverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Steuerverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 10.
  • Erfindungsgemäß wird ein Steuerverfahren der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,
    • dass die Steuereinrichtung vor dem Beginn des Ermittlungszeitraums unter Verwertung des zeitlichen Verlaufs der Walzgutdaten, der Walzgerüstdaten und der Anfangsdaten für den Ermittlungszeitraum einen zeitlichen Verlauf einer Kühlungsansteuerung ermittelt,
    • dass die Kühlungsansteuerung die Ansteuerung einer Kühleinrichtung ist, mittels derer die Walzen über eine Ballenlänge der Walzen gekühlt werden,
    • dass die Steuereinrichtung zum Ermitteln des zeitlichen Verlaufs der Kühlungsansteuerung ein Optimierungsproblem ansetzt und löst,
    • dass in das Optimierungsproblem die Walzgutdaten und die Walzgerüstdaten des Walzzeitraums und die Anfangsdaten des Walzgerüsts als Eingangsgrößen eingehen und die Kühlungsansteuerung während des Ermittlungszeitraums als zu ermittelnde Variable eingehen,
    • wobei die Steuereinrichtung den zeitlichen Verlauf der Kühlungsansteuerung derart ermittelt, dass ein vorbestimmtes Optimierungsziel möglichst gut erreicht wird und
    • wobei die Steuereinrichtung die Kühleinrichtung während des Ermittlungszeitraums entsprechend der ermittelten Kühlungsansteuerung ansteuert.
  • Durch das Ansetzen und Lösen eines Optimierungsproblems, innerhalb dessen der gesamte Ermittlungszeitraum betrachtet wird, können insbesondere auch die Auswirkungen von Stelleingriffen auf zukünftige Zustände mit berücksichtigt werden.
  • Vorzugsweise ermittelt die Steuereinrichtung im Rahmen des Optimierungsproblems einen an den Walzen des Walzgerüsts auftretenden Verschleiß und berücksichtigt den Verschleiß bei der Ermittlung der Kühlungsansteuerung. Dadurch werden noch bessere Ergebnisse ermittelt.
  • In vielen Fällen umfasst das Walzgerüst ein Stellglied, das auf Einbaustücke der Walzen des Walzgerüsts wirkt und durch dessen Ansteuerung ein Walzspaltverlauf des Walzgerüsts über die gesamte Ballenbreite einstellbar ist. In diesem Fall ist es möglich, dass die Walzgerüstdaten eine Stellgliedansteuerung für das Stellglied umfassen. Mögliche Stellglieder sind eine Walzenbiegung, eine axiale Walzenverschiebung und ein sogenanntes Pair crossing.
  • Wenn das vorgenannte Stellglied vorhanden ist, ist es alternativ möglich,
    • dass die Steuereinrichtung vor dem Walzen des Walzguts in dem Walzgerüst für den Ermittlungszeitraum nicht nur einen zeitlichen Verlauf der Kühlungsansteuerung, sondern auch einen zeitlichen Verlauf einer Stellgliedansteuerung ermittelt,
    • dass die Stellgliedansteuerung die Ansteuerung eines derartigen Stellgliedes ist,
    • dass die Steuereinrichtung zum Ermitteln des zeitlichen Verlaufs der Kühlungsansteuerung und der Stellgliedansteuerung ein einheitliches Optimierungsproblem ansetzt und löst,
    • dass in das Optimierungsproblem zusätzlich zur Kühlungsansteuerung auch die Stellgliedansteuerung während des Ermittlungszeitraums als zu ermittelnde Variable eingeht und
    • dass die Steuereinrichtung das Stellglied zumindest während des Walzzeitraums basierend auf der ermittelten Stellgliedansteuerung ansteuert.
  • In diesem Fall kann das vorbestimmte Optimierungsziel insbesondere umfassen, das Stellglied in einem vorbestimmten Teilbereich seines möglichen Stellbereichs zu halten. Hierbei kann es sich insbesondere um einen mittleren Stellbereich halten, also einen Stellbereich, der einen Mindestabstand von den Grenzen des möglichen Stellbereichs aufweist. Damit steht beim späteren Walzen in dem Walzgerüst eine hinreichende Regelreserve zur Verfügung, so dass auf unvorhergesehene Ereignisse und Störungen reagiert werden kann. Alternativ kann eine Vorgabe des Teilbereichs durch eine Bedienperson erfolgen.
  • Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass das vorbestimmte Optimierungsziel umfasst, eine vorbestimmte Sollkontur und/oder eine vorbestimmte Sollplanheit der Abschnitte des Walzguts nach dem Walzen in der Walzstraße zu erzielen. In diesem Fall hat die Optimierung direkt Einfluss auf das Einhalten vorgegebener Grenzen für die Kontur und/oder die Planheit des Endprodukts.
  • Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass das vorbestimmte Optimierungsziel umfasst, eine vorbestimmte Sollkontur und/oder eine vorbestimmte Sollplanheit der Abschnitte des Walzguts nach dem Walzen in dem Walzgerüst zu erzielen.
  • Dieses Kriterium ist nicht notwendigerweise identisch mit dem zuvor genannten Kriterium. Identität besteht nur dann, wenn es sich bei dem betrachteten Walzgerüst um das letzte Walzgerüst der Walzstraße handelt. Anderenfalls kann durch dieses Kriterium erreicht werden, dass auch zwischen dem betrachteten Walzgerüst und dem nachfolgenden Walzgerüst Kontur- und/oder Planheitsgrenzen eingehalten werden und dadurch Probleme beim Walzen im nachfolgenden Walzgerüst vermieden werden.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung im Rahmen des Lösens des Optimierungsproblems als Randbedingungen mindestens eine der folgenden Bedingungen berücksichtigt:
    • pro Wirkeinrichtung der Kühleinrichtung wird eine minimale Kühlwirkung nicht unterschritten und/oder eine maximale Kühlwirkung nicht überschritten,
    • über die Gesamtheit der Wirkeinrichtungen wird eine minimale Kühlwirkung nicht unterschritten und/oder eine maximale Kühlwirkung nicht überschritten,
    • pro Wirkeinrichtung wird eine minimale Verstellgeschwindigkeit der jeweiligen Wirkeinrichtung nicht unterschritten und/oder maximale Verstellgeschwindigkeit der jeweiligen Wirkeinrichtung nicht überschritten.
  • Dadurch können insbesondere bereits im Rahmen des Lösens des Optimierungsproblems technologische Sachverhalte mit berücksichtigt werden.
  • Die Formulierung, dass eine minimale Verstellgeschwindigkeit der jeweiligen Wirkeinrichtung nicht unterschritten wird, soll nicht bedeuten, dass die jeweilige Wirkeinrichtung dauernd verstellt werden muss. Die jeweilige Wirkeinrichtung kann also auch bei einer bestimmten Einstellung gehalten werden. Wenn eine jeweilige Wirkeinrichtung aber verstellt wird, wird sie mindestens mit der minimalen Verstellgeschwindigkeit verstellt.
  • Üblicherweise sind den Wirkeinrichtungen Ventile zugeordnet, mittels derer die Einstellung der Kühlwirkung erfolgt. Weiterhin sind die Ventile üblicherweise Regelventile, also Ventile, die über ihren Stellbereich gesehen kontinuierlich angesteuert und eingestellt werden können. Die Ventile können aber auch Schaltventile sein, also Ventile, die nur entweder vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen sind.
  • Vorzugsweise hängen die minimale Kühlwirkung und/oder die maximale Kühlwirkung von der Walzentemperatur der Walzen und/oder der Walztemperatur des Walzguts ab. Dadurch können die Randbedingungen an den konkreten Zustand der Walzen des Walzgerüsts bzw. den konkreten Zustand des Walzguts angepasst werden.
  • Im Minimalfall ist der Erfassungszeitraum mit dem Walzzeitraum identisch. Vorzugsweise umfasst der Ermittlungszeitraum jedoch auch einen dem Walzzeitraum vorausgehenden Zusatzzeitraum. Dadurch kann beispielsweise in einer Walzpause vor dem Walzen des Walzguts bereits vorausschauend auf die Kühlung der Walzen Einfluss genommen werden. Es ist also möglich, bereits vor dem Walzen des Walzguts die Kühlung der Walzen derart vorzunehmen, dass sich ein möglichst gutes Ergebnis einstellt.
  • Im einfachsten Fall erfolgt über eine Ballenlänge der Walzen gesehen eine einheitliche Kühlung. Vorzugsweise aber werden die Walzen über die Ballenlänge der Walzen gesehen mittels der Kühleinrichtung ortsabhängig gekühlt und wird mittels der Kühlungsansteuerung das Ausmaß der ortsabhängigen Kühlung eingestellt.
  • Nach dem Walzen des Walzguts in der Walzstraße können mittels üblicher Messgeräte das Profil, die Kontur und/oder die Planheit des Walzguts erfasst werden. Derartige Messwerte können zur Adaption der von der Steuereinrichtung verwendeten Modelle herangezogen werden. Entsprechende Vorgehensweisen sind allgemein bekannt. Sofern das Walzen hinterer Abschnitte des Walzguts zu dem Zeitpunkt, zu dem vordere Abschnitte des Walzguts die Messgeräte erreichen, noch nicht abgeschlossen ist, können zusätzlich auch während des Walzens Korrekturwerte für die Kühlungsansteuerung und gegebenenfalls auch die Stellgliedansteuerung ermittelt werden und der Kühleinrichtung bzw. dem Stellglied zugeführt werden. Aufgrund der Trägheit der Kühlung der Walzen des Walzgerüsts wird, sofern das Stellglied vorhanden ist, in der Regel vorrangig auf die Stellgliedansteuerung Einfluss genommen. Weiterhin können für beide Ansteuerungen während des Walzens auch Vorgaben des Steuermanns mit berücksichtigt werden. Derartige Vorgaben werden vorrangig berücksichtigt.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Steuerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Erfindungsgemäß bewirkt die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung, dass die Steuereinrichtung ein erfindungsgemäßes Steuerverfahren ausführt.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Steuerprogramm programmiert, so dass die Steuereinrichtung im Betrieb ein erfindungsgemäßes Steuerverfahren ausführt.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Walzstraße mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Erfindungsgemäß ist bei einer Walzstraße der eingangs genannten Art die Steuereinrichtung als erfindungsgemäße Steuereinrichtung ausgebildet und mit einem erfindungsgemäßen Steuerprogramm programmiert, so dass die Steuereinrichtung im Betrieb ein erfindungsgemäßes Steuerverfahren ausführt.
  • Vorzugsweise weist das Walzgerüst ein Stellglied auf, das auf Einbaustücke von Walzen des Walzgerüsts wirkt und durch dessen Ansteuerung ein Walzspaltverlauf ausschließlich über eine Ballenlänge der Walzen einstellbar ist. Alternativ oder zusätzlich weist das Walzgerüst vorzugsweise eine Kühleinrichtung auf, mittels derer die Walzen über eine Ballenlänge der Walzen gesehen ortsabhängig gekühlt werden.
    • 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 eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Dabei zeigen:
    • FIG 1
    eine Walzstraße,
    FIG 2
    ein Walzgut,
    FIG 3
    ein Walzgerüst
    FIG 4
    ein Ablaufdiagramm,
    FIG 5
    ein Zeitdiagramm und
    FIG 6
    ein Ablaufdiagramm.
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • Gemäß FIG 1 umfasst eine Walzstraße eine Anzahl von Walzgerüsten 1. In einer Minimalkonfiguration ist nur ein einziges Walzgerüst 1 vorhanden. In der Regel sind entsprechend der Darstellung in FIG 1 mehrere Walzgerüste 1 vorhanden. In den Walzgerüsten 1 der Walzstraße wird ein Walzgut 2 gewalzt. Im Falle mehrerer Walzgerüste 1 durchläuft das Walzgut 2 in der Regel die Walzgerüste 1 sequenziell nacheinander, also nicht reversierend. Das Walzgut 2 ist gemäß FIG 2 ein flaches Walzgut aus Metall, beispielsweise ein Metallband oder ein längerer oder kürzerer Abschnitt eines Metallbandes. Das Walzgut 2 weist eine Walzgutbreite b auf. Das Material des Walzguts 2 kann beispielsweise Stahl oder Aluminium sein.
  • Die Walzstraße wird von einer Steuereinrichtung 3 gesteuert. Die Steuereinrichtung 3 ist mit einem Steuerprogramm 4 programmiert. Das Steuerprogramm 4 umfasst Maschinencode 5, der von der Steuereinrichtung 3 unmittelbar abarbeitbar ist. Die Programmierung der Steuereinrichtung 3 mit dem Steuerprogramm 4 bzw. die Abarbeitung des Maschinencodes 5 durch die Steuereinrichtung 3 bewirkt, dass die Steuereinrichtung 3 ein Steuerverfahren ausführt, das nachstehend näher erläutert wird.
  • Das Steuerverfahren wird nachstehend in Verbindung mit einem einzelnen Walzgerüst 1 der Walzstraße erläutert. Bei diesem Walzgerüst kann es sich um das vorderste Walzgerüst 1, das hinterste Walzgerüst 1 oder um ein mittleres Walzgerüst 1 zwischen dem vordersten und dem hintersten Walzgerüst 1 handeln. Das Steuerverfahren kann aber auch bei mehreren der Walzgerüste 1 angewendet werden. Weiterhin wird nachstehend in Verbindung mit FIG 3 zunächst der strukturelle Aufbau des betrachteten Walzgerüsts 1 erläutert, soweit er vorliegend relevant ist.
  • Gemäß FIG 3 weist das Walzgerüst 1 Arbeitswalzen 6 auf. Zwischen den Arbeitswalzen 6 wird das Walzgut 2 gewalzt. Die Arbeitswalzen 6 sind in Einbaustücken 7 gelagert. In vielen Fällen weist das Walzgerüst 1 (mindestens) ein Stellglied 8 auf, das auf die Einbaustücke 7 wirkt und durch dessen Ansteuerung ein Walzspaltverlauf ausschließlich über die gesamte Ballenbreite - also nicht lediglich lokal - einstellbar ist. Gemäß FIG 3 sind sogar zwei derartige Stellglieder 8a, 8b vorhanden. Das eine Stellglied 8a ist eine Biegeeinrichtung, mittels derer die Einbaustücke 7 und mit ihnen die Walzen 6 auseinandergedrückt werden können. Das andere Stellglied 8b ist eine Schiebeeinrichtung, mittels derer die Einbaustücke 7 und mit ihnen die Walzen 6 gegenläufig zueinander axial verschoben werden können. Die konkrete Ausgestaltung derartiger Stellglieder und deren Wirkung sind Fachleuten allgemein bekannt. Fachleuten sind weiterhin auch andere Stellglieder 8 bekannt, welche die genannten Eigenschaften aufweisen, also durch Einwirken auf die Einbaustücke 7 den Walzspaltverlauf über die gesamte Ballenbreite der Arbeitswalzen 6 beeinflussen.
  • Das Walzgerüst 1 weist weiterhin eine Kühleinrichtung 9 auf. Mittels der Kühleinrichtung 9 werden die Arbeitswalzen 6 gekühlt. Vorzugsweise ist die Kühleinrichtung 9 derart ausgebildet, dass mittels der Kühleinrichtung 9 die Walzen 6 über die Ballenlänge gesehen ortsabhängig gekühlt werden. In diesem Fall weist die Kühleinrichtung 9 mehrere individuell ansteuerbare Wirkeinrichtungen 10 auf. Beispielsweise können den Wirkeinrichtungen 10 jeweils ein individuell ansteuerbares Ventil 11 und/oder eine individuell ansteuerbare Pumpe 12 vorgeordnet sein. Die Wirkeinrichtungen 10 wirken in der Regel dadurch auf die Walzen 6 ein, dass sie ein flüssiges Kühlmedium 13 auf die Walzen 6 aufbringen. Das flüssige Kühlmedium 13 ist in der Regel Wasser oder enthält zumindest als Hauptbestandteil Wasser. Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen der Wirkeinrichtungen 10 denkbar.
  • Im einfachsten Fall ist nur eine einzige Wirkeinrichtung 10 vorhanden. Im Falle mehrerer Wirkeinrichtungen 10 können die Wirkeinrichtungen 10 über die Ballenlänge gesehen jeweils lokal auf einen einzelnen Abschnitt der Walzen 6 wirken. Es ist jedoch auch möglich, dass zwar mehrere Wirkeinrichtungen 10 vorhanden sind und die Kühlwirkung der Wirkeinrichtungen 10 sich auch über die gesamte Ballenlänge erstreckt, der funktionale Verlauf der Kühlwirkung von Wirkeinrichtung 10 zu Wirkeinrichtung 10 jedoch jeweils ein anderer ist. Eine derartige Ausgestaltung ist beispielsweise das bereits erwähnte Dynamic Work Roll Cooling der Anmelderin.
  • Gemäß FIG 4 führt die Steuereinrichtung 3 folgendes Steuerverfahren aus:
    In einem Schritt S1 nimmt die Steuereinrichtung 3 für einen Walzzeitraum T1 einen zeitlichen Verlauf von Walzgutdaten D entgegen. Der Walzzeitraum T1 ist gemäß FIG 5 derjenige - in der Zukunft liegende - Zeitraum, während dessen das Walzgut 2 in dem Walzgerüst 1 gewalzt werden soll. Die Walzgutdaten D eines jeweiligen Zeitpunkts ti (mit i = 1, 2, 3 ... n) beschreiben den Zustand eines jeweiligen Abschnitts 14i (mit i = 1, 2, 3 ... n) des Walzguts 2. Die jeweiligen Walzgutdaten D sind auf den Zustand des entsprechenden Abschnitts 14i unmittelbar vor dem Walzen des entsprechenden Abschnitts 14i in dem Walzgerüst 1 bezogen. Die Walzgutdaten D können beispielsweise die Walzgutbreite b, die Dicke d, die Temperatur, die Materialfestigkeit, die Kontur und andere mehr des entsprechenden Abschnitts 14i umfassen. Sie können individuell für die einzelnen Abschnitte 14i oder einheitlich für alle Abschnitte 14i vorgegeben sein.
  • In einem Schritt S2 werden der Steuereinrichtung 3 Walzgerüstdaten D' des Walzgerüsts 1 bekannt. Die Walzgerüstdaten D' können beispielsweise der Steuereinrichtung 3 vorgegeben werden oder von der Steuereinrichtung 3 selbst ermittelt werden. Die Walzgerüstdaten D' eines jeweiligen Zeitpunkts ti des Walzzeitraums T1 beschreiben den Zustand des Walzgerüsts 1, mit dem das Walzgerüst 1 zu dem jeweiligen Zeitpunkt ti betrieben werden soll. Beispielsweise können die Walzgerüstdaten D' die Anstellung, die Walzkraft, den Walzspalt in der Mitte des Walzgerüsts 1, den Walzspaltverlauf über die Breite des Walzgerüsts 1, die Walzkraft und andere mehr umfassen. Wenn das Walzgerüst 1 das Stellglied 8 umfasst, können die Walzgerüstdaten D' auch eine Stellgliedansteuerung x8 mit umfassen. Die Stellgliedansteuerung x8 ist die Ansteuerung des Stellgliedes 8.
  • In einem Schritt S3 werden der Steuereinrichtung 3 Anfangsdaten D" des Walzgerüsts 1 bekannt. Die Anfangsdaten D" sind auf den Beginn des Ermittlungszeitraums T2 bezogen. Sie beschreiben einen Zustand von Walzen 6 des Walzgerüsts 1 zu Beginn des Ermittlungszeitraums T2. Die Anfangsdaten D" des Walzgerüsts 1 können insbesondere den thermischen Zustand der Walzen 6 zu Beginn eines Ermittlungszeitraums T2 umfassen. Die Anfangsdaten D" können gegebenenfalls zusätzlich auch einen Verschleißzustand der Arbeitswalzen 6 umfassen. Der Ermittlungszeitraum T2 umfasst zumindest den Walzzeitraum T1. Er kann jedoch gemäß FIG 5 zusätzlich auch einen dem Walzzeitraum T1 vorausgehenden Zusatzzeitraum T3 umfassen. Der Zusatzzeitraum T3 grenzt in diesem Fall unmittelbar an den Walzzeitraum T1 an.
  • Die Länge des Zusatzzeitraums T3 kann - sofern der Zusatzzeitraum T3 vorhanden ist - nach Bedarf bestimmt sein. Oftmals entspricht die Länge des Zusatzzeitraums T3 dem Zeitraum ab dem Ende des Walzens des unmittelbar vorhergehenden Walzguts bis zum Beginn des Walzens des nunmehr betrachteten Walzguts 2 (= Walzpause). Es sind aber auch andere Längen möglich, und zwar sowohl kleinere als auch größere Längen. Im Falle größerer Längen kann der Zusatzzeitraum T3 beispielsweise mit der Walzpause zwischen dem Ende des Walzens des unmittelbar vorhergehenden Walzguts und dem Beginn des Walzens des nunmehr betrachteten Walzguts 2 zuzüglich des Walzzeitraums korrespondieren, der zum Walzen des unmittelbar vorhergehenden Walzguts benötigt wird. Auch kann der Zusatzzeitraum T3 zusätzlich weitere Walzpausen und weitere Walzzeiträume umfassen.
  • In einem Schritt S4 setzt die Steuereinrichtung 3 ein Optimierungsproblem an. In das Optimierungsproblem gehen die Walzgutdaten D des Walzguts 2 und die Walzgerüstdaten D' des Walzgerüsts 1 während des Walzzeitraums T1 und die Anfangsdaten D" des Walzgerüsts 1 zu Beginn des Ermittlungszeitraums T2 als Eingangsgrößen ein. In das Optimierungsproblem geht als zu ermittelnde Variable weiterhin der zeitliche Verlauf der Ansteuerung der Kühleinrichtung 9 ein. Die Ansteuerung der Kühleinrichtung 9 wird nachstehend als Kühlungsansteuerung bezeichnet und mit dem Bezugszeichen x9 versehen. Der zeitliche Verlauf der Kühlungsansteuerung x9 wird von der Steuereinrichtung 3 für den Ermittlungszeitraum T2 angesetzt.
  • Das Ansetzen eines Optimierungsproblems impliziert das Aufstellen einer Kostenfunktion. Das Minimieren der Kostenfunktion ist das Optimierungsziel. In die Kostenfunktion können, je nach Lage des Einzelfalls, verschiedene Größen eingehen. Nachstehend werden einige Größen erläutert, die in die Kostenfunktion eingehen können.
  • Beispielsweise kann in die Kostenfunktion für die Zeitpunkte ti jeweils die Abweichung der sich ergebenden Kontur des entsprechenden Abschnitts 14i nach dem Walzen in der Walzstraße eingehen. In diesem Fall wird der Einfluss der Kühlungsansteuerung x9 auf das Endprodukt, also das Walzgut 2 nach dem Walzen des Walzguts 2 in allen Walzgerüsten 1 der Walzstraße, betrachtet. Das Optimierungsziel umfasst in diesem Fall, dass die Abschnitte 14i des Walzguts 2 nach dem Walzen in der Walzstraße (nach Möglichkeit) eine vorbestimmte Sollkontur aufweisen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann in die Kostenfunktion für die Zeitpunkte ti jeweils die Abweichung der sich ergebenden Kontur des entsprechenden Abschnitts 14i nach dem Walzen in dem Walzgerüst 1 eingehen. In diesem Fall wird der Einfluss der Kühlungsansteuerung x9 auf ein Zwischenprodukt, also das Walzgut 2 unmittelbar nach dem Walzen in dem Walzgerüst 1, betrachtet. Das Optimierungsziel umfasst in diesem Fall, dass die Abschnitte 14i des Walzguts 2 nach dem Walzen in dem Walzgerüst 1 (nach Möglichkeit) eine vorbestimmte Sollkontur aufweisen.
  • In beiden Fällen kann alternativ oder zusätzlich zur Kontur auch die Planheit des Walzguts 2 betrachtet werden.
  • Die einzelnen Kriterien gehen in die Kostenfunktion ein. In der Regel gehen sie jeweils als Summand in die Kostenfunktion ein. Die einzelnen Summanden können mit einem jeweiligen Wichtungsfaktor gewichtet werden. Es ist möglich, dass die Kostenfunktion nur einen einzigen Summanden enthält. In diesem Fall kann der Wichtungsfaktor entfallen.
  • In einem Schritt S5 löst die Steuereinrichtung 3 das im Schritt S4 angesetzte Optimierungsproblem. Sie ermittelt dadurch den zeitlichen Verlauf der Kühlungsansteuerung x9. Das Lösen des Optimierungsproblems im Schritt S5 erfolgt derart, dass das Optimierungsziel möglichst gut erreicht wird. Entsprechend ermittelt die Steuereinrichtung 3 den zeitlichen Verlauf der Kühlungsansteuerung x9.
  • Entsprechende Optimierer sind Fachleuten bekannt. Rein beispielhaft kann auf die Einträge "branch and bound" in der deutschen und in der englischen Wikipedia, abgerufen am 17.12.2023, verwiesen werden. Im Falle von Schaltventilen kann der zugehörige Optimierer nach dem sogenannten branch-and-bound-Verfahren arbeiten.
  • Auch die Modelle, mittels derer unter Berücksichtigung der Daten D, der Walzgerüstdaten D', der Anfangsdaten D" und der Kühlungsansteuerung x9 sowie gegebenenfalls weiterer Daten und Einstellungen des Walzgerüsts 1 (beispielsweise des Walzenschliffs, des einlaufseitigen Zuges, des auslaufseitigen Zuges usw.) der sich ergebende Walzspalt und die auslaufseitige Kontur und/oder Planheit ermittelt werden können, sind Fachleuten allgemein bekannt. Insbesondere können Modelle verwendet werden, die üblicherweise im Rahmen der Stichplanberechnung von Walzstraßen eingesetzt werden. Beispielsweise existieren auch Modelle, die nicht nur den sogenannten thermischen Crown der Walzen 6 ermitteln und berücksichtigen, sondern zusätzlich auch einen an den Walzen 6 des Walzgerüsts 1 auftretenden Verschleiß ermitteln. In diesem Fall kann der Optimierer den Verschleiß bei der Ermittlung der Kühlungsansteuerung x9 berücksichtigen.
  • Mit derartigen Modellen ist es ohne weiteres möglich, die in die Kostenfunktion eingehenden Werte in Abhängigkeit von den zu bestimmenden Variablen zu ermitteln. Durch die Berücksichtigung der zu beachtenden Rand- und Nebenbedingungen im Rahmen der Ermittlung der optimalen Lösung kann auch die Einhaltung der zu beachtenden Rand- und Nebenbedingungen gewährleistet werden. Je nach Kostenfunktion und zu beachtenden Rand- und Nebenbedingungen können somit je nach Bedarf die Kontur und/oder die Planheit auslaufseitig des Walzgerüsts 1 und/oder auslaufseitig der Walzstraße möglichst gut an entsprechende Sollwerte angepasst werden.
  • In einem Schritt S6 steuert die Steuereinrichtung 3 die Kühleinrichtung 9 entsprechend der ermittelten Kühlungsansteuerung x9 an. Das Ansteuern der Kühleinrichtung 9 erfolgt während des gesamten Ermittlungszeitraums T2.
  • Aufgrund des Umstands, dass im Schritt S6 die Ansteuerung der Kühleinrichtung 9 gemäß der im Schritt S5 ermittelten Kühlungsansteuerung x9 erfolgen soll, müssen die Schritte S1 bis S5 vor dem Beginn des Ermittlungszeitraums T2 ausgeführt werden. Insbesondere muss auch der Schritt S5 abgeschlossen sein.
  • FIG 6 zeigt eine Modifikation der Vorgehensweise von FIG 4. FIG 6 umfasst Schritte S11 bis S16. Im Falle der Ausgestaltung gemäß FIG 6 ist es erforderlich, dass das Walzgerüst 1 das Stellglied 8 umfasst.
  • Im Schritt S11 nimmt die Steuereinrichtung 3 für den Walzzeitraum T1 den zeitlichen Verlauf von Walzgutdaten D entgegen. Im Schritt S12 werden der Steuereinrichtung 3 die Walzgerüstdaten D' bekannt. Im Schritt S13 werden der Steuereinrichtung 3 die Anfangsdaten D" bekannt. Die Schritte S11 bis S13 korrespondieren mit den Schritten S1 bis S3 von FIG 4. Von Bedeutung ist jedoch, dass die Walzgerüstdaten D die Stellgliedansteuerung x8 nicht mit umfassen.
  • Im Schritt S14 setzt die Steuereinrichtung 3 analog zum Schritt S4 ein Optimierungsproblem an. In das Optimierungsproblem gehen analog zum Schritt S4 die Walzgutdaten D des Walzguts 2 und die Walzgerüstdaten D' des Walzguts 1 während des Walzzeitraums T1 und die Anfangsdaten D" des Walzgerüsts 1 zu Beginn des Ermittlungszeitraums T2 als Eingangsgrößen ein. In das Optimierungsproblem geht als zu ermittelnde Variable jedoch nicht nur der zeitliche Verlauf der Ansteuerung der Kühleinrichtung 9 ein. Vielmehr geht in das Optimierungsproblem zusätzlich auch die Stellgliedansteuerung x8 während des Ermittlungszeitraums T2 als zu ermittelnde Variable ein. Das Optimierungsproblem ist somit als einheitliches Optimierungsproblem ausgebildet.
  • Im Schritt S15 löst die Steuereinrichtung 3 das im Schritt S14 angesetzte einheitliche Optimierungsproblem. Der Schritt S15 korrespondiert vom Ansatz her mit dem Schritt S5 von FIG 4. Im Rahmen des Schrittes S15 ermittelt die Steuereinrichtung 3 jedoch nicht nur den zeitlichen Verlauf der Kühlungsansteuerung x9, sondern zusätzlich auch den zeitlichen Verlauf der Stellgliedansteuerung x8. Das Lösen des Optimierungsproblems im Schritt S15 erfolgt analog zum Schritt S5 derart, dass das Optimierungsziel möglichst gut erreicht wird. Entsprechend ermittelt die Steuereinrichtung 3 den zeitlichen Verlauf der Kühlungsansteuerung x9 und den zeitlichen Verlauf der Stellgliedansteuerung x8.
  • Im Schritt S16 steuert die Steuereinrichtung 3 die Kühleinrichtung 9 entsprechend der ermittelten Kühlungsansteuerung x9 an. Das Ansteuern der Kühleinrichtung 9 erfolgt während des gesamten Ermittlungszeitraums T2. Weiterhin steuert die Steuereinrichtung 3 im Schritt S16 das Stellglied 8 zumindest während des Walzzeitraums T1 basierend auf der ermittelten Stellgliedansteuerung x8 an. Die Ansteuerung des Stellgliedes 8 während des Zusatzzeitraums T3 kann irrelevant sein, wenn während des Zusatzzeitraums das Walzgut 2 nicht in dem Walzgerüst 1 gewalzt wird.
  • Im Rahmen der Ausgestaltung von FIG 6 ist es - alternativ oder zusätzlich zu den vorstehend in Verbindung mit FIG 4 genannten Optimierungszielen möglich, dass das vorbestimmte Optimierungsziel umfasst, das Stellglied 8 in einem vorbestimmten Teilbereich seines möglichen Stellbereichs zu halten, die Stellgliedansteuerung x8 sich also innerhalb eines vorbestimmten Teilbereichs bewegt, so dass zum Ausregeln von Störungen eine hinreichende Regelreserve verbleibt. Alternativ oder zusätzlich kann in die Kostenfunktion für die Zeitpunkte ti jeweils der Abstand eingehen, den das Stellglied 8 von seiner minimalen und/oder seiner maximalen Ansteuerung aufweist, also der Abstand von den Stellgrenzen des Stellgliedes 8. In diesem Fall wird durch entsprechende Bewertung in der Kostenfunktion "bestraft", wenn die Stellgliedansteuerung x8 in die Nähe der jeweiligen minimalen und/oder maximalen Ansteuerung gerät. Somit umfasst das Optimierungsziel auch in diesem Fall, das Stellglied 8 in einem vorbestimmten (meist mittleren) Teilbereich seines möglichen Stellbereichs zu halten.
  • Zum Halten des Stellgliedes 8 in einem vorbestimmten Teilbereich seines möglichen Stellbereichs ist es auch möglich, entsprechende Ungleichungsnebenbedingungen vorzugeben, welche ein Unterschreiten eines vorgegebenen Abstands der Ansteuerung x8 des Stellgliedes 8 von seiner minimalen und/oder seiner maximalen Ansteuerung unterbinden. Auch in diesem Fall kann das Optimierungsziel umfassen, das Stellglied 8 in einem vorbestimmten (meist mittleren) Teilbereich seines möglichen Stellbereichs zu halten. Die Vorgabe der Ungleichungsnebenbedingungen erfolgt im Regelfall alternativ, in Ausnahmefällen aber auch zusätzlich zu einer Berücksichtigung des Abstands der Ansteuerung x8 des Stellgliedes 8 von seiner minimalen und/oder seiner maximalen Ansteuerung in der Kostenfunktion.
  • Derartige Ungleichungsnebenbedingungen werden von der Steuereinrichtung 3 beim Lösen des Optimierungsproblems berücksichtigt. Soweit erforderlich, können sowohl im Falle der Ausgestaltung gemäß FIG 4 als auch im Falle der Ausgestaltung gemäß FIG 6 weiterhin auch andere Randbedingungen vorgegeben sein. Nachstehend werden einige mögliche Randbedingungen erläutert, im Rahmen des Lösens des Optimierungsproblems mit berücksichtigt werden können.
  • Es ist möglich, für die einzelnen Wirkeinrichtungen 10 als Randbedingung vorzugeben, dass eine minimale Kühlwirkung nicht unterschritten wird. Dadurch kann beispielsweise gewährleistet werden, dass eine minimale Kühlung der Walzen 6 stets gewährleistet ist. Zu dem gleichen Zweck kann - in manchen Fällen zusätzlich, meist aber alternativ - auch über die Gesamtheit der Wirkeinrichtungen 10 gesehen vorgegeben werden, dass eine minimale Kühlwirkung nicht unterschritten wird.
  • Es ist weiterhin möglich, für die einzelnen Wirkeinrichtungen 10 als Randbedingung vorzugeben, dass eine maximale Kühlwirkung nicht überschritten wird. Dadurch kann beispielsweise gewährleistet werden, dass die zulässigen Stellgrenzen der Wirkeinrichtungen 10 eingehalten werden. Alternativ oder zusätzlich kann zu dem gleichen Zweck auch vorgegeben werden, dass über die Gesamtheit der Wirkeinrichtungen 10 eine maximale Kühlwirkung nicht überschritten wird. Dadurch kann - beispielsweise - im Fall individuell angesteuerter Ventile 11, die über eine gemeinsame Pumpe 12 gespeist werden - eine maximale Förderleistung der Pumpe 12 berücksichtigt werden.
  • Es ist möglich, für die einzelnen Wirkeinrichtungen 10 als Randbedingung vorzugeben, dass eine maximale Verstellgeschwindigkeit der jeweiligen Wirkeinrichtung 10 nicht überschritten wird. Dadurch kann die Geschwindigkeit, mit der eine Wirkeinrichtung 10 einer Anforderung an eine geänderte Kühlwirkung folgen kann, berücksichtigt werden.
  • Schließlich ist möglich, für die einzelnen Wirkeinrichtungen 10 als Randbedingung vorzugeben, dass eine minimale Verstellgeschwindigkeit der jeweiligen Wirkeinrichtung 10 nicht unterschritten wird. Dies kann aus energetischen Gründen sinnvoll sein.
  • Soweit es die minimale und die maximale Kühlwirkung betrifft, können diese fest vorgegeben sein. Sie können aber auch von der Walzentemperatur der Walzen 6 und/oder der Walztemperatur des Walzguts 2 abhängen.
  • Die genaue Art und Weise der Ansteuerung des Stellgliedes 8 und der Kühleinrichtung 9 ist als solche nicht mehr Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise können bezüglich der Kühleinrichtung 9 Kühlmittelflüsse erfasst und entsprechend der Kühlungsansteuerung x9 geregelt werden. Dies ist gleichermaßen bei (kontinuierlich verstellbaren) Regelventilen als auch bei reinen Schaltventilen (auf-zu) möglich.
  • Aufgrund des Umstands, dass der Ermittlungszeitraum T2 zusätzlich zum Walzzeitraum T1 auch den Zusatzzeitraum T3 umfassen kann, ist es sowohl im Rahmen der Ausgestaltung von FIG 4 als auch im Rahmen der Ausgestaltung von FIG 6 möglich, vor dem Walzen des Walzguts 2 bereits mit der thermischen Einstellung der Walzenkontur zu beginnen. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, weil die thermische Einstellung oftmals sehr träge ist. Im Idealfall beginnt der Zusatzzeitraum T3 mit dem Zeitpunkt, zu dem ein vor dem betrachteten Walzgut 2 gewalztes Walzgut aus dem relevanten Walzgerüst 1 ausläuft. Denn ab diesem Zeitpunkt kann die thermische Beeinflussung der Walzen 6 für das betrachtete Walzgut 2 erfolgen. Im Idealfall ist somit die Ausführung der Schritte S1 bis S5 bzw. S11 bis S15 kurz vor dem Auslaufen des vor dem betrachteten Walzgut 2 gewalzten Walzguts aus dem relevanten Walzgerüst 1 abgeschlossen, so dass sofort mit der Ausführung des Schrittes S6 bzw. des Schrittes S16 begonnen werden kann. Der Zusatzzeitraum T3 kann jedoch auch zu einem späteren Zeitpunkt beginnen. Weiterhin wirkt in einem derartigen Fall die Stellgliedansteuerung x8 zwar weiterhin auf die Einbaustücke 7 und damit auf die Walzen 6. Während des Zusatzzeitraums T3 erfolgt in dem Walzgerüst 1 jedoch noch kein Walzen des Walzguts 2. Die Stellgliedansteuerung x8 ist daher während des Zusatzzeitraums irrelevant.
  • Das erfindungsgemäße Steuerverfahren wird immer wieder neu durchgeführt. Es ist möglich, die Ausführung mit einem festen Zeittakt durchzuführen, beispielsweise alle 20 Sekunden. Auch ist es möglich, dass Steuerverfahren jeweils erneut durchzuführen, wenn der Steuereinrichtung 3 die Walzgutdaten D eines neuen Walzguts 2 bekannt werden oder anderweitig eine Auslösung veranlasst wird, beispielsweise durch einen Lastwechsel in einem Walzgerüst 1. Es ist sogar möglich, das erfindungsgemäße Steuerverfahren mit einem relativ kurzen Zeittakt immer wieder durchzuführen. In diesem Fall wirkt die Steuereinrichtung 3 im Sinne eines modellprädiktiven Reglers.
  • Es ist weiterhin möglich, dass Steuerverfahren alternativ für ein einzelnes Walzgerüst 1 oder für mehrere der Walzgerüste 1 der Walzstraße durchzuführen.
  • Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere kann eine überlegene Steuerung des Walzgerüsts 1 erfolgen.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Walzgerüste
    2
    Walzgut
    3
    Steuereinrichtung
    4
    Steuerprogramm
    5
    Maschinencode
    6
    Walzen
    7
    Einbaustücke
    8, 8a, 8b
    Stellglieder
    9
    Kühleinrichtung
    10
    Wirkeinrichtungen
    11
    Ventile
    12
    Pumpen
    13
    Kühlmedium
    14i
    Abschnitte
    b
    Walzgutbreite
    d
    Dicke
    D
    Walzgutdaten
    D'
    Walzgerüstdaten
    D"
    Anfangsdaten
    S1 bis S16
    Schritte
    T1
    Walzzeitraum
    T2
    Ermittlungszeitraum
    T3
    Zusatzzeitraum
    ti
    Zeitpunkte
    x8, x9
    Ansteuerungen

Claims (15)

  1. Steuerverfahren für eine Walzstraße mit mindestens einem Walzgerüst (1) zum Walzen eines flachen Walzguts (2) aus Metall,
    - wobei eine Steuereinrichtung (3) der Walzstraße für einen Walzzeitraum (T1), während dessen das Walzgut (2) in dem Walzgerüst (1) gewalzt werden soll, einen zeitlichen Verlauf von Walzgutdaten (D) entgegennimmt und der Steuereinrichtung (3) für den Walzzeitraum (T1) ein zeitlicher Verlauf von Walzgerüstdaten (D') des Walzgerüsts (1) und für den Beginn eines zumindest den Walzzeitraum (T1) umfassenden Ermittlungszeitraums (T2) Anfangsdaten (D") des Walzgerüsts (1) bekannt werden,
    - wobei die Walzgutdaten (D) eines jeweiligen Zeitpunkts (ti) des Walzzeitraums (T1) den Zustand eines jeweiligen Abschnitts (14i) des Walzguts (2), der zu dem jeweiligen Zeitpunkt (ti) in dem Walzgerüst (1) gewalzt werden soll, unmittelbar vor dem Walzen in dem Walzgerüst (1) beschreiben,
    - wobei die Walzgerüstdaten (D') eines jeweiligen Zeitpunkts (ti) des Walzzeitraums (T1) den Zustand des Walzgerüsts (1) beschreiben, mit dem das Walzgerüst (1) zu dem jeweiligen Zeitpunkt (ti) betrieben werden soll,
    - wobei die Anfangsdaten (D") einen Zustand von Walzen (6) des Walzgerüsts (1) zu Beginn des Ermittlungszeitraums (T2) beschreiben,
    - wobei die Steuereinrichtung (3) vor dem Beginn des Ermittlungszeitraums (T2) unter Verwertung des zeitlichen Verlaufs der Walzgutdaten (D), der Walzgerüstdaten (D') und der Anfangsdaten (D") für den Ermittlungszeitraum (T2) einen zeitlichen Verlauf einer Kühlungsansteuerung (x9) ermittelt,
    - wobei die Kühlungsansteuerung (x9) die Ansteuerung einer Kühleinrichtung (9) ist, mittels derer die Walzen (6) über eine Ballenlänge der Walzen (6) gekühlt werden,
    - wobei die Steuereinrichtung (3) zum Ermitteln des zeitlichen Verlaufs der Kühlungsansteuerung (x9) ein Optimierungsproblem ansetzt und löst,
    - wobei in das Optimierungsproblem die Walzgutdaten (D) und die Walzgerüstdaten (D') des Walzgerüsts (1) des Walzzeitraums (T1) und die Anfangsdaten (D") des Walzgerüsts (1) als Eingangsgrößen eingehen und die Kühlungsansteuerung (x9) während des Ermittlungszeitraums (T2) als zu ermittelnde Variable eingehen,
    - wobei die Steuereinrichtung (3) den zeitlichen Verlauf der Kühlungsansteuerung (x9) derart ermittelt, dass ein vorbestimmtes Optimierungsziel möglichst gut erreicht wird und
    - wobei die Steuereinrichtung (3) die Kühleinrichtung (9) während des Ermittlungszeitraums (T2) entsprechend der ermittelten Kühlungsansteuerung (x9) ansteuert.
  2. Steuerverfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuereinrichtung (3) im Rahmen des Optimierungsproblems einen an den Walzen (6) des Walzgerüsts (1) auftretenden Verschleiß ermittelt und den Verschleiß bei der Ermittlung der Kühlungsansteuerung (x9) berücksichtigt.
  3. Steuerverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Walzgerüst ein Stellglied (8) umfasst, das auf Einbaustücke (7) der Walzen (6) des Walzgerüsts (1) wirkt und durch dessen Ansteuerung ein Walzspaltverlauf des Walzgerüsts (1) über die gesamte Ballenbreite einstellbar ist, und dass die Walzgerüstdaten (D') eine Stellgliedansteuerung (x8) für das Stellglied (8) umfassen.
  4. Steuerverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Steuereinrichtung (3) vor dem Walzen des Walzguts (2) in dem Walzgerüst (1) für den Ermittlungszeitraum (T2) nicht nur einen zeitlichen Verlauf der Kühlungsansteuerung (x9), sondern auch einen zeitlichen Verlauf einer Stellgliedansteuerung (x8) ermittelt,
    - dass die Stellgliedansteuerung (x8) die Ansteuerung eines auf Einbaustücke (7) der Walzen (6) des Walzgerüsts (1) wirkenden Stellgliedes (8) ist, durch dessen Ansteuerung ein Walzspaltverlauf über die gesamte Ballenbreite einstellbar ist,
    - dass die Steuereinrichtung (3) zum Ermitteln des zeitlichen Verlaufs der Kühlungsansteuerung (x9) und der Stellgliedansteuerung (x8) ein einheitliches Optimierungsproblem ansetzt und löst,
    - dass in das Optimierungsproblem zusätzlich zur Kühlungsansteuerung (x9) auch die Stellgliedansteuerung (x8) während des Ermittlungszeitraums (T2) als zu ermittelnde Variable eingeht und
    - dass die Steuereinrichtung (3) das Stellglied (8) zumindest während des Walzzeitraums (T1) basierend auf der ermittelten Stellgliedansteuerung (x8) ansteuert.
  5. Steuerverfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das vorbestimmte Optimierungsziel umfasst, das Stellglied (8) in einem vorbestimmten Teilbereich seines möglichen Stellbereichs zu halten.
  6. Steuerverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das vorbestimmte Optimierungsziel umfasst, eine vorbestimmte Sollkontur und/oder eine vorbestimmte Sollplanheit der Abschnitte (14i) des Walzguts (2) nach dem Walzen in der Walzstraße zu erzielen.
  7. Steuerverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das vorbestimmte Optimierungsziel umfasst, eine vorbestimmte Sollkontur und/oder eine vorbestimmte Sollplanheit der Abschnitte (14i) des Walzguts (2) nach dem Walzen in dem Walzgerüst (1) zu erzielen.
  8. Steuerverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuereinrichtung (3) im Rahmen des Lösens des Optimierungsproblems als Randbedingungen mindestens eine der folgenden Bedingungen berücksichtigt:
    - pro Wirkeinrichtung (10) der Kühleinrichtung (9) wird eine minimale Kühlwirkung nicht unterschritten und/oder eine maximale Kühlwirkung nicht überschritten,
    - über die Gesamtheit der Wirkeinrichtungen (10) gesehen wird eine minimale Kühlwirkung nicht unterschritten und/oder eine maximale Kühlwirkung nicht überschritten,
    - pro Wirkeinrichtung (10) wird eine minimale Verstellgeschwindigkeit der jeweiligen Wirkeinrichtung (10) nicht unterschritten und/oder maximale Verstellgeschwindigkeit der jeweiligen Wirkeinrichtung (10) nicht überschritten.
  9. Steuerverfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die minimale Kühlwirkung und/oder die maximale Kühlwirkung von der Walzentemperatur der Walzen (6) und/oder der Walztemperatur des Walzguts (2) abhängen.
  10. Steuerverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Ermittlungszeitraum (T2) auch einen dem Walzzeitraum (T1) vorausgehenden Zusatzzeitraum (T3) umfasst.
  11. Steuerverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Walzen (6) über eine Ballenlänge der Walzen (6) gesehen mittels der Kühleinrichtung (9) ortsabhängig gekühlt werden und dass mittels der Kühlungsansteuerung (x9) das Ausmaß der ortsabhängigen Kühlung eingestellt wird.
  12. Steuerprogramm für eine Steuereinrichtung (3) zum Steuern einer Walzstraße mit mindestens einem Walzgerüst (1) zum Walzen eines flachen Walzguts (2) aus Metall, wobei das Steuerprogramm Maschinencode (5) umfasst, der von der Steuereinrichtung (3) unmittelbar abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes (5) durch die Steuereinrichtung (3) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (3) ein Steuerverfahren nach einem der obigen Ansprüche ausführt.
  13. Steuereinrichtung zum Steuern einer Walzstraße mit mindestens einem Walzgerüst (1) zum Walzen eines flachen Walzguts (2) aus Metall, wobei die Steuereinrichtung mit einem Steuerprogramm (4) nach Anspruch 12 programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung im Betrieb ein Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausführt.
  14. Walzstraße mit mindestens einem Walzgerüst (1) zum Walzen eines flachen Walzguts (2) aus Metall,
    - wobei das Walzgerüst (1) eine Kühleinrichtung (9) aufweist, mittels derer Walzen (6) des Walzgerüsts (1) über die Ballenlänge der Walzen (6) gesehen ortsabhängig gekühlt werden,
    - wobei die Walzstraße eine Steuereinrichtung (3) aufweist,
    - wobei die Steuereinrichtung (3) mit einem Steuerprogramm (4) nach Anspruch 12 programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung (3) im Betrieb ein Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausführt.
  15. Walzstraße nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Walzgerüst (1) ein Stellglied (8) aufweist, das auf Einbaustücke (7) von Walzen (6) des Walzgerüsts (1) wirkt und durch dessen Ansteuerung ein Walzspaltverlauf ausschließlich über eine Ballenlänge der Walzen (6) einstellbar ist, und/oder dass das Walzgerüst (1) eine Kühleinrichtung (9) aufweist, mittels derer die Walzen (6) über eine Ballenlänge der Walzen (6) gesehen ortsabhängig gekühlt werden.
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