WO2011076607A2 - Planheitsbestimmung eines metallbandes durch messung des profils - Google Patents

Planheitsbestimmung eines metallbandes durch messung des profils Download PDF

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WO2011076607A2
WO2011076607A2 PCT/EP2010/069558 EP2010069558W WO2011076607A2 WO 2011076607 A2 WO2011076607 A2 WO 2011076607A2 EP 2010069558 W EP2010069558 W EP 2010069558W WO 2011076607 A2 WO2011076607 A2 WO 2011076607A2
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rolling
flatness
band
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21B38/02—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring flatness or profile of strips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
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    • B21B2261/02—Transverse dimensions
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
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    • B21B2263/02—Profile, e.g. of plate, hot strip, sections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2263/00—Shape of product
    • B21B2263/04—Flatness

Definitions

  • the invention is in the field of determining the flatness of a metal strip, in particular in a rolling train.
  • band profile should be clarified briefly, since it is used in the prior art with different meanings. Under a band profile is understood in this application, the band thickness distribution across the width of a metal strip.
  • Flatness measuring rolls are conventionally used as flatness measuring devices, as are known, for example, from German published patent application DE 10 2008 015 828 A1.
  • flatness measuring rollers are force sensors, which are arranged over the width of the rollers. These rollers or sensors are then pressed onto the tape to be measured with a certain force and used to measure the tape tension on a tape section. The forces registered by each sensor are used to determine the strip tension distribution from which the flatness is deduced.
  • a disadvantage of the method of determining the flatness with flatness measuring rollers is that they come into direct contact with the strip and thus can adversely affect the properties of the strip and, for example, can reduce its surface quality.
  • the relatively expensive measuring rollers are subject to wear due to contact with the belt and the constant rotation.
  • the present invention solves the technical problem by the inventive method for determining the flatness of a metal strip in a rolling mill, wherein the rolling mill has an inlet side and an outlet side and the method comprises the steps of: measuring the inlet side profile of the metal strip; Measuring the outlet side profile of the metal strip and determining the flatness of the metal strip by means of the inlet side measured profile of the metal strip and the outlet side measured profile of the metal strip. Since the measurement of the profile is used to determine or calculate the flatness of the metal strip, a separate flatness measurement can be dispensed with. In particular, no flatness measuring role is required. Damage and loss of quality of the strip are minimized, as well as errors in the calculation of the strip flatness due to insufficiently known elastic moduli avoided.
  • At least one of the profiles of the metal strip is determined by means of a profile measuring device or by means of a thickness measuring device movable over the width of the metal strip or by means of a distance measuring device.
  • a common profilometer is sufficient to be used for the inventive method. It is even possible to use a simple thickness gauge, if this is designed to be movable over the width of the metal strip. Furthermore, a simple distance measuring device can be used. The possibilities shown have, in addition to the above-mentioned advantages over a flatness measuring roller on the advantage of cost savings.
  • the rolling mill comprises at least one rolling stand, wherein the inlet-side measurement of the profile of the metal strip takes place in front of the at least one rolling stand and the outlet side measurement of the profile of the metal strip behind the at least one rolling stand.
  • the inlet-side measurement of the profile in front of the first stand and the outlet-side measurement of the profile behind the last stand of the rolling train are compared.
  • the measurement of the inlet-side profile of the metal strip takes place already in a plant upstream of the rolling train in which the metal strip is located before entry into the rolling train.
  • a plant need not be in line with the rolling line and may be located in a completely different location.
  • the rolling train is designed as a cold rolling train and the upstream unit is designed as a hot rolling mill or as a pickling plant.
  • At least one of the measurements of the profile takes place in the form of a non-contact measurement.
  • non-contact measurement for example with electromagnetic waves, in particular by laser or X-rays, the wear of the tape and the meter are minimized.
  • the metal strip for the respective determination of the profile in the width direction is divided into Bandseg- elements, each having a width and each have a thickness or height and a length in the rolling direction.
  • the measured thickness values of the respective segments on the inlet side are multiplied by the length of the respective segments on the inlet side and divided by the thickness of the respective segments on the outlet side to determine the length of the respective segment on the outlet side in a next step, the length difference of the length of each segment on the outlet side and a predetermined target length or reference length of the segments is determined on the outlet side.
  • the band flatness is determined by the relationship c ⁇ AL / L 0 , wherein c forms a proportionality factor and AL is formed by the maximum of the length differences between the lengths of the outlet-side segments and the reference length L 0 .
  • the actuators of the rolling mill are used after the flatness of the metal strip has been determined to improve the planarity of the strip.
  • strip pull influences occurring across the width of the metal strip, or alternatively for each strip segment are taken into account by a correction factor which includes the plastic deformation of the metal strip, so that the profile of the metal strip can be deduced without strip influences .
  • a correction factor which includes the plastic deformation of the metal strip, so that the profile of the metal strip can be deduced without strip influences .
  • the cooling of the metal strip is taken into account by a correction factor for each profile measurement over the width of the metal strip, or optionally for each band segment, so that the profile of the metal strip can be closed without cooling effects.
  • the invention comprises a rolling mill for rolling a metal strip, which is designed in particular for carrying out the method according to the invention and comprises at least one rolling stand and a first measuring device, which is designed for measuring the profile of the metal strip and in the rolling direction before the at least a rolling mill is arranged.
  • the rolling mill comprises a second measuring device, which is designed to measure the profile of the metal strip and, viewed in the rolling direction, is arranged behind the at least one rolling stand; and a computing unit for determining the flatness of the metal strip from the measured values determined by the measuring devices.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through part of a rolling train; a scheme for determining a band profile or for determining the flatness; and a two-dimensional schematic of a metal strip behind a rolling stand.
  • FIG. 1 shows purely by way of example an embodiment of a device for carrying out the method according to the invention.
  • a metal strip 1 which passes through a rolling stand, which comprises two work rolls 4, 5 and two corresponding support rollers 6, 7.
  • the casting or rolling direction is indicated by the arrow 10.
  • a strip 1 entering from the left side of the figure is reduced in its thickness by the frame and leaves the frame on the outlet side, in the figure 1 to the right of the work rolls 4, 5.
  • measuring devices 2, both on the inlet side and outlet side, 3 provided.
  • These measuring devices 2, 3 are designed to determine the band profile. It can be, for example, profiled measuring devices 2, 3, distance measuring devices 2, 3 or thickness measuring devices 2, 3, which can be moved over the width of the metal strip 1 to determine the strip profile.
  • the width direction of the metal strip 1 is perpendicular to the direction of movement 10 of the metal strip.
  • the measuring devices 2, 3 are designed as non-contact measuring devices, wherein these are preferably designed to function with laser light or X-rays.
  • a measuring device 2, 3 In order to determine the strip profile with a distance measuring device, it is furthermore possible for such a measuring device 2, 3 to follow the course of the strip for profile determination or to refer to a center plane of the metal strip 1 or to a fixed plane.
  • measuring device is also known to the person skilled in the art. For the sake of clarity, an incoming strip profile 20 is shown schematically in FIG. 1, as would be measured by the measuring device 2, for example.
  • Reference numeral 30 denotes a schematic band profile on the outlet side, as it could be registered by the measuring device 3, for example, after a reduction in the thickness of the framework.
  • the framework shown may also be a reversing stand.
  • the terms on the inlet side and outlet side refer to a forming or a stitch. That is, the rolling direction 10 is reversed in this case, or turns by 180 °.
  • the proportionality factor 10 5 can also be chosen or defined differently.
  • the so-called I-unit is a measure of the band flatness.
  • This description refers to a specific, but arbitrary, reference length L 0 .
  • Such a reference length L 0 , or desired length L 0 for example, can be selected as the length that would be expected after a certain reduction by a rolling stand without the occurrence of waviness of the tape.
  • such a reference length L 0 could be formed by forming the mean value of all the considered segments i.
  • FIG. 2 illustrates a determination of the flatness of the strip on the basis of an example.
  • each band segment i has a thickness dEi, which in the case shown is the same for each segment i. This corresponds, for example, to the condition of a belt 1 before passing through a nip.
  • outlet side thicknesses dAi before As well as various outlet side lengths L A i, which are each generally extended or different AL, in comparison to the value L 0 shortened.
  • these ALs are determined.
  • the band length differences AL of the individual segments i relative to the reference length L 0 . Consequently, the values AL, can generally assume both positive and negative values.
  • FIG. 3 shows a two-dimensional example of an already rolled strip section, such as may be present on the outlet side of a rolling mill stand.
  • the thickness of the metal strip 1 is not shown here for reasons of simplification.
  • eleven band segments i are shown in the width direction, which have been changed differently by one or more transformations in their length L A i.
  • an example of the choice of the length L 0 is shown, which in this case corresponds to the length of a band segment i, which was reduced exactly according to the present plan, as desired in its thickness dAi.
  • the value L 0 could also be chosen as the mean value over all the output-side lengths L A i.
  • the value AL for the calculation of the I-unit is selected according to FIG.
  • such determinations may also be made only after passing through an entire rolling mill having a plurality of stands or even after passing through only one stand or after each pass.
  • the flatness of the tape can be improved.
  • the mechanical properties of the tape can be improved (for example, the yield strength or grain sizes).
  • actuators for bending rolls or for axial displacement of rollers and many other types of actuators can be used.
  • a measuring device 2, 3 can also be installed in a plant upstream of the rolling plant, in which the metal strip 1 was previously located, or in which the metal strip 1 was previously processed.
  • This plant does not have to be in line with the rolling mill and may be located elsewhere.
  • Such plants can be for example hot rolling mills or pickling plants or be formed by combined plants.
  • correction factors can preferably be taken into account when determining the flatness of the metal strip 1.
  • such correction factors include the cooling of the belt 1 and / or tape tensions or the plastic deformation of the belt 1.
  • the strip tension and / or the temperature can be included in the determination of the profile.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Planheit eines Metallbands (1) in einer Walzanlage sowie eine entsprechende Walzanlage, wobei die Walzanlage eine Einlaufseite und eine Auslaufseite aufweist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Messen des einlaufseitigen Profils (20) des Metallbands (1), Messen des auslaufseitigen Profils (30) des Metallbands (1) sowie die Bestimmung bzw. Ermittlung der Planheit des Metallbands (1) mittels des einlaufseitig gemessenen Profils (20) des Metallbands (1) und des auslaufseitig gemessenen Profils (30) des Metallbands (1). Dadurch, dass die Profilbestimmung des Metallbands (1) zur Ermittlung der Planheit verwendet wird, können zusätzliche Planheitsmessgeräte, wie Planheitsmessrollen entfallen.

Description

Planheitsbestimmung eines Metallbands durch Messung des Profils
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bewegt sich auf dem Gebiet der Bestimmung der Planheit eines Metallbands, insbesondere in einer Walzstraße.
An dieser Stelle soll kurz der Begriff Bandprofil geklärt werden, da er im Stand der Technik mit verschiedenen Bedeutungen verwendet wird . Unter einem Bandprofil wird in dieser Anmeldung die Banddickenverteilung über die Breite eines Metallbands verstanden.
Stand der Technik
Aus einem planen Metallband mit einem auf der Einlaufseite einer Walzanlage vorliegendem Bandprofil entsteht nach Umformen, zum Beispiel in einem Walzgerüst, ein ebenfalls planes Band mit einem unveränderten Bandprofil auf der Auslaufseite der Anlage, wenn das Metallband über die Bandbreite im Walzspalt homogen umgeformt worden ist. Bei ungleichmäßiger Dickenreduktion über die Bandbreite, welche in der Realität häufig auftritt, werden Teile des Bands zu stark und andere zu wenig deformiert. Zu stark reduzierte Bandsegmente werden mehr in die Länge gezogen als andere, wodurch eine Welligkeit im Metallband, nämlich sogenannte Bandwellen, entstehen. Diese Welligkeit ist jedoch in der Regel unerwünscht. Sie mindert die Qualität des Bands und erschwert seine Weiterverarbeitung erheblich. Um diese Welligkeit zu verhindern, ist es notwendig, die Planheit des Bands zu bestimmen, um so Einfluss über diverse Stellglieder zur Planheitsregulierung nehmen zu können. Generell werden im Stand der Technik Planheit, Dicke und / oder Profil getrennt voneinander ermittelt, wie dies zum Beispiel in der europäischen Patentschrift EP 0 850 704 erfolgt. Zur Bestimmung der Bandplanheit kommt ein Planheits- messgerät zum Einsatz und für die Bestimmung der Bandkontur ein Profilmessgerät.
Herkömmlich werden als Planheitsmessgeräte Planheitsmessrollen verwendet, wie sie zum Beispiel aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 015 828 A1 bekannt sind. In solchen Planheitsmessrollen befinden sich Kraftsensoren, die über die Breite der Rollen angeordnet sind. Diese Rollen bzw. Senso- ren werden dann mit einer gewissen Kraft auf das zu messende Band gedrückt und zu r Messung des Bandzuges auf einen Bandabschnitt eingesetzt. Die durch die einzelnen Sensoren registrierten Kräfte bzw. Bandzüge werden dazu verwendet, die Bandzugsspannungsverteilung zu ermitteln, aus der auf die Bandplanheit geschlossen wird. Nachteilig an der Methode der Planheitsermitt- lung mit Planheitsmessrollen ist, dass diese in direkten Kontakt mit dem Band treten und so die Eigenschaften des Bands negativ beeinflussen können und zum Beispiel, seine Oberflächenqualität mindern können. Zudem unterliegen die relativ teuren Messrollen durch die Berührung mit dem Band und durch die ständige Drehung einem Verschleiß. Darüberhinaus erlauben nicht alle Anord- nungen in einer Walzanlage einen einfachen Einsatz einer Planheitsmessrolle, zum Beispiel genau dann nicht, wenn Umlenkrollen vorgesehen sind, die zusätzliche Bandzüge in der Nähe einer solchen Messrolle erzeugen. Ein weiterer Nachteil an der Bestimmung der Planheit eines Metallbands durch Planheitsmessrollen ist, dass für die Bestimmung der Bandplanheit neben der gemesse- nen Bandspannungsverteilung Δσ der Elastizitätsmodul E des Bands bekannt sein muss. Diese Größe E ist jedoch meistens nicht hinreichend genau bekannt. Daraus resultieren Fehler bei der Bestimmung der Bandplanheit.
Aus dem Stand der Technik ergibt sich daher die technische Aufgabe, ein ver- bessertes Verfahren zur Planheitsbestimmung eines Metallbands bereitzustellen oder zumindest einen der oben genannten Nachteile zu überwinden. Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung löst die technische Aufgabe durch das erfindungs- gemäße Verfahren zur Bestimmung der Planheit eines Metallbands in einer Walzanlage, wobei die Walzanlage eine Einlaufseite und eine Auslaufseite aufweist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Messen des einlaufsei- tigen Profils des Metallbands; Messen des auslaufseitigen Profils des Metallbands und Bestimmen der Planheit des Metallbands mittels des einlaufseitig gemessenen Profils des Metallbands und des auslaufseitig gemessenen Profils des Metallbands. Da zur Bestimmung bzw. Berechnung der Planheit des Metallbands die Messung des Profils herangezogen wird, kann eine separate Planheitsmessung entfallen. Insbesondere wird keine Planheitsmessrolle mehr benötigt. Schäden und Qualitätsverluste des Bands werden minimiert sowie Feh- ler bei der Berechnung der Bandplanheit aufgrund nicht hinreichend genau bekannter Elastizitätsmodule vermieden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird mindestens eines der Profile des Metallbands mittels eines Profilmessgeräts oder mittels eines über die Breite des Metallbands verfahrbaren Dickenmessgeräts oder mittels eines Abstandsmessgeräts ermittelt. Ein gängiges Profilmessgerät genügt, um für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet zu werden. Es ist sogar möglich, ein einfaches Dickenmessgerät zu verwenden, wenn dieses über die Breite des Metallbands verfahrbar ausgebildet ist. Weiterhin kann ein einfaches Ab- standsmessgerät Verwendung finden. Die aufgezeigten Möglichkeiten weisen neben den oben erwähnten Vorteilen gegenüber einer Planheitsmessrolle auch den Vorteil der Kosteneinsparung auf.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst die Walzanlage mindestens ein Walzgerüst, wobei die einlaufseitige Messung des Profils des Metallbands vor dem mindestens einen Walzgerüst erfolgt und die auslaufseitige Messung des Profils des Metallbands hinter dem mindestens einen Walzgerüst erfolgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die ein- laufseitige Messung des Profils vor dem ersten Gerüst und die auslaufseitige Messung des Profils hinter dem letzten Gerüst der Walzstraße.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Messung des einlaufseitigen Profils des Metallbands bereits in einer der Walzstraße vorgeschalteten Anlage, in welcher sich das Metallband vor Eintritt in die Walz- straße befindet. Eine solche Anlage muss sich nicht in einer Linie mit der Walzstraße befinden und kann sich auch an einem völlig anderen Ort befinden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Walzstraße als Kaltwalzstraße ausgebildet und die vorgeschaltete Anlage als eine Warm Walzstraße oder als eine Beizanlage ausgebildet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt mindestens eine der Messungen des Profils in Form einer berührungslosen Messung. Durch eine berührungslose Messung, zum Beispiel mit elektromagnetischen Wellen, insbesondere per Laser oder Röntgenstrahlen, werden der Verschleiß des Bands und der des Messgeräts minimiert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Metallband zur jeweiligen Bestimmung des Profils in Breitenrichtung in Bandseg- mente unterteilt, die jeweils eine Breite sowie jeweils eine Dicke bzw. Höhe sowie eine Länge in Walzrichtung aufweisen. Durch solch eine Diskretisierung, die mit einem frei wählbaren Raster in Breitenrichtung arbeitet, kann das Problem der Profilbestimmung und damit der Planheitsbestimmung effizient bearbeitet werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird zur Bestimmung der Bandplanheit die Dicke jedes Bandsegments auf der Einlaufseite bestimmt und die Dicke desselben jeweiligen Bandsegments auf der Auslaufseite bestimmt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die gemessenen Dickenwerte der jeweiligen Segmente auf der Einlaufseite mit der Länge der jeweiligen Segmente auf der Einlaufseite multipliziert und durch die Dicke der jeweiligen Segmente auf der Auslaufseite zur Ermittlung der Länge des jeweiligen Segments auf der Auslaufseite geteilt, wobei in einem nächsten Schritt die Längendifferenz der Länge eines jeden Segments auf der Auslaufseite und einer vorgebbaren Solllänge bzw. Referenzlänge der Segmente auf der Auslaufseite bestimmt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Band- planheit durch den Zusammenhang c ■ AL/L0 bestimmt, wobei c einen Proportionalitätsfaktor bildet und AL durch das Maximum der Längendifferenzen zwischen den Längen der auslaufseitigen Segmente und der Referenzlänge L0 gebildet wird. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die Stellglieder der Walzstraße nach Bestimmung der Planheit des Metallbands zur Verbesserung der Planheit des Bands eingesetzt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden für jede Profilmessung über die Breite des Metallbands, oder wahlweise für jedes Bandsegment, auftretende Bandzugeinflüsse durch einen Korrekturfaktor berücksichtigt, welcher die plastische Verformung des Metallbands umfasst, so dass auf das Profil des Metallbands ohne Bandzugeinflüsse geschlossen werden kann. Dieses Merkmal ist besonders vorteilhaft, denn durch die Berücksichtigung von Bandzugeinflüssen mittels eines Korrekturfaktors, hat das Band auch dann noch eine plane Form, wenn es die Walzanlage verlassen hat. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird für jede Profilmessung über die Breite des Metallbands, oder wahlweise für jedes Band- segment, die Abkühlung des Metallbands durch einen Korrekturfaktor berücksichtigt, so dass auf das Profil des Metallbands ohne Abkühlungseinflüsse ge- schlössen werden kann. Durch dieses Merkmal kann zum Beispiel eine inhomogene Abkühlung des Metallbands bei der Profilbestimmung berücksichtigt werden.
Desweiteren umfasst die Erfindung eine Walzanlage zum Walzen eines Metall- bands, welche insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist und Folgendes umfasst: Mindestens ein Walzgerüst sowie ein erstes Messgerät, welches zur Messung des Profils des Metallbands ausgebildet ist und in Walzrichtung gesehen vor dem mindestens einen Walzgerüst angeordnet ist. Weiterhin umfasst die Walzanlage ein zweites Messgerät, wel- ches zur Messung des Profils des Metallbands ausgebildet ist und in Walzrichtung gesehen hinter dem mindestens einen Walzgerüst angeordnet ist; sowie eine Recheneinheit zur Ermittlung der Planheit des Metallbands aus den durch die Messgeräte ermittelten Messwerten. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Walzstraße entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemä- ßen Verfahrens.
Kurze Beschreibung der Figuren Im Folgenden werden kurz die Figuren der Ausführungsbeispiele beschrieben. Weitere Details sind der detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele zu entnehmen.
Es zeigen: Figur 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Teil einer Walzstraße; ein Schema zur Ermittlung eines Bandprofils bzw. zur Planheitsbestimmung; und ein zweidimensionales Schema eines Metallbands hinter einem Walzgerüst.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt rein exemplarisch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dargestellt ist ein Metallband 1 , welches durch ein Walzgerüst hindurch läuft, das zwei Arbeitswalzen 4, 5 sowie zwei entsprechende Stützwalzen 6, 7 umfasst. Die Gieß- bzw. Walzrich- tung ist mit dem Pfeil 10 gekennzeichnet. Ein von der linken Seite der Figur her einlaufendes Band 1 wird durch das Gerüst in seiner Dicke reduziert und ver- lässt das Gerüst auslaufseitig, in der Figur 1 rechts neben den Arbeitswalzen 4, 5. Zur Messwerterfassung sind sowohl einlaufseitig als auch auslaufseitig Messvorrichtungen 2, 3 vorgesehen. Diese Messvorrichtungen 2, 3 sind zur Ermittlung des Bandprofils ausgebildet. Es kann sich zum Beispiel um Profilmessgeräte 2, 3, um Abstandsmessgeräte 2, 3 oder um Dickenmessgeräte 2, 3, welche zur Bestimmung des Bandprofils über die Breite des Metallbands 1 verfahren werden können, handeln. Die Breitenrichtung des Metallbands 1 liegt dabei senkrecht zur Bewegungsrichtung 10 des Metallbands 1 . Wahlweise ist es möglich, dass die Messgeräte 2, 3 als berührungslose Messgeräte ausgebildet sind, wobei diese vorzugsweise zur Funktion mit Laserlicht oder Röntgenstrahlen ausgebildet sind . Zur Bestimmung des Bandprofils mit einem Ab- standsmessgerät ist es darüberhinaus möglich, dass solch ein Messgerät 2, 3 zur Profilbestimmung dem Bandverlauf folgt oder sich auf eine Mittenebene des Metallbands 1 oder auf eine festliegende Ebene bezieht. Die Wahl des Bezugspunktes für die Messung eines Profils oder einer Dicke mit einem Abstands- messgerät ist dem Fachmann jedoch auch bekannt. Der Anschaulichkeit halber ist in Figur 1 schematisch ein einlaufendes Bandprofil 20 gezeigt, so wie es zum Beispiel durch das Messgerät 2 gemessen werden würde. Mit dem Bezugszeichen 30 ist ein schematisches Bandprofil auf der Auslaufseite gekennzeichnet, wie es zum Beispiel nach einer Dickenreduktion durch das Gerüst, durch das Messgerät 3 registriert werden könnte. Außerdem kann es sich bei dem dargestellten Gerüst auch um ein Reversiergerüst handeln. Im Falle eines Reversier- gerüsts, sind die Begriffe einlaufseitig und auslaufseitig auf eine Umformung bzw. auf einen Stich zu beziehen. Das heißt, dass sich die Walzrichtung 10 in diesem Fall umkehrt, bzw. sich um 180° dreht.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zum Beispiel der Zusammenhang I-Unit = ΔΙ_ * 105 / L0 verwendet werden. Der Proportionalitätsfaktor 105 kann jedoch auch anders gewählt bzw. definiert werden. Dabei ist die sogenannte I-Unit ein Maß für die Bandplanheit. Diese Beschreibung nimmt Bezug auf eine bestimmte, jedoch frei wählbare, Referenzlänge L0. Eine solche Referenzlänge L0, bzw. Solllänge L0, kann zum Beispiel als Länge gewählt werden, die nach einer bestimmten Reduktion durch ein Walzgerüst ohne Entstehen einer Welligkeit des Bands erwartet werden würde. Alternativ könnte eine solche Referenzlänge L0 über die Bildung des Mittelwertes sämtlicher betrach- teter Segmente i gebildet werden. ΔΙ_ stellt die Strecke dar, um die sich ein Bandsegment i nach einer Umformung, insbesondere nach einem Walzvorgang, im Vergleich zu L0 verlängert oder verkürzt hat. Möglichkeiten zur Festlegung dieser Strecke ΔΙ_ werden weiter unten angegeben. Figur 2 verdeutlicht eine Bestimmung der Bandplanheit anhand eines Beispiels. Gemäß Figur 2 ist ein Band über seine Breite in mehrere Segmente i = 1 ,. , . ,η der Breite b, und der Länge LEi unterteilt. Im dargestellten Beispiel hat jedes Bandsegment i eine Dicke dEi, die im gezeigten Fall für jedes Segment i gleich ist. Dies entspricht zum Beispiel dem Zustand eines Bands 1 , bevor es einen Walzspalt durchläuft. Die Breiten b bzw. b, der betrachteten Segmente i können zum Beispiel zwischen weniger als einem Millimeter und 10 cm groß sein, ins- besondere jedoch zwischen 1 cm und 5,5 cm groß sein. Durchläuft nun ein solcher Bandabschnitt in Walzrichtung 10 ein Walzgerüst, so können durch ein Messgerät 2, 3 die einlaufseitigen Dicken dEi und auch die auslaufseitigen Dicken dAi über die Breite des Bands bestimmt werden. Gemäß Figur 2 liegen rein beispielhaft n = 8 Bandsegmente gleicher Breite b in Breitenrichtung vor. Dabei liegen im Allgemeinen für jedes Segment i verschiedene auslaufseitige Dicken dAi vor, wie auch verschiedene auslaufseitige Längen LAi, die im Allgemeinen jeweils um verschiedene AL, im Vergleich zu dem Wert L0 verlängert oder verkürzt sind. Für die weitere Berechnung der oben beschriebenen I-Unit werden diese AL, bestimmt. Zunächst werden zu diesem Zweck die auslaufseitigen Längen LAi berechnet, wobei bevorzugt der Zusammenhang LAi = dEi x LE, / d^ verwendet wird und LE, für die eingangsseitigen Längen der einzelnen Segmente i steht. Liegen nach dieser Berechnung die Längen LAi der einzelnen Segmente i vor, ergeben sich die Bandlängendifferenzen AL, der einzelnen Segmente i gegenüber der Referenzlänge L0 durch AL, = LAi - L0. Folglich können die Werte AL, im Allgemeinen sowohl positive als auch negative Werte annehmen.
Zur weiteren Erklärung ist in Figur 3 ein zweidimensionales Beispiel für einen bereits gewalzten Bandabschnitt gezeigt, wie er auslaufseitig eines Walzgerüsts vorliegen kann. Die Dicke des Metallbands 1 ist aus Gründen der Vereinfachung hier nicht mehr dargestellt. Als Beispiel sind elf Bandsegmente i in Breitenrichtung gezeigt, die unterschiedlich durch eine oder mehrere Umformungen in ihrer Länge LAi verändert wurden. Weiterhin ist ein Beispiel für die Wahl der Länge L0 gezeigt, die in diesem Fall der Länge eines Bandsegments i ent- spricht, welches genau nach vorliegendem Plan, wie gewünscht in seiner Dicke dAi reduziert wurde. Alternativ könnte der Wert L0 auch als der Mittelwert über alle ausgangsseitigen Längen LAi gewählt werden. Der Wert AL für die Berechnung der I-Unit ist gemäß Figur 3 als die maximale Differenz zwischen dem Wert L0 und der größten ausgangsseitigen Länge eines Segments LAi gewählt. Diese Vereinfachung ist jedoch rein beispielhaft zu verstehen und nicht zwingend notwendig. Beispielsweise könnte der Wert AL auch als der Mittelwert al- ler einzelnen Abweichungen ΔΙ_, gewählt werden. Das bedeutet also, dass die ausgangsseitigen Bandlängen LAi bestimmt werden müssen, um ΔΙ_ zu erhalten. Sind nun mit den oben genannten Gleichungen ΔΙ_ und L0 bekannt, so kann ohne weiteres auf die I-Unit bzw. die Bandplanheit, zum Beispiel nach der Formel I-Unit = ΔΙ_ * 105 / L0, geschlossen werden.
Solche Ermittlungen können je nach Anwendung auch erst nach dem Durchlauf durch eine gesamte Walzstraße mit mehreren Gerüsten erfolgen oder auch bereits nach Durchlauf durch lediglich ein Gerüst bzw. nach jedem Stich erfolgen. Sind die so ermittelten Daten bekannt, kann die Planheit des Bands verbessert werden. Gleiches gilt auch für die Oberfläche und insbesondere die Rauheit oder Sauberkeit des Bands. Auch die mechanischen Eigenschaften des Bands können so verbessert werden (zum Beispiel die Streckgrenzen oder Korngrößen). Zu diesem Zweck können, wie aus dem Stand der Technik bekannt, Stellglieder zur Durchbiegung von Walzen oder zur axialen Verschiebung von Walzen und viele weitere Arten von Stellgliedern eingesetzt werden.
Allgemein kann ein Messgerät 2, 3 auch in einer der Walzanlage vorgeschalteten Anlage installiert sein, in der sich das Metallband 1 zuvor befunden hat, bzw. in dem das Metallband 1 zuvor bearbeitet wurde. Diese Anlage muss sich nicht mit der Walzanlage in einer Linie befinden und kann auch an einem anderen Ort aufgestellt sein. Solche Anlagen können zum Beispiel Warmwalzstraßen oder Beizanlagen sein oder durch Kombianlagen gebildet werden.
Um die Planheitsbestimmung noch genauer und effektiver zu machen, können bevorzugt Korrekturfaktoren bei der Bestimmung der Planheit des Metallbands 1 berücksichtigt werden. Zum Beispiel umfassen solche Korrekturfaktoren die Abkühlung des Bands 1 und/oder Bandzugeinflüsse bzw. die plastische Verformung des Bands 1 . Durch entsprechendes Messen bzw. Bestimmen des Bandzuges und/oder der Temperatur nach an sich bekannten Verfahren, insbe- sondere in Breitenrichtung und/oder für jedes einzelne Bandsegment i, können diese Werte mit in die Bestimmung des Profils einbezogen werden. Somit kann eine Planheitsbestinnnnung bzw. eine Planheitskorrektur noch exakter erfolgen, weil Abkühlungseffekte und plastische Veränderungen bereits berücksichtigt werden.
Bezugszeichenliste
1 Metallband
2 einlaufseitiges Messgerät
3 auslaufseitiges Messgerät
4 untere Arbeitswalze
5 obere Arbeitswalze
6 untere Stützwalze
7 obere Stützwalze
8 Rolle
10 Walzrichtung
20 einlaufseitiges Bandprofil
30 auslaufseitiges Bandprofil
bi Breite eines Bandsegments
dEi einlaufseitige Dicke eines Bandsegments
ΔΙ_ Differenz einer auslaufseitigen Segmentlänge zur auslaufseitigen Referenzlänge
i Laufindex der n Bandsegmente
L-o auslaufseitige Referenzlänge
l_Ai auslaufseitige Bandsegmentlänge in Walzrichtung
LEi einlaufseitige Bandsegmentlänge in Walzrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Bestimmung der Planheit eines Metallbands (1 ) in einer Walzanlage, wobei die Walzanlage eine Einlaufseite und eine Auslaufseite aufweist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Messen des einlaufseitigen Profils (20) des Metallbands (1 );
Messen des auslaufseitigen Profils (30) des Metallbands (1 );
Bestimmen der Planheit des Metallbands (1 ) mittels des einlaufseitig gemessenen Profils (20) des Metallbands (1 ) und des auslaufseitig gemessenen Profils (30) des Metallbands (1 ).
2. Das Verfahren nach Anspruch 1 , wobei mindestens eines der Profile (20, 30) des Metallbands (1 ) mittels eines Profilmessgeräts (2, 3) ermittelt wird oder mittels eines über die Breite des Metallbands (1 ) verfahrbaren Dickenmessgeräts (2, 3) ermittelt wird oder mittels eines Abstandsmess- geräts (2, 3) ermittelt wird.
3. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Walzanlage mindestens ein Walzgerüst umfasst und die einlaufseitige Messung des Profils (20) des Metallbands (1 ) vor dem mindestens einen Walzgerüst erfolgt und die auslaufseitige Messung des Profils (30) des Metallbands (1 ) hinter dem mindestens einen Walzgerüst erfolgt.
4. Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei die einlaufseitige Messung des Profils (20) vor dem ersten Gerüst erfolgt und die auslaufseitige Messung des Profils (30) hinter dem letzten Gerüst der Walzstraße erfolgt.
5. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messung des einlaufseitigen Profils (20) des Metallbands (1 ) bereits in einer der Walzstraße vorgeschalteten Anlage erfolgt, in welcher sich das Metallband (1 ) vor Eintritt in die Walzstraße befindet.
Das Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Walzstraße als Kaltwalzstra ße ausgebildet ist und die vorgeschaltete Anlage als eine Warmwalz straße oder als eine Beizanlage ausgebildet ist.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der Messungen des Profils (20, 30) in Form einer berührungslosen Messung (2, 3) erfolgt.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Metallband (1 ) zur jeweiligen Bestimmung der Bandplanheit in Breitenrichtung in Bandsegmente (i) unterteilt wird, die jeweils eine Breite (b,) sowie jeweils eine Dicke (dEi , ds, dEn) und eine Länge (LEi , LEI, LEn, LAi , LAi, LAn) in Walzrichtung (10) aufweisen.
Das Verfahren nach Anspruch 8, wobei zur Bestimmung der Bandplanheit die Dicke (dEi , dEi, dEn) jedes Bandsegments (i) auf der Einlaufseite bestimmt wird und die Dicke desselben jeweiligen Bandsegments (i) auf der Auslaufseite bestimmt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei die gemessene Dicke (dEi , dEi, dEn) des jeweiligen Segments (i) auf der Einlaufseite mit der Länge (LEi , LEI, LEn) des jeweiligen Segments (i) auf der Einlaufseite multipliziert wird und durch die Dicke des jeweiligen Segments (i) auf der Auslaufseite zur Ermittlung der Länge des jeweiligen Segments (i) auf der Auslaufseite (LAi , LAI, LAn) geteilt wird und wobei in einem nächsten Schritt die Längendifferenzen zwischen den Längen der auslaufseitigen Segmente (LAi , LAi, LAn) und einer Referenzlänge L0 auf der Auslaufseite bestimmt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Bandplanheit durch den Zusammenhang c■ AL/L0 bestimmt wird und c einen Proportionalitätsfaktor bildet und AL durch das Maximum der Längendifferenzen zwischen den Längen der auslaufseitigen Segmente (LAi , LAi, LAn) und der Referenzlänge L-o gebildet wird.
12. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach Bestimmung der Planheit des Metallbands (1 ) Stellglieder der Walzstraße zur Verbesserung der Planheit des Metallbands (1 ) eingesetzt werden.
13. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für jede Profilmessung über die Breite des Metallbands (1 ), oder wahlweise für jedes Bandsegment (i), auftretende Bandzugeinflüsse durch einen Korrekturfaktor berücksichtigt werden, welcher die plastische Verformung des Metallbands (1 ) umfasst, so dass auf das Profil (20, 30) des Metallbands (1 ) ohne Bandzugeinflüsse geschlossen werden kann.
14. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für jede Profilmessung über die Breite des Metallbands (1 ), oder wahlweise für jedes Bandsegment (i), die Abkühlung des Metallbands (1 ) durch einen Korrekturfaktor berücksichtigt wird, so dass auf das Profil (20, 30) des Metallbands (1 ) ohne Abkühlungseinflüsse geschlossen werden kann.
15. Eine Walzanlage zum Walzen eines Metallbands (1 ), welche bevorzugt zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist und Folgendes umfasst:
mindestens ein Walzgerüst;
ein erstes Messgerät (2), ausgebildet zur Messung des Profils des Metallbands (20), welches in Walzrichtung (10) gesehen vor dem mindestens einen Walzgerüst angeordnet ist;
ein zweites Messgerät (3), ausgebildet zur Messung des Profils des Metallbands (30), welches in Walzrichtung (10) gesehen hinter dem mindestens einen Walzgerüst angeordnet ist. eine Recheneinheit, ausgebildet zur Ermittlung der Planheit des Metallbands (1 ) aus den Profilmessungen des ersten und des zweiten Messgeräts (2, 3).
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