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DE3026229C2 - - Google Patents

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Publication number
DE3026229C2
DE3026229C2 DE19803026229 DE3026229A DE3026229C2 DE 3026229 C2 DE3026229 C2 DE 3026229C2 DE 19803026229 DE19803026229 DE 19803026229 DE 3026229 A DE3026229 A DE 3026229A DE 3026229 C2 DE3026229 C2 DE 3026229C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rolling
strip
thickness
roll
roll stand
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19803026229
Other languages
English (en)
Other versions
DE3026229A1 (de
Inventor
Dirk Heemskerk Nl Dekker
Hendrik Johan Castricum Nl Ter Maat
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Estel Hoogovens BV
Original Assignee
Estel Hoogovens Bv Ijmuiden Nl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Estel Hoogovens Bv Ijmuiden Nl filed Critical Estel Hoogovens Bv Ijmuiden Nl
Publication of DE3026229A1 publication Critical patent/DE3026229A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3026229C2 publication Critical patent/DE3026229C2/de
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions

Landscapes

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

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen von Metallband in einer mehrgerüstigen Walzstraße mit einem Rechner, dem für jedes Ausgangsprodukt die folgenden dafür geltenden Eingangsgrößen zugeführt werden:
  • a) Soll-Austrittsdicke des Bandes beim Austritt aus der Walzstraße,
  • b) Bandbreite,
  • c) ein spezifischer Widerstandsfaktor für das Bandmaterial,
wobei der Rechner aus a) bis c) Signale für die folgenden Einstellparameter zur Einstellung der Walzstraße auf das vorgegebene Band erzeugt:
  • d) Geschwindigkeitseinstellung für jedes Walz­ gerüst,
  • e) Leistungsabgabe für die Walzgerüst-Motoren,
  • f) Walzspalteinstellung für jedes Walzgerüst und
  • g) ggf. Walzen-Biegebelastungen.
Bei einem bekannten Walzverfahren (US-PS 36 41 325) dieser Art handelt es sich um ein rechnergestütztes Warmwalzen mittels einer mehrgerüstigen Walzstraße. Bei diesem Verfahren sind vorhergehend ermittelte Mittelwerte über bestimmte Bereiche von Einflußgrößen als Vergleichswerte in den Prozeßrechner programmiert. Dadurch ergibt sich eine sehr hohe - und mit höheren Genauigkeitsanforderungen noch steigende - Anzahl von einzelnen Referenzwerten. Nach diesen bekannten Bandwalz- Steuerungsverfahren sind daher zur Erzielung der notwendigen Genauigkeit zusätzliche Iterationsschritte unvermeidlich.
Bei der Anwendung des bekannten rechnergestützten Walzverfahrens auf das Kaltbandwalzen bestehen zusätzlich Schwierigkeiten z. B. eine Vergrößerung der Anzahl an Einflußgrößen und eine umfangreich notwendige Vernetzung dieser Einflußgrößen, d. h. ihre gegenseitige Abhängigkeit voneinander und damit die Notwendigkeit einer besonders hohen Rechnerleistung sowie vor allem auch eine weit höhere Walzgeschwindigkeit beim Kaltbandwalzen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art, rechnergestütztes Verfahren zum Kaltauswalzen von Metallband zu schaffen, bei dem durch Entlastung der Rechnertätigkeit - und damit unter Vermeidung der Notwendigkeit des Einsatzes von z. B. Parallelrechnern - die maximale Ausnutzung der Walzgeschwindigkeit der Kaltwalzstraße bei gleichzeitig gleichbleibend hoher Walzgutqualität (z. B. Toleranzen) gewährleistet bleibt.
Demgemäß ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet daß beim Kaltauswalzen des Metallbands dem Rechner als Eingangsgrößen zusätzlich
  • h) die Ist-Banddicke beim Einlauf in die Walz­ straße und
  • i) die gewünschte Oberflächen-Rauhigkeit des Bandes beim Austritt aus der Walzstraße
zugeführt werden und der Rechner damit in Verbindung mit der Soll-Austrittsdicke des Bandes das zu verarbeitende Band in eine von mehreren Dickengruppen klassifiziert, daraus für diese Dickengruppen als spezifische Standard­ werte für Ausgangsgrößen die
  • - Reduktionsverteilung zwischen den Walzgerüsten,
  • - die Umformarbeit und -kraft pro Breiteneinheit des Bandes sowie
  • - die Zugspannung zwischen Walzgerüsten,
bestimmt und daß daraufhin für das vorgegebene Band die Abweichungen der tatsächlichen Ist-Werte der Eingangsgrößen a), h) und i) von den Standardwerten für die Dickengruppe der drei genannten Eingangsgrößen bestimmt werden, daß als Folge darauf unter Einbeziehung dieser Abweichungen über eine lineare Funktion die Standardwerte für Ausgangsgrößen in modifizierte, d. h. optimierte Werte umgesetzt werden, wobei die Randbedingungen des Walzvorgangs durch die Konstanten der linearisierten Funktion festgelegt sind, indem als Konstanten ausgewählte Werte oder Größen verwendet werden, die in Abhängigkeit vom Walzvorgang für das vorgegebene Band abgeleitet sind, daß dann die Werte der Einstellparamter anhand der modifizierten (d. h. optimierten) Werte ermittelt werden, und die Walzstraße für das zu verarbeitende Band entsprechend der so ermittelten Einstellparameter eingestellt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden also durch vorherige Einstufung in spezielle Dickengruppen Standard­ bedingungen eingestellt, welche jedoch auf Fixpositionen der Walzstraße berechneter Größen beruhen.
Mittels der Abweichung dieser Standardbedingungen von den tatsächlichen Bedingungen (Istwerten der Banddaten) werden über linearisierte Funktionen an den augenblicklichen Walzvorgang angepaßte Bedingungen berechnet. Gemäß diesen angepaßten d. h. mit einem Korrekturfaktor versehenen Bedingungen werden die verfahrensveränderlichen d. h. die zu steuernden Parameter (wie Motorleistung, Spaltbreiten, Walzendurchbiegung) relativ zum augenblicklichen Walzschritt sehr viel genauer eingestellt, wodurch das Endprodukt verbessert wird.
Dementsprechend werden die Antriebe der Straße, d. h. z. B. die Walzmotore und die Anstellantriebe gesteuert. Wegen des Fortfalls rechneraufwendiger Iterationsprozesse wird auch durch die schnellere Walzenanstellung eine engere Toleranzgrenze trotz maximaler Walzgeschwindigkeit erreicht. Darüber hinaus wird die Beeinträchtigung der Walzgeschwindigkeit beim Übergang von einem zum nächstfolgenden Band reduziert und Vorteile in der Oberflächenrauhigkeit, der Gefügeausbrechung (aus gleichmäßigem Verformungsgrad) und in Bezug auf Planheitsfehler erreicht, so daß die Bandfehlerquote vermindert ist.
Eine völlig optimal geregelte Walzenstraße benötigt zudem weniger Personal und hat geringere Störungszeitausfälle.
Im besonderen ist einer Dickengruppe eine Gruppe von Veränderlichen zugeordnet, die auf der Grundlage der Einlaufdicke, der Austrittsdicke und einer gewünschten Ober­ flächenrauhigkeit die folgenden, untereinander abhängigen Stan­ dardbedingungen umfaßt: Reduktionsverteilung, Umformungsarbeit und Umformungskraft pro Breiteneinheit sowie Zugspannung. Diese Standardbedingungen gelten für ein Walzgut mit einem vorgegebe­ nen Widerstandsfaktor, der eine Funktion von anlagenexternen Einflußfaktoren ist. Weiterhin werden diese Standardbedingungen im Hinblick auf optimale Arbeitsbedingungen der Fertigungslei­ stung innerhalb der zulässigen Grenzen der Anlage bestimmt. Es ist offensichtlich, daß die genannten Dickengruppen für eine vorgegebene Anlage zum Teil auf arithmetischem Wege und zum Teil empirisch ermittelt werden können. Proportional zu einer größe­ ren Zahl der auf diese Weise bestimmten Dickengruppen liegt jede Arbeitssituation, wie sie sich tatsächlich darstellt, näher an einem bekannten Standardzustand. Sobald das dem Walzwerk zuge­ führte Band in einer Dickengruppe klassifiziert worden ist, wer­ den die für diese Dickengruppe anwendbaren Standardbedingungen in angepaßte Bedingungen für das betreffende Band umgesetzt oder umgewandelt, bevor auf deren Grundlage die für die Einstel­ lung der Walzwerkstraße erforderlichen Verfahrensveränderlichen als Zwischengerüstdicken, Bandgeschwindigkeit, Geschwindigkeits- oder Drehzahleinstellung für jedes Walzgerüst usw. berechnet werden können. Die von den Standardbedingungen abgeleiteten an­ gepaßten Bedingungen werden nun mittels der linearisierten Funk­ tionen berechnet, welche die gewünschten Dickenverhältnisse vor und nach dem Auswalzen, die tatsächlichen Durchmesser der Arbeitswalzen und den variierenden Widerstandsfaktor des Walz­ guts als verschiedentliche (variable) Einflußfaktoren enthalten. Aus der Literatur und aus der Praxis sind Modelle für die Berech­ nung der genannten Einstellveränderlichen anhand der angepaßten Standardbedingungen bekannt. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittel­ ten, angepaßten Verfahrensveränderlichen werden der Steueranlage für die Walzwerkstraße eingegeben. Diese Steueranlage bewirkt dann eine Anpassung der Einstellgrößen für das Walzwerk an die für das Band gültigen Daten bezüglich Einlaufdicke, Soll-Aus­ trittsdicke, Bandbreite, gewünschter Oberflächen-Rauhigkeit und spezifischem Widerstandsfaktor des Bandmaterials. Die Berech­ nungen werden so durchgeführt, daß bezüglich der erforderlichen Zug-spannungs-kräfte im Band keine Gefahr für einen Bandriß besteht. Im Verlauf des Einführens des Bands in das Walzwerk oder beim Herausführen seines Endes aus dem Walzwerk können sich jedoch erheblich abweichende Bedingungen ergeben. Erfin­ dungsgemäß wird daher empfohlen, daß vom Einführen eines Bands bis zum Aufbau der Haspel-Zugkraft und/oder vom Ende des Abspu­ lens des zugeführten Bands bis zum Herausführen des Bands aus dem letzten Walzgerüst für jedes Walzgerüst ein Korrekturausdruck zur berechneten Geschwindigkeit und zur berech­ neten Walzspalteinstellung für jedes Walzgerüst eingeführt wird und ebenso für die Geschwindigkeiten (Drehzahlen) aller Walzgerüste gleichzeitig und für die Walzenspalteinstellungen, sooft Bandmaterial in einem Walzgerüst vorhanden ist, wobei die Korrekturausdrücke mittels des Quotienten der mittleren Aus­ trittsdicke innerhalb der betreffenden Dickengruppe und der be­ rechneten tatsächlichen Austrittsdicke jeweils für jedes Walz­ gerüst bestimmt und mit einem empirischen Faktor multipliziert werden, der für jedes Walzgerüst und für jede Dickengruppe be­ stimmt wird.
Dieselben Überlegungen gelten bezüglich des Durchlaufs einer Schweißnaht durch die Walzwerkstraße. In diesem Fall empfiehlt es sich jedoch, daß von dem Zeitpunkt, zu dem eine Schweißnaht im Band festgestellt wird, bis zum Durchlauf der Schweißnaht durch alle Walzgerüste eine Korrektur größe für jedes Walzge­ rüst und für alle Walzgerüste gleichzeitig zur berechneten Ge­ schwindigkeit der Walzgerüste hinzugefügt wird, wobei die Korrek­ turgröße auf dieselbe Weise bestimmt wird wie die Korrektur­ größe beim Einführen oder Herausführen des Bands.
In spezieller Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Vorkehrungen für das Auftreten von Notfällen getroffen, in denen der Ver­ fahrensrechner nicht eingesetzt werden kann. In diesem Fall wird in einem Notfall der Walzwerksteuerung eine vereinfachte Version des Rechenprogramms eingespeist, wobei beträchtlich reduzierte bzw. verringerte Dickengruppen zu erwarten sind, die lediglich auf der Grundlage der Soll-Austrittsdicke und der Soll-Oberflächen­ rauhigkeit des Bands und ohne Korrekturmöglichkeiten bezüg­ lich der Standardbedingungen für Reduktion, Umformungsarbeit und -kraft pro Breiteneinheit, Zugspannung und anlagenexter­ ne Einflußfaktoren klassifiziert werden.
Eine Anpassung findet jedoch in bezug auf den bekannten Wider­ standsfaktor des Walzguts statt. Es hat sich gezeigt, daß in diesem Fall zwar keine optimale Einstellung erreicht werden kann, in jedem Fall aber eine zuverlässige Betriebsleistung während der Zeitspanne des bestehenden Notfalls aufrechter­ halten werden kann.
Bezüglich der Ermittlung der endgültigen Einstellwerte für das Walzwerk ist es wesentlich, die Geschwindigkeiten inner­ halb der zulässigen Werte für Motorleistung und innerhalb der zulässigen Motordrehzahl für jedes Walzgerüst zu optimieren. In diesem Zusammenhang hat es sich erfindungsgemäß als zweck­ mäßig erwiesen, daß die Geschwindigkeiten (Drehzahlen) der auf­ einanderfolgenden Walzgerüste als Funktion des Durchlaufs der Banddicken durch die Walzstraße eingestellt werden und daß ein auf einer linearisierten Abhängigkeit beruhender Schlupfkoeffi­ zient an die angepaßten Zugkraftunterschiede über die aufeinan­ derfolgenden Walzgerüste hinweg, die höchstzulässigen Werte der Motorleistung und die zulässigen Motor-Drehzahlen für jedes Walz­ gerüst angepaßt wird.
Bei Anwendung des angepaßten Verfahrens ist es andererseits empfeh­ lenswert, daß in Notfällen die Geschwindigkeiten der aufeinander­ folgenden Walzgerüste als Funktion des Durchlaufs der Banddicken durch die Walzstraße, eines festen Schlupfkoeffizienten, der höchstzulässigen Werte der Motorleistung und der zulässigen Motor- Drehzahlen für jedes Walzgerüst eingestellt werden.
In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß der Durchlauf der Banddicke durch das Walzwerk anhand der Reduktionsverteilung bestimmt wird, die sich nach der Wahl der Dickengruppe bestimmt.
Neben der Geschwindigkeitseinstellung an den aufeinanderfolgen­ den Walzgerüsten ist auch die Walzenspalteinstellung pro Walz­ gerüst eine wichtige Einstellveränderliche der Walzstraße. Die­ se Einstellung erfolgt beim erfindungsgemäßen Verfahren in der Weise, daß die Walzenspalteinstellung pro bzw. für jedes Walz­ gerüst auf der Grundlage der Dicke des Bands bei seinem Austritt aus dem Walzgerüst, der mechanischen Längung oder Ausdehnung der Walzengehäuse infolge der Walzkräfte, der Geschwindigkeiten pro Walzgerüst und der Bandbreite bestimmt wird und daß die Walz­ kräfte relativ zu den Standardwalzkräften für die gewählte Dickengruppe linear an den Widerstandsfaktor des Bandmaterials, die Dickenverhältnisse, die Arbeitswalzendurchmesser und das nicht-kompensierte Gewicht der oberen Walzen sowie möglicher­ weise die Walzenbiegekräfte angepaßt werden.
Dabei werden die Geschwindigkeiten für jedes Gerüst nach dem bereits erläuterten Verfahren eingestellt, während die mechanische Längung oder Ausdehnung in den Walzengehäusen aufgrund der Walz­ kräfte eine bekannte Größe (Datum) für die Anlage ist, die für eine Anzahl von Geschwindigkeiten bzw. Drehzahlen der Walzen ge­ messen werden kann, ohne daß sich ein Band in der Anlage befin­ det. In diesem Fall müssen beim Eintreten eines Notfalls ersicht­ licherweise die Berechnungen der Walzenspalteinstellungen pro Walzgerüst differenziert durchgeführt werden. Sodann muß diese Spalteinstellung pro Walzgerüst auf der Grundlage der Austritts­ dicke des Bands aus dem betreffenden Gerüst, der Längung bzw. Ausdehnung der Walzengehäuse als Folge der Walzkräfte und der Geschwindigkeiten an jedem Gerüst sowie der Bandbreite bestimmt werden, wobei in diesem Fall von Standard-Walzengewichten ausge­ gangen wird, die möglicherweise nur bezüglich Walzengewichten und Biegekräften korrigiert sind.
Die Steuerung oder Regelung der Walzstraße kann somit voll­ ständig auf der Grundlage von möglicherweise in einem Verfah­ rensrechner berechneten Veränderlichen erfolgen, die Funktionen der für das betreffende Band charakteristischen Daten sind. Eine zusätzliche Erweiterung des Verfahrens beruht auch darauf, daß die bei vorhergehenden Walzvorgängen gewonnene Erfahrung mit berücksichtigt wird. Dies kann dadurch geschehen, daß für das Auswalzen jedes Bands die Abweichungen zwischen den ge­ messenen Walzkräften und den mittels der Berechnung angepaßten Walzkräften, die Motorleistungen und die Walzenspalteinstellun­ gen bestimmt und für die beiden ersteren Faktoren als ange­ paßte Korrektur für Umformungskraft und -arbeit in eine passen­ de Dickengruppe eingeführt werden und daß die zuletzt genann­ ten Faktoren zum Zwecke einer angepaßten Korrektur in die Wal­ zenspalteinstellungs-Berechnung für das erste folgende, aus­ zuwalzende Band eingeführt werden.
Erfindungsgemäß empfiehlt es sich sogar, solche Korrek­ turen auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen den berechne­ ten Walzkräften und den Spalteinstellungen und bewährten Meß­ werten anzuwenden, ebenfalls als angepaßte Korrektur bezüg­ lich der Walzenspalteneinstellung für den anschließend zuerst auf­ zurollenden Coil, wobei dieses Auswalzen in einem Notfall durchgeführt werden muß, in welchem der Verfahrensrechner nicht zur Verfügung steht.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht demzufolge darin, daß für jedes Band, ausgehend von einer an Widerstandsfak­ tor, Breite und Banddicke zwischen den Walzgerüsten angepaßten Zugspannung, die Zugspannungspegel zwischen den Walzgerüsten, die für die Walzgeschwindigkeiten korrigiert sind, bestimmt und anschließend einem Zwischengerüstspannung-Regler zugeführt wer­ den. Auf diese Weise werden bei diesem Verfahren Schlupf in den Walzgerüsten besser steuerbar und Bandbrüche zufriedenstellen­ der ausgeschaltet.
Noch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß für jedes Band, ausgehend von den Standard­ bedingungen je Dickengruppe mit Korrekturen für Widerstands­ faktor und Bandbreite, pro Walzgerüst die Walzenbiegekraft für variierende Geschwindigkeitspegel des Walzgerüsts ermit­ telt wird. Auf diese Weise kann die Bandform gesteuert wer­ den.
Im folgenden ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Er­ findung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Ablaufplan eines bisherigen Verfahrens zur Steuerung einer mehrstufigen Walzstraße und
Fig. 2 einen Ablaufplan eines verbesserten Verfahrens gemäß der Erfindung.
Fig. 1 veranschaulicht schematisch die Art und Weise, auf welche im allgemeinen die Steuerung einer Walzstraße durchgeführt werden kann. Anhand von Daten für das Band werden Verfahrensveränderliche über ein Rechenmodell bestimmt. Die Verfahrensveränderlichen ge­ ben an, welcher Bearbeitung ein vorgegebenes Band unterworfen werden muß, um das gewünschte Endprodukt zu erhalten. Anhand die­ ser Verfahrensveränderlichen wird entsprechend Einstell- oder Sollgrößen für die Walzwerkstraße bestimmt, welche Sollwerte sodann einer Steuerung für die Walzwerkstraße eingegeben werden. In der Regel werden die verschiedenen mathematischen Prozesse, die für die Bestimmung der Verfahrensveränderlichen und für die Umsetzung derselben in Sollwerte erforderlich sind, mit Hilfe von elektronischen Rechnern durchgeführt.
Wie eingangs erwähnt, ist es auf diese Weise nicht möglich, eine in der Praxis anwendbare, genaue Einstellung der Walzstraße zu erreichen. Das erforderliche mathematische Rechenmodell müßte in nicht durchführbarer Weise erweitert werden.
Fig. 2 veranschaulicht das System des erfindungsgemäß ausge­ führten Rechenmodells. Hierbei ist es wesentlich, daß zunächst das Band über eine Vielzahl ausgewählter Band-Daten für Dicken­ gruppen in eine Dickengruppe eingeteilt wird. Im Rechenmodell wird nur eine vorbestimmte Anzahl von Dickengruppen behandelt, die jeweils nur einer Kombination diskreter Band-Daten ent­ sprechen. In der Praxis zeigt im wesentlichen kein einzelnes Band diese Band-Daten in identischer Weise, so daß eine ge­ wählte Dickengruppe nur eine erste Näherung in Richtung auf das tatsächlich auszuwalzende Band darstellt. Für jede Dicken­ gruppe gelten Standardbedingungen für Reduktionsverteilung, Umformungsarbeit und -kraft, Zugspannung zwischen den Walz­ gerüsten und externe Einflußfaktoren bezüglich des Bands. Bezüglich einer Dickengruppe sind diese Standardbedingungen für andere Verfahrensveränderliche maßgebend, von denen die Einstellgrößen für die Walzstraße abgeleitet werden können.
Da jedoch für das tatsächlich ausgewalzte Band diese Stan­ dardbedingungen einer eng benachbarten Dickengruppe nicht genau zutreffen, müssen die Standardbedingungen einer Korrek­ tur unterworfen werden, wobei diese Korrekturen zu angepaß­ ten Bedingungen führen. Da die angepaßten Bedingungen vorher­ bestimmt sind, können von ihnen dann die tatsächlichen Ver­ fahrensveränderlichen und Einstellgrößen abgeleitet werden.
Zur Bestimmung der angepaßten Bedingungen anhand der Stan­ dardbedingungen wird eine Korrektur auf der Grundlage von Abweichungen in den Dickenverhältnissen des Bands vor und nach jedem Walzgerüst, im Durchmesser der Arbeitswalzen und dem für diese Bänder geltenden Widerstandsfaktor vor­ genommen. Mit Hilfe dieser Abweichungen werden die Standardbedingungen korrigiert; zu diesem Zweck werden als Rechenprozeß die Auswirkungen dieser Dickenver­ hältnisse, der Walzendurchmesser und der Widerstandsfaktoren auf linearisierte Funktionen abgeleitet.
Da in erster Linie für das zugeführte Band Standardbedingungen benutzt werden, die aus der Klassifizierung in eine Dicken­ gruppe resultieren, brauchen die Korrekturen (zur Erzielung der angepaßten Bedingungen) nur so gering zu sein, daß es gerecht­ fertigt ist, mit linearisierten Funktionen zu arbeiten. Hier­ durch wird das Rechenmodell erheblich vereinfacht, so daß in der Praxis eine verbesserte Verarbeitung erreicht werden kann.

Claims (16)

1. Verfahren zum Walzen von Metallband in einer mehrgerüstigen Walzstraße mit einem Rechner, dem für jedes Ausgangsprodukt die folgenden dafür geltenden Eingangsgrößen zugeführt werden:
  • a) Soll-Austrittsdicke des Bandes beim Austritt aus der Walzstraße,
  • b) Bandbreite,
  • c) ein spezifischer Widerstandsfaktor für das Bandmaterial,
wobei der Rechner aus a) bis c) Signale für die folgenden Einstellparameter zur Einstellung der Walzstraße auf das vorgegebene Band erzeugt:
  • d) Geschwindigkeitseinstellung für jedes Walz­ gerüst,
  • e) Leistungsabgabe für die Walzgerüst-Motoren,
  • f) Walzspalteinstellung für jedes Walzgerüst und
  • g) ggf. Walzen-Biegebelastungen,
dadurch gekennzeichnet, daß beim Kaltauswalzen des Metallbands dem Rechner als Eingangsgrößen zusätzlich
  • h) die Ist-Banddicke beim Einlauf in die Walz­ straße und
  • i) die gewünschte Oberflächen-Rauhigkeit des Bandes beim Austritt aus der Walzstraße
zugeführt werden und der Rechner damit in Verbindung mit der Soll-Austrittsdicke des Bandes das zu verarbeitende Band in eine von mehreren Dickengruppen klassifiziert, daraus für diese Dickengruppen als spezifische Standard­ werte für Ausgangsgrößen die
  • - Reduktionsverteilung zwischen den Walzgerüsten,
  • - die Umformarbeit und -kraft pro Breiteneinheit des Bandes sowie
  • - die Zugspannung zwischen Walzgerüsten,
bestimmt und
daß daraufhin für das vorgegebene Band die Abweichungen der tatsächlichen Ist-Werte der Eingangsgrößen a), h) und i) von den Standardwerten für die Dickengruppe der drei genannten Eingangsgrößen bestimmt werden,
daß als Folge darauf unter Einbeziehung dieser Abweichungen über eine lineare Funktion die Standardwerte für Ausgangsgrößen in modifizierte, d. h. optimierte Werte umgesetzt werden, wobei die Randbedingungen des Walzvorgangs durch die Konstanten der linearisierten Funktion festgelegt sind, indem als Konstanten ausgewählte Werte oder Größen verwendet werden, die in Abhängigkeit vom Walzvorgang für das vorgegebene Band abgeleitet sind,
daß dann die Werte der Einstellparameter anhand der modifizierten (d. h. optimierten) Werte ermittelt werden, und die Walzstraße für das zu verarbeitende Band entsprechend der so ermittelten Einstellparameter eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Einführen eines Bands bis zum Aufbau der Haspel-Zugkraft und/oder vom Ende des Abspulens des zugeführten Bands bis zum Herausführen des Bands aus dem letzten Walz­ gerüst für jedes Walzgerüst ein Korrekturausdruck zur be­ rechneten Geschwindigkeit und zur berechneten Walzenspaltein­ stellung für jedes Walzgerüst eingeführt wird und ebenso für die Geschwindigkeiten (Drehzahlen) aller Walzgerüste gleichzeitig und für die Walzenspalteinstellungen, solange Bandmaterial in einem Walzgerüst vorhanden ist, wobei die Korrekturausdrücke mittels des Quotienten der mittleren Aus­ trittsdicke innerhalb der betreffenden Dickengruppe und der berechneten tatsächlichen Austrittsdicke jeweils für jedes Walzgerüst bestimmt und mit einem empirischen Faktor multi­ pliziert werden, der für jedes Walzgerüst und für jede Dickengruppe bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Zeitpunkt, zu dem eine Schweißnaht im Band festgestellt wird, bis zum Durchlauf der Schweißnaht durch alle Walz­ gerüste eine Korrekturgröße für jedes Walzgerüst und für alle Walzgerüste gleichzeitig zur berechneten Geschwindig­ keit der Walzgerüste hinzugefügt wird, wobei die Korrektur­ größe auf dieselbe Weise bestimmt wird wie die Korrektur­ größe beim Einführen oder Herausführen des Bands.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die berechneten, angepaßten Verfahrensveränderlichen dem Walzstraßen-Regel- oder -Steuersystem zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Notfall dieses Steuersystem mit einer verein­ fachten Version des Rechenprogramms mit einer kleineren Zahl von Dickengruppen beschickt wird, die auf der Grundlage nur der gewünschten Austrittsdicke und der gewünschten Ober­ flächen-Rauhigkeit des Bands und ohne Korrekturmöglichkei­ ten in bezug auf die Standardbedingungen unterteilt sind, und lediglich Anpassungen bezüglich des Widerstandsfaktors vorge­ nommen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Notfällen die Geschwindigkeiten der aufeinanderfolgenden Walzgerüste als Funktion des Durchlaufs der Banddicken durch die Walzstraße, eines festen Schlupfkoeffizienten, der höchst­ zulässigen Werte der Motorleistung und der zulässigen Motor­ Drehzahlen für jedes Walzgerüst eingestellt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeiten (Drehzahlen) der aufeinanderfolgenden Walz­ gerüste als Funktion des Durchlaufs der Banddicken durch die Walzstraße eingestellt werden und daß ein auf einer lineari­ sierten Abhängigkeit beruhender Schlupfkoeffizient an die an­ gepaßten Zugkraftunterschiede über die aufeinanderfolgenden Walzgerüste hinweg, die höchstzulässigen Werte der Motor­ leistung und die zulässigen Motor-Drehzahlen für jedes Walz­ gerüst angepaßt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenspalteinstellung pro bzw. für jedes Walzge­ rüst auf der Grundlage der Dicke des Bands bei seinem Aus­ tritt aus dem Walzgerüst, der mechanischen Längung oder Aus­ dehnung der Walzengehäuse infolge der Walzkräfte, der Ge­ schwindigkeiten pro Walzgerüst und der Bandbreite bestimmt wird und daß die Walzkräfte relativ zu den Standardwalz­ kräften für die gewählte Dickengruppe linear an den Wider­ standsfaktor des Bandmaterials, die Dickenverhältnisse, die Arbeitswalzendurchmesser und das nicht-kompensierte Gewicht der oberen Walzen sowie die Walzenbiegekräfte angepaßt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenspalteinstellung an jedem Walzgerüst für Not­ fälle auf der Grundlage der Dicke des Bands beim Austritt aus dem Walzgerüst, der Längung oder Ausdehnung der Walzen­ gehäuse infolge der Walzkräfte, der Geschwindigkeiten an je­ dem Walzgerüst und der Bandbreite bestimmt wird, wobei der Ausgangsfaktor die Standard-Walzengewichte, ggf. korrigiert lediglich bezüglich der Walzenbiegekräfte, enthält.
9. Verfahren nach Anspruch 1, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß für das Auswalzen jedes Bands die Abweichungen zwischen den gemessenen Walzkräften und den mittels der Berechnung angepaßten Walzkräften, die Motorleistungen und die Walzen­ spalteinstellungen bestimmt und für die beiden ersteren Fak­ toren als angepaßte Korrektur für Umformungskraft und -arbeit in eine passende Dickengruppe eingeführt werden und daß die zuletzt genannten Faktoren zum Zwecke einer angepaßten Korrektur in die Walzenspalteinstellungs-Berechnung für das erste folgende, auszuwalzende Band eingeführt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auswalzen eines Bands unter notfallfreien Bedingun­ gen die Abweichungen zwischen den gemessenen Walzkräften und den durch Berechnung angepaßten Walzkräften sowie die Walzen­ spalteinstellungen bestimmt und als angepaßte Korrekturen in die Walzenspalteinstellungs-Berechnung für das nächste, un­ ter Notfallbedingungen auszuwalzende Band eingeführt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Band, ausgehend von einer an Widerstandsfaktor, Breite und Banddicke zwischen den Walzgeräten angepaßten Zugspannung, die Zugspannungswerte zwischen den Walzgerüsten, die für die Walzgeschwindigkeiten korrigiert sind, bestimmt und anschließend einem Zwischengerüstspannung-Regler zuge­ führt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Band, ausgehend von den Standardbedingungen je Dickengruppe mit Korrekturen für Widerstandsfaktor und Band­ breite, pro Walzgerüst die Walzenbiegekraft für variierende Geschwindigkeitsniveaus des Walzgerüsts ermittelt wird.
DE19803026229 1979-07-11 1980-07-10 Verfahren zur einstellung einer mehrstufigen walzstrasse Granted DE3026229A1 (de)

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