WO2013098094A1 - Verfahren und vorrichtung zur temperaturführung in einem walzwerk zur herstellung von vorband - Google Patents

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WO2013098094A1
WO2013098094A1 PCT/EP2012/075528 EP2012075528W WO2013098094A1 WO 2013098094 A1 WO2013098094 A1 WO 2013098094A1 EP 2012075528 W EP2012075528 W EP 2012075528W WO 2013098094 A1 WO2013098094 A1 WO 2013098094A1
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temperature
sections
reduced temperature
strip
slab
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PCT/EP2012/075528
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Michael Degner
Michael Breuer
Peter Horn
Guido BUSCHHOFF
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Sms Siemag Ag
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2261/00—Product parameters
    • B21B2261/20—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/006—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/004—Heating the product

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for temperature control in a rolling mill for the production of pre-strip.
  • pre-strip in a roughing mill, it is known to raise the temperature of the slabs to be rolled before the actual rolling process in reheating furnaces to a desired rough rolling temperature.
  • a rolling mill comprising the roughing train for producing the pre-strip and a downstream finishing train for producing hot strip, attempts to comply with the predetermined tolerance limits of the geometric and / or mechanical technological parameters in hot strip production, to ensure a desired quality of the produced strip can. Compliance with the tolerance limits is linked to the actual temperature control within the rolling mill, starting with the previously mentioned reheating furnace for heating the slabs before their entry into the roughing mill up to the coiler behind the finishing train for coiling the finished rolled hot strip.
  • the rolling end temperature of the hot strip in the outlet of the finishing train with tolerances of a few Kelvin is maintained.
  • the slabs rest on water-cooled supports along which they are transported through the reheat furnace until they reach a feed roll path to the roughing mill.
  • the supports are also referred to as "oven rails.” As the slabs are transported through the reheat furnaces When the slab is held perpendicular to the actual rolling direction, the slabs rest for a total residence time of the slab in the (reheat) heating furnace at the same positions on the said supports, at which point the slab is cooled as it passes through the reheating furnaces There, at the slab, there are sections of reduced temperature relative to the surrounding areas of the heated slab, these sections of reduced temperature being exactly at the positions where the slab was resting on the bearing points, and the sections of reduced temperature in the slab also called “rail sites" or “skid marks". The sections of reduced temperature may be cooler by several 10 ° Kelvin compared to the remaining area of the slab heated in the reheating furnace.
  • the slabs After being discharged from the reheating furnaces, the slabs are usually rolled out by means of one or more preliminary scaffolds in several passes, preferably 5 to 7, to the preliminary sliver.
  • This preliminary strip is then fed to a finishing train where it is rolled out in several passes to the hot strip.
  • finishing mills are often called 5 to 7 stand-alone systems are running, which at the same time bring the hot-rolled strip to a desired final thickness while rolling. Subsequently, these hot strips are reeled.
  • the temperature tolerance to be maintained is within a scattering range of a few degrees Kelvin. Due to the occurrence of the rail locations in the slabs or the slivers produced therefrom, compliance with the required temperature tolerance limits for the rolling end temperature is made considerably more difficult.
  • the method comprises the steps of determining the position or the position of sections of reduced temperature of the preliminary strip, as well as the selective supply of heating energy into the sections of reduced temperature of the preliminary strip.
  • the temperature of these sections can be raised substantially to the average temperature of the pre-strip, so that the sections of reduced temperature at the Vorband largely or completely eliminated.
  • the additional heating energy is selectively supplied by means of induction heating.
  • an induction heater By using an induction heater, a rapid and targeted heating of the respective sections of reduced temperature can advantageously be achieved.
  • an induction heater can be switched on, regulated and switched off again with almost no delay or inertia, and the heating energy can be supplied with heating energy at exact positions of the continuous preliminary strip.
  • the positions of the reduced temperature portions of the pre-strip may be determined as follows: determining the positions of the reduced temperature portions of a slab prior to entering the pre-rolling line; and converting the positions of the reduced-temperature portions of the slab into the positions of the reduced-temperature portions of the sliver, taking into account the width ⁇ and / or the degree of upsetting ⁇ during rough-rolling of the slab.
  • the position of the reduced temperature sections in the slab may be determined according to a first variant from the knowledge of the geometry or arrangement of the support points in the reheat furnaces, the geometry and dimensions of the slab and the position of the slab in the reheating furnace relative to the arrangement the pads.
  • the position of the sections of reduced temperature in the slab can also be determined by measuring the temperature distribution along the slab. The sections of reduced temperature of the slab, that is the position of the temperature minima in the measured temperature distribution, then correlate with the bearing points on which the slab was located in the reheating furnace.
  • reheating furnace is to be understood as meaning the term “heating furnace” or “furnace (s).” In any case, the furnace is used for heating slabs, whether for the first time or repeatedly is irrelevant to the present invention.
  • the width and the degree of upsetting in the respective roughing of the roughing train by which the sections of reduced temperature within the slab by rolling to corresponding positions within of the respective preliminary band and the hot strip.
  • the sections of reduced temperature in addition to the above-mentioned geometric determination of the exact knowledge of the kiln mooring of the slab, as well as the exact knowledge of the support points within the reheating furnace can also be determined by a temperature measurement along the slab and / or along the sliver.
  • the temperature over the pre-band can be measured and the exact positions of the sections of reduced temperature can be determined from this measurement of the temperature profile, in particular the localization of the temperature minima in the temperature profile.
  • Temperature profile preferably not evaluated directly with regard to existing temperature minima. Instead, the evaluation of the measured temperature profile is preferably carried out by subtraction to the moving average of the measured temperature, wherein in particular the time constant of a slowly moving average is determined so that the result reflects only the general temperature profile, but not the sections of reduced temperature and in particular not the rail locations.
  • the position of the rail locations can then be determined from the difference between the current temperature and the moving average. More specifically, the portions of reduced temperature at the slab or slab are located where the difference exceeds a predetermined temperature threshold. The selective supply of heating energy is then carried out correspondingly in the sections determined as sections of reduced temperature. Another method of determining the positions of reduced temperature is possible, for example, with envelopes of the measurements.
  • the sections of reduced temperature can be determined by measuring the rolling force in a roughing stand.
  • the rolling force in a roughing stand due to the temperature variation in the slab, local rolling force increases or rolling force fluctuations of several 100 kN result.
  • a difference is preferably carried out relative to a moving average and a corresponding filtering enables the identification of the sections of reduced temperature in the pre-band.
  • the object is further achieved by a device for temperature control in a rolling mill for the production of pre-strip with the features of claim 10.
  • the device for temperature control in a rolling train on: an evaluation device for determining the position of the sections of reduced temperature of the pre-strip, an induction heater for selectively supplying heating energy to the sections of reduced temperature of the pre-strip; a position determining means for determining the position of the pre-strip and the position of the reduced temperature portions of the pre-strip relative to the position induction heating and a control device for controlling and positioning the induction heating to the position of the reduced temperature portions of the pre-strip - or vice versa - by cooperation with the position determining means.
  • a power adjustment of the induction heating is provided; that is, the heating power of the induction heating is adjusted so that the temperature of the pre-strip is raised at the points initially low temperature to the average temperature of the pre-strip.
  • the at least one position determining means further comprises means for tracking material, in particular photocells, means for measuring the roller speed or means for measuring the rolling speed and the tape position provided.
  • the heating energy to be supplied differs depending on the determined geometry of the preliminary band and the determined temperature difference between the determined moving average temperature and determined temperature minima.
  • the necessary heating energy can be determined from known caloric equations.
  • An unpredictability in the control of the power used is, inter alia, the energy transfer efficiency of induction heating. Therefore, an observer / sensor of the final rolling temperature of the hot strip is provided at the exit of the finishing train, which detects any remaining temperature differences between a set value and an actual value for the final rolling temperature, thus correcting the power transmission values for the induction heating the opening band allows.
  • the process for follow-up rams and follower pre-tapes with corrected values can be further optimized.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the temperature profile in one
  • Figure 3a) - d) is a schematic representation of various process steps for
  • Figure 4a) - d) is a schematic representation of various process steps for
  • Figure 5 is a schematic representation of a rolling mill comprising a
  • Figure 6 is a schematic representation of an apparatus for
  • FIG. 1 schematically shows the occurrence of rail marks ("skid marks") over the length of a hot strip It can be clearly seen that a deviation from the setpoint temperature of up to ⁇ 40 ° Kelvin takes place, ie a deviation which essentially occurs outside the scattering range of a few degrees Kelvin.
  • heat energy is selectively supplied according to the present invention, preferably by means of a selectively controlled, for example also clocked, induction heating.
  • the positions of the sections of reduced temperature the respective slab or the respective pre-strip are determined relative to the position of the induction heating.
  • the slab geometry is considered and set in relation to the geometry of the reheating furnace and in particular the geometry of the water-cooled support points within the reheating furnace.
  • this method takes into account that, due to the rolling process, a relative displacement of the corresponding sections of reduced temperature occurs, which must be taken into account in the selective control of the supply of heat energy.
  • the slab geometry with its sizes thickness H, width B and length L is detected, and, in a second step, registers the slab position in the reheating furnace relative to the support points.
  • the position of the rail locations relative to the slab is given by the variables L 1.
  • the size L in each case indicates the position of a water-cooled support point along the length L of the slab, the index i designating the i-th support point in each case.
  • the material volume of the slab is distributed to the final dimensions of the rolled strip.
  • the length of the rolled strip then results as
  • b is the width
  • h is the thickness
  • I is the length of the pre-rolled strip after passing through the roughing train.
  • the quantities .beta. And .gamma. are known, for example from the stitch plan calculation, so that the position of the corresponding rail locations 1, also in the rolled strip, can be calculated therefrom, for example as
  • FIG. 2 schematically shows a situation in which a slab 10 illustrated by way of example rests on eight water-cooled support points 20.
  • the transport direction of the slab in the reheating furnace is given along these support points 20; in Fig. 2 from the entry side top down to the discharge side.
  • the slab 10 is transported perpendicular to the extent of these support points 20, ie perpendicular to its previous transport direction in the reheating furnace, that is to the right or left in FIG. 2, on a roller table to the roughing stands of the roughing train (not shown in Fig. 2). From Figure 2 it follows immediately that the sections at which the slab 10 rests on the support points 20, are always in the reheating furnace at the same position of the slab 10 and do not vary. This then immediately results in the sections of reduced temperature in the slab 10.
  • the resulting sliver - not shown in FIG. 2 - has a thickness of 40 mm assumed for this example calculation.
  • the latitude is e.g. known from the stitch plan and is set with 1, 077.
  • the pre-strip length in the outlet of a roughing train is not measured. However, it can result from the measured roll circumferential speed V u of the last rough stand together with the lead ⁇ .
  • v ui (t,) v ui means the mean roller circumferential speed in the time segment tj and dt, is the contribution of this time segment.
  • the times of passage of the sections of reduced temperature can be determined by the induction heating.
  • the heating is then activated accordingly.
  • the necessary heat output can be determined by pass schedule calculations.
  • the number of rail locations can be determined. For each slab length there is thus a characteristic number of rail locations, whereby the corresponding slab length can be calculated back from the actual band length by the law of volume constancy; see Fig. 3d).
  • a third - indirect - method for determining the rail locations or the sections of reduced temperature of the pre-strip of the rolling force curve can be used on the roughing stand. Due to the rail locations, that is the sections of reduced temperature, resulting in Walzkraftverlauf local rolling force increases or rolling force fluctuations of several 100 kN, as shown in Fig. 4 a) by way of example. The fluctuations correlate with the temperature profile due to the temperature dependence of the yield stress of the slab material, so that measured or localized rolling force peaks can be assigned to temperature minima.
  • a rolling rolling force value By means of a moving averaging and filtering of the rolling force signal, a rolling rolling force value can be determined; see Fig. 4 b). From the comparison of the rolling rolling force value with the respectively measured rolling force signal (actual value), a rolling force difference signal with rolling force peaks, which are hot with rolling force maxima, can be determined; see Fig. 4c)
  • a stitch plan model which is designed so that with the help of a temperature dependent description of the Umformfesttechnik of the material Slab from the determined rolling force curve of the temperature profile along the slab can be determined.
  • a sliding temperature average value can be determined from the sliding rolling force value
  • a temperature difference signal can be determined from the rolling force difference signal.
  • the locations where the rolling force peaks are located in the rolling force difference signal may be considered as the reduced temperature portions.
  • the temperature values specifically the temperature minima, at the points of reduced temperature.
  • the desired temperature minima are already recognizable even in the temperature profile and indirectly also in the rolling force curve.
  • the difference to the sliding rolling force / or average temperature value only takes place, as already described above in connection with the second method according to the invention - in order to avoid that short-term disturbances or deviations or irregularities in the rolling force or temperature course are misinterpreted.
  • a section of reduced temperature in the pre-band is only recognized as such when its associated rolling force maximum or its associated minimum temperature has a minimum distance to the respective rolling rolling or temperature average.
  • FIG. 5 shows by way of example such a schematic design of a rolling mill, with two reheating furnaces 30, 32, a first scale washer 34 and a rough rolling line, which is schematically represented by a roughing stand V1.
  • an induction heater 40 is provided, which can be selectively controlled to compensate for the respective sections of reduced temperature. The corresponding selective control will be described again below with reference to FIG.
  • the other usual sections of a rolling mill are shown, such as a Schopfschere 36, another scale washer 38, and a finishing train with the finishing stands F1 to F7, which are followed by a belt cooling and coiler .
  • a Schopfschere 36 a Schopfschere 36
  • another scale washer 38 a finishing train with the finishing stands F1 to F7, which are followed by a belt cooling and coiler
  • the induction heater 40 is activated in the right places.
  • the tape position and in particular the beginning of the tape can be tracked and recognized by means of one or more photocells on a feed roller table.
  • the speed / speed of the roller table rollers can be measured on the feed roller table to the finishing train and from this the belt position can be derived.
  • a direct measurement of the belt speed and thus also the belt position on the supply roller conveyor can be carried out by a laser Doppler telemetry.
  • Such systems are typically pre-installed in many hot strip mills to perform the head length optimization.
  • the induction heating is activated at the beginning of the respective sections of reduced temperature and deactivated again at the end of the respective sections of reduced temperature. Furthermore, it is possible to control the induction heating within a predetermined power band, wherein it is basically operated with a first power for general heating of the pre-strip, and - in the presence of a section of reduced temperature - their power output is increased to a second power, in addition to achieve the desired temperature compensation for the sections of reduced temperature for the general heating.
  • Power control is further advantageous in that differences between the electrical energy supplied to the induction heater and the thermal energy transferred to the pre-band can be compensated for in practical rolling operation. Causes of the differences are e.g. a poor efficiency of the induction heating, losses over the transmission of the heating energy from the induction heating to the pre-strip or different pre-strip thicknesses and material properties of the rolled steel.
  • FIG. 6 schematically shows a circuit for controlling the induction heating 40.
  • the rolling force on the roughing stand V1 is measured by means of a sensor 50 and the sections of increased rolling force and thus the sections of reduced temperature are determined via an evaluation device 42.
  • a controller 44 is provided which selectively activates the induction heater 40 in synchronization with the respective portions of lowered temperature.
  • position detection means 46 are provided, which are arranged directly in front of the induction heater 40 or at a predetermined distance thereto to determine the exact tape position and possibly the exact tape speed and thus to determine the relative position of the tape to the induction heater 40. Since the effectiveness of the induction heating in practical rolling operation may differ, is another evaluation unit for the achieved uniformity of

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperaturführung in einem Walzwerk für die Herstellung von Vorband, mit den Schritten: Bestimmen von Abschnitten erniedrigter Temperatur in dem Vorband sowie selektives Zuführen von Heizenergie zu den Abschnitten erniedrigter Temperatur des Vorbandes. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Temperaturführung in einer Walzstraße.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Temperaturführung in einem Walzwerk zur Herstellung von Vorband
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Temperaturführung in einem Walzwerk zur Herstellung von Vorband.
Stand der Technik
Folgende Literaturstellen könnten zitiert werden:
Ginzburg, Vladimir B.: High-Quality Steel Rolling, Marcel Dekker, INC. , 1993 ISBN 0-8247-8967-8, Page 164
Fachbericht SMS Siemag: Automatische Breitenregelung in der Warmbandstraße SSAB Tunnplat AB, 2001 , Bestell Nr. W4/205D
Degner, M. et al: 5 Generationen Warmbanderzeugung, Stahl und Eisen 122 ( 2002) Nr. 1 1 , Seite 73-84
Bei der Erzeugung von Vorband in einer Vorwalzstraße ist es bekannt, die Temperatur der zu walzenden Brammen vor dem eigentlichen Walzvorgang in Wiedererwärmöfen auf eine gewünschte Vorwalztemperatur anzuheben.
Weiterhin wird in einem Walzwerk, aufweisend die Vorwalzstraße zum Erzeugen des Vorbandes und eine nachgelagerte Fertigwalzstraße zum Erzeugen von Warmband, versucht, die vorgegebenen Toleranzgrenzen der geometrischen und/oder mechanisch-technologischen Parameter bei der Warmbanderzeugung einzuhalten, um eine gewünschte Qualität des erzeugten Bandes sicherstellen zu können. Die Einhaltung der Toleranzgrenzen ist verknüpft mit der eigentlichen Temperaturführung innerhalb des Walzwerkes, beginnend bei den bereits genannten Wiedererwarmofen zum Erwärmen der Brammen vor deren Einlauf in die Vorwalzstraße bis hin zur Aufhaspelanlage hinter der Fertigwalzstraße zum Aufhaspeln des fertig gewalzten Warmbandes.
Typischerweise wird für Warmbandwalzwerke gefordert, dass die Walzendtemperatur des Warmbandes im Auslauf der Fertigwalzstraße mit Toleranzen von wenigen Kelvin eingehalten wird. In den Wiedererwarmofen liegen die Brammen auf wassergekühlten Auflagestellen auf, entlang welcher sie durch die Wiedererwarmofen hindurch transportiert werden, bis sie auf einen Zuführrollgang zur Vorwalzstraße gelangen, Die Auflagestellen werden auch als„Ofenschienen" bezeichnet. Da der Transport der Brammen durch die Wiedererwarmofen hindurch üblicher Weise senkrecht zu der eigentlichen Walzrichtung stattfindet, liegen die Brammen über eine gesamte Verweilzeit der Bramme im (Wieder-) Erwärmofen hinweg an den gleichen Positionen auf den genannten Auflagestellen auf. An diesen Auflagestellen wird die Bramme beim Durchlaufen durch die Wiedererwärmöfen gekühlt und es bilden sich dort an der Bramme Abschnitte mit einer erniedrigten Temperatur gegenüber den umgebenden Bereichen der erwärmten Bramme. Diese Abschnitte erniedrigter Temperatur liegen genau an den Positionen, an denen die Bramme auf den Auflagestellen auflag. Die Abschnitte erniedrigter Temperatur in der Bramme werden auch „Schienenstellen" oder „Skid-Marks" genannt. Die Abschnitte erniedrigter Temperatur können um mehrere 10° Kelvin kühler sein gegenüber dem restlichen Bereich der im Wiedererwärmöfen erwärmten Bramme.
Die Brammen werden nach dem Austragen aus den Wiedererwärmungsöfen in der Regel mittels eines oder mehrerer Vorgerüste in mehreren Stichen, vorzugsweise 5 bis 7, zu dem Vorband ausgewalzt.
Dieses Vorband wird dann einer Fertigwalzstraße zugeführt und dort in mehreren Stichen zum Warmband ausgewalzt. Diese Fertigwalzstraßen sind häufig als 5 bis 7 gerüstige Anlagen ausgeführt, die gleichzeitig walzend das Warmband auf eine gewünschte Enddicke bringen. Anschließend werden diese Warmbänder aufgehaspelt. Für die Walzendtemperatur von Warmband am Ausgang der Fertigwalzstraße liegt die einzuhaltende Temperaturtoleranz innerhalb eines Streubandes von wenigen Grad Kelvin. Durch das Auftreten der Schienenstellen in den Brammen bzw. den daraus erzeugten Vorbändern wird die Einhaltung der geforderten Temperatur- Toleranzgrenzen für die Walzendtemperatur deutlich erschwert.
Darstellung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Temperaturführung in einem Walzwerk zur Herstellung von Vorband anzugeben, mittels welchen die Toleranzen für die Walzendtemperatur des Warmbandes am Ausgang der Fertigwalzstraße besser eingehalten werden können.
Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das Verfahren umfasst erfindungsgemäß die Schritte des Bestimmens der Lage bzw. der Position von Abschnitten erniedrigter Temperatur des Vorbandes, sowie des selektiven Zuführens von Heizenergie in die Abschnitte erniedrigter Temperatur des Vorbandes.
Durch das beanspruchte selektive Zuführen von Heizenergie in die Abschnitten erniedrigter Temperatur - zusätzlich zum generellen Zuführen von Heizenergie zu der Bramme in dem Wiedererwärmofen - kann die Temperatur dieser Abschnitte weitgehend auf die Durchschnittstemperatur des Vorbandes angehoben werden, so dass die Abschnitte erniedrigter Temperatur bei dem Vorband weitgehend bzw. vollständig eliminiert werden können. Durch Eliminieren dieser Temperaturdifferenzen können die engen Toleranzvorgaben für die Walzendtemperatur des Warmbandes hinter der Fertigwalzstraße besser eingehalten werden.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird die zusätzliche Heizenergie mittels einer Induktionsheizung selektiv zugeführt. Durch die Verwendung einer Induktionsheizung kann vorteilhafterweise eine schnelle und gezielte Erwärmung der jeweiligen Abschnitte erniedrigter Temperatur erreicht werden. Vorteilhafterweise kann eine Induktionsheizung nahezu ohne zeitliche Verzögerung bzw. Trägheit zugeschaltet, geregelt und wieder abgeschaltet werden und die Heizenergie an exakten Positionen des durchlaufenden Vorbandes Heizenergie zuführen.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel kann die Positionen der Abschnitte erniedrigter Temperatur des Vorbandes wie folgt bestimmt werden: Bestimmen der Positionen der Abschnitte erniedrigter Temperatur einer Bramme vor deren Eintritt in die Vorwalzstraße; und Umrechnen der Positionen der Abschnitte erniedrigter Temperatur der Bramme in die Positionen der Abschnitte erniedrigter Temperatur des Vorbandes unter Berücksichtigung des Breitgrades ß und/oder des Stauchgrades γ beim Vorwalzen der Bramme.
Genauer gesagt, kann die Position der Abschnitte erniedrigter Temperatur bei der Bramme gemäß einer ersten Variante bestimmt werden aus der Kenntnis der Geometrie oder Anordnung der Auflagestellen in den Wiedererwärmöfen, der Geometrie und den Abmessungen der Bramme und der Lage der Bramme in dem Wiedererwärmöfen relativ zur Anordnung der Auflagestellen. Gemäß einer zweiten Variante kann die Position der Abschnitte erniedrigter Temperatur bei der Bramme auch durch Messung der Temperaturverteilung entlang der Bramme ermittelt werden. Die Abschnitte erniedrigter Temperatur der Bramme, das heißt die Lage der Temperaturminima in der gemessenen Temperaturverteilung, korrelieren dann mit den Auflagestellen auf denen die Bramme in dem Wiedererwärmöfen gelegen hat. Der Begriff „Wiedererwärmofen" ist gleichbedeutend mit dem Begriff „Erwärmofen" oder„Wärm(e)ofen" zu verstehen. In jedem Fall dient der Ofen zum Erwärmen von Brammen; ob zum ersten Male oder zum wiederholten Male ist für die vorliegende Erfindung unerheblich.
Für die Bestimmung der Abschnitte erniedrigter Temperatur in dem Vorband aus den Abschnitten erniedrigter Temperatur bei der Bramme ist der Breitgrad sowie der Stauchgrad in den jeweiligen Vorgerüsten der Vorwalzstraße zu beachten, durch welche sich die Abschnitte erniedrigter Temperatur innerhalb der Bramme durch das Auswalzen an entsprechende Positionen innerhalb des jeweiligen Vorbandes und des Warmbandes übertragen.
Alternativ zu dem beanspruchten Zuführen von Heizenergie in die Abschnitte erniedrigter Temperatur bei dem Vorband wäre es auch denkbar und machbar, die zusätzliche Heizenergie - noch vor dem Vorwalzen - direkt an die zuvor lokalisierten Abschnitte erniedrigter Temperatur bei der Bramme zuzuführen. Diese Vorgehensweise erscheint jedoch energetisch nicht sinnvoll und wird deshalb hier nicht beansprucht. Die Abschnitte erniedrigter Temperatur können, neben der oben genannten geometrischen Bestimmung aus der genauen Kenntnis des Ofenliegeplatzes der Bramme, sowie der genauen Kenntnis der Auflagestellen innerhalb des Wiedererwärmofens auch durch eine Temperaturmessung entlang der Bramme und/oder entlang des Vorbandes bestimmt werden. Insbesondere kann die Temperatur über das Vorband hinweg gemessen werden und die genauen Positionen der Abschnitte erniedrigter Temperatur können aus dieser Messung des Temperaturverlaufs, insbesondere der Lokalisierung der Temperaturminima in dem Temperaturverlauf bestimmt werden. Um mögliche Fehler bei der Bestimmung der Abschnitte erniedrigter Temperatur, die auf eventuelle Störungen und Ungenauigkeiten des gemessenen Temperaturverlaufs zurückzuführen sein könnten, zu vermeiden, wird erfindungsgemäß der Temperaturverlauf vorzugsweise nicht direkt im Hinblick auf vorhandene Temperaturminima ausgewertet. Stattdessen erfolgt die Auswertung des gemessenen Temperaturverlaufs bevorzugt durch Differenzbildung zum gleitenden Mittelwert der gemessenen Temperatur, wobei insbesondere die Zeitkonstante eines langsam gleitenden Mittelwerts so bestimmt wird, dass das Ergebnis nur den generellen Temperaturverlauf, nicht jedoch die Abschnitte erniedrigter Temperatur und insbesondere nicht die Schienenstellen widerspiegelt. Durch entsprechende Filterung kann dann aus der Differenz der aktuellen Temperatur zum gleitenden Mittelwert die Position der Schienenstellen bestimmt werden. Genauer gesagt, werden die Abschnitte erniedrigter Temperatur bei der Bramme oder dem Vorband dort lokalisiert, wo die Differenz einen vorgegebenen Temperaturschwellenwert überschreitet. Die selektive Zuführung von Heizenergie wird dann entsprechend in den als Abschnitten erniedrigter Temperatur ermittelten Abschnitten durchgeführt. Eine andere Methode der Ermittlung der Positionen erniedrigter Temperatur ist z.B. mit Hüllkurven der Messungen möglich.
In einer weiteren Ausprägung des Verfahrens lassen sich die Abschnitte erniedrigter Temperatur durch Messung der Walzkraft in einem Vorgerüst bestimmen. Insbesondere ergeben sich aufgrund der Temperaturvariation in der Bramme lokale Walzkrafterhöhungen bzw. Walzkraftschwankungen von mehreren 100 kN. Entsprechend kann durch die Messung der Walzkraft in einem Vorgerüst ebenfalls eine Bestimmung der Abschnitte erniedrigter Temperatur durchgeführt werden und entsprechend Heizenergie selektiv zu den Abschnitten erniedrigter Temperatur zugeführt werden. Auch bei diesem Verfahren zur Bestimmung der Abschnitte erniedrigter Temperatur wird bevorzugt eine Differenzbildung gegenüber einem gleitenden Mittelwert durchgeführt und eine entsprechende Filterung ermöglicht die Identifikation der Abschnitte erniedrigter Temperatur in dem Vorband. Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung zur Temperaturführung in einem Walzwerk zur Herstellung von Vorband mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Entsprechend weist die Vorrichtung zur Temperaturführung in einer Walzstraße auf: eine Auswertevorrichtung zur Bestimmung der Position der Abschnitte erniedrigter Temperatur des Vorbandes, eine Induktionsheizung zum selektiven Zuführen von Heizenergie zu den Abschnitten erniedrigter Temperatur des Vorbandes; ein Positionsbestimmungsmittel zur Bestimmung der Position des Vorbandes und der Position der Abschnitte erniedrigter Temperatur des Vorbandes relativ zur Position Induktionsheizung und eine Steuervorrichtung zur Steuerung und Positionierung der Induktionsheizung an die Position der Abschnitte erniedrigter Temperatur des Vorbandes - oder umgekehrt - durch Zusammenwirken mit dem Positionsbestimmungsmittel. Weiter ist eine Leistungsanpassung der Induktionsheizung vorgesehen; d.h. die Heizleistung der Induktionsheizung wird so eingestellt, dass die Temperatur des Vorbandes an den Stellen mit zunächst erniedrigter Temperatur auf die Durchschnittstemperatur des Vorbandes angehoben wird.
Bevorzugt umfasst das mindestens eine Positionsbestimmungsmittel weiterhin Mittel zur Materialverfolgung, insbesondere Photozellen, Mittel zur Messung der Rollengeschwindigkeit oder Mittel zur Messung der Walzgeschwindigkeit und der Bandposition vorgesehen.
Die zuzuführende Heizenergie differiert je nach ermittelter Geometrie des Vorbandes und ermittelter Temperaturdifferenz zwischen dem ermittelten gleitenden Temperaturmittelwert und ermittelten Temperaturminima. Die notwendige Heizenergie kann aus bekannten kalorischen Gleichungen ermittelt werden. Eine Unwägbarkeit in der Ansteuerung der eingesetzten Leistung ist unter anderem die Energieübertragungseffizienz der Induktionsheizung. Deshalb ist ein Beobachter/Sensor der Endwalztemperatur des Warmbandes am Ausgang der Fertigwalzstraße vorgesehen, der die eventuell verblieben Temperaturunterschiede zwischen einem Sollwert und einem Istwert für die Endwalztemperatur erfasst und damit eine Korrektur der Leistungsübertragungswerte für die Induktionsheizung bei dem Vorband ermöglicht. Somit kann der Prozess für Folgebrammen und Folgevorbänder mit korrigierten Werten weiter optimiert werden.
Kurze Beschreibung der Figuren
Bevorzugte Ausführungsformen und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung des Temperaturverlaufes in einem
Vorband;
Figur 2 eine schematische Darstellung des Transportweges einer Bramme in einem Wiedererwärmofen;
Figur 3a) - d) eine schematische Darstellung verschiedener Verfahrensschritte zur
Bestimmung von Schienenstellen durch Messung des Temperaturverlaufs; Figur 4a) - d) eine schematische Darstellung verschiedener Verfahrensschritte zur
Bestimmung von Abschnitten erniedrigter Temperatur durch die Messung der Walzkraft;
Figur 5 eine schematische Darstellung eines Walzwerkes, umfassend eine
Vorrichtung zur Temperaturführung;
Figur 6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur
Temperaturführung; und Figur 7 schematische Darstellung des Signalflusses der Verfahren. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Hierbei werden gleiche oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise fortgelassen, um Redundanzen zu vermeiden.
Figur 1 zeigt schematisch das Auftreten von Schienenstellen („Skid-Marks") über die Länge eines Warmbandes hinweg. Es ist deutlich zu erkennen, dass eine Abweichung von der Solltemperatur von bis zu ± 40° Kelvin stattfindet, also eine Abweichung, die im Wesentlichen außerhalb des Streubandes von wenigen Grad Kelvin liegt.
Ausgehend von der Erkenntnis, dass eine bekannte Quelle für die Temperaturinhomogenitäten durch die wassergekühlten Auflagestellen der Bramme in den Wiedererwärmöfen gegeben ist, ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, zumindest die auf diese Art hervorgerufenen Temperaturinhomogenitäten weitgehend bzw. vollständig zu eliminieren. Um diese Temperaturinhomogenitäten innerhalb des Vorbandes vor dem Eintritt in die Fertigwalzstraße zu reduzieren oder zu eliminieren, wird gemäß der vorliegenden Erfindung selektiv Wärmeenergie zugeführt, bevorzugt mittels einer selektiv gesteuerten, beispielsweise auch getakteten Induktionsheizung.
Um die Abschnitte erniedrigter Temperatur bzw. deren Positionen exakt zu bestimmen und um entsprechend ein selektives Einschalten, Regeln, bzw. Ausschalten, bzw. um ein selektives Erhöhen bzw. Erniedrigen einer mittels einer Induktionsheizung aufgebrachten Energie zu bewerkstelligen, müssen die Positionen der Abschnitte erniedrigter Temperatur der jeweiligen Bramme bzw. des jeweiligen Vorbandes relativ zur Position der Induktionsheizung bestimmt werden. Hierzu ergeben sich zumindest die nachfolgend genannten drei unterschiedlichen Verfahren zur Bestimmung der Position von Abschnitten erniedrigter Temperatur. In einem ersten Verfahren wird die Brammengeometrie betrachtet und diese in Relation zu der Geometrie des Wiedererwärmofens und insbesondere der Geometrie der wassergekühlten Auflagestellen innerhalb des Wiedererwärmofens gesetzt. Weiterhin wird bei diesem Verfahren berücksichtigt, dass durch den Walzprozess eine relative Verschiebung der entsprechenden Abschnitte erniedrigter Temperatur auftritt, welche bei der selektiven Steuerung der Zufuhr an Wärmeenergie berücksichtigt werden muss.
Hierzu wird zunächst die Brammengeometrie mit ihren Größen Dicke H, Breite B und Länge L erfasst, sowie, in einem zweiten Schritt, die Brammenposition in dem Wiedererwärmofen relativ zu den Auflagestellen registriert.
In einem exemplarisch aufgeführten Beispiel sei hier die Lage der Schienenstellen relativ zur Bramme durch die Größen L, gegeben. Entsprechend gibt die Größe L, jeweils die Position einer wassergekühlten Auflagestelle entlang der Länge L der Bramme an, wobei der Index i jeweils die i-te Auflagestelle bezeichnet.
In einer Warmbandstraße wird die Bramme im Walzvorgang in der Vorwalzstraße sowie in der Fertigwalzstraße sowohl in ihrer Dicke, als auch in ihrer Breite reduziert, um schlussendlich in einem gewalzten Band zu resultieren. Nachfolgend wird ß=B/b als Breitgrad und Y=H/h als Stauchgrad definiert, also jeweils das Verhältnis der jeweiligen Breiten- bzw. Höhenreduktion durch diese Relation angegeben. Aus dem Gesetz der Volumenkonstanz ergibt sich dann V = B x H x L = b x h x l= konstant.
Mit anderen Worten wird das Materialvolumen der Bramme verteilt auf die schlussendlichen Dimensionen des gewalzten Bandes. Die Länge des gewalzten Bandes ergibt sich dann als
I = L x B/b x H/h = L x ß x γ. In diesen Gleichungen bedeuten b die Breite, h die Dicke und I die Länge des ausgewalzten Vorbandes nach dem Durchtritt durch die Vorwalzstraße. Die Größen ß und γ sind bekannt, beispielsweise aus der Stichplanberechnung, so dass sich hieraus die Lage der entsprechenden Schienenstellen 1, auch im ausgewalzten Band berechnen lassen, beispielsweise als
Figure imgf000012_0001
In Figur 2 ist schematisch eine Situation gezeigt, in welcher eine exemplarisch dargestellte Bramme 10 auf acht wassergekühlten Auflagestellen 20 aufliegt. Die Transportrichtung der Bramme im Wiedererwarmofen ist entlang dieser Auflagestellen 20 gegeben; in Fig. 2 von der Eintragseite oben nach unten zur Austragseite. Nach ihrem Austritt aus dem Wiedererwarmofen wird die Bramme 10, senkrecht zu der Erstreckung dieser Auflagestellen 20, also senkrecht zu ihrer bisherigen Transportrichtung in dem Wiedererwarmofen, das heißt in der Figur 2 nach rechts oder links, auf einem Rollgang zu den Vorgerüsten der Vorwalzstraße transportiert (in Fig. 2 nicht gezeigt). Aus der Figur 2 ergibt sich sofort, dass die Abschnitte, an denen die Bramme 10 auf den Auflagestellen 20 aufliegt, im Wiedererwarmofen immer an der gleichen Position der Bramme 10 liegen und nicht variieren. Hieraus ergeben sich dann sofort die Abschnitte erniedrigter Temperatur in der Bramme 10.
Um das oben genannte geometrische Verfahren noch einmal zu verdeutlichen, wird nachfolgend ein konkretes Beispiel angegeben: Gegeben sei eine Bramme mit der folgenden Geometrie: B = 1400 mm, Dicke H = 240 mm und L = 10.000 mm. Diese Bramme wird zur Wiedererwärmung in den Wiedererwärmofen, beispielsweise so wie in Figur 2 gezeigt, eingesetzt. Die Auflagestellen 20 bzw. die Ofenschienen befinden sich in diesem Beispiel an den Stellen: L-ι = 1225 mm, L2 = 1900 mm, L3 = 3400 mm, L4 = 4075 mm, L5 = 6025 mm, L6 = 6700 mm, L7 = 8200 mm und L8 = 8875 mm, jeweils beispielhaft gemessen ab dem linken Rand der Bramme nach rechts in Längsrichtung der Bramme 10. Die Position der Bramme im Wiedererwärmofen wird vor dem Eintrag erfasst.
Nach dem Vorwalzen der Bramme hat das daraus resultierende Vorband - in Fig. 2 nicht gezeigt - eine für diese Beispielrechnung angenommene Dicke von 40 mm. Der Breitgrad ist z.B. aus dem Stichplan bekannt und wird mit 1 ,077 angesetzt. Der Stauchgrad γ = 240 mm/40 mm = 6. Aus diesen Daten ergibt sich die Vorbandlänge als I = L x ß x γ = 10.000 mm x 6 x 1 ,077 = 64.620 mm.
Damit ergeben sich die Schienenstellen an den folgenden Positionen l, im Vorband:
L-i bis L8 x (ß x Y) = I-, = 7916 mm, l2 = 12278 mm, l3 = 21971 mm,
l4 = 26333 mm, l5 = 38934 mm, l6 = 43295 mm, l7 = 52988 mm und
l8 = 57350 mm. Hieraus ergibt sich, dass Abschnitte erniedrigter Temperatur im Vorband, welche hervorgerufen waren durch die wassergekühlten Auflagestellen im Wiedererwärmofen, in Vorbandabschnitten zwischen 7,5 m und 13 m, 20 m und 27 m, 38 m und 44 m sowie 52 m und 58 m zu erwarten sind. In diesen Abschnitten muss noch Wärmeenergie zugeführt werden, um die Abschnitte erniedrigter Temperatur an die Temperatur des Vorbandes anzugleichen.
Eine Bewertung der Temperaturverteilung kann wie folgt durchgeführt werden: Üblicherweise wird die Vorbandlänge im Auslauf einer Vorwalzstraße nicht gemessen. Sie kann sich jedoch aus der gemessenen Walzenumfangsgeschwindigkeit Vu des letzten Vorgerüstes zusammen mit der Voreilung κ ergeben. Die Voreilung κ ist das Verhältnis von Walzgutaustrittsgeschwindigeit aus dem Walzspalt zur Walzenumfangsgeschwindigkeit und ist typischerweise aus dem Stichplanmodell des Prozessrechners bekannt und beträgt typischerweise etwa 4%. Damit ergibt sich die Bandlänge zu
Figure imgf000014_0001
mit /. = κ - vu . - dt Hier bedeutet vu i (t,) = vu i die mittlere Walzenumfangsgeschwindigkeit im Zeitsegment tj und dt, ist der Beitrag dieses Zeitsegmentes.
Beispielsweise ist für n = 100 Segmente und eine Gesamtwalzzeit von beispielsweise 25 Sekunden am letzten Fertiggerüst der Beitrag von dt, = 0.25 Sekunden.
Mit einer Materialverfolgung können die Zeitpunkte des Durchlaufs der Abschnitte erniedrigter Temperatur durch die Induktionsheizung ermittelt werden. Die Heizung wird dann entsprechend aktiviert. Die notwendige Heizleistung kann durch Stichplanberechnungen bestimmt werden.
Mit einem zweiten Verfahren, in Fig. 3 veranschaulicht, lässt sich die Herausforderung des genauen Verfolgens bzw. der genauen Kenntnis des Ofenliegeplatzes der jeweiligen Bramme dadurch umgehen, dass der Temperaturverlauf entlang der Bramme und/oder entlang des Vorbandes gemessen wird, siehe Fig. 3a)und die Abschnitte erniedrigter Temperatur durch Differenzbildung zum gleitenden Mittelwert der gemessenen Temperatur ermittelt werden; siehe Fig. 3b) und 3c).
Dabei wird die Zeitkonstante des langsam gleitenden Mittelwerts derart bestimmt, dass das Ergebnis nur den generellen Temperaturverlauf des Vorbandes widerspiegelt, nicht jedoch die Schienenstellen. Beispielsweise wurde in Figur 3 als Periode für die langsame gleitende Mittelwertbildung ein Wert von 5 Sekunden eingestellt. Von diesem gleitenden Temperatur-Mittelwert wird der aktuelle Temperaturwert (bzw. ein mit einer deutlich kürzeren Periode von beispielsweise t = 1 Sekunde schwach gefilterter Mittelwert) des Vorbandes abgezogen; siehe Fig. 3b). Wenn die ermittelte Differenz eine vorgegebene Schwelle überschreitet, wird die entsprechende Stelle als Abschnitt erniedrigter Temperatur bzw. als Schienenstelle erkannt und entsprechend erfasst; siehe Fig. 3c).
Über einen Zähler kann weiterhin die Anzahl der Schienenstellen ermittelt werden. Für jede Brammenlänge existiert damit eine charakteristische Anzahl von Schienenstellen, wobei die entsprechende Brammenlänge über das Gesetz der Volumenkonstanz aus der aktuellen Bandlänge zurückgerechnet werden kann; siehe Fig. 3d).
Auf diese Art und Weise kann durch Zurückrechnen die Anzahl der ermittelten Schienenstellen in jedem Band mit einer möglichen Schienenstellenzahl im Wiedererwärmofen verglichen werden und auf diese Weise eine zusätzliche Verifizierung der gemessenen Ergebnisse bzw. eine Verifizierung der Erkennung bereitgestellt werden. In einem dritten - indirekten - Verfahren zur Ermittlung der Schienenstellen bzw. der Abschnitte erniedrigter Temperatur des Vorbandes kann der Walzkraftverlauf am Vorgerüst verwendet werden. Aufgrund der Schienenstellen, das heißt der Abschnitte erniedrigter Temperatur, ergeben sich im Walzkraftverlauf lokale Walzkrafterhöhungen bzw. Walzkraftschwankungen von mehreren 100 kN, wie in Fig. 4 a) beispielhaft dargestellt. Die Schwankungen korrelieren mit dem Temperaturverlauf aufgrund der Temperaturabhängigkeit der Fließspannung des Brammenmaterials, so dass gemessenen bzw. lokalisierten Walzkraftspitzen Temperaturminima zugeordnet werden können. Über eine gleitende Mittelwertbildung und eine Filterung des Walzkraftsignals kann ein gleitender Walzkraftmittelwert bestimmt werden; siehe Fig. 4 b). Aus dem Vergleich des gleitenden Walzkraftmittelwertes mit dem jeweils gemessenen Walzkraftsignal (Istwert) kann ein Walzkraftdifferenzsignal mit Walzkraftspitzen, das heiß mit Walzkraftmaxima, ermittelt werden; siehe Fig. 4c)
Es ist ein Stichplanmodell vorgesehen, welches so ausgebildet ist, dass mit Hilfe von einer temperaturabhängigen Beschreibung der Umformfestigkeit des Materials der Bramme aus dem ermittelten Walzkraftverlauf der Temperaturverlauf entlang der Bramme ermittelt werden kann. Konkret kann beispielsweise aus dem gleitenden Walzkraftmittelwert ein gleitender Temperaturmittelwert und aus dem Walzkraftdifferenzsignal ein Temperaturdifferenzsignal ermittelt werden. Die Orte, an denen im Walzkraftdifferenzsignal die Walzkraftspitzen lokalisiert werden, können als die Abschnitte erniedrigter Temperatur angesehen werden. Und schließlich können aus dem so indirekt mit Hilfe der Walzkraft bestimmten Temperaturverlauf auch die Temperaturwerte, konkret die Temperaturminima, an den Stellen erniedrigter Temperatur ermittelt werden.
Grundsätzlich sind die gesuchten Temperaturminima auch bereits in dem Temperaturverlauf und indirekt auch im Walzkraftverlauf erkennbar. Die Differenzbildung zum gleitenden Walzkraft- / oder Temperaturmittelwert erfolgt lediglich, wie bereits oben im Zusammenhang mit dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben - um zu vermeiden, dass kurzzeitige Störungen oder Abweichungen oder Unregelmäßigkeiten im Walzkraft- oder Temperaturverlauf mißinterpretiert werden. Um dies zu verhindern wird erfindungsgemäß ein Abschnitt erniedrigter Temperatur bei dem Vorband nur dann als solcher erkannt, wenn sein zugehöriges Walzkraftmaximum oder sein zugehöriges Temperaturminimum einen betraglichen Mindestabstand zum jeweiligen gleitenden Walzkraft- oder Temperatur- Mittelwert aufweist.
Um eine Eliminierung der Abschnitte erniedrigter Temperatur zu erhalten, werden diese erfindungsgemäß mit Hilfe einer induktiven Heizvorrichtung gezielt selektiv zusätzlich beheizt.
Figur 5 zeigt exemplarisch einen solchen schematischen Aufbau eines Walzwerkes, mit zwei Wiedererwärmöfen 30, 32, einem ersten Zunderwäscher 34 und einer Vorwalzstraße, welche schematisch durch das eine Vorgerüst V1 dargestellt ist. Nach dem Vorgerüst V1 ist eine Induktionsheizung 40 vorgesehen, welche zum Ausgleich der jeweiligen Abschnitte erniedrigter Temperatur selektiv angesteuert werden kann. Die entsprechende selektive Steuerung wird nachfolgend zu Figur 6 noch einmal beschrieben.
Nach der induktiven Heizung 40 zum Ausgleich der Abschnitte erniedrigter Temperatur werden die übrigen üblichen Abschnitte eines Walzwerkes gezeigt, so wie beispielsweise eine Schopfschere 36, ein weiterer Zunderwäscher 38, sowie eine Fertigwalzstraße mit den Fertiggerüsten F1 bis F7, welche von einer Bandkühlung sowie Haspelanlagen gefolgt werden. Um die Wärmeenergie mittels der selektiv ansteuerbaren Induktionsheizung 40 gezielt in den Abschnitten erniedrigter Temperatur aufbringen zu können, ist es notwendig, die Position der Bramme entsprechend zu verfolgen, so dass die Induktionsheizung 40 an den richtigen Stellen aktiviert wird. Hierzu kann beispielsweise die Bandposition und insbesondere der Bandanfang mittels einer oder mehreren Photozellen auf einem Zufuhrrollgang verfolgt und erkannt werden.
Weiterhin kann die Geschwindigkeit/Drehzahl der Rollgangsrollen auf dem Zuführungsrollgang zur Fertigwalzstraße gemessen werden und daraus die Bandposition abgeleitet werden. Eine direkte Messung der Bandgeschwindigkeit und damit auch der Bandposition auf dem Zufuhrrollengang kann durch eine Laserdopplervelimetrie durchgeführt werden. Solche Systeme sind typischerweise in vielen Warmbandstraßen bereits vorinstalliert, um die Schopflängenoptimierung durchzuführen. Bei einer Verwendung des dritten Verfahrens zur Ermittlung der Abschnitte erniedrigter Temperatur über die Walzkraftermittlung kann weiterhin aus der Kenntnis der Walzenumfangsgeschwindigkeit und der entsprechenden Voreilung auf die Bandgeschwindigkeit nach dem letzten Vorgerüst V-ι geschlossen werden, so dass hieraus ebenfalls über die Walzkraftmessung eine exakte Taktung der Induktionsheizung 40 durchgeführt werden kann. Hierzu wird die Induktionsheizung am Beginn der jeweiligen Abschnitte erniedrigter Temperatur aktiviert und am Ende der jeweiligen Abschnitte erniedrigter Temperatur wieder deaktiviert. Weiterhin ist es möglich, die Induktionsheizung innerhalb eines vorgegebenen Leistungsbandes zu steuern, wobei sie grundsätzlich mit einer ersten Leistung zur generellen Erwärmung des Vorbandes betrieben wird, und wobei - bei Vorliegen eines Abschnittes erniedrigter Temperatur - ihre Leistungsabgabe auf eine zweite Leistung erhöht wird, um zusätzlich zu der generellen Erwärmung den gewünschten Temperaturausgleich für der Abschnitte erniedrigter Temperatur zu erzielen.
Eine Leistungssteuerung ist weiterhin insofern vorteilhaft, als dass im praktischen Walzbetrieb auftretende Differenzen zwischen der elektrischen Energie, mit der die Induktionsheizung gespeist wird, und der in das Vorband übertragenen thermischen Energie kompensiert werden können. Ursachen für die Differenzen sind z.B. ein schlechter Wirkungsgrad der Induktionsheizung, Verluste über der Übertragung der Heizenergie von der Induktionsheizung auf das Vorband oder unterschiedliche Vorbanddicken und Materialeigenschaften des gewalzten Stahls.
Figur 6 zeigt schematisch eine Schaltung zur Steuerung der Induktionsheizung 40. Hier werden mittels eines Sensors 50 die Walzkraft am Vorgerüst V1 gemessen und über eine Auswertvorrichtung 42 die Abschnitte erhöhter Walzkraft und damit die Abschnitte erniedrigter Temperatur bestimmt. Eine Steuervorrichtung 44 ist vorgesehen, welche die Induktionsheizung 40 selektiv in Synchronisation mit den jeweiligen Abschnitten erniedrigter Temperatur aktiviert.
Hier sind insbesondere auch Positionserkennungsmittel 46 vorgesehen, welche direkt vor der Induktionsheizung 40 oder in einem vorbestimmten Abstand hierzu angeordnet sind, um die genaue Bandposition und möglicherweise die genaue Bandgeschwindigkeit zu bestimmen und damit die Relativposition des Bandes zur Induktionsheizung 40 zu bestimmen. Da die Wirksamkeit der Induktionsheizung im praktischen Walzbetrieb differieren kann, ist eine weitere Auswerteeinheit für die erzielte Gleichmäßigkeit der
Endwalztemperatur vorgesehen. Nach dem gleichen Verfahren, wie oben dargestellt, werden die verbliebenen Temperaturdifferenzen zwischen dem aktuellen Verlauf der Endwalztemperautur und einem gleitenden Mittelwert der Endwalztemperatur erfasst und mittels eines Adaptionsverfahrens die dem Folge-Vorband zugeführte
Heizleistung korrigiert, wie in Figur 7 gezeigt.
Bezugszeichenliste
10 Bramme
5 20 Ofenschiene
30 Wiedererwärmofen
32 Wiedererwärmofen
34 Zunderwäscher
36 Schopfschere
10 38 Zunderwäscher
40 Induktionsheizung
42 Auswertvorrichtung
44 Steuervorrichtung
46 Positionserkennungsmittel
15 50 Walzkraftsensor
V1 Vorgerüst
F1...F7 Fertiggerüste

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Temperaturführung in einem Walzwerk für die Herstellung von Vorband, umfassend die Schritte:
- Bestimmen von Abschnitten erniedrigter Temperatur in dem Vorband; und
- selektives Zuführen von Heizenergie zu den Abschnitten erniedrigter
Temperatur des Vorbandes.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei die Heizenergie mittels einer
Induktionsheizung selektiv zugeführt wird.
3. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Positionen der Abschnitte erniedrigter Temperatur des Vorbandes wie folgt bestimmt werden:
Bestimmen der Positionen der Abschnitte erniedrigter Temperatur einer Bramme; und
Umrechnen der Positionen der Abschnitte erniedrigter Temperatur der Bramme in die Positionen der Abschnitte erniedrigter Temperatur des Vorbandes unter
Berücksichtigung des Breitgrades ß und/oder des Stauchgrades γ beim
Vorwalzen der Bramme.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Bestimmen der Positionen der
Abschnitte erniedrigter Temperatur der Bramme entweder aus der Kenntnis gekühlter Auflagestellen der Bramme in dem Wiedererwärmofen relativ zur Brammengeometrie oder durch Messung und Auswertung des
Temperaturverlaufes entlang der Bramme erfolgt.
5. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Positionen der Abschnitte erniedrigter Temperatur des Vorbandes durch Messung und Auswertung des Temperaturverlaufes entlang des Vorbandes bestimmt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei die Bestimmung der Positionen der Abschnitte erniedrigter Temperatur durch Differenzbildung der aktuellen Temperatur zum gleitenden Mittelwert der gemessenen Temperatur durchgeführt wird, wobei insbesondere die Zeitkonstante des langsam gleitenden Mittelwerts so bestimmt wird, dass das Ergebnis nur den generellen Temperaturverlauf, nicht jedoch die Abschnitte erniedrigter Temperatur und insbesondere nicht die Schienenstellen widerspiegelt.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Positionen der Abschnitte erniedrigter Temperatur des Vorbandes durch Messung der Walzkraft in einem Vorgerüst bestimmt werden. 8. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei die Bestimmung der Abschnitte
erniedrigter Temperatur durch Differenzbildung der aktuellen Walzkraft gegenüber einem gleitenden Mittelwert der gemessenen Walzkraft
durchgeführt wird, wobei insbesondere die Zeitkonstante des langsam gleitenden Mittelwerts so bestimmt wird, dass das Ergebnis nur den generellen Kraftverlauf, nicht jedoch die Abschnitte erhöhter Walzkraftspitzen
widerspiegelt, welche die Orte erniedrigter Temperatur bzw. die
Schienenstellen widerspiegeln.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vorband einer Fertigwalzstraße zu Warmband fertig gewalzt wird und eine adaptive Anpassung der Heizleistung für die Abschnitte erniedrigter Temperatur des Vorbandes aus der Beobachtung der Endwalztemperatur des Warmbandes vorgenommen wird.
Vorrichtung zur Temperaturführung in einer Walzstraße, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, aufweisend: eine Auswertevorrichtung (42) zur Bestimmung der Position der Abschnitte erniedrigter Temperatur des Vorbandes;
eine Induktionsheizung (40) zum selektiven Zuführen von Heizenergie zu den Abschnitten erniedrigter Temperatur des Vorbandes;
Positionsbestimmungsmittel (46) zur Bestimmung der Position des Vorbandes und der Position der Abschnitte erniedrigter Temperatur des Vorbandes relativ zur Position Induktionsheizung (40); und
eine Steuervorrichtung (44) zur Steuerung und Positionierung der
Induktionsheizung (40) - oder umgekehrt - an die Position der Abschnitte erniedrigter Temperatur des Vorbandes durch Zusammenwirken mit dem Positionsbestimmungsmittel.
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