WO1999024183A1 - Verfahren und einrichtung zum walzen eines walzbandes mit variierender dicke - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum walzen eines walzbandes mit variierender dicke Download PDF

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WO1999024183A1
WO1999024183A1 PCT/DE1998/003131 DE9803131W WO9924183A1 WO 1999024183 A1 WO1999024183 A1 WO 1999024183A1 DE 9803131 W DE9803131 W DE 9803131W WO 9924183 A1 WO9924183 A1 WO 9924183A1
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WO
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wedge
rolling
shaped
roll stand
roll
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Application number
PCT/DE1998/003131
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English (en)
French (fr)
Inventor
Wilfried Tautz
Ralph Jonscher
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/24—Automatic variation of thickness according to a predetermined programme
    • B21B37/26—Automatic variation of thickness according to a predetermined programme for obtaining one strip having successive lengths of different constant thickness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2265/00—Forming parameters
    • B21B2265/20—Slip

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for rolling a rolled strip of varying thickness.
  • Continuous rolling leads to changes in thickness of more than 20%, which place high demands on the setting of the rolling mill. Due to the temperature of the rolled strip during hot rolling, there is little scope between the loop and the constriction. This applies all the more if there are jumps in thickness of 50% and more.
  • FIG. 1 shows such a wedge.
  • This wedge is located at a fixed point on the belt and has the predetermined length L WDG . It runs essentially linearly with slightly rounded kinks. The piece of tape in the area of the wedge represents rejects and can be cut out later. Therefore, the smallest possible length of the wedge, ie a quick stitch plan change, is aimed for.
  • the object is achieved according to the invention by a method according to claim 1 or a device for rolling a metal strip (l) in a rolling mill according to claim 8, the rolling mill having at least two rolling stands.
  • the metal strip (1) has at least two partial areas of different thickness, which are connected to one another via a wedge-shaped or approximately wedge-shaped transition piece (2), the rolling speed of a roll stand during the rolling of the wedge-shaped or approximately wedge-shaped transition piece (2) depending on the advance of the rolling stand is adjusted, ie et al is set depending on the advance of the roll stand.
  • the rolling speed of the roll stand when the wedge-shaped or approximately wedge-shaped transition piece (2) is rolled is set as a function of the speed of the metal strip (Des) running out of the roll stand.
  • the rolling speed of the roll stand when rolling the wedge-shaped or approximately wedge-shaped transition piece (2) it, depending on the length of the wedge-shaped or approximately wedge-shaped transition piece (2), the thickness of the metal strip (l) it when it runs out of the Roll stand and the Thickness of the metal strip (l) set when it left the last rolling stand of the rolling mill.
  • the rolling speed of the roll stand when the wedge-shaped or approximately wedge-shaped transition piece (2) is rolled is set as a function of the dynamics of subordinate controls for regulating the roll stand.
  • the roll gap of the roll stand is adjusted as a function of the speed of the metal strip (1) running out of the roll stand when the wedge-shaped or approximately wedge-shaped transition piece (2) is rolled.
  • the rolling gap of the roll stand when rolling the wedge-shaped or approximately wedge-shaped transition piece (2) it, depending on the length of the wedge-shaped or approximately wedge-shaped transition piece (2), the thickness of the metal strip (l) it when it runs out of the Roll stand and the thickness of the metal strip (l) set it as it emerged from the last roll stand of the rolling mill.
  • the roll gap when the wedge-shaped or approximately wedge-shaped transition piece (2) is rolled is set as a function of the dynamics of subordinate regulations for regulating the roll stand.
  • 2 shows a circuit for generating control signals
  • 3 shows a circuit for generating control signals for a five-stand rolling mill
  • FIG. 7 shows a speed correction device for a five-stand rolling mill
  • FIG. 8 shows the integration of an embodiment of the invention in an automation device for a rolling mill.
  • the metal strip (1) 1 shows a metal strip (1) 1 of variable thickness as a result of a change in the pass schedule during rolling.
  • the metal strip (1) 1 has an area 4 with the thickness h * Xj0ld / NS , which the
  • the target thickness corresponds to the old pass schedule and an area 3 corresponds to the thickness h * X (neWjNS , which corresponds to the target exit thickness according to the new pass schedule.
  • the metal strip (1) 1 has a wedge-shaped intermediate piece 2 of length L WDG 2.
  • the control signals WDd, which are generated with a circuit according to FIG. 2, are also specified.
  • V ⁇ T , NS denotes the speed of the metal strip (1) es 1 as it leaves the last stand of the rolling mill.
  • all rolling stands are switched from the old to the new pass schedule in good time. In an exemplary embodiment of the invention, this is done by means of standardized control signals WDG ⁇ r which are assigned to the individual roll stands , the index i denoting the roll stand.
  • the control signals WDG X continuously run through the values from 0 to 1 while the piece of tape provided for the wedge passes the respective frame.
  • the control signal WDG_ results for each roll stand by the integral of the current strip speed v ST / 1 through the length of the wedge L WDG is divided.
  • the length L WDG of the wedge for the respective scaffolding is converted with the target outlet thicknesses h * E / 0 id, i and h * E ⁇ , oid, Ns of the old pass schedule: h 11 * EX, old, if * , resort.
  • Reference numerals 10 and 11 denote dividers, reference numerals 12 a multiplier, reference numerals 13 an integrator, reference numerals 14 a summation point and reference numerals 15 an AND gate.
  • FIG. 3 For an exemplary rolling mill with 5 rolling stands, the generation of the control signals according to FIG. 2 is shown in FIG. 3.
  • the blocks SIG GEN 1 to SIG GEN 5 each contain a circuit according to FIG. 2.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 3 must be reduced or expanded accordingly.
  • the wedge control is started by changing the start signal WDG START from 0 to 1 (FIG. 4).
  • This start signal WDGSTART is identical to the start signal WDGS TART , ⁇ for the first scaffold.
  • the belt is tracked from scaffolding to scaffolding.
  • WDG START , 5 for the second, third, fourth and fifth framework result from dead time elements 20, 21, 22, 23, the dead times of which depend on the current belt speeds v s ⁇ , ⁇ , v ST / 2 , v s ⁇ , 3 , v s ⁇ , 4 and the Band lengths L ⁇ , 2 , L 2 , 3 , L 3 , 4 , L 4 , 5 between the stands by means of
  • Dead time calculator 24, 25, 26, 27 can be calculated.
  • the active signal is
  • reference numeral 28 designates an OR gate and reference numeral 29 an AND gate.
  • FIG. 4 The time profiles of the control signals and WDG ACT generated according to FIG. 3 are shown in FIG. 4. This representation assumes a constant speed of the finished strip. Since the signals are plotted over time t, the same signal sequences result in succession for each framework. The extent to which the signals from the individual scaffolds overlap depends on the length of the wedge. A large length of the wedge leads to correspondingly large overlaps, which can also extend over several frames.
  • the current value of the roll gap s ⁇ , ⁇ controlled by the start signal WDG ST ART, I negated by an inverter 40, is stored in a scan holding element 41.
  • the difference to the roll gap setpoint s * ⁇ , new, ⁇ of the new pass schedule - generated by a summation point 44 - is multiplied by the control signal WDG X by means of a multiplier 42 and smoothed by a PTi element 43. That way an additional setpoint ⁇ S * K , WDG, I is calculated for the roll gap, which is added to the current setpoint of the roll gap.
  • equations (4) and (5) are to be used for h EX , x and h E ⁇ , ⁇ .
  • a factor fv h / 1 for the infeed speed becomes, based on equations (6) and (7), after inserting (4) and (5) of the rolled strip on the roll stand i:
  • the advance k SL / 1 is defined as
  • v s ⁇ , ⁇ is the speed of the metal strip (l) es emerging from the roll stand i and v wa ⁇ 2 , ⁇ is the peripheral speed of the work rolls of the roll stand.
  • a block FAC CALC i according to FIG. 6 is advantageously provided for each roll stand.
  • Further input variables of the block are the control signal WDG X and advantageously an adaptation parameter AD SL / 1 .
  • block FAC CALC i is equation (8) as well as the equation
  • k SLf l implemented to calculate a factor fv SL , i.
  • k SL _ is the current advance while the wedge passes through the framework i. It changes from k SLf0ld / i to k SL (neWi .
  • the blocks FAC CALC 1 to FAC CALC 5 are the blocks FAC CALC i according to FIG 6.
  • the input variables 60, 61, 62, 63, 64 in the blocks FAC CALC 1, FAC CALC 2, FAC CALC 3, FAC CALC 4, FAC CALC 5 correspond to the input variables in the block
  • FIG. 7 For a rolling mill with fewer or more than 5 roll stands, FIG. 7 must be reduced or expanded accordingly.
  • the factors fv h , ⁇ and fv SL ⁇ i for controlling the speeds are calculated for each roll stand , linked to one another by linking blocks 50, 51, 52, 53 and smoothed by PT ⁇ elements 54, 55, 56, 57, 58, 59. In this way the factors fv 0 ... fv 5 result .
  • With fv 0 the speeds in front of the first scaffold are pre-controlled.
  • fVi ... fv 5 the roll speeds of the stands 1 ... 5 are pre-controlled.
  • the current speed setpoint is multiplied by the associated factor fvi.
  • the wedge control is designed in an exemplary embodiment of the invention so that there is a constant outlet speed of the strip behind the rolling mill. If the finished strip thickness becomes smaller during the transition from the old to the new pass schedule, the strip speed at the entrance to the rolling mill decreases accordingly. If, on the other hand, a pass schedule changeover is desired in which the speed of the strip increases, a speed-up, ie an increase in speed, of the entire rolling mill can take place at the same time. Then the speed changes of the wedge control and the speed-up overlap. 8 shows the embedding of an advantageous exemplary embodiment of the invention in an automation system of a rolling mill.
  • Reference numeral 72 denotes a wedge control, which represents an exemplary embodiment of the invention.
  • Reference numeral 73 denotes a rolling mill with underlying regulation.
  • Reference numeral 71 denotes an automation system for the rolling mill 73.
  • This automation system 71 gives the rolling mill 73 or its subordinate control setpoints v? or s * for the speed or for the roll gap of the roll stands. For this purpose, it optionally receives information about the status of the rolling process from rolling mill 73. This information flow is not shown in FIG.
  • the automation system 71 receives specifications 74 from a superordinate system 70. In order to correct the actual setpoints for speed and roll gap determined by the automation system 71, the wedge control 72 determines the correction values fVj.
  • the wedge control 72 receives the parameters PAR from the automation system 71. These correspond to the input variables in the circuits according to FIG. 2, FIG. 3, FIG. 5 and FIG. 6, with the exception of the control signal WDGi.
  • Rolling stand i fv S i factor of the roller speed of the rolling stand i due to changes in advance h EX / 1 outlet thickness of the rolling stand ih EY , i inlet thickness of the rolling stand i EX, new, 0 Target thickness in front of the first roll stand according to the new pass schedule

Landscapes

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

Abstract

Verfahren zum Walzen eines Metallbandes (1) in einer Walzstraße, wobei die Walzstraße zumindest zwei Walzgerüste aufweist, wobei das Metallband (1) zumindest zwei Teilbereiche (3, 4) unterschiedlicher Dicke aufweist, die über ein keilförmiges oder näherungsweise keilförmiges Übergangsstück (2) miteinander verbunden sind, und wobei die Walzgeschwindigkeit eines Walzgerüstes beim Walzen des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstückes (2) in Abhängigkeit der Voreilung (KSL,i) des Walzgerüstes eingestellt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren und Einrichtung zum Walzen eines Walzbandes mit variierender Dicke
Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zum Walzen eines Walzbandes mit variierender Dicke.
Beim kontinuierlichen Walzen kommt es zu Dickensprüngen grö- ßer als 20 %, die hohe Anforderungen an die Einstellung der Walzstraße richten. Aufgrund der Temperatur des Walzbandes beim Warmwalzen gibt es nur geringen Spielraum zwischen Schlaufe und Einschnürung. Dies gilt um so mehr, wenn es zu Dickensprüngen von 50 % und mehr kommt.
Beim kontinuierlichen Walzen ist es also wünschenswert, zwischen zwei Bändern die Walzanlage möglichst schnell auf einen neuen Stichplan umzustellen. Um in den genannten oder ähnlichen Walzsituationen schnelle Stichplanumstellungen während des Walzbetriebs durchführen zu können, kann eine sogenannte Keilsteuerung - sowohl beim Warmwalzen als auch beim Kaltwalzen - eingesetzt werden. Bei der Stichplanumstellung ändert sich die Fertigbanddicke linear über der Bandlänge. Auf diese Weise wird in das Band ein Keil gewalzt, der den Übergang vom alten zum neuen Stichplan darstellt. Einen solchen Keil zeigt FIG 1. Dieser Keil befindet sich an einer festgelegten Stelle des Bandes und hat die vorgegebene Länge LWDG. Er verläuft im wesentlichen linear mit leicht abgerundeten Knicken. Das Bandstück im Bereich des Keils stellt Ausschuß dar und kann später herausgeschnitten werden. Daher wird eine möglichst kleine Länge des Keils, d.h. eine schnelle Stichplanumstellung, angestrebt.
Zu vergleichbaren Problemen kommt es, wenn Walzbänder bereits beim Warmwalzen auf ihre Enddicke gebracht werden, die sonst erst beim Kaltwalzen erreicht wird, so daß der gesamte Kaltwalzprozeß entfällt. Bei dieser Betriebsweise sind in den einzelnen Walzgerüsten relativ hohe Stichabnahmen nötig. Da es im allgemeinen nicht möglich ist, bereits den Bandkopf mit solch hohen Stichabnahmen anzuwalzen, wird zunächst ein Stichplan mit geringeren Abnahmen eingestellt. Sobald das Band den Haspel erreicht hat und aufgewickelt wird, erfolgt während des Walzbetriebs eine Umstellung auf einen neuen Stichplan mit höheren Abnahmen und kleinerer Fertigbanddicke.
Entsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, das Walzen von Ausschuß bei Dickenumstellung in einem Walzband zu vermeiden bzw. zu verringern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. eine Einrichtung zum Walzen eines Metallband (l)es in einer Walzstraße gemäß Anspruch 8 gelöst, wobei die Walzstraße zumindest zwei Walzgerüste aufweist. Das Metallband (1) weist dabei zumindest zwei Teilbereiche unterschiedlicher Dicke auf, die über ein keilförmiges oder näherungsweise keilförmiges Übergangsstück (2) miteinander verbunden sind, wobei die Walzgeschwindigkeit eines Walzgerüstes beim Walzen des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstück (2) es in Abhängigkeit der Voreilung des Walzgerüstes eingestellt wird, d.h. u.a. in Abhängigkeit der Voreilung des Walzgerüstes eingestellt wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Walzgeschwindigkeit des Walzgerüstes beim Walzen des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstück (2) es in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des aus dem Walzgerüst auslau- fenden Metallband (Des eingestellt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Walzgeschwindigkeit des Walzgerüstes beim Walzen des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstück (2) es in Abhängigkeit der Länge des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstück (2) es, der Dicke des Metallband (l)es beim Auslaufen aus dem Walzgerüst und der Dicke des Metallband (l)es beim Auslaufen aus dem letzten Walzgerüst der Walzstraße eingestellt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Walzgeschwindigkeit des Walzgerüstes beim Walzen des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstück (2) es in Abhängigkeit der Dynamik von unterlagerten Regelungen zur Regelung des Walzgerüstes eingestellt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Walzspalt des Walzgerüstes beim Walzen des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstück (2) es in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des aus dem Walzgerüst auslaufenden Metallband (l)es eingestellt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Walzspalt des Walzgerüstes beim Walzen des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstück (2) es in Abhängigkeit der Länge des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstück (2) es, der Dicke des Metallband (l)es beim Auslaufen aus dem Walzgerüst und der Dicke des Metallband (l)es beim Auslaufen aus dem letzten Walzgerüst der Walzstraße eingestellt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Walzspalt beim Walzen des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstück (2) es in Abhängigkeit der Dynamik von unterlagerten Regelungen zur Regelung des Walzgerüstes eingestellt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Im einzelnen zeigen:
FIG 1 ein Metallband (1) variabler Dicke,
FIG 2 eine Schaltung zum Erzeugen von Steuersignalen, FIG 3 eine Schaltung zum Erzeugen von Steuersignalen für eine fünfgerüstige Walzstraße,
FIG 4 die Steuersignale gemäß der Schaltung aus FIG 3,
FIG 5 eine Schaltung zur Erzeugung eines Zusatzsollwertes für den Walzspalt,
FIG 6 ein Drehzahlkorrekturblock,
FIG 7 eine Drehzahlkorrektureinrichtung für eine fünfge- rüstige Walzstraße, FIG 8 die Integration eines Ausführungsbeispiels der Er- findung in einer Automatisierungseinrichtung für eine Walzstraße.
FIG 1 zeigt ein Metallband (1) 1 variabler Dicke als Ergebnis einer Stichplanumstellung während des Walzens. Bei Auslauf aus dem letzten Gerüst der Walzstraße weist das Metallband (1) 1 einen Bereich 4 mit der Dicke h* Xj0ld/NS auf, die der
Solldicke gemäß dem alten Stichplan entspricht sowie einen Bereich 3 der Dicke h* X(neWjNS , der der Sollauslaufdicke gemäß dem neuen Stichplan entspricht. Zwischen den beiden Bereichen 3 und 4 weist das Metallband (1) 1 ein keilförmiges Zwischenstück 2 der Länge LWDG auf. Ferner sind die Steuersignale WDd, die mit einer Schaltung gemäß FIG 2 erzeugt werden, angegeben. VΞT,NS bezeichnet die Geschwindigkeit des Metallband (l)es 1 bei Auslauf aus dem letzten Gerüst der Walzstraße.
Bei der Stichplanumstellung ändern sich im allgemeinen die Abnahmen und Auslaufdicken aller Walzgerüste. Daher werden in beispielhafter Ausgestaltung der Erfindung alle Walzgerüste zeitrichtig vom alten auf den neuen Stichplan umgestellt. Dies erfolgt in beispielhafter Ausgestaltung der Erfindung mittels normierter Steuersignale WDGιr die den einzelnen Walzgerüsten zugeordnet sind, wobei der Index i das Walzgerüst bezeichnet. Die Steuersignale WDGX durchlaufen kontinuierlich die Werte von 0 bis 1, während das für den Keil vor- gesehene Bandstück das jeweilige Gerüst passiert. Das Steuersignal WDG_ ergibt sich für jedes Walzgerüst, indem das Integral der aktuellen Bandgeschwindigkeit vST/1 durch die Länge des Keils LWDG dividiert wird. Die Länge LWDG des Keils für das jeweilige Gerüst wird mit den Auslaufsolldicken h*E /0id,i und h*Eχ,oid,Ns des alten Stichplanes umgerechnet: h 11 * EX,old,i f * , „ .
WDG, = — J vsτ#idt , ( 1 )
"■ EX, o ld,NS J-I DG
Dabei bezeichnet der Index NS das letzte Walzgerüst. Diese Berechnung wird gestartet, wenn das Startsignal WDGSTART,I (vgl. FIG 2) von 0 nach 1 wechselt. Sie wird beendet, sobald WDGi = 1 erreicht ist, d.h., sobald WDGREST,i aus FIG 2 nicht mehr > 0 ist. Zusätzlich wird ein Aktivsignal WDGACT/i = 1, wenn der Keil sich im Gerüst i befindet, WDGACT/1 = 0 , sonst (3)
erzeugt, mit dem z.B. bestimmte Funktionen für das Gerüst i ein- oder ausgeschaltet werden können. Eine Schaltung mit dieser Funktionalität zeigt FIG 2. Dabei bezeichnen Bezugszeichen 10 und 11 Dividierer, Bezugszeichen 12 einen Multiplizierer, Bezugszeichen 13 einen Integrator, Bezugszeichen 14 einen Summationspunkt und Bezugszeichen 15 ein UND-Glied.
Für eine beispielhafte Walzanlage mit 5 Walzgerüsten ist die Erzeugung der Steuersignale gemäß FIG 2 in FIG 3 dargestellt. Die Blöcke SIG GEN 1 bis SIG GEN 5 enthalten dabei jeweils eine Schaltung nach FIG 2. Für eine Walzanlage mit weniger oder mehr als 5 Walzgerüsten ist das Ausführungsbeispiel ge- maß FIG 3 entsprechend zu reduzieren oder zu erweitern.
Die Keilsteuerung wird durch einen Wechsel des Startsignals WDGSTART von 0 nach 1 gestartet (FIG 4) . Dieses Startsignal WDGSTART ist identisch mit dem Startsignal WDGSTART, ι für das er- ste Gerüst. Um die nachfolgenden Gerüste zeitrichtig ansteuern zu können, wird das Band von Gerüst zu Gerüst verfolgt. So ergeben sich die Startsignale WDGSTART,2 ... WDGSTART,5 für das zweite, das dritte, das vierte und das fünfte Gerüst durch Totzeitglieder 20, 21, 22, 23, deren Totzeiten von den aktu- eilen Bandgeschwindigkeiten vsτ,ι, vST/2, vsτ,3, vsτ,4 und den Bandlängen Lι,2, L2,3, L3,4, L4,5 zwischen den Gerüsten mittels
Totzeitberechner 24, 25, 26, 27 berechnet werden. Das Aktivsignal ist
WDGACT = 1, wenn der Keil sich in der Walzan- läge befindet,
WDGACT = 0, sonst. (4)
Dieses Aktivsignal wechselt also von 0 auf 1, sobald das für den Keil vorgesehene Bandstück das erste Walzgerüst erreicht. Es wird wieder 0, wenn der Keil das letzte Walzgerüst ver- läßt. Entsprechend bezeichnen Bezugszeichen 28 ein ODER-Glied und Bezugszeichen 29 ein UND-Glied.
Die zeitlichen Verläufe der nach FIG 3 erzeugten Steuersignale sowie WDGACT zeigt FIG 4. Diese Darstellung geht von einer konstanten Geschwindigkeit des Fertigbandes aus. Da die Signale über der Zeit t aufgetragen sind, ergeben sich nacheinander für jedes Gerüst die gleichen Signalverläufe. Wie stark die Signale der einzelnen Gerüste sich überlappen, hängt von der Länge des Keils ab. Eine große Länge des Keils führt zu entsprechend großen Überlappungen, die sich auch über mehrere Gerüste erstrecken können.
Bei der Stichplanumstellung werden die Walzenanstellungen der Walzgerüste mit Hilfe der erzeugten Steuersignale geändert, so daß die Auslaufdicken der Gerüste die Werte des neuen
Stichplanes annehmen. Dies erfolgt für jedes Gerüst mit einer Schaltung nach FIG 5.
Sobald das für den Keil vorgesehene Bandstück das Walzgerüst erreicht, wird der aktuelle Wert des Walzspaltes sκ,ι, gesteuert durch das durch einen Negierer 40 negierte Startsignal WDGSTART,I, in einem Abtasthalteglied 41 gespeichert. Die Differenz zum Walzspalt-Sollwert s*κ,new,ι des neuen Stichplanes - erzeugt durch eine Summationsstelle 44 - wird mittels eines Multiplizierers 42 mit dem Steuersignal WDGX multipliziert und durch ein PTi-Glied 43 geglättet. Auf diese Weise wird für den Walzspalt ein Zusatzsollwert ΔS*K,WDG,I berechnet, der zum momentanen Sollwert des Walzspaltes addiert wird.
Bei der Stichplanumstellung ändern sich die Auslaufdicken der
5 Walzgerüste und folglich auch die Einlaufdicken nachfolgender Walzgerüste. Zwischen den Auslaufsolldicken h *EX/ltθWfl_1 und den
Einlaufsolldicken h *KYι0ldιl des alten Stichplanes und den Auslaufsolldicken h ^new,!-! und den Einlaufsolldicken h *EYrneW(1 des neuen Stichplanes gelten die Beziehungen inf hil *EX,old,ι-l = h *EY,old,ι > h ll *EX,ne ,ι-l = hlx *EY,new,ι ( s ?• ) I
Für das erste Gerüst sind mit h 11 *EX,ol ,u = h 1 L *EY,old,l ' λhl *EX,new,0 = h l λ *EY,ne ,l ( \ J"3 i '
die Solldicken vor dem ersten Walzgerüst gemeint.
15 Sobald das für den Keil vorgesehene Bandstück das Walzgerüst i erreicht, ändert sich die Auslaufdicke des Gerüsts i wie folgt:
* = h *EX,old(1 +(h *EX,neW/1 -h *EXfold,ι) " WDG (4)
Es ändert sich gleichzeitig mit der Auslaufdicke auch die 20 Einlaufdicke des Gerusts i, und zwar nach folgender Gleichung: hEY.ι = h *EX,old,ι-: +(h n «,,-! ~ *EX,old,ι-l) ' WDGι (5)
Mit den Gleichungen (4) und (5) werden die Auslaufdicke und die
Einlaufdicke des Gerüsts i als Funktion des Steuersignals WDd
25 berechnet. Zu Beginn des Keils, d.h. bei WDGX = 0, ist das
Verhältnis RThιl der Auslaufdicke zur Einlaufdicke am Gerüst i: RTh (6)
Figure imgf000009_0001
Während der Keil das Gerüst i durchläuft, ändert sich das Verhältnis der Auslaufdicke zur Einlaufdicke als Funktion des 30 Steuersignals WDGi gemäß der Gleichung
Figure imgf000009_0002
wobei für hEX,x und hEγ,ι die Gleichungen (4) und (5) einzusetzen sind. Ausgehend von einer konstanten Auslaufgeschwindig- keit des Bandes und unter Berücksichtigung des Massenfluß- prinzips, wird, basierend auf den Gleichungen (6) und (7), nach Einsetzen von (4) und (5) ein Faktor fvh/1 für die Einlaufgeschwindigkeit des Walzbandes am Walzgerüst i gebildet:
fv
Figure imgf000010_0001
Am Gerüst i fuhren so die Banddickenänderungen zu einer Geschwindigkeitsänderung des einlaufenden Bandes. Um diesen Ef- 10 fekt zu berücksichtigen, werden die Geschwindigkeiten des gesamten vor dem Gerüst i liegenden Bereichs der Walzanlage mit dem Faktor fvh#1 nach Gleichung (8) vorgesteuert .
Bei der Stichplanumstellung ändern sich außer den Einlaufdik- 15 ken und Auslaufdicken der Walzgerüste auch die Voreilungen.
Die Voreilung kSL/1 ist dabei definiert als
Figure imgf000010_0002
wobei vsτ,ι die Geschwindigkeit des aus dem Walzgerüst i auslaufenden Metallband (l)es und vwaι2,ι die Umfangsgeschwindig- 20 keit der Arbeitswalzen des Walzgerüstes ist. Für jedes Walzgerüst ist entsprechend vorteilhafterweise ein Block FAC CALC i nach FIG 6 vorgesehen. Diesem Block werden jeweils die Einlaufsolldicke h *EX,old,1_1 und oev,,!-! , die Auslaufsolldicke h *Eχ,oid,ι und h *Eχ,ne„,ι und die Voreilung kS,oid,ι bzw. kS,new,ι des 25 Walzbandes gemäß altem bzw. neuem Stichplan zugeführt. Weitere Eingangsgrößen des Blockes sind das Steuersignal WDGX und vorteilhafterweise ein Adaptionsparameter ADSL/1. Im Block FAC CALC i ist Gleichung (8) sowie die Gleichung
„ Λ _ ^ + ^SL,old,ι
30 fVsL/ 1 = — ~ — ( 10 )
1 + kSLf l implementiert, um einen Faktor fvSL,i zu berechnen. Dabei ist kSL _ die aktuelle Voreilung, während der Keil das Gerüst i durchläuft. Sie ändert sich von kSLf0ld/i nach kSL(neWi .
Für eine Walzstraße mit 5 Walzgerüsten ist eine Steuerung der Geschwindigkeiten gemäß FIG 6 beispielhaft in FIG- 7 dargestellt. Die Blöcke FAC CALC 1 bis FAC CALC 5 sind die Blöcke FAC CALC i gemäß FIG 6. Die Eingangsgrößen 60, 61, 62, 63, 64 in die Blöcke FAC CALC 1, FAC CALC 2, FAC CALC 3, FAC CALC 4, FAC CALC 5 entsprechen den Eingangsgrößen in den Block
FAC CALC i in FIG 6. Für eine Walzstraße mit weniger oder mehr als 5 Walzgerüsten ist FIG 7 entsprechend zu reduzieren oder zu erweitern. Für jedes Walzgerüst werden die Faktoren fvh,ι und fvSLιi zur Steuerung der Geschwindigkeiten berechnet, miteinander durch Verknüpfungsblöcke 50, 51, 52, 53 verknüpft und durch PTα-Glieder 54, 55, 56, 57, 58, 59 geglättet. Auf diese Weise ergeben sich die Faktoren fv0 ... fv5. Mit fv0 werden die Geschwindigkeiten vor dem ersten Gerüst vorgesteuert. Mit fVi ... fv5 werden die Walzengeschwindigkeiten der Gerüste 1 ... 5 vorgesteuert. Zur Vorsteuerung wird jeweils der momentane Sollwert der Geschwindigkeit mit dem zugehörigen Faktor fvi multipliziert.
Mit der erfindungsgemäßen Keilsteuerung können in Walzanlagen schnelle Stichplanumstellungen während des Walzbetriebs durchgeführt werden, und zwar sowohl beim Warmwalzen als auch beim Kaltwalzen. Die Keilsteuerung ist in beispielhafter Ausgestaltung der Erfindung so ausgelegt, daß sich hinter der Walzanlage eine konstante Auslaufgeschwindigkeit des Bandes ergibt. Wenn beim Übergang vom alten zum neuen Stichplan die Fertigbanddicke kleiner wird, so verringert sich entsprechend die Bandgeschwindigkeit am Eingang der Walzanlage. Wird dagegen eine Stichplanumstellung gewünscht, bei der sich die Auslaufgeschwindigkeit des Bandes erhöht, so kann gleichzeitig ein speed-up, d.h. eine Geschwindigkeitserhöhung, der gesamten Walzanlage erfolgen. Dann überlagern sich die Geschwindigkeitsänderungen der Keilsteuerung und des speed-up. FIG 8 zeigt die Einbettung eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels der Erfindung in einem Automatisierungssystem einer Walzstraße. Dabei bezeichnet Bezugszeichen 72 eine Keilsteuerung, die eine beispielhafte Ausgestaltung der Erfindung dar- stellt. Bezugszeichen 73 bezeichnet eine Walzstraße mit unterlegter Regelung. Bezugszeichen 71 bezeichnet ein Automatisierungssystem für die Walzanlage 73. Dieses Automatisierungssystem 71 gibt der Walzstraße 73 bzw. ihrer unterlagerten Regelung Sollwerte v? bzw. s* für die Geschwindigkeit bzw. für den Walzspalt der Walzgerüste vor. Dazu erhält es optional Informationen über den Status des Walzvorgangs aus der Walzstraße 73. Dieser Informationsfluß ist in FIG 8 nicht dargestellt. Ferner erhält das Automatisierungssystem 71 Vorgaben 74 von einem übergeordneten System 70. Zur Korrektur der vom Automatisierungssystem 71 ermittelten eigentlichen Sollwerte für Geschwindigkeit und Walzspalt ermittelt die Keilsteuerung 72 die Korrekturwerte fVj. und ΔS*K,WDG,X. Dazu erhält die Keilsteuerung 72 von dem Automatisierungssystem 71 die Parameter PAR. Diese entsprechen den Eingangsgrößen in den Schaltungen gemäß FIG 2, FIG 3, FIG 5 und FIG 6, mit Ausnahme des Steuerungssignals WDGi .
Die Abkürzungen in den Figuren 1 bis 8 bezeichnen im einzelnen:
ADS,i Adaptionsparameter für das Walzgerüst i fv0 Faktor für die Geschwindigkeiten vor dem ersten Walzgerüst fvh/i Faktor der Einlaufgeschwindigkeit des Walzge- rüsts i aufgrund von Banddickenänderungen fvi Faktor für die Walzengeschwindigkeit des
Waizgerüsts i fvS,i Faktor der Walzengeschwindigkeit des Waizgerüsts i aufgrund von Voreilungsänderungen hEX/1 Auslaufdicke des Waizgerüsts i hEY,i Einlaufdicke des Waizgerüsts i EX,new, 0 Solldicke vor dem ersten Walzgerüst gemäß neuem Stichplan
' EX,new, i Auslaufsolldicke des Waizgerüsts i gemäß neuem Stichplan h*EX,old,0 Solldicke vor dem ersten Walzgerüst gemäß altem Stichplan h*Eχ,old,i Auslaufsolldicke des Waizgerüsts i gemäß altem Stichplan h EY,ne ,i Einlaufsolldicke des Waizgerüsts i gemäß neuem Stichplan h*Eγ,old,i Einlaufsolldicke des Waizgerüsts i gemäß altem Stichplan ks ,ι Voreilung im Walzgerüst i KS , new, i Voreilung im Walzgerüst i gemäß neuem Stichplan ksL,old,x Voreilung im Walzgerüst i gemäß altem Stichplan
Li,i + 1 Länge des Bandes zwischen den Walzgerüsten i und i+1
LwDG Länge des Keils im Fertigband
NS Zahl der Walzgerüste
PAR Parameter
RT ,ι Verhältnis der Auslaufdicke zur Einlaufdicke des Waizgerüsts i
Anstellungssollwert des Waizgerüsts i
Sκ,i Anstellung des Waizgerüsts i
S K, new, i Anstellungssollwert des Waizgerüsts i gemäß neuem Stichplan
As K,WDG, i Zusatzsollwert für die Anstellung des Waizgerüsts i Zeit
L WDG, fr Zeitkonstante de PTi-Glieder für die Geschwindigkeitsfaktoren
-WDG, sK Zeitkonstante der PTα-Glieder für die Zusatzsollwerte der Anstellungen V* χ Sollgeschwindigkeit des Waizgerüsts i
Vsτ, x Bandgeschwindigkeit hinter dem Walzgerüst i Vwal z , 1 Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen des
Waizgerüsts i WDGACT Aktivsignal der Keilsteuerung insgesamt
(0 = inaktiv, 1 = aktiv) WDGACT , X Aktivsignal für den Keil im Walzgerüst i
(0 = inaktiv, 1 = aktiv) WDGX Steuersignal für das Walzgerüst i (0 ... 1) WDGREST, x 1 - WDGx für das Walzgerüst i (1 ... 0)
WDGSTART Startsignal für die Keilsteuerung
WDG START, Startsignal für den Keil im Walzgerüst i
FAC CALC i Faktorberechnung für das Walzgerüst i
SIG GEN i Signalgenerierung für das Walzgerüst i

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Walzen eines Metallband (l)es (1) in einer Walzstraße, wobei die Walzstraße zumindest zwei Walzgerüste aufweist, wobei das Metallband (1) zumindest zwei Teilbereiche (3, 4) unterschiedlicher Dicke aufweist, die -über ein keilförmiges oder näherungsweise keilförmiges Übergangsstück (2) miteinander verbunden sind, und wobei die Walzgeschwindigkeit eines Walzgerüstes beim Walzen des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstückes (2) in Abhängigkeit der Voreilung (KS,ι) des Walzgerüstes eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Walzgeschwindigkeit des Walzgerüstes beim Walzen des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstük- kes (2) in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des aus dem Walzgerüst auslaufenden Metallbandes (1) eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Walzgeschwindigkeit des Walzgerüstes beim Walzen des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstük- kes (2) in Abhängigkeit der Länge des keilförmigen oder nähe- rungsweise keilförmigen Übergangsstückes (2), der Dicke des Metallbandes (1) beim Auslaufen aus dem Walzgerüst und der Dicke des Metallbandes (1) beim Auslaufen aus dem letzten Walzgerüst der Walzstraße eingestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Walzgeschwindigkeit des Walzgerüstes beim Walzen des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstük- kes (2) in Abhängigkeit der Dynamik von unterlagerten Rege- lungen zur Regelung des Walzgerüstes eingestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Walzspalt des Walzgerüstes beim Walzen des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstückes (2) in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des aus dem Walzgerüst auslaufenden Metallbandes (1) eingestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Walzspalt des Walzgerüstes beim Walzen des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstückes (2) in Abhängigkeit der Länge des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstückes (2) , der Dicke des Metallbandes (1) beim Auslaufen aus dem Walzgerüst und der Dicke des Me- tallbandes (1) beim Auslaufen aus dem letzten Walzgerüst der Walzstraße eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Walzspalt des Walzgerüstes beim Walzen des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstückes (2) in Abhängigkeit der Dynamik von unterlagerten Regelungen zur Regelung des Walzgerüstes eingestellt wird.
8. Einrichtung zum Walzen eines Metallbandes (1) in einer
Walzstraße mit zumindest zwei Walzgerüsten gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Metallband (1) zumindest zwei Teilbereiche (3, 4) unterschiedlicher Dicke aufweist, die über ein keilförmiges oder nähe- rungsweise keilförmiges Übergangsstück (2) miteinander verbunden sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Einrichtung zum Walzen des Metallbandes (1) eine Faktorbezeichnung (FAC CALC i) zum Einstellen der Walzgeschwin- digkeit eines Walzgerüstes beim Walzen des keilförmigen oder näherungsweise keilförmigen Übergangsstückes (2) in Abhängigkeit der Voreilung (KSL/1) des Walzgerüstes aufweist.
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