WO2002078872A1 - Verfahren zum betreiben einer walzstrasse sowie eine entsprechend ausgebildete walzstrasse - Google Patents

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WO2002078872A1
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roll stand
strip end
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Jürgen Seidel
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Sms Demag Aktiengesellschaft
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    • B21B13/023—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged horizontally the axis of the rolls being other than perpendicular to the direction of movement of the product, e.g. cross-rolling
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    • 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
    • B21B37/22—Lateral spread control; Width control, e.g. by edge rolling

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a rolling train for rolling a strip-like rolling stock with an edger and a number of rolling stands arranged one behind the other as seen in a rolling direction, each of which is assigned an actuating unit for influencing the contour of the strip end of the rolling stock. It also relates to a rolling mill of this type, which can in particular also be equipped on the inlet side with an edger for reducing the width of the rolling stock.
  • a number of roll stands can be used in a rolling mill for rolling a rolling stock.
  • the rolling stands which are usually designed as so-called multi-roll stands and comprise a number of work rolls and, if necessary, a number of back-up rolls, are provided for the passage of a usually elongated rolling stock and are arranged one behind the other as seen in a driving direction of the rolling stock, also referred to as the rolling direction.
  • a rolling mill with a plurality of such rolling stands can be used in particular when processing a strip-like rolling stock or strip.
  • the strip-like rolling stock is designed in the manner of a primarily two-dimensional configuration as rolling stock extended in one extension plane with only a slight thickness in comparison to its dimensions in the extension plane.
  • strip run that is to say the passage of the rolled material through the rolling stands, is of particular importance when processing such a strip-shaped rolling stock.
  • a train also known as a strip tension occurs within the rolling stock.
  • the belt tension usually has a stabilizing effect on the egg actual tape run.
  • the belt tension can also occur off-center.
  • the strip can be deflected to the side, for example when the strip emerges from the rear rolling stand, as viewed in the rolling direction.
  • the forces acting on the rolling stock off-center as a result of the strip tension can lead to a behavior of the strip end that deviates from the actual rolling stock, which in turn can lead to rolling errors.
  • the rolling stands can each be designed to be pivotable about an axis of rotation oriented essentially perpendicular to the rolling direction.
  • the belt run can be influenced in such a way that asymmetrically occurring tensile stresses are kept particularly low, or that another specification for the belt run is met. Faults in the strip run, which can lead, for example, to rolled strip ends, damage to rolls and, in connection with this, the need for additional roll changes, are usually corrected by a helmsman by suitably swiveling the roll stands.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method for operating a rolling train of the type mentioned above, with which a strip run which is favorable for a given rolling result can be reproducibly maintained in a particularly simple and reliable manner.
  • the aim is to create a rectangular, symmetrical tape end / tape head. Long tabs too and fish tails at the end of the belt should be avoided.
  • a rolling mill that is particularly suitable for carrying out the method is to be specified.
  • this object is achieved according to the invention by specifying a control value for one or each actuating unit assigned to a roll stand or an edger as a function of the determined contour of the strip end of an already rolled rolling stock.
  • the invention is based on the consideration that, for simple and reliable compliance with a given strip run, the influence on the strip run should be based on input variables which are particularly characteristic of the strip run preceding rolling processes.
  • the influence on the strip run can be tracked on the basis of previous rolling results.
  • the material flow in an already finished rolling stock is provided, which occurs in each rolling stock depending on the swiveling amount of the rolling stands. This material flow is reflected in the manner of an effect accumulated over the entire length of the rolling stock, particularly in the area of the strip end.
  • An evaluation of the contour of the strip end in the plane of extension of the strip-shaped rolling stock thus provides information which is particularly valuable for specifying the control values for the roll stands or the edger during the passage of the next rolling stock.
  • a control value for the swivel angle of one or each roll stand is specified as a function of the contour of the strip end of the rolling stock that has already been rolled.
  • a suitable swivel value of the roll stands around their respective axis of rotation enables a specifically targeted influence on the strip travel.
  • the information obtained by evaluating the contour of the strip end is advantageously also used for further correction interventions in the current rolling process.
  • the calculation of the course of the bandwidth in the subsequent stands is particularly favorable, taking into account the belt extension. From the information now available with regard to the course of the strip width, when the roll bending behavior is known, correction values can be provided for the manipulated value characteristic of the work roll bending in one or each subsequent roll stand. Using these correction values, the manipulated values for the respective work roll bending can be specified in such a way that unevenness and / or strip rolling occur only to a particularly small extent.
  • the information obtained by evaluating the contour of the strip end is advantageously used in the operation of so-called loopers.
  • loopers With constant traction, e.g. As the width of the rolling stock becomes narrower, a locally higher tensile stress is created in the area of its strip end, which can undesirably lead to the strip being torn. Knowing the minimum width actually present as a result of evaluating the contour of the strip end, the tensile force with which the respective looper is applied can be reduced accordingly, so that such tearing can be avoided.
  • the edger can also be assigned a separate actuating unit, by means of which, for example, long strap tongues are compensated for by increased width reductions at the strap end.
  • the width of the rolling stock is influenced with the help of an edger, so-called fish tail ends can occur at the end of the strip, particularly with comparatively large width reductions, which are disadvantageous when the strip is being threaded out in the rear stands and can lead to warping.
  • the formation of such fish tail ends can alternatively or additionally be recognized early, so that corresponding countermeasures in particular, corrective interventions on the edger can be carried out.
  • the edger is provided as an actuator. Long strap tongues can be reduced by increasing the width of the abs. Band end to be fought.
  • an influencing of the profile of the rolling stock can be provided.
  • profile actuators in particular in the rolling stands at the front as viewed in the rolling direction, can be subjected to manipulated values which are also predefined as a function of the determined contour of the strip end. This is based on the finding that an increase in the profile extends the strip edges, whereas a decrease in the profile extends the strip center.
  • the contour of the strip end can be influenced indirectly.
  • the contour of the strip end of the rolled material that has already been rolled can be detected at a suitable location within the rolling mill and with suitable means, for example using a number of width sensors.
  • suitable means for example using a number of width sensors.
  • a contactless, in particular an optical, determination of the contour of the strip end is preferably provided, in which case a camera can be used in an advantageous embodiment.
  • the contour of the strip end can be evaluated by determining the position of the maximum in the contour in the width direction of the strip-shaped rolling stock, the control value for the swivel angle being specified as a reference variable with regard to a predefinable target position for the maximum.
  • the contour of the strip end is evaluated using a polynomial with which a number of measured values representing the contour of the strip end in their entirety are approximated.
  • the measured values can, for example, be digitized using an optical camera, the approximation by the polynomial being able to take place in a downstream computer module.
  • the contour of the strip end can be evaluated with a comparatively small number of parameters to be processed further.
  • the so-called wedge portion of the band end contour can also be taken into account in a particularly favorable manner.
  • the wedge is the measure by which the preferred direction of the contour of the strip end deviates from the width direction of the rolling stock.
  • the wedge can alternatively be determined by evaluating the points at which the band ends and the contour of the actual band end. The evaluation and determination of these points is possible in a particularly favorable manner by using the polynomial.
  • the contour of the strip head of the rolling stock that has already been rolled, as determined in the plane of extension is also taken into account when specifying the control values for the roll stands. Because of the comparatively smaller material flow in the longitudinal direction of the rolling stock towards the strip head, the occurrence of possible errors in the selection of the swivel angle for the roll stands is less than in the contour of the strip end; taking into account the contour of the tape head nevertheless contributes very well to completing the information that can be evaluated for specifying the setting values for the swivel angle.
  • a further completion of the information on the suitable choice of the swivel angle can be achieved by, in an advantageous further development, when specifying the or each manipulated value for the swivel angle of the roll stands, a temperature profile of the rolling stock determined in the width direction of the strip and / or the strip profile in front of and / or behind the rolling train considered.
  • the rolling stand can have different effects on the rolling result.
  • the thickness of the rolling stock is taken into account when it passes through this rolling stand and / or the strip profile in front of and / or behind the rolling train.
  • a manipulated value specified for a rolling stand is taken into account in an advantageous development when specifying a manipulated value for one or each subsequent rolling stand seen in the rolling direction.
  • the subsequent roll stands in the rolling train are also swiveled, their tracking being provided for compensation for disturbances caused by the swiveling of the comparatively front roll stand.
  • the manipulated value specified for a rolling stand is taken into account when specifying the manipulated value for the subsequent rolling stand in a dimension proportional to the intended decrease in the thickness of the rolling stock upon transition into this subsequent rolling stand.
  • the or each control value for the pivot angle of the respective roll stand is advantageously adjusted in such a way that a contour of the strip end that is symmetrical with the longitudinal center axis of the rolling stock is established. It can be provided as a design criterion for a control system assigned to the rolling mill that the deviation of the contour of the strip end from an asymmetrical contour can be reduced to a minimum by suitably specifying the control values for the pivoting angles of the rolling stands.
  • a predeterminable wedge shape or wedge shape of the strip in its extension plane or alternatively the position of the maximum of the contour of the strip end in the width direction can be provided as a guide variable for a control unit assigned to the rolling mill.
  • the or each control value for the swivel angle of the respective roll stand is advantageously tracked in such a way that the contour of the strip end assumes its maximum in the width direction of the strip at a position which can be predetermined as the desired value.
  • a particularly high degree of flexibility in the processing of the rolling stock can be achieved by specifying the setpoint for the position of the maximum in the width direction or the setpoint for the strip end wedge in the extension plane in a particularly advantageous development depending on the position of the respective roll stand in the rolling mill.
  • an already asymmetrically formed strip-shaped rolling stock, viewed in the strip cross-sectional direction can be processed in a particularly advantageous manner by initially adjusting the swivel angle in the front rolling stand, viewed in the rolling direction, in such a way that the wedge-shape of the incoming strip-shaped rolling stock is returned and the rolling stock thus is brought into a cross-sectional shape symmetrical to its longitudinal central axis.
  • control unit which has a control value for one or each control unit assigned to a rolling stand or an edger, advantageously for the pivoting angle of one or each rolling stand, depending on the contour of the extension plane determined Specifies the end of the strip of a roll that has already been rolled.
  • the control unit is expediently connected on the output side to actuating devices for adjusting the swivel angle.
  • the control unit is advantageously connected on the input side to a number of measuring devices, each assigned to a rolling stand, for determining the contour of the strip end and / or the strip head of the rolling stock that has already been rolled in its extension plane.
  • the measuring devices can, for example, be arranged in an elevated position on the associated roll stand, so that the contour of the strip end can be determined in a top view of the rolling stock.
  • Suitable width sensors can be provided to detect the contour of the strip end, by means of which the width of the rolling stock can be determined as a function of a longitudinal coordinate.
  • the respective measuring device for a contactless measurement is preferably designed as an optical device, in particular as a camera.
  • Control unit in a further advantageous embodiment on the input side with a Temperature measuring device for determining the temperature profile of the strip in its width direction and / or connected to a number of strip cross-sectional profile measuring devices.
  • the advantages achieved by the invention consist in particular in that by taking into account the contour of the strip end of a previously rolled rolling stock in its extension plane when specifying the control values for the swivel angle of the rolling stands for the rolling process and the rolling result, disadvantageous incorrect settings when pivoting the rolling stands are particularly important simple and reliable way to compensate.
  • the detection of the incorrect settings is provided on the basis of the evaluation of previous rolling results, the contour of the strip end, as a direct effect of the material flow in the strip-shaped rolling stock, making a particularly precise and reliable conclusion about possible incorrect settings in the pivoting angles of the roll stands allows.
  • Figure 1 shows schematically a rolling mill with a number of roll stands
  • Figure 2 shows the strip end of a strip-shaped rolling stock in supervision.
  • the rolling mill 1 comprises a number of roll stands 2, which are each designed as multi-roll stands in the exemplary embodiment.
  • each roll stand 2 comprises a first work roll 4 and a second work roll 6, which together form a roll gap 8 and are designed for the passage of a rolling stock 10.
  • the work rolls 4, 6 are each supported on their sides facing away from the rolling stock 10 by an associated support roll 12 or 14, which in turn is held in a roll stand, not shown in any more detail.
  • the rolling mill 1 is designed for the processing of a rolling stock 10 extended in the manner of a strip in an extension plane.
  • the strip-like rolling stock 10 has a primarily two-dimensional shape.
  • the so-called strip run that is to say the passage of the rolled material 10 through the roll stands 2, is particularly important for the processing of such a strip-shaped rolling stock 10.
  • the rolling mill 1 is designed in such a way that the strip run can be influenced during the actual rolling process.
  • each roll stand 2 is in each case adjustable or pivotable about an axis of rotation 18 indicated by a line in the figure and oriented essentially perpendicular to the rolling direction x indicated by the arrow 16.
  • each roll stand 2 is assigned an actuating unit 20, which represents an adjustment of the respective roll stand 2, which is not shown in detail.
  • the rolling mill 1 is provided with a control unit 22, which is provided, inter alia, for automatically influencing the swivel angle of the roll stands 2.
  • the control unit 22 is connected on the output side to transmit an actuating value S via a data line 24 to the actuating device 20 of each roll stand 2.
  • the rolling mill 1 and, in particular, its control unit 22 are designed for particularly reliable maintenance of a proper strip run during the rolling process.
  • the control unit 22 is designed in such a way that it specifies the control values S for the swivel angle of the roll stands 2 as a function of the contour of the strip end 30 that has been determined in the plane of extent of a rolled material 10 that has already been rolled.
  • FIG. 2 An example of such a contour of the strip end 30 is shown in FIG. 2 for a strip-like rolling stock 10 in plan view.
  • the rolling stock 10 is only shown in sections and in the area of its strip end 30.
  • the contour of the strip end 30 in the plane of extent of the rolling stock 10 can have a comparatively irregular and asymmetrical shape in comparison to the longitudinal center axis 32 of the rolling stock 10.
  • Such asymmetries can occur in particular as a result of incorrectly set pivot angles in one or more roll stands 2.
  • An incorrectly set swivel angle can result in a locally different material flow in the longitudinal direction of the strip 10 compared to the other rolling stock 10.
  • Such a locally different material flow is reflected in a cumulative manner, particularly at the strip end 30 of the rolling stock 10 in the form of an asymmetrical contour.
  • the determination of the maximum of the contour of the strip end 30 in the width direction y of the rolling stock 10 can be provided in the control unit 22.
  • the contour of the strip end 30 can be evaluated as a sequence of points.
  • the control unit 22 could output the set values S for the swivel angle of the roll stands 2 in such a way that the maximum in the contour of the strip end 30 occurs in the manner of a symmetrical contour in a position in the immediate vicinity of the longitudinal central axis 32 of the rolling stock 10 ,
  • the contour of the strip end 30 could also be evaluated using spline functions.
  • a polynomial the course 34 of which is shown in broken lines in FIG. 2, is selected in such a way that its
  • Course 34 the actual determined on the basis of a number of measured values Contour of the tape end 30 approximates as best as possible.
  • a greater weighting of the measuring points in the band center area 35 is advantageous. This polynomial can be used to further evaluate the contour of the strip end 30 with only a comparatively small number of parameters.
  • the position of the maximum 36 in the course 34 of the polynomial in the width direction y of the rolling stock 10 can be used as a guide variable for the specification of the control values S by the control unit 22.
  • the so-called wedge of the band end 30 can also be determined as the reference variable.
  • a preferred direction of the strip end 30, shown schematically in FIG. 2 by the line 38 is determined. Seen over the entire width of the rolling stock 10, this preferred direction corresponds to a length difference 40 on the outer sides of the rolling stock 10. This length difference 40 is thus a measure of the asymmetry of the strip end 30.
  • the rolling train 1 is provided with a number of measuring devices 50.
  • the measuring devices 50 can be configured, for example, as width sensors. In the exemplary embodiment, however, a contactless optical detection of the contour of the strip end 30 is provided.
  • the measuring devices 50 are designed as optical devices, namely as cameras.
  • the measuring devices 50 are arranged between two roll stands 2 at a height such that the contour of the strip end 30 can be determined in a plan view of the rolling stock 10.
  • the control unit 22 is connected on the input side to the measurement devices 50 on the input side to take over the measured values supplied by the measuring devices 50 and characteristic of the contour of the strip end 30.
  • the measuring devices 50 designed as cameras are dimensioned and positioned such that the entire contour of the strip end 30, that is to say the contour across the entire width of the rolling stock 10, lies in the measuring range of the respective measuring device 50 and can thus be detected at the same time.
  • one or each measuring device 50 can be positioned such that its measuring range does not cover the entire width of the rolling stock 10.
  • it can be provided in the manner of a sequential scanning for the determination of the contour of the strip end 30 that the measuring device 50 concerned in each case records a series of partially overlapping individual images which in their entirety represent the complete contour of the strip end 30. These individual images are then combined into an overall image in an evaluation unit in such a way that they overlap in the respective overlapping areas. When the tape end 30 runs in the transverse direction, the respective images are shifted accordingly.
  • control unit 22 is connected on the input side to a temperature measuring device 52.
  • the temperature measuring device 52 is designed to determine a temperature profile of the rolling stock 10 in its width direction y.
  • control unit 22 is connected on the input side to a first profile measuring device 54 and to a second profile measuring device 56.
  • the profile measuring device 54 is arranged in the rolling direction of the rolling stock in front of the first roll stand 2 and is used to determine the cross-sectional profile of the rolling stock 10 entering the rolling mill 1.
  • the profile measuring device 56 is arranged behind the last rolling stand 2 and viewed in the rolling direction of the rolling stock 10 Determination of the cross-sectional profile of the rolling stock 10 emerging from the rolling mill 1 is provided.
  • the swivel angle of each roll stand 2 is adjusted by the control unit 22 in order to reliably maintain a strip run that is favorable for a high-quality rolling result.
  • the rolling mill 1 is designed in the manner of a learning or adaptive system, whereby the control values S are specified taking into account the rolling result for rolled goods that have already been rolled.
  • the contour of the strip end 30 of an already rolled rolling stock 10 is determined via the measuring devices 50.
  • the contour can be determined for a rolling stock 10 that has left the rolling mill 1 as a whole, or also for a rolling stock 10 that has already emerged from one of the roll stands 2 but still has to pass through the subsequent roll stands 2.
  • the polynomial approximating the contour profile is generated on the basis of the measured values supplied by the measuring device 50.
  • a reference variable provided for this roll stand 2 is within the tolerance range of a predefinable target value.
  • the position of the maximum of the polynomial in the width direction y of the rolling stock 10 or also the length difference 40 characterizing the wedge nature of the rolling stock 10 can be evaluated as a reference variable.
  • the control values S for the roll stands 2 are tracked in such a way that the corresponding target values are increasingly approximated.
  • control unit 22 generates correction values ⁇ S for the swivel angle of the roll stand 2 with the consecutive number i within the rolling train 1 according to the relationship.
  • ⁇ LJ the wedge component or the length difference 40 of the rolling stock 10 on the roll stand 2 with the position number i
  • f ⁇ a factor for evaluating the material flow in the rolling stock 10 in its longitudinal direction
  • the control unit 22 is additionally designed so that a control value for the swivel angle of a roll stand 2 is also taken into account when specifying the control values for the swivel angle of the subsequent roll stands 2. It is provided that the disturbance in the strip run caused by the pivoting of a roll stand 2 within the rolling mill 1 in the roll stands 2 following it is largely compensated for.
  • the subsequent rolling stands 2 are also pivoted to a degree proportional to the thickness of the rolling stock 10 which decreases in the rolling direction.
  • the control unit 22 also specifies control values for the bending forces of the work rolls 4, 6, and is connected to the work rolls 4, 6, each associated control elements, not shown. These control values for the bending forces of the work rolls 4, 6 are also tracked and corrected on the basis of the determined contour of the strip end 30. For this purpose, the determined contour of the strip end 30 in the control unit 22 taking into account the Strip extension of the course of the strip in the subsequent rolling stands 2 is calculated. From these width parameters, taking into account the roll bending behavior, the control values for the bending force of the work rolls 4, 6 are specified in such a way that unevenness on the rolling stock 10 and thus strip rolling do not occur as far as possible.
  • control unit 22 can also be designed to use the determined contour of the strip end 30 when specifying a tensile force for a looper and / or a control value for an upset, not shown, upstream of the rolling mill 1.
  • the method can be used not only on a rolling mill consisting of several stands, but also on reversing stands in which several passes are rolled.

Abstract

Bie einer Walzstrasse (1) zum Walzen eines bandartigen Walzgutes (10) mit einer Anzahl von in einer Walzrichtung 8x) gesehen hintereinander angeordneten Walzgerüsten (2), die jeweils um eine im wesentlichen senkrechte zur Walzrichtung (x) orientierte Drehachse (18) schwenkbar sind, soll auf besonders einfache und zuverlässige Weise ein für ein vorgegebenes Walzergebnis günstiger Bandlauf eingehalten werden. Dazu wird erfindungsgemäss ein Stellwert (S) für den Schwenkwinkel eines oder jedes Walzgerüsts (2) in Abhängigkeit von der ermittelten Kontur des Bandendes (30) eines bereits gewalzten Walzguts (10) vorgegeben. Erfindungsgemäss kommen daneben auch weitere Stellglieder zum Einsatz.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Walzstraße sowie eine entsprechend ausgebildete Walzstraße
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Walzstraße zum Walzen eines bandartigen Walzgutes mit einem Staucher sowie einer Anzahl von in einer Walzrichtung gesehen hintereinander angeordneten Walzgerüsten, denen jeweils eine Stelleinheit zum Beeinflussen der Kontur des Ban- dendes des Walzgutes zugeordnet ist. Sie betrifft weiterhin eine derartige Walzstraße, die insbesondere auch einlaufseitig mit einem Staucher zur Breitenreduktion des Walzguts ausgerüstet sein kann.
Zum Walzen eines Walzguts können in einer Walzstraße eine Anzahl von Walzgerüsten zum Einsatz kommen. Die Walzgerüste, die üblicherweise als sogenannte Mehrwalzengerüste ausgelegt sind und eine Anzahl von Arbeitsund bedarfsweise eine Anzahl von Stützwalzen umfassen, sind dabei für die Hindurchführung eines üblicherweise lang ausgestreckten Walzguts vorgesehen und in einer auch als Walzrichtung bezeichneten Vortriebsrichtung des Walzguts gesehen hintereinander angeordnet. Eine Walzstraße mit einer Mehrzahl derartiger Walzgerüste kann insbesondere bei der Bearbeitung eines bandartig ausgebildeten Walzguts oder Walzbandes zum Einsatz kommen. Das bandartige Walzgut ist in diesem Fall in der Art einer vornehmlich zweidimen- sionalen Ausgestaltung als in einer Erstreckungsebene ausgedehntes Walzgut mit im Vergleich zu seinen Abmessungen in der Erstreckungsebene nur geringfügiger Dicke ausgebildet.
Gerade bei der Bearbeitung eines derartig bandförmig ausgebildeten Walzguts ist der sogenannte Bandlauf, also der Durchlauf des Walzguts durch die Walz- gerüste, von besonderer Bedeutung. Bei der Bearbeitung des bandförmigen Walzguts tritt nämlich ein auch als Bandzug bezeichneter Zug innerhalb des Walzguts auf. Der Bandzug wirkt dabei üblicherweise stabilisierend auf den ei- gentlichen Bandlauf. Bei einer in bezug auf die Längs-Mittelachse des Bandes gesehen asymmetrischen Bearbeitung kann der Bandzug jedoch auch außermittig auftreten. Infolgedessen kann, beispielsweise beim Austritt des Bandes aus dem in Walzrichtung gesehen jeweilig hinteren Walzgerüst, ein Ausschlagen des Bandes zur Seite hin erfolgen. Zudem kann es bei infolge des Band- zugs außermittig am Walzgut angreifenden Kräften zu einem vom eigentlichen Walzgut abweichenden Verhalten des Bandendes kommen, was wiederum zu Walzfehlern führen kann.
Um den somit für das Walzergebnis relevanten Bandlauf oder Durchlauf des bandartig ausgebildeten Walzguts durch die Walzgerüste geeignet kontrollieren zu können, können die Walzgerüste jeweils um eine im wesentlichen senkrecht zur Walzrichtung ausgerichtete Drehachse schwenkbar ausgebildet sein. Durch ein geeignetes Schwenken eines oder jedes Walzgerüsts kann dabei der Bandlauf derart beeinflußt werden, daß asymmetrisch auftretende Zugspan- nungen besonders gering gehalten werden, oder daß eine andere Vorgabe für den Bandlauf eingehalten wird. Fehler im Bandlauf, die beispielsweise zu verwalzten Bandenden, Beschädigungen von Walzen und damit verbunden zum Erfordernis zusätzlicher Walzenwechsel führen können, werden üblicherweise durch geeignetes Schwenken von Walzgerüsten durch einen Steuermann korri- giert. Die Eingriffsmöglichkeiten im Hinblick auf ein besonders gutes Walzergebnis sind dabei jedoch nur eingeschränkt, da insbesondere in den in Walzrichtung gesehen vorderen Walzgerüsten aufgrund des dort noch vergleichsweise dicken Walzguts erforderliche Korrekturmaßnahmen nur schwer erfaßbar sind, und da zudem die Zwischenräume zwischen in Walzrichtung gesehen be- nachbarten Walzgerüsten auch nur vergleichsweise schlecht einsehbar sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Walzstraße der oben genannten Art anzugeben, mit dem auf besonders einfache und zuverlässige Weise ein für ein vorgegebenes Walzergebnis gün- stiger Bandlauf reproduzierbar einhaltbar ist. Ziel ist es, ein möglichst rechteckiges, symmetrisches Bandende/Bandkopf zu erzeugen. Auch lange Bandzungen und Fischschwänze am Bandende sollen vermieden werden. Zudem soll eine für die Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Walzstraße angegeben werden.
Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, indem ein Stellwert für eine oder jede einem Walzgerüst oder einem Staucher zugeordnete Stelleinheit in Abhängigkeit von der ermittelten Kontur des Bandendes eines bereits gewalzten Walzguts vorgegeben wird.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß für eine einfache und zuverlässige Einhaltung eines vorgegebenen Bandlaufs die Einflußnahme auf den Bandlauf anhand von für den Bandlauf vorangegangener Walzvorgänge besonders charakteristischer Eingangsgrößen erfolgen sollte. Somit kann in der Art eines lernenden, selbstanpassenden Systems die Nachführung der Einflußnahme auf den Bandlauf anhand von vorangegangenen Walzergebnissen er- folgen. Als Grundlage für die Auswertung der vorangegangenen Walzergebnisse ist dabei der Materialfluß in einem bereits fertiggestellten Walzgut vorgesehen, der gerade in Abhängigkeit von dem jeweils vorgenommenen Schwenkbetrag der Walzgerüste bei jedem Walzgut eintritt. Dieser Materialfluß schlägt sich in der Art eines über die gesamte Länge des Walzguts kumulierten Effekts be- sonders im Bereich des Bandendes nieder. Eine Auswertung der Kontur des Bandendes in der Erstreckungsebene des bandförmig ausgebildeten Walzguts liefert somit eine für die Vorgabe der Stellwerte für die Walzgerüste bzw. den Staucher beim Durchlauf des nächsten Walzguts besonders wertvolle Information.
Vorteilhafterweise wird dabei ein Stellwert für den Schwenkwinkel eines oder jedes Walzgerüsts in Abhängigkeit von der Kontur des Bandendes des bereits gewalzten Walzguts vorgegeben. Gerade ein geeigneter Schwenkwert der Walzgerüste um ihre jeweilige Drehachse ermöglicht nämlich eine besonders gezielte Einflußnahme auf den Bandlauf. Die durch die Auswertung der Kontur des Bandendes gewonnene Information wird dabei vorteilhafterweise auch noch für weitere Korrektureingriffe in den aktuellen Walzprozeß genutzt. Besonders günstig ist dabei die Berechnung des Verlaufs der Bandbreite in den Folgegerüsten unter Berücksichtigung der Bandverlängerung. Aus der somit nunmehr verfügbaren Information hinsichtlich des Verlaufs der Bandbreite können bei Kenntnis des Walzenbiegeverhaltens Korrekturwerte für den für die Arbeitswalzenbiegung charakteristischen Stellwert in einem oder jedem nachfolgenden Walzengerüst bereitgestellt werden. Mittels dieser Korrekturwerte können die Stellwerte für die jeweilige Arbeitswalzenbiegung derart vorgegeben werden, daß Unplanheiten und/oder Bandver- walzungen nur in besonders geringem Umfang auftreten.
Alternativ oder zusätzlich wird die durch die Auswertung der Kontur des Bandendes gewonnene Information vorteilhafterweise beim Betrieb sogenannter Looper genutzt. Bei konstanter Zugkraft kann bei z.B. schmaler werdender Breite des Walzguts im Bereich seines Bandendes eine lokal höhere Zugspannung entstehen, die in unerwünschter Weise zum Zerreißen des Bandes führen kann. Bei Kenntnis der tatsächlich vorliegenden minimalen Breite infolge der Auswertung der Kontur des Bandendes kann die Zugkraft, mit der der jeweilige Looper beaufschlagt ist, entsprechend bedarfsgerecht vermindert werden, so daß ein derartiges Zerreißen vermieden werden kann. Um andererseits lange Bandzungen am Bandende zu vermeiden, kann dem Staucher zudem eine separate Stelleinheit zugeordnet sein, über die beispielsweise lange Bandzungen durch erhöhte Breitenreduktionen am Bandende kompensiert werden.
Falls eine Breitenbeeinflussung des Walzguts mit Hilfe eines Stauchers durchgeführt wird, so können, insbesondere bei vergleichsweise hohen Breitenreduktionen, sogenannte Fischschwanzenden am Bandende entstehen, die beim Ausfädeln des Bandes in den hinteren Gerüsten unvorteilhaft sind und zu Ver- walzungen führen können. Durch die Auswertung der Kontur des Bandendes kann weiterhin alternativ oder zusätzlich die Entstehung derartiger Fischschwanzenden frühzeitig erkannt werden, so daß entsprechende Gegenmaß- nahmen, insbesondere Korrektureingriffe auf den Staucher, vorgenommen werden können. Um umgekehrt lange Bandzungen am Bandende zu vermeiden, ist der Staucher als Stellglied vorgesehen. Lange Bandzungen können durch erhöhte Breitenreduktionen am abs. Bandende bekämpft werden.
Als alternativer oder zusätzlicher Korrektureingriff für die Bandendenform kann eine Beeinflussung des Profils des Walzguts vorgesehen sein. Dazu können Profilstellglieder, insbesondere in den in Walzrichtung gesehen vorderen Walzgerüsten, mit Stellwerten beaufschlagt sein, die ebenfalls abhängig von der ermittelten Kontur des Bandendes vorgegeben sind. Dabei liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine Erhöhung des Profils die Bandkanten verlängert, wohingegen eine Verminderung des Profils die Bandmitte verlängert. Durch eine geeignete Beeinflussung des Profils kann somit mittelbar Einfluß auf die Kontur des Bandendes genommen werden.
Die Erfassung der Kontur des Bandendes des bereits gewalzten Walzguts kann dabei an geeigneter Stelle innerhalb der Walzstraße und mit geeigneten Mitteln, beispielsweise über eine Anzahl von Breitensensoren, erfolgen. Vorzugsweise ist jedoch eine berührungslose, insbesondere eine optische, Ermittlung der Kontur des Bandendes vorgesehen, wobei in vorteilhafter Ausgestaltung eine Kamera zum Einsatz kommen kann. Die Auswertung der Kontur des Bandendes kann dabei dadurch erfolgen, daß die Lage des Maximums in der Kontur in Breitenrichtung des bandförmigen Walzguts ermittelt wird, wobei der Stellwert für die Schwenkwinkel im Hinblick auf eine vorgebbare Sollposition für das Maximum als Führungsgröße vorgegeben wird. In besonders vorteilhafter Weiter- bildung wird jedoch die Kontur des Bandendes anhand eines Polynoms ausgewertet, mit dem eine Anzahl von in ihrer Gesamtheit die Kontur des Bandendes repräsentierenden Meßwerten angenähert wird.
Die Meßwerte können dabei beispielsweise über eine optische Kamera digitali- siert ermittelt werden, wobei die Annäherung durch das Polynom in einem nachgeschalteten Rechnerbaustein erfolgen kann. Durch die Erzeugung desje- nigen Polynoms, das die ermittelten Meßwerte bestmöglich annähert, ist die Kontur des Bandendes mit einer vergleichsweise geringen Anzahl von weiter zu verarbeitenden Parametern auswertbar. Gerade bei einer Auswertung mittels eines derartigen Polynoms kann auch der sogenannte Keilanteil der Bandendekontur auf besonders günstige Weise mitberücksichtigt werden. Bei der Keiiig- keit handelt es sich um das Maß, um das die Vorzugsrichtung der Kontur des Bandendes von der Breitenrichtung des Walzguts abweicht. Die Keiligkeit kann dabei auch alternativ durch die Auswertung derjenigen Punkte ermittelt werden, an denen die Bandseiten jeweils enden und die Kontur des eigentlichen Bandendes übergehen. Die Auswertung und Ermittlung dieser Punkte ist durch die Verwendung des Polynoms auf besonders günstige Weise möglich.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird zusätzlich zur Kontur des Bandendes auch die in der Erstreckungsebene ermittelte Kontur des Bandkopfs des bereits gewalzten Walzguts bei der Vorgabe der Stellwerte für die Walzgerüste berücksichtigt. Zwar ist wegen des vergleichsweise kleineren Materialflusses in Längsrichtung des Walzguts hin auf den Bandkopf zu die Ausprägung möglicher Fehler bei der Wahl der Schwenkwinkel für die Walzgerüste geringer als bei der Kontur des Bandendes; die Berücksichtigung der Kontur des Bandkopfs trägt dennoch sehr wohl zur Vervollständigung der für die Vorgabe der Stell- werte für die Schwenkwinkel auswertbaren Informationen bei.
Eine weitere Vervollständigung der Informationen zur geeigneten Wahl der Schwenkwinkel ist erreichbar, indem in vorteilhafter Weiterbildung bei der Vorgabe des oder jedes Stellwerts für die Schwenkwinkel der Walzgerüste ein in Breitenrichtung des Bandes ermitteltes Temperaturprofil des Walzguts und/oder das Bandprofil vor und/oder hinter der Walzstraße berücksichtigt.
Fehler im Bandlauf sowie ein fehlerhaft eingestellter Schwenkwinkel eines
Walzgerüsts können sich abhängig von der Dicke des Walzguts in unterschied- lichem Maße auf das Walzergebnis auswirken. Um dem Rechnung zu tragen, wird in vorteilhafter Weiterbildung bei der Vorgabe des Stellwerts für ein Walz- gerüst die Dicke des Walzguts bei dessen Durchlauf durch dieses Walzgerüst und/oder das Bandprofil vor und/oder hinter der Walzstraße berücksichtigt wird.
Infolge der beim Durchlauf durch die Walzgerüste abnehmenden Dicke des Walzguts können an einem, in Walzrichtung gesehen, vorderen Walzgerüst vorgenommene Einflußmaßnahmen auch Auswirkungen auf den Bandlauf in, in Walzrichtung gesehen, hinteren Walzgerüsten haben. Insbesondere bei der Heranziehung der Keiligkeit des Bandes als Führungsgröße für die Einstellung der Schwenkwinkel wird daher in vorteilhafter Weiterbildung ein für ein Walzgerüst vorgegebener Stellwert bei der Vorgabe eines Stellwerts für ein oder jedes in Walzrichtung gesehen nachfolgendes Walzgerüst berücksichtigt. Bei der Vorgabe eines Stellwerts für den Schwenkwinkel eines Walzgerüsts werden somit die in der Walzstraße nachfolgenden Walzgerüste mitgeschwenkt, wobei deren Nachführung für eine Kompensation von durch das Schwenken des vergleichsweise vorderen Walzgerüsts hervorgerufenen Störungen vorgesehen ist. Dabei wird in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der für ein Walzgerüst vorgegebene Stellwert bei der Vorgabe des Stellwerts für das jeweils nachfolgende Walzgerüst in einer zur vorgesehenen Abnahme der Dicke des Walzguts beim Übergang in dieses nachfolgende Walzgerüst proportionalen Maße berücksichtigt.
Um die asymmetrischen Zugspannungen im Walzgerüst bei dessen Bearbeitung besonders gering zu halten, wird der oder jeder Stellwert für den Schwenkwinkel des jeweiligen Walzgerüsts vorteilhafterweise derart nachgeführt, daß sich eine zur Längs-Mittelachse des Walzguts symmetrische Kontur des Bandendes einstellt. Dabei kann als Auslegungskriterium für eine der Walzstraße zugeordnete Regelung vorgesehen sein, durch geeignete Vorgabe der Stellwerte für die Schwenkwinkel der Walzgerüste eine Abweichung der Kontur des Bandendes von einer asymmetrischen Kontur auf ein Minimum zurückzuführen. Als Führungsgröße für eine der Walzstraße zugeordnete Regeleinheit kann eine vorgebbare Keilform oder Keiligkeit des Bandes in seiner Erstreckungsebene oder auch alternativ die Position des Maximums der Kontur des Bandendes in Breitenrichtung vorgesehen sein. Dabei wird der oder jeder Stellwert für den Schwenkwinkel des jeweiligen Walzgerüsts vorteilhafterweise derart nachge- führt, daß die Kontur des Bandendes ihr Maximum in Breitenrichtung des Bandes an einer als Sollwert vorgebbaren Position einnimmt.
Eine besonders hohe Flexibilität bei der Bearbeitung des Walzguts ist erreichbar, indem der Sollwert für die Position des Maximums in Breiten richtung oder der Sollwert für die Bandendenkeiligkeit in der Erstreckungsebene in besonders vorteilhafter Weiterbildung in Abhängigkeit von der Position des jeweiligen Walzgerüsts in der Walzstraße vorgegeben wird. Dabei kann beispielsweise ein, in Bandquerschnittsrichtung gesehen, bereits asymmetrisch ausgebildetes bandförmiges Walzgut in besonders vorteilhafter Weise bearbeitet werden, in- dem in dem in Walzrichtung gesehen vorderen Walzgerüst der Schwenkwinkel zunächst derart eingestellt wird, daß die Keiligkeit des einlaufenden bandförmigen Walzguts zurückgeführt und das Walzgut somit in eine zu seiner Längs- Mittelachse symmetrische Querschnittsform gebracht wird. Dabei wird zwar in Kauf genommen, daß sich im vorderen Walzgerüst aufgrund des unterschiedli- chen Materialflusses eine in Breitenrichtung gesehen ungleichmäßige Bandverlängerung des Walzguts einstellt. Aufgrund der im vorderen Walzgerüst noch vergleichsweise großen Dicke des Walzguts ist eine derartige ungleichmäßige Bandverlängerung jedoch möglicherweise tolerabel. In den in Walzrichtung gesehen folgenden Walzgerüsten kann dann eine Einstellung einer symmetri- sehen Kontur des Bandendes in der Erstreckungsebene erfolgen. Durch eine derartig flexible Vorgabe der Sollwerte oder Führungsgrößen für die Regelung ist somit auch ein zunächst vergleichsweise unsymmetrisches Walzgut auf zuverlässige Weise mit besonders geringen Bandlauffehlern zu einem vergleichsweise symmetrischen Endprodukt verarbeitbar. Es sind auch unterschiedliche Sollwerte für den Bandkopf, das Bandmittelstück und das Bandende vorgesehen. Zur Unterstützung und/oder Überwachung des Walzprozesses werden weiterhin in vorteilhafter Ausgestaltung die Bandquerschnittsprofile des in die Walzstraße einlaufenden und des aus dieser auslaufenden Walzguts gemessen.
Bezüglich der Walzstraße der oben genannten Art wird die genannte Aufgabe gelöst mit einer Regeleinheit, die einen Stellwert für eine oder jede einem Walzgerüst oder einem Staucher zugeordnete Stelleinheit, vorteilhafterweise für den Schwenkwinkel eines oder jedes Walzgerüsts, in Abhängigkeit von der in der Erstreckungsebene ermittelten Kontur des Bandendes eines bereits ge- walzten Walzguts vorgibt. Die Regeleinheit ist dabei zweckmäßigerweise aus- gangsseitig mit Stelleinrichtungen zum Einstellen der Schwenkwinkel verbunden.
Für eine zuverlässige Zuführung geeigneter Eingangsparameter für die Rege- leinheit ist diese vorteilhafterweise eingangsseitig mit einer Anzahl von jeweils einem Walzgerüst zugeordneten Meßeinrichtungen zur Ermittlung der Kontur des Bandendes und/oder des Bandkopfs des bereits gewalzten Walzguts in seiner Erstreckungsebene verbunden. Die Meßeinrichtungen können dabei beispielsweise am jeweils zugeordneten Walzgerüst in einer erhöhten Position an- geordnet sein, so daß die Ermittlung der Kontur des Bandendes in Draufsicht auf das Walzgut ermöglicht ist.
Zur Erfassung der Kontur des Bandendes können geeignete Breitensensoren vorgesehen sein, über die die Ermittlung der Breite des Walzguts in Abhängig- keit von einer Längskoordinate ermöglicht ist. Vorzugsweise ist die jeweilige Meßeinrichtung für eine berührungslose Messung als optische Einrichtung, insbesondere als Kamera, ausgebildet.
Um die Berücksichtigung des Temperaturprofils des Walzguts bei der Vorgabe der Stellwerte für die Schwenkwinkel der Walzgerüste zu ermöglichen, ist die
Re-geleinheit in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung eingangsseitig mit einer Temperaturmeßeinrichtung zur Ermittlung des Temperaturprofils des Bandes in seiner Breitenrichtung und/oder mit einer Anzahl von Bandquerschnitts- Profilmeßeinrichtungen verbunden.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Berücksichtigung der Kontur des Bandendes eines zuvor gewalzten Walzguts in seiner Erstreckungsebene bei der Vorgabe der Stellwerte für die Schwenkwinkel der Walzgerüste für den Walzprozeß und das Walzergebnis nachteilige Fehleinstellungen bei dem Schwenken der Walzgerüste auf besonders einfache und zuverlässige Weise kompensierbar sind. Dabei ist in der Art eines lernenden oder adaptierenden Systems die Erfassung der Fehleinstellungen anhand der Auswertung vorangegangener Walzergebnisse vorgesehen, wobei die Kontur des Bandendes als direkte Auswirkung des Materialflusses im bandförmigen Walzgut einen besonders präzisen und zuverlässigen Rückschluß auf mögliche Fehleinstellungen bei den Schwenkwinkeln der Walz- gerüste zuläßt. Zudem kann gerade durch die Vorgabe von Führungsgrößen für die Einstellung der Schwenkwinkel abhängig von der Position des jeweiligen Walzgerüsts in der Walzstraße eine besonders flexible Bearbeitung des Walzguts erfolgen, so daß bei zuverlässig hoher Walzqualität auch verschiedenartig vorgeformtes Walzgut bearbeitbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung erläutert. Darin zeigen:
Figur 1 schematisch eine Walzstraße mit einer Anzahl von Walzgerüsten, und
Figur 2 das Bandende eines bandförmig ausgebildeten Walzguts in Aufsicht.
Gleiche Teile sind in beiden Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Walzstraße 1 umfaßt eine Anzahl von Walzgerüsten 2, die im Ausführungsbeispiel jeweils als Mehrwalzengerüste ausgebildet sind. Dazu umfaßt jedes Walzgerüst 2 jeweils eine erste Arbeitswalze 4 und eine zweite Arbeitswalze 6, die gemeinsam einen Walzspalt 8 bilden und für die Hindurchführung eines Walzguts 10 ausgebildet sind. Die Arbeitswalzen 4, 6 sind an ihren vom Walz- gut 10 abgewandten Seiten jeweils von einer zugeordneten Stützwalze 12 bzw. 14 abgestützt, die ihrerseits jeweils in einem nicht näher dargestellten Walzenständer gehalten ist.
Die Walzstraße 1 ist für die Bearbeitung eines in der Art eines Bandes in einer Erstreckungsebene ausgedehnten Walzguts 10 ausgebildet. Das bandartige Walzgut 10 weist dabei eine vornehmlich zweidimensionale Gestalt auf. Gerade für die Bearbeitung eines derartigen bandförmigen Walzguts 10 ist der sogenannte Bandlauf, also der Durchlauf des Walzguts 10 durch die Walzgerüste 2, von besonderer Bedeutung. Dementsprechend ist die Walzstraße 1 derart aus- gelegt, daß der Bandlauf während des eigentlichen Walzprozesses beeinflußt werden kann. Dazu ist jedes Walzgerüst 2 jeweils um eine in der Figur durch eine Linie angedeutete, im wesentlichen senkrecht zur durch den Pfeil 16 angedeuteten Walzrichtung x orientierte Drehachse 18 anstellbar oder schwenkbar ausgebildet. Zur Einstellung des Schwenkwinkels, also einer vorgebbaren Ausrichtung des jeweiligen Walzgerüsts 2 in Bezug auf seine Drehachse 18, ist jedem Walzgerüst 2 jeweils eine Stelleinheit 20 zugeordnet, die eine nicht näher dargestellte Anstellung des jeweiligen Walzgerüstes 2 darstellt.
Die Walzstraße 1 ist mit einer Regeleinheit 22 versehen, die unter anderem zur automatisierten Beeinflussung des Schwenkwinkels der Walzgerüste 2 vorgesehen ist. Dazu ist die Regeleinheit 22 ausgangsseitig zur Übermittlung eines Stellwerts S jeweils über eine Datenleitung 24 mit der Stelleinrichtung 20 jedes Walzgerüsts 2 verbunden. Die Walzstraße 1 und insbesondere deren Regeleinheit 22 sind dabei für eine besonders zuverlässige Einhaltung eines ordnungs- gemäßen Bandlaufs während des Walzprozesses ausgelegt. Dazu ist die Regeleinheit 22 derart ausgebildet, daß sie die Stellwerte S für die Schwenkwinkel der Walzgerüste 2 in Abhängigkeit von der in der Erstreckungsebene eines bereits gewalzten Walzguts 10 ermittelten Kontur von dessen Bandende 30 vorgibt. Ein Beispiel für eine derartige Kontur des Bandendes 30 ist in Figur 2 für ein bandartig ausgebildetes Walzgut 10 in Draufsicht gezeigt. Das Walzgut 10 ist dabei lediglich ausschnittsweise und im Bereich seines Bandendes 30 dargestellt. Die Kontur des Bandendes 30 in der Erstreckungsebene des Walzguts 10 kann dabei eine vergleichsweise unregelmäßige und im Vergleich zur Längs-Mittelachse 32 des Walzguts 10 asymmetrische Form aufweisen. Derartige Asymmetrien können insbesondere infolge von fehlerhaft eingestellten Schwenkwinkeln in einem oder mehreren Walzgerüsten 2 auftreten. Ein fehlerhaft eingestellter Schwenkwinkel kann nämlich in einem im Vergleich zum sonstigen Walzgut 10 lokal unterschiedlichen Materialfluß in Längsrichtung des Bandes 10 resultieren. Ein derartig lokal unterschiedlicher Materialfluß schlägt sich in kumulierter Art besonders am Bandende 30 des Walzguts 10 in Form einer asymmetrischen Kontur nieder.
Zur Vorgabe der Stellwerte S für die Stelleinheiten 20 der Walzgerüste 2 kann in der Regeleinheit 22 die Ermittlung des Maximums der Kontur des Bandendes 30 in der Breiten richtung y des Walzguts 10 vorgesehen sein. Die Kontur des Bandendes 30 kann in diesem Fall als Punktfolge ausgewertet werden. In diesem Fall könnte die Regeleinheit 22 die Stellwerte S für den Schwenkwinkel der Walzgerüste 2 derart ausgeben, daß sich das Maximum in der Kontur des Bandendes 30 in der Art einer symmetrischen Kontur in einer Position in unmittelbarer Nähe der Längs-Mittelachse 32 des Walzguts 10 einstellt. Alternativ wäre auch die Auswertung der Kontur des Bandendes 30 über Spline-Funktionen möglich.
Im Ausführungsbeispiel ist jedoch die Auswertung der Kontur des Bandendes
30 unter Zuhilfenahme eines Polynoms vorgesehen. Dabei wird ein Polynom, dessen Verlauf 34 in Figur 2 strichliert dargestellt ist, derart gewählt, daß sein
Verlauf 34 die anhand einer Anzahl von Meßwerten ermittelte tatsächliche Kontur des Bandendes 30 bestmöglich annähert. Bei der mathematischen Bestimmung des Polynoms ist eine größere Wichtung der Meßpunkte im Bandmittenbereich 35 vorteilhaft. Über dieses Polynom kann die weitere Auswertung der Kontur des Bandendes 30 mit lediglich einer vergleichsweise geringen Anzahl von Parametern erfolgen.
Als Führungsgröße für die Vorgabe der Stellwerte S durch die Regeleinheit 22 kann dabei die Position des Maximums 36 im Verlauf 34 des Polynoms in Breitenrichtung y des Walzguts 10 herangezogen werden. Alternativ kann als Führungsgröße jedoch auch die sogenannte Keiligkeit des Bandendes 30 ermittelt werden. Dabei wird durch Auswertung des Polynoms oder auch der einzelnen, den tatsächlichen Verlauf der Kontur des Bandendes 30 wiedergebenden Meßwerte eine in Figur 2 durch die Linie 38 schematisch dargestellte Vorzugsrichtung des Bandendes 30 ermittelt. Diese Vorzugsrichtung entspricht über die Gesamtbreite des Walzguts 10 gesehen einer Längendifferenz 40 der Außen- Seiten des Walzguts 10. Diese Längendifferenz 40 ist somit ein Maß für die Asymmetrie des Bandendes 30.
Zur Ermittlung der Kontur des Bandendes 30 ist die Walzstraße 1 , wie dies in Figur 1 gezeigt ist, mit einer Anzahl von Meßeinrichtungen 50 versehen. Die Meßeinrichtungen 50 können dabei beispielsweise als Breitensensoren ausgestaltet sein. Im Ausführungsbeispiel ist jedoch eine berührungslose optische Erfassung der Kontur des Bandendes 30 vorgesehen. Dazu sind die Meßeinrichtungen 50 als optische Einrichtungen, nämlich als Kameras, ausgebildet. Die Meßeinrichtungen 50 sind dabei zwischen jeweils zwei Walzgerüsten 2 in einer Höhe derart angeordnet, daß eine Ermittlung der Kontur des Bandendes 30 in Draufsicht auf das Walzgut 10 ermöglicht ist. Die Regeleinheit 22 ist dabei eingangsseitig zur Übernahme der von den Meßeinrichtungen 50 gelieferten, für die Kontur des Bandendes 30 charakteristischen Meßwerte eingangsseitig an die Meßeinrichtungen 50 angeschlossen. Im Ausführungsbeispiel sind die als Kameras ausgestalteten Meßeinrichtungen 50 derart dimensioniert und positioniert, daß die gesamte Kontur des Bandendes 30, also die Kontur über die gesamte Breite des Walzguts 10 hinweg, im Meßbereich der jeweiligen Meßeinrichtung 50 liegt und somit gleichzeitig erfaßt werden kann. Alternativ kann jedoch, beispielsweise infolge abweichender äu- ßerer Randbedingungen, bspw. bei sehr langen Bandzungen eine oder jede Meßeinrichtung 50 derart positioniert sein, daß ihr Meßbereich nicht die gesamte Breite des Walzguts 10 erfaßt. In diesem Fall kann in der Art einer sequentiellen Abtastung für die Ermittlung der Kontur des Bandendes 30 vorgesehen sein, daß die jeweils betroffene Meßeinrichtung 50 eine Serie von teilweise überlappenden Einzelbildern aufnimmt, die in ihrer Gesamtheit die vollständige Kontur des Bandendes 30 wiedergeben. Diese Einzelbilder werden dann in einer Auswerteeinheit in der Weise zu einem Gesamtbild zusammengefügt, daß sie in den jeweiligen Überlappungsbereichen zur Deckung kommen. Beim Verlaufen des Bandendes 30 in Querrichtung werden die jeweiligen Bilder entspre- chend mitverschoben.
Weiterhin ist die Regeleinheit 22 eingangsseitig mit einer Temperaturmeßeinrichtung 52 verbunden. Die Temperaturmeßeinrichtung 52 ist dabei zur Ermittlung eines Temperaturprofils des Walzguts 10 in seiner Breitenrichtung y aus- gelegt.
Zudem ist die Regeleinheit 22 eingangsseitig mit einer ersten Profilmeßeinrichtung 54 und mit einer zweiten Profilmeßeinrichtung 56 verbunden. Die Profilmeßeinrichtung 54 ist dabei in Walzrichtung des Walzguts gesehen vor dem ersten Walzgerüst 2 angeordnet und dient zur Ermittlung des Querschnittprofils des in die Walzstraße 1 einlaufenden Walzguts 10. Die Profilmeßeinrichtung 56 hingegen ist in Walzrichtung des Walzguts 10 gesehen hinter dem letzten Walzgerüst 2 angeordnet und zur Ermittlung des Querschnittsprofils des aus der Walzstraße 1 austretenden Walzguts 10 vorgesehen. Beim Betrieb der Walzstraße 10 erfolgt zur zuverlässigen Einhaltung eines für ein qualitativ hochwertiges Walzergebnis günstigen Bandlaufs eine Einstellung der Schwenkwinkel jedes Walzgerüsts 2 durch Vorgabe geeigneter Stellwerte S durch die Regeleinheit 22. Die Walzstraße 1 ist dabei in der Art eines lernenden oder adaptiven Systems ausgebildet, wobei die Stellwerte S unter Berücksichti- gung des Walzergebnisses bei bereits gewalzten Walzgütern vorgegeben werden. Dazu wird über die Meßeinrichtungen 50 die Kontur des Bandendes 30 eines bereits gewalzten Walzguts 10 ermittelt. Die Kontur kann dabei für ein Walzgut 10 ermittelt werden, das die Walzstraße 1 insgesamt verlassen hat, oder auch für ein Walzgut 10, das aus einem der Walzgerüste 2 bereits ausge- treten ist, die nachfolgenden Walzgerüste 2 aber noch durchlaufen muß.
Bei der Ermittlung der Kontur des Bandendes 30 wird anhand der von der Meßeinrichtung 50 gelieferten Meßwerte das den Konturverlauf annähernde Polynom erzeugt. Anhand dieses Polynoms wird für jedes Walzgerüst 2 über- prüft, ob eine für dieses Walzgerüst 2 vorgesehene Führungsgröße im Toleranzbereich eines vorgebbaren Sollwerts liegt. Dabei kann als Führungsgröße beispielsweise die Position des Maximums des Polynoms in Breitenrichtung y des Walzguts 10 oder auch die die Keiligkeit des Walzguts 10 charakterisierende Längendifferenz 40 ausgewertet werden. Im Hinblick auf die entsprechend vorgegebene Führungsgröße werden die Stellwerte S für die Walzgerüste 2 derart nachgeführt, daß die entsprechenden Sollwerte zunehmend angenähert werden.
Die Regeleinheit 22 generiert dabei im Ausführungsbeispiel Korrekturwerte ΔS für den Schwenkwinkel des Walzgerüsts 2 mit der fortlaufenden Nummer i innerhalb der Walzstraße 1 gemäß der Beziehung.
Figure imgf000017_0001
Darin geben an: \ die Dicke des Walzguts 10 am zu betrachtenden Walzgerüst 2 mit der Positionsnummer i,
ΔLJ: den Keilanteil oder die Längendifferenz 40 des Walzguts 10 am Walzge- rüst 2 mit der Positionsnummer i,
U: eine von der Positionsnummer i des Walzgerüsts 2 abhängige Referenzlänge, auf der im Walzgut 10 ein Materialfluß in Walzrichtung oder Längsrichtung des Walzguts 10 stattfindet,
fι: einen Faktor zur Bewertung des Materialflusses im Walzgut 10 in dessen Längsrichtung,
fu: in der Art eines Schwenkmoduls einen Umrechnungsfaktor zur Überfüh- rung einer Bandkeiligkeit zu einem Stellwert für die Anstellposition.
Die Regeleinheit 22 ist dabei zusätzlich dafür ausgelegt, daß ein Stellwert für den Schwenkwinkel eines Walzgerüsts 2 bei der Vorgabe der Stellwerte für die Schwenkwinkel der nachfolgenden Walzgerüste 2 ebenfalls berücksichtigt wird. Dabei ist vorgesehen, daß die durch die Verschwenkung eines Walzgerüsts 2 innerhalb der Walzstraße 1 in den ihm nachfolgenden Walzgerüsten 2 hervorgerufene Störung im Bandlauf möglichst weitgehend kompensiert wird. Dabei erfolgt das Mitschwenken der nachfolgenden Walzgerüste 2 in einem zur in Walzrichtung abnehmenden Dicke des Walzguts 10 proportionalen Maße.
Die Regeleinheit 22 gibt weiterhin Stellwerte für die Biegekräfte der Arbeitswalzen 4, 6 vor, und ist dazu mit den Arbeitswalzen 4, 6 jeweils zugeordneten, nicht näher dargestellten Stellelementen verbunden. Auch diese Stellwerte für die Biegekräfte der Arbeitswalzen 4, 6 werden anhand der ermittelten Kontur des Bandendes 30 nachgeführt und korrigiert. Dazu wird aus der ermittelten Kontur des Bandendes 30 in der Regeleinheit 22 unter Berücksichtigung der Bandverlängerung der Verlauf der Bandbreite in den jeweils nachfolgenden Walzgerüsten 2 errechnet. Aus diesen Breitenkennwerten werden unter Berücksichtigung des Walzenbiegeverhaltens die Stellwerte für die Biegekraft der Arbeitswalzen 4, 6 derart vorgegeben, daß Unplanheiten am Walzgut 10 und somit Bandverwalzungen möglichst nicht auftreten.
Zusätzlich kann die Regeleinheit 22 auch für eine Nutzung der ermittelten Kontur des Bandendes 30 bei der Vorgabe einer Zugkraft für einen Looper und/oder eines Stellwerts für einen der Walzstraße 1 vorgeschalteten, nicht dargestellten Staucher ausgelegt sein.
Das Verfahren ist nicht nur bei einer Walzstraße bestehend aus mehreren Gerüsten anwendbar, sondern auch bei Reversiergerüsten, in denen mehrere Stiche gewalzt werden.
Bezugszeichenliste
1 Walzstraße
2 Walzgerüst
4, 6 Arbeitswalzen
8 Walzspalt
10 Walzgut
12, 14 Stützwalzen
16 Pfeil
18 Drehachse
20 Stelleinheit
22 Regeleinheit
30 Bandende
32 Längs-Mittelachse
34 Verlauf der Glättungsfunktion (z.B. Polynom)
35 Bandmittenbereich
36 Maximum
38 Linie
40 Längendifferenz bzw. Maß für die Bandendenkeiligkeit in der Erstreckungsebene
50 Meßeinrichtung
52 Temperaturmeßeinrichtung
54, 56 Profilmeßeinrichtungen
S Stellwert
X Walzrichtung y Breitenrichtung i Positionsnummer

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Walzstraße (1) zum Walzen eines bandartigen Walzgutes (10) mit einem Staucher sowie einer Anzahl von in einer Walzrichtung (x) gesehen hintereinander angeordneten Walzgerüsten (2), wobei eine Anzahl von Stelleinheiten (20) zum Beeinflussen der Kontur des Bandendes (30) zum Einsatz kommt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellwert (S) für eine oder jede einem Walzgerüst (2) oder einem Staucher zugeordnete Stelleinheit (20) in Abhängigkeit von der ermittelten Kontur des Bandendes (30) eines bereits gewalzten Walzguts (10) vorgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der ermittelten Kontur des Bandendes (30) des bereits gewalzten Walzguts (10) ein Stellwert (S) für den Schwenkwinkel eines oder jedes Walzgerüsts (2) um eine im wesentlichen senkrecht zur
Walzrichtung (x) orientierte Drehachse (18) vorgegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur des Bandendes (30) optisch ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Stellwert (S) anhand einer Auswertung eines Poly- noms vorgegeben wird, das eine Anzahl von in ihrer Gesamtheit die
Kontur des Bandendes (30) charakterisierenden Meßwerten annähert.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Vorgabe des oder jedes Stellwertes (S) die ermittelte Kontur des Bandkopfs des bereits gewalzten Walzguts (10) berücksichtigt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Vorgabe des oder jedes Stellwertes (S) ein in Breitenrichtung (y) des Bandes ermitteltes Temperaturprofil des Walzguts (10) und/oder ein in Breitenrichtung (y) des Bandes ermitteltes Dickenprofil berücksichtigt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Vorgabe eines Stellwertes (S) für ein Walzgerüst (2) die Dik- ke des Walzgutes (10) bei dessen Durchlauf durch dieses Walzgerüst (2) berücksichtigt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein für ein Walzgerüst (2) vorgegebener Stellwert (S) bei der Vorgabe eines Stellwertes (S) für ein oder jedes in Walzrichtung (x) gesehen nachfolgendes Walzgerüst (2) mitberücksichtigt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der für ein Walzgerüst (2) vorgegebene Stellwert (S) bei der Vorgabe des Stellwertes (S) für das jeweils nachfolgende Walzgerüst (2) in einem zur vorgesehenen Abnahme der Dicke des Walzgutes (10) beim Übergang in dieses nachfolgende Walzgerüst (2) proportionalen Maße berücksichtigt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Stellwert (S) derart nachgeführt wird, daß sich eine zur Längs-Mittelachse (32) des Walzguts (10) symmetrische Kontur des Bandendes (30) einstellt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Stellwert (S) derart nachgeführt wird, daß die Kontur des Bandendes (30) an einer als Sollwert vorgebbaren Position in Breitenrichtung (y) des Bandes ein Maximum (36) einnimmt.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Position des jeweiligen Walzgerüsts (2) in der Walzstraße (1 ) abhängiger Sollwert für die Position des Maximums (36) in Breitenrichtung (y) und/oder für die Keiligkeit der Kontur des Bandendes (30) vorgegeben wird.
13. Walzstraße (1 ) zum Walzen eines bandartigen Walzguts (10) mit einer Anzahl von in einer Walzrichtung (x) gesehen hintereinander angeordneten Walzgerüsten (2), denen jeweils eine Stelleinheit (20) zum Beeinflussen der Kontur des Bandendes (30) zugeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Regeleinheit (22), die einen Stellwert (S) für eine oder jede einem
Walzgerüst (2) oder einem Staucher zugeordnete Stelleinheit (20) in Abhängigkeit von der ermittelten Kontur des Bandendes (30) eines bereits gewalzten Walzguts (10) vorgibt.
14. Walzstraße (1 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinheit (22) in Abhängigkeit von der ermittelten Kontur des Bandendes (30) des bereits gewalzten Walzguts (10) einen Stellwert (S) für den Schwenkwinkel eines oder jedes Walzgerüsts (2) um eine im wesentlichen senkrecht zur Walzrichtung (x) orientierte Drehachse (18) vorgibt.
15. Walzstraße (1 ) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinheit (22) eingangsseitig mit einer Anzahl von jeweils einem Walzgerüst (2) zugeordneten Meßeinrichtungen (50) zur Ermitt- lung der Kontur des Bandendes (30) und/oder des Bandkopfs in der Er- streckungs- ebene verbunden ist.
16. Walzstraße (1 ) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Meßeinrichtung (50) als optische Einrichtung, vorzugsweise als Kamera, ausgebildet ist.
17. Walzstraße (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinheit (22) eingangsseitig mit einer Temperaturmeßeinrichtung (52) zur Ermittlung eines Temperaturprofils des Walzguts in seiner Breitenrichtung (y) und/oder mit einer Anzahl von Profilmeßeinrichtungen (54, 56) zur Ermittlung eines Bandprofils in Breitenrichtung (y) verbunden ist.
18. Walzstraße (1 ) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen Walzgerüste so schwenkbar sind, daß ein keilfreies Fertigbandprofil erzeugbar ist.
19. Walzstraße (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß Korrekturglieder für die Looperzugkraft und die Arbeitswalzen- Biegekraft in Abhängigkeit der ermittelten Bandbreite vorgesehen sind.
20. Walzstraße (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß in der Walzstraße ein Stauchgerüst angeordnet ist zwecks Einstellung des optimierten Bandrechtecks.
21. Walzstraße (1) nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine Überwachungseinheit der maximalen Stauchabnahme zwecks Vermeidung von Fischschwänzen.
22. Walzstraße (1 ) nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, daß die Walzgerüste der Walzstraße Profilstellglieder zur Korrektur des Bandprofils aufweisen, um die Bandendenform beeinflussen zu können.
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