WO2001047648A2 - Verfahren zur steuerung und/oder regelung der kühlstrecke einer warmbandstrasse zum walzen von metallband und zugehörige vorrichtung - Google Patents

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    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
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    • B21B2261/00—Product parameters
    • B21B2261/20—Temperature
    • B21B2261/21—Temperature profile

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling and / or regulating the cooling section of a hot strip mill for rolling metal strip, in which the structural properties of the rolled metal strip, in particular a steel strip, are set by the cooling.
  • the invention also relates to the associated device for fürfuh ⁇ out the method.
  • slabs are rolled into strip in a hot strip mill. After rolling, the sheet goes through a cooling section.
  • the cooling section of the hot strip mill is used to adjust the structural properties of the rolled steel strip.
  • the structural properties of the strips produced have so far been derived predominantly from the reel temperature, which is kept constant at a predetermined setpoint value by the automation of the cow section.
  • New materials such as multi-phase steels, TRIP steels or the like, require a precisely defined heat treatment, i.e. the specification and monitoring of a temperature profile from the last rolling stand to the reel.
  • Direction can be detected.
  • a calculation is carried out using the "finite element" method.
  • the control and / or regulation is no longer tied to fixed switching locations; there are in fact any time any valves for coolant supply ⁇ actuatable. So that compliance with the specified cooling along the cooling section can be checked by the control and / or regulation, according to the invention, the model is included in real time with the band of the cooling section. This provides the required strip temperatures on the cooling section and is constantly corrected by measured temperature values.
  • the method according to the invention thus allows a flexible specification of the heat treatment for modern steels. This takes account of practical requirements.
  • each of which contains a cooling section which can be acted upon with cooling agents over their entire length by means of individually adjustable valves, there are means for specifying cooling curves for the individual strip points of the metal strip.
  • Figure 1 shows the structure of a downstream of the rolling mill
  • FIG. 2 a three-dimensional temperature-time / band length diagram
  • FIG. 3 shows the structure diagram of the control / regulation confining ⁇ Lich model correction for the Kuhlpiece according to Figure 1 and Figure 4 in detail the calculation of the model correction of FIG. 3
  • FIG. 1 The cooling of metal strip as part of the hot rolling technology and the function of the cooling section there is illustrated in FIG. 1.
  • hot rolling steel so-called slabs with an initial thickness of approx. 200 mm are rolled into a strip of 1.5 to 20 mm.
  • the processing temperature is 800 to 1200 ° C.
  • the end of the process involves cooling the strip with water from a cooling section to 300 to 800 ° C.
  • the last rolling stand of a hot strip mill is designated by 1 in FIG.
  • the mill stand 1 is followed by a finishing station measuring station 2, after cooling a reel measuring station 3, at each of which the temperature of the strip is measured, and then an underfloor reel 4 for reeling the metal strip into a coil.
  • the cooling section 10, generally referred to in the present context as a system, is located between the finished street measuring station 2 and the reel measuring station 3.
  • a rolled hot strip made of steel is designated 100 in FIG. It runs through the cooling section 10 and is from both sides via valves with a cooling medium, in particular Water, chilled.
  • a cooling medium in particular Water, chilled.
  • Individual valves can be combined into groups, for example the valve groups 11, 1Y, ..., 12, 12 ⁇ ..., 13, 13 ⁇ ... and 14, 14 ⁇ ... are shown.
  • the cooling of the strip 100 which is to be recorded by control technology, is usually based on a one-dimensional mstationary heat conduction equation.
  • the mathematical description is based on an insulated rod which only exchanges heat with the surroundings at the beginning and end - corresponding to the top and bottom of the strip.
  • the band 100 can be described with individual band points, which are heated in the rod. This is known, for which reference is made to the relevant specialist literature.
  • no temperatures can be measured in the cooling section 10.
  • the temperature is measured at measuring station 2 in front of the cooling section and in particular at reel measuring station 3.
  • the heat exchange in band 100 is taken into account via the mathematical model in accordance with the above requirements.
  • a model of the cooling section is thus created, which is designated 15 in FIG. If the temperatures are available at any point via the model 18, regulation to the specified cooling profile can be implemented.
  • the Temperaturprofll for the tape after a certain cooling time point i to t ⁇ a predetermined Tempe ⁇ temperature Ti, in particular coiling temperature T h have. Ent ⁇ speaking specifications are also available for the remaining strip points. If all the specified reel temperatures of the individual strip points are connected, the curve 400 shown in FIG. 2e is obtained. This curve 400 can be used, for example, to ensure that process steps such as grasping the strip on the reel are taken into account with the smallest possible structural changes ,
  • curve 500 represents the cooling profile over the cooling section length. This cooling curve is also shown in FIG. 1 unit 30. It is essential that curve 500 is automatically dynamically adapted in the event of disruptions in the production process, for example at variable belt speed, in accordance with the technical teaching specified. As a result, in contrast to the prior art, such disturbances remain without any effects on the predetermined cooling process of each band point.
  • cooling curves 300, 310, 311, 312 etc. are specified for each band point. For example, for the first point a cooling curve is specified with an initially steep drop and then a flatter drop, while in the middle cooling curves with an almost constant temperature gradient. The described profile 400 is thus achieved overall.
  • the Pro ⁇ fil can be set so that the greatest possible extent constant Gefuge ⁇ properties are present on the finished band.
  • the structural properties determine the mechanical properties and thus the quality of steel strip in particular, the desired material properties can be achieved through targeted structural changes.
  • the described method results in an increased potential in the production of finished strip.
  • the cooling section is designated as the actual system with 10. 1 is printed out here by a so-called real-time model 20, by means of which the temperatures T_ at the individual band points I of the band 100 are determined.
  • the calculated coiling temperature T H which is subject to an error, is compared to the measured on the reel 3 temperature- temperature T H and the resulting failure of a unit 25 is supplied to the model correction.
  • the latter unit 25 is also supplied with the entire cooling process 5 calculated by the real-time model 20.
  • the unit 25 uses this data to determine a correction of the cooling process, which is applied to the calculated cooling process.
  • the corrected cooling curve determined in this way is compared with the target cooling and the resulting control deviation with the controller 30 fed. From this and by means of the amplification factors determined by the unit 25, the valve positions are generated as process control signals, which are both implemented on the system and also fed back to the real-time model 20 as information.
  • the controller 30 can be operated with a predetermined algorithm on the basis of the entered control deviation and the further values. Such algorithms are specified in software and allow the control of any pattern of valves.
  • each of the valves 11, 11 ⁇ ..., 12, 12 ⁇ ..., 13, 13 ⁇ , ..., 14, 14 ⁇ ... can be activated by any combination of the controller at the same time.
  • the cooling along the metal strip is considered in detail on the basis of the enthalpy and the temperature profile dependence on the enthalpy.
  • the calculation of the model correction for the controller is illustrated in detail in FIG. 4: the enthalpies e and the temperatures T m are determined as a function of the enthalpy e.
  • the real-time model 20 supplies a calculated enthalpy value e, from which the value T (e) is formed in a unit 21. From this, the temperature values T for any band points can be calculated. Specifically, the calculated temperature value T H for the reel temperature is compared with the measured reel temperature T H , which results in a value ⁇ T ⁇ .
  • enthalpy signals are equally fed to a unit 22, which is the partial derivative de the enthalpy according to the heat conduction coefficient is forming.
  • the heat conduction coefficient represents a correction factor to a certain extent.
  • the valve positions of the system continue to enter both ends 20 and 22.

Abstract

In der Kühlstrecke einer Warmbandstraße zum Walzen von Metallband werden durch die Kühlung die Gefügeeigenschaften des gewalzten Metallbandes, insbesondere eines Stahlbandes, eingestellt. Erfindungsgemäß wird für jeden Bandpunkt des Metallbandes ein zeitlicher Abkühlverlauf vorgegeben, dabei wird für jeden Bandpunkt eine eigene Abkühlkurve als Funktion der Zeit ermittelt und die ermittelte Zeitkurve wird jederzeit für jeden Bandpunkt mit der Vorgabe einer zeitlichen Abkühlkurve verglichen und daraus Prozeßführungssignale zur Steuerung und/oder Regelung der Kühlstrecke abgeleitet. Bei der zugehörigen Vorrichtung ist eine Recheneinheit und eine Prozeßführungseinheit vorhanden.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Kuhlstrecke einer Warmbandstraße zum Walzen von Metallband und zugehörige Vorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Kuhlstrecke einer Warmbandstraße zum Walzen von Metallband, bei dem durch die Kühlung die Gefuge- eigenschaften des gewalzten Metallbandes, insbesondere eines Stahlbandes, eingestellt werden. Daneben bezieht sich die Erfindung auch auf die zugehörige Vorrichtung zur Durchfuh¬ rung des Verfahrens.
Speziell in der Stahlindustrie werden sogenannte Brammen im heißen Zustand in einer Warmbandstraße zu Bandern gewalzt. Nach dem Walzen durchlauft das Blech eine Kuhlstrecke. Die Kuhlstrecke der Warmbandstraße dient zum Einstellen der Gefugeeigenschaften der gewalzten Stahlbander.
Die Gefugeeigenschaften der hergestellten Bander werden bisher überwiegend aus der Haspeltemperatur abgeleitet, die durch die Kuhistreckenautomatisierung auf einem vorgegebenen Sollwert konstant gehalten wird.
Neue Werkstoffe, wie Mehrphasenstahle, TRIP-Stahle oder dergleichen, erfordern eine genaue definierte Wärmebehandlung, d.h. die Vorgabe und die Überwachung eines Temperaturverlaufes vom letzten Walzgerust bis zum Haspel.
Aus „Proceedmgs of ME FEC Kongreß 99w , Dusseldorf, June 13 - 15, 1999 (Verlag Stahl Eisen GmbH) ist ein Vorschlag bekannt geworden zur Automatisierung von Warmbandstraßen, bei der speziell für die Kuhlstrecke eine modellgestutzte Steuerung vorhanden ist. Dabei liegt der Kühlung die Vorstellung zugrunde, daß über die Lange der gesamten Kuhlstrecke eine Referenztemperatur vorgebbar ist und daß die aktuell ge es- sene Temperatur über eine adaptive Steuereinheit an die vor¬ gegebenen Werte angepaßt wird. Wesentlich ist dabei, daß über Enthalpie-Betrachtungen und Aufteilung des Abkuhlungsprozes- ses in eine Serie von kleineren thermodynamischen Prozessen der Einfluß der Kühlung m longitudmaler und vertikaler
Richtung erfaßt werden kann. Insbesondere erfolgt dabei eine Berechnung über die Methode der „Finite Elemente" .
Von letzterem ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Automatisierung von Kuhlstrecken in Warmwalzstraßen anzugeben und die zugehörige Vorrichtung zu schaffen.
Die Aufgabe ist erfmdungsgemaß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelost. Weiterbildungen sind m den abhangigen Ansprüchen angegeben. Eine zugehörige Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens ist durch die Merkmale des Anspruches 10 gekennzeichnet.
Die eingangs dargestellte Problematik wird nunmehr nicht wie beim Stand der Technik durch eine Vorgabe des Temperaturprofils entlang der Kuhlstrecke, sondern durch die Vorgabe eines für jeden Bandpunkt des Metallbandes individuellen zeitlichen Abkuhlverlaufs gelost. Vorteilhaft ist dabei insbesondere, daß eine solche Vorgabe unmittelbar aus den gewünschten Stahleigenschaften ermittelt werden kann und unabhängig von variablen Prozeßgroßen, wie beispielsweise die Bandgeschwindigkeit, bleibt.
Beim erfmdungsgemaßen Verfahren ist also wesentlich, daß für jeden sogenannten Bandpunkt des zu kühlenden Materials ein eigener zeitlicher Abkuhlverlauf vorgegeben wird. Damit können die so ermittelten Zeitfunktionen jederzeit für jeden Bandpunkt mit den vorgegebenen zeitlichen Abkuhlkurven ver- glichen werden. Das erfmdungsge aße Verfahren hat den Vorteil, daß Abkühl- Verhältnisse vorgegeben werden können, die den tatsachlichen Vorgaben der Praxis besser entsprechen. Vorteilhafterweise kann nunmehr auch eine variable Kühlung entlang des Bandes vorgegeben werden, womit im Walzband Bereiche bestimmter
Qualltat gezielt erzeugt werden können. Dadurch sind nunmehr auch sogenannte Dual-Phasen-Mateπalien erzeugbar, was beim Stand der Technik nicht möglich war.
Dadurch, daß der Abkuhlverlauf für jeden Bandpunkt entlang der gesamten Kuhlstrecke vorgegeben wird, ist die Steuerung und/oder Regelung nicht mehr an feste Schaltorte gebunden; es sind vielmehr jederzeit beliebige Ventile zur Kuhlmittel¬ zufuhr betatigbar. Damit die Einhaltung der vorgegebenen Abkühlung entlang der Kuhlstrecke durch die Steuerung und/ oder Regelung überprüft werden kann, wird erfmdungsgemaß das Modell in Echtzeit mit dem Band der Kuhlstrecke mitgerechnet. Dies liefert die erforderlichen Bandtemperaturen auf der Kuhlstrecke und wird durch gemessene Temperaturwerte standig korrigiert.
Das erfmdungsgemaße Verfahren erlaubt also insgesamt eine flexible Vorgabe der Wärmebehandlung für moderne Stahle. Damit wird den Forderungen der Praxis Rechnung getragen.
Bei entsprechenden Vorrichtungen, die jeweils eine Kuhl- strecke beinhalten, welche über ihre gesamte Lange durch jeweils individuell einstellbare Ventile mit Kuhlmitteln beaufschlagbar ist, sind Mittel zur Vorgabe von Abkuhlkurven für die einzelnen Bandpunkte des Metallbandes vorhanden.
Weiterhin sind Einheiten zur Berechnung der Abkuhlkurven, zur Korrektur der ermittelten Abkuhlkurven auf der Basis von gemessenen Temperaturen, zum Vergleich mit der Vorgabe der Abkuhkurven und zur Generierung von Prozeßfuhrungssignalen vorhanden. Diese Einheiten können softwaremaßig in einen Rechner implementiert werden. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausfunrungs- beispielen anhand der Zeichnung Verbindung mit weiteren Unteranspruchen . Es zeigen
Figur 1 den Aufbau einer der Walzstraße nachgeschalteten
Kuhlstrecke, Figur 2 ein dreidimensionales Temperatur-Zeit/Bandlangen- Diagramm,
Figur 3 das Strukturbild der Steuerung/Regelung einschlie߬ lich Modellkorrektur f r die Kuhlstrecke gemäß Figur 1 und Figur 4 im einzelnen die Berechnung der Modellkorrektur aus Figur 3.
Anhand Figur 1 wird die Abkühlung von Metallband als Teil der Warmwalztechnologie und dort im einzelnen die Funktion der Kuhlstrecke verdeutlicht. Beim Warmwalzen von Stahl werden sogenannte Brammen mit einer Ausgangsdicke von ca. 200 mm zu einem Band von 1,5 bis 20 mm gewalzt. Die Verarbeitungstemperatur ist dabei 800 bis 1200°C. Das Prozeßende beinhaltet nach dem Walzen die Abkühlung des Bandes mit Wasser einer Kuhlstrecke auf 300 bis 800°C.
In Figur 1 ist dazu das letzte Walzgerust einer Warmbandstraße mit 1 bezeichnet. Dem Walzgerust 1 folgt ein Fertig- straßenmeßplatz 2, nach der Kühlung ein Haspelmeßplatz 3, an denen jeweils die Temperatur des Bandes gemessen wird, und anschließend eine Unterflurhaspel 4 zum Aufhaspeln des Metallbandes zu einem Coil. Zwischen Fertigstraßenmeßplatz 2 und Haspelmeßplatz 3 befindet sich die im vorliegenden Zusammenhang allgemein als Anlage bezeichnete Kuhlstrecke 10.
Ein gewalztes Warmband aus Stahl ist m Figur 1 mit 100 bezeichnet. Es lauft durch die Kuhlstrecke 10 und wird von beiden Seiten über Ventile mit einem Kuhlmedium, insbesondere Wasser, gekühlt. Einzelne Ventile können zu Gruppen zusammengefaßt sein, beispielsweise sind die Ventilgruppen 11, 1Y, ..., 12, 12 \ ..., 13, 13\ ... sowie 14, 14\ ... dargestellt.
Der regeltechnisch zu erfassenden Abkühlung des Bandes 100 liegt üblicherweise eine eindimensionale mstationare Warme- leitungsgleichung zugrunde. Bei der mathematischen Beschreibung wird von einem isolierten Stab, der nur am Anfang und Ende - entsprechend der Ober- und Unterseite des Bandes - einen Wärmeaustausch mit der Umgebung durchfuhrt, ausgegangen.
Speziell zur Warmeleitung im Band wird von der Modellannahme ausgegangen, daß die Warmeleitung in Längs- und Querrichtung verschwindet und daß in der Breite des Bandes die Enthalpie konstant ist. Dadurch laßt sich die Problematik auf ein eindimensionales stationares Warmeleitungsproblem reduzieren, bei dem die Anfangsbedingungen und die Randbedingungen definiert werden müssen.
Nach letzterem Modell kann das Band 100 mit einzelnen Bandpunkten beschrieben werden, m denen eine Warmeleitung im Stab erfolgt. Dies st bekannt, wozu auf die diesbezügliche Fachliteratur verwiesen wird.
In der Kuhlstrecke 10 sind im allgemeinen keine Temperaturen meßbar. Die Temperatur wird aber am Meßplatz 2 vor der Kuhlstrecke und insbesondere am Haspelmeßplatz 3 gemessen. Über das mathematische Modell wird der Wärmeaustausch im Band 100 entsprechend obigen Voraussetzungen berücksichtigt. Es wird also ein Modell der Kuhlstrecke erstellt, welches Figur 1 mit 15 bezeichnet ist. Wenn über das Modell 18 die Temperaturen an jeder beliebigen Stelle verfugbar sind, laßt sich eine Regelung auf das vorgegebene Abkuhlprofil realisieren.
In Figur 2 ist anhand eines dreidimensionalen Temperatur- Bandlangen/Zeit-Diagramms die Vorgabe eines Abkuhlverlaufes dargestellt: Wenn man von einem Abkuhlbegmn (t = 0) eines Bandpunktes ausgeht, so ergibt sich über die Zeit t ein vorgegebenes Akuhlprofil 300 als Zeitfunktion. Aus Figur 2 ist für jeden Bandpunkt des Metallbandes 100 eine eigene Abkuhl- kurve entnehmbar. Beispielhaft ist für einen bestimmten Band¬ punkt bei li die Kurve 300 dargestellt, wobei sich so für diesen Banαpunkt eine eigene Zeitfunktion ergibt.
Beispielsweise soll das Temperaturprofll für den Bandpunkt i nach einer bestimmten Abkuhlzeit tλ eine vorgegebene Tempe¬ ratur Ti, insbesondere Haspeltemperatur Th, aufweisen. Ent¬ sprechende Vorgaben gibt es auch für die übrigen Bandpunkte. Verbindet man alle vorgegebenen Haspeltemperaturen der einzelnen Bandpunkte, so erhalt man die m Figur 2 e gezeich- nete Kurve 400. Mit dieser Kurve 400 kann beispielsweise gewährleistet werden, daß Verfahrensschritte wie das Fassen des Bandes am Haspel mit ansonsten möglichst geringen Gefuge- anderungen berücksichtigt werden.
Betrachtet man nun einem Augenblick die Vorgaben aller momentan m der Kuhlstrecke 10 liegenden Bandpunkte und verbindet man diese Bandpunkte, so erhalt man eine Kurve 500, welche das Abkuhlprofil über die Kuhlstreckenlange darstellt. Diese Abkuhlkurve ist auch m Figur 1 Einheit 30 emge- zeichnet. Wesentlich ist dabei, daß gemäß der angegebenen technischen Lehre die Kurve 500 bei Störungen im Fertigungsprozeß, beispielsweise bei variabler Bandgeschwindigkeit, selbsttätig dynamisch angepaßt wird. Dadurch bleiben solche Störungen - im Gegensatz zum Stand der Technik - ohne jeg- liehe Auswirkungen auf den vorgegebenen Abkuhlverlauf eines jeden Bandpunktes.
Wichtig ist also beim beschriebenen Verfahren, daß für jeden Bandpunkt eigene Abkuhlkurven 300, 310, 311, 312 etc. vor- gegeben werden. Beispielsweise wird für den ersten Punkt eine Abkuhlkurve mit einem zunächst steilem Abfall und anschließend einem flacherem Abfall vorgegeben, wahrend sich im Mit- tenbereich Abkuhlkurven mit nahezu konstantem Temperaturgradienten ergeben. Damit wird insgesamt das beschriebene Profil 400 erreicht.
Auch andere Abkuhlprofile können erzeugt werden. Insbesondere wenn man von dem Gefuge als Zielgroße ausgeht, kann das Pro¬ fil so vorgegeben werden, daß weitestgehend konstante Gefuge¬ eigenschaften am Fertigband vorliegen. Es kann aber auch bewußt eine Änderung der Gefugeeigenschaften für bestimmte Bandbereiche vorgesehen werden. Z.B. können auch Gefuge- anderungen bedingt durch die größere Liegezeit der hinteren Bandabschnitte vor dem weiteren Walzen wieder ausgeglichen werden .
Da die Gefugeeigenschaften die mechanischen Eigenschaften und damit die Qualltat insbesondere von Stahlband Destimmen, lassen sich durch gezielte Gefugeanderungen gewünschte Materlaieigenschaften erzielen. Insofern ergibt sich durch das beschriebene Verfahren ein erhöhtes Potential bei der Erzeugung von Fertigband.
In Figur 3 ist die Kuhlstrecke als eigentliche Anlage mit 10 bezeichnet. Die Modellbildung der Figur 1 wird hier durcn ein sogenanntes Echtzeitmodell 20 ausgedruckt, mittels dem die Temperaturen T_ an den einzelnen Bandpunkten I des Bandes 100 ermittelt werden.
Die berechnete Haspeltemperatur TH , die mit einem Fehler behaftet ist, wird mit der an der Haspel 3 gemessenen Tempe- ratur TH verglichen und der resultierende Fehler einer Einheit 25 zur Modellkorrektur zugeführt. Letzterer Einheit 25 wird weiterhin der gesamte, vom Echtzeitmodell 20 berechnete Abkuhlvorgang 5 zugeführt. Die Einheit 25 ermittelt aus diesen Daten eine Korrektur des Abkuhlverlaufes, die auf den berechneten Abkuhlverlauf aufgeschaltet wird. Der so ermittelte korrigierte Abkuhlverlauf wird mit der Sollabkuhlung verglichen und die resultierende Regelabweichung dem Regler 30 zugeführt. Dieser erzeugt daraus und mittels der von der Einheit 25 ermittelten Verstärkungsfaktoren die Ventilstellungen als Prozeßfuhrungssignale, die sowohl auf der Anlage umgesetzt als auch dem Echtzeitmodell 20 wieder als Infor- ation zugeführt werden.
Falls kein gültiger Meßwert vorliegt, entfallt die Berechnung eines korrigierten Abkuhlverlaufes . Die Korrektur wird dann zu Null angenommen.
Der Regler 30 kann aufgrund der eingegebenen Regelabweichung und der weiteren Werte mit einem vorgegebenen Algorithmus betrieben werden. Solche Algorithmen werden softwaremaßig vorgegeben und lassen die Ansteuerung beliebiger Muster von Ventilen zu. Insbesondere sind mit dem Regler jederzeit jedes der Ventile 11, 11 \ ..., 12, 12 \ ... , 13, 13 λ , ... , 14, 14 \ ... gleichzeitig beliebiger Kombination vom Regler akti- vierbar .
Die Abkühlung längs des Metallbandes wird im einzelnen anhand der Enthalpie und des Temperaturverlaufs Abhängigkeit vorder Enthalpie betrachtet.
In Figur 4 ist die Berechnung der Modellkorrektur für den Regler im einzelnen verdeutlicht: Es werden die Enthalpien e und die Temperaturen T m Abhängigkeit von der Enthalpie e ermittelt. Das Echtzeitmodell 20 liefert einen berechneten Enthalpiewert e , woraus in einer Einheit 21 der Wert T(e) gebildet wird. Daraus lassen sich also die Temperaturwerte T für beliebige Bandpunkte berechnen. Speziell der berechnete Temperaturwert TH f r die Haspeltemperatur wird mit der gemessenen Haspeltemperatur TH verglichen, woraus sich ein Wert ΔTμ ergibt.
Vom Echtzeitmodell 20 werden Enthalpiesignale gleichermaßen einer Einheit 22 zugeführt, m der die partielle Ableitung de der Enthalpie nach dem Warmeleitungskoefflzienten ge-
Figure imgf000011_0001
bildet wird. Der Warmeleitungskoeffizient stellt gewissermaßen einen Korrekturfaktor dar. In beide Emneiten 20 und 22 gehen weiterhin die Ventilstellungen der Anlage ein.
Als Ausgangssignal der Einheit 22 ergeben sich berechnete
Werte beauf-
Figure imgf000011_0002
schlagt, woraus sich über die Bildung von partiellen Ablei- tungen nach der Kettenregel ein Signal — δf bestimmen laßt. K Speziell der Wert für die Haspel —— wird betrachtet und es öκ wird der vorher ermittelte Temperaturfehler ΔT durch diesen
Wert dividiert, woraus sich der ΔAΓ ergibt. Letzterer Wert de
Δ/c wird mit —multipliziert, so daß sich als Ausgangswert öκ die Modellkorrektur Δe vorliegt. Somit ist die Modellkorrek- tur der Einheit 25 aus Figur 3 realisiert.
Bei der Berechnung der Modellkorrektur Δe gemäß Figur 4 de stellt also — ein Sensitivitatsmodell dar. dt
Es hat sich gezeigt, daß bei obiger Vorgehensweise und Berücksichtigung der Abkuhlkurven für die einzelnen Bandpunkte die Verhaltnisse für die Praxis besser modellierbar sind. Dabei liegt der Vorgehensweise die Erkenntnis zugrunde, daß die Wärmebehandlung moderner Stahle durch direkte Vorgabe der Sollkurven für den Temperaturverlauf des tatsächlichen Abkuhlverlaufs für jeden Bandpunkt individuell vorgegeben werden kann. Insofern ist die Schnittstelle für die Steuer- und/oder Regelung das in Echtzeit gerechnete Modell und ist der zugehörige Korrekturalgoπthmus wesentlicher Bestandteil des beschriebenen Verfahrens. Diese Vorgehensweise berücksichtigt idealer Weise die Vorgabe für den gefertigten Werkstoff, da sie im Rahmen der Anlagegrenzen - unabhängig von der gefahrenen Bandgeschwindigkeit - die Einstellung der geforderten Qualität gewährleistet .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Kuhlstrecke einer Warmbandstraße zum Walzen von Metallband, insbesondere eines Stahlbandes, wobei durch Kühlung die Gefugeeigenschaften des gewalzten MetaUbandes, insbesondere des Stahlbandes, eingestellt werden, mit folgenden Verfahrensschritten:
- es wird für jeden Bandpunkt des Metallbandes ein zeitlicher Abkuhlverlauf vorgegeben, - daneben wird für jeden Bandpunkt des Metallbandes die tatsächliche Abkuhlkurve als Funktion der Zeit ermittelt,
- die ermittelte Zeitfunktion des tatsächlichen Abkuhlver- laufes wird mit der Vorgabe des zeitlichen Abkuhlverlaufes für jeden Bandpunkt des Metallbandes verglichen; - aus den Abweichungen der ermittelten Zeitkurven vom tatsächlichen Abkuhlverlauf werden Prozeßfuhrungssignale zur Steuerung und/oder Regelung der Kuhlstrecke abgeleitet.
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 für einzelne Bandpunkte des Metallbandes unterschiedliche Abkuhlkurven vorgegeben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß angestrebte Gefugeeigen- schaffen aufgrund der vorgegebenen Abkuhlkurven für jeden Bandpunkt des Metallbandes eingestellt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß für die einzelnen Bandpunkte des Metallbandes solche Abkuhlkurven vorgegeben werden, daß aufgrund äußerer Einflüsse auftretende, unerwünschte Änderungen der Gefugeeigenschaften ausgeglichen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abkuhlkurven für die einzelnen Bandpunkte αes Metallbandes derart vorgegeben werden, daß sich für unterschiedliche Bandpunkte des Metall- bandes vorbestimmte, gegebenenfalls unterschiedliche, Gefuge¬ eigenschaften ergeben.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die mechanischen Eigen- schaffen des Metallbandes aufgrund der gezielten Beeinflussung der Gefugeeigenschaften vorgegeben werden.
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 die Zeit- funktionen oder einzelne Werte zum augenblicklichen Zeitpunkt des Abkuhlverlaufes der einzelnen Bandpunkte einem Regler zugeführt und zur Generierung der Prozeßfuhrungs- signale fuhren.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei mit dem Regler Ventile für Kuhlmittel zur Abkühlung des Metallbandes aktivierbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß durch den Regler zu jedem Zeitpunkt beliebige Ventile gleichzeitig aktivierbar sind.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Ver- gleichstemperatur zu den Abkuhlkurven der einzelnen Bandpunkte die gemessene Zeitfunktion der Haspeltemperatur herangezogen wird.
10. Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 9, mit einer Kuhlstrecke, in welcher das durchlaufende Metallband über einstellbare Ven- tile (11,..., 13) mit Kuhlmittel beaufschlagbar ist, sowie einer Einheit zur Ermittlung der Temperatur-Zeit-Funktionen jedes einzelnen Bandpunktes des Metallbandes und mit einer Prozeßfuhrungsemheit (30) zur Gewinnung von Prozeßfuhrungs- signalen zur Steuerung und/oder Regelung der Abkühlung entsprechend vorgegebener Kriterien.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mit der Prozeßfuhrungsemheit (30) edes der einzelnen Ventile (11, 1Y,... bis 13, 13 λ , ... ) zur Kuhlmittelzufuhr jederzeit aktivierbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kriterien em Abkuhl- profil entlang des Metallbandes entsprechend gewünschter Gefugeeigenschaften beinhaltet.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Prozeßfuhrungsemheit zur Steuerung und/oder Regelung der Abkühlung em Echtzeitmodell (20) mit einer Modellkorrektur (25) zugrunde liegt, woraus die Eingangssignale für einen Regler (30) zur Ansteuerung der einzelnen Ventile (11,11\... bis 14, 14 \ ... ) abgeleitet werden.
14. Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Modellkorrektur die gemessene Haspeltemperatur (Tu.) herangezogen wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Regelabweichung für den Regler (30) aus einem korrigierten Abkuhlverlauf und der Sollabkuhlung gebildet wird.
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