EP2999935B1

EP2999935B1 - Device and method for controlling and/or regulating an annealing or a heat treatment furnace of a production line processing metal material

Info

Publication number: EP2999935B1
Application number: EP14726339.6A
Authority: EP
Inventors: Hans-Georg Hartung; Ulrich Sommers; Matthias BÄRWALD; Alexandre LHOEST
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2019-07-10
Anticipated expiration: 2034-05-22
Also published as: RU2015154717A; WO2014187886A2; EP2999935A2; US10077942B2; KR101790965B1; RU2633411C2; JP2016524041A; KR20160003819A; CN105473971A; US20160102916A1; WO2014187886A3; JP6562905B2; CN105473971B; DE102013225579A1

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung eines Glüh- oder Wärmebehandlungsofens einer Metallmaterial bearbeitenden Fertigungsstraße, die den Glüh- oder Wärmebehandlungsofen, diesem in Bandmaterialbearbeitungsrichtung nachgeschaltet mindestens ein Walzgerüst und nachfolgend ein Streckgerüst sowie mindestens zwei Messgeräte, die mindestens eine mechanische Werkstoffeigenschaft eines in der Fertigungsstraße befindlichen Bandmaterials erfassen und diesen Messwert als elektrisches oder datenübertragendes Signal an eine Regelungs- und/oder Steuerungseinheit übermitteln, umfasst, und wobei der Glüh- oder Wärmebehandlungsofen und das mindestens eine Walzgerüst und das Streckgerüst in einem Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf einer automatisierten Prozesssteuerung mit den mindestens zwei Messgeräten zusammenwirken, der den Glüh- oder Wärmebehandlungsofen im Rahmen einer Ofensteuerung oder Ofenregelung und das mindestens eine Walzgerüst und das Streckgerüst im Rahmen einer Steuerung regelt und/oder steuert.The invention is directed to a device for controlling and / or regulating an annealing or heat treatment furnace of a metal material processing production line, the annealing or heat treatment furnace, this downstream in Bandmaterialbearbeitungsrichtung at least one rolling stand and then a stretching stand and at least two measuring devices, the at least one mechanical Capture material property of a strip material located in the production line and transmit this measured value as an electrical or data-transmitting signal to a control and / or control unit includes, and wherein the annealing or heat treatment furnace and the at least one rolling stand and the stretching stand in a control and / or Control cycle of an automated process control interact with the at least two meters that the annealing or heat treatment furnace as part of a furnace control or furnace control and the at least one Rollgerü st and the stretching frame as part of a control regulates and / or controls.

Weiterhin richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Glüh- oder Wärmebehandlungsofens einer Metallmaterial bearbeitenden Fertigungsstraße, die den Glüh- oder Wärmebehandlungsofen, vorzugsweise diesem in Bandmaterialbearbeitungsrichtung nachgeschaltet mindestens ein Walzgerüst und nachfolgend ein Streckgerüst sowie mindestens zwei Messgeräte, die mindestens eine mechanische Werkstoffeigenschaft eines in der Fertigungsstraße befindlichen Bandmaterials online durch kontinuierliches Durchführen einer Überwachung eines die mindestens eine mechanische Werkstoffeigenschaft des Bandmaterials abbildenden Messwerts erfassen und diesen Messwert als elektrisches oder datenübertragendes Signal an eine Regelungs- und/oder Steuereinheit übermitteln, umfasst, wobei der Glüh- oder Wärmebehandlungsofen und das mindestens eine Walzgerüst und das Streckgerüst in einem Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf einer automatisierten Prozesssteuerung mit den mindestens zwei Messgeräten zusammenwirken, mit welchem der Glüh- oder Wärmebehandlungsofen im Rahmen einer Ofensteuerung oder Ofenregelung und das mindestens eine Walzgerüst und das Streckgerüst im Rahmen einer Steuerung gesteuert und/oder geregelt werden.Furthermore, the invention is directed to a method for controlling and / or regulating an annealing or heat treatment furnace of a metal material processing production line, the annealing or heat treatment furnace, preferably this downstream in Bandmaterialbearbeitungsrichtung at least one rolling stand and then a stretching stand and at least two measuring devices that at least acquire a mechanical material property of a strip material located in the production line online by continuous monitoring of a measured value representing the at least one mechanical material property of the strip material and transmit this measured value as an electrical or data-transmitting signal to a control and / or control unit, wherein the annealing or heat treatment furnace and the at least one rolling stand and the stretching stand in a control and / or control circuit of an automated process control cooperate with the at least two measuring devices, with which the annealing or heat treatment furnace in the context of a furnace control or furnace control and the at least a rolling stand and the stretching stand are controlled and / or regulated as part of a control.

Im Rahmen der Verarbeitung von Bandmaterial aus einem Eisenwerkstoff oder einem Nichteisenmetall ist es häufig üblich, beispielsweise vor Durchführung eines oder mehrerer Walzschritte(s), eine Erwärmung des Bandmaterials vorzunehmen, damit dieses im anschließenden Tiefziehprozess gut zu verarbeiten ist. Beispielsweise werden bei einer Glühbehandlung Metallbänder einem Glühofen zugeführt und dort einer Temperatur von 700 - 900°C ausgesetzt, um damit vorher beispielsweise kaltgewalzten Bänder soweit aufzubereiten, dass sie in dem nachfolgenden Tiefziehprozess und gegebenenfalls einem Beschichtungsprozess gut verarbeitbar sind.In the context of the processing of strip material from a ferrous material or a non-ferrous metal, it is often customary, for example, before carrying out one or more rolling steps (s) to carry out a heating of the strip material, so that it is easy to process in the subsequent deep-drawing process. For example, in an annealing treatment, metal strips are fed to an annealing furnace and exposed there to a temperature of 700-900 ° C. in order to prepare, for example, cold-rolled strips so far that they can be readily processed in the subsequent deep-drawing process and optionally a coating process.

Hierbei wird es aufgrund der immer weiter ansteigenden Anforderungen der Industrie, insbesondere der Automobilindustrie, an ihre Zulieferer zunehmend wichtiger, Material mit homogenen Eigenschaften innerhalb von engen Toleranzbändern zu erzeugen und zu dokumentieren. Um dies zu erreichen, ist eine automatisierte Prozesssteuerung unabdingbare Voraussetzung.Due to the ever-increasing demands of the industry, in particular the automotive industry, to its suppliers, it is becoming increasingly important to produce and document material with homogeneous properties within narrow tolerance bands. In order to achieve this, automated process control is an indispensable prerequisite.

Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren zur Steuerung einer Prozesslinie sind aus der US 2010/0219567 A1 und aus der EP 2 557 183 A1 bekannt. Bei der hieraus bekannten Prozesslinie handelt es sich um eine CAL (Continuous Annealing Line)-oder eine CGL (Continuous Galvanized Line)-Prozesslinien. Hier ist auch bereits vorgesehen, den dortigen Glühofen mit Hilfe eines Messgerätes zu steuern, das einen mechanische Werkstoffeigenschaften des Bandmaterials wiedergebenden und/oder abbildenden Messwert erfasst. Allerdings ist hierbei vorgesehen, dass die Ofenparameter direkt geregelt werden.Such an apparatus and method for controlling a process line are known from US 2010/0219567 A1 and from the EP 2 557 183 A1 known. The process line known from this is a CAL (Continuous Annealing Line) or a CGL (Continuous Galvanized Line) process lines. Here it is already provided to control the local annealing furnace with the aid of a measuring device which detects a mechanical material properties of the strip material reproducing and / or imaging measurement. However, it is provided that the furnace parameters are controlled directly.

Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist es, dass der Glühofen thermisch träge ist und sich die Bedingungen im Ofen nicht schnell ändern. Deswegen versagt ein Standardregelkonzept.A disadvantage of this prior art is that the annealing furnace is thermally inert and the conditions in the furnace do not change rapidly. That's why a standard rule concept fails.

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Regeln eines Wärmebehandlungsofens einer Metallband bearbeitenden Fertigungsstraße sind aus der DE-T 11 2004 002 759 bekannt. Hierbei ist jeweils hinter einem Ofen, einem nachfolgenden Walz-, Schmiede- oder Nivellierschritt sowie einem nachfolgenden Kühlschritt ein Messgerät angeordnet, das online mechanische Werkstoffeigenschaften des Bandmaterials erfasst und diese als elektrisches Signal an eine Regelungseinheit übermittelt, wobei der Messwert auch auf den Walz-, Schmiede- oder Nivellierschritt und den Kühlschritt einwirkt.An apparatus and a method for controlling a heat treatment furnace of a metal strip processing production line are known from DE-T 11 2004 002 759 known. Here, behind a furnace, a subsequent rolling, forging or leveling step and a subsequent cooling step, a measuring device is arranged, which records mechanical material properties of the strip material online and transmits them as an electrical signal to a control unit, wherein the measured value also on the rolling, Forging or leveling step and the cooling step acts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, mit der sich eine Verbesserung der Prozesssteuerung gegenüber dem vorbekannten Stand der Technik erreichen lässt.The invention has for its object to provide a solution with which an improvement in process control over the prior art can be achieved.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst.This object is achieved by a device according to claim 1 and a method according to claim 9.

Bei einer Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die online kontinuierlich erfassten und mechanische Werkstoffeigenschaften des Bandmaterials abbildenden Messwerte im Rahmen eines Lernverfahrens einer lernenden Regelungs- und/oder Steuerungseinheit in die Ofensteuerung oder Ofenregelung des Glüh- oder Wärmebehandlungsofens rückgekoppelt werden und auf den Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf einwirken und dass die Steuerungs- und/oder Regeleinheit anhand des vergangenen Verhaltens des Glüh- oder Wärmebehandlungsofens die Reaktion des Glüh-oder Wärmebehandlungsofens bei veränderten Bedingungen des Glüh- oder Wärmebehandlungsofens lernt und anhand der gelernten Reaktion des Glüh- oder Wärmebehandlungsofens die Bedingungen des Glüh- oder Wärmebehandlungsofen derart verstellt, dass die Streuung der Messwerte für kommende Bände geringer wird, wobei ein erstes Messgerät in Bandmaterialbearbeitungsrichtung unmittelbar hinter dem Wärmebehandlungsofen angeordnet ist und ein zweites Messgerät in Bandmaterialbearbeitungsrichtung hinter dem Streckgerüst angeordnet ist und das erste Messgerät und das zweite Messgerät mittels ermittelter, mechanische Werkstoffeigenschaften des Bandmaterials abbildender Messwerte in Rückkopplung auf die Ofensteuerung oder Ofenregelung und die Steuerung des mindestens einen Walzgerüsts und des Streckgerüsts auf den Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf der automatisierten Prozesssteuerung einwirken, oder wobei das erste Messgerät in Bandmaterialbearbeitungsrichtung unmittelbar hinter dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen angeordnet ist und ein weiteres Messgerät in Bandmaterialbearbeitungsrichtung vor dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen angeordnet ist und das erste Messgerät und das weitere Messgerät mittels ermittelter, mechanische Werkstoffeigenschaften des Bandmaterials abbildender Messwerte in Rückkopplung auf die Ofensteuerung oder Ofenregelung und die Steuerung des mindestens einen Walzgerüsts und des Streckgerüsts auf den Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf der automatisierten Prozesssteuerung einwirken, oder wobei das zweite Messgerät in Bandmaterialbearbeitungsrichtung hinter dem Streckgerüst angeordnet ist und das weitere Messgerät in Bandmaterialbearbeitungsrichtung vor dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen angeordnet ist und das zweite Messgerät und das weitere Messgerät mittels ermittelter, mechanische Werkstoffeigenschaften des Bandmaterials abbildender Messwerte in Rückkopplung auf die Ofensteuerung oder Ofenregelung und die Steuerung des mindestens einen Walzgerüsts und des Streckgerüsts auf den Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf der automatisierten Prozesssteuerung einwirken.In a device of the type described in more detail, the object is achieved in that the online continuously recorded and mechanical material properties of the strip material mapping measured values fed back as part of a learning process of a learning control and / or control unit in the furnace control or furnace control of the annealing or heat treatment furnace and act on the control and / or control circuit and that the control unit learns from the past behavior of the annealing or heat treatment furnace, the reaction of the annealing or heat treatment furnace under changed conditions of the annealing or heat treatment furnace and on the basis of the learned reaction the annealing or heat treatment furnace, the conditions of the annealing or heat treatment furnace adjusted so that the scattering of the measured values for upcoming volumes is lower, wherein a first measuring device in strip material processing direction immediate is arranged behind the heat treatment furnace and a second measuring device is arranged in strip material processing direction behind the stretching stand and the first measuring device and the second measuring device by means of determined, mechanical material properties of the strip material of measuring measurements in response to the furnace control or furnace control and the control of the at least one rolling stand and the stretching stand act on the control and / or control loop of the automated process control, or wherein the first measuring device is arranged in the strip material processing direction immediately behind the annealing or heat treatment furnace and another measuring device is arranged in Bandmaterialbearbeitungsrichtung before the annealing or heat treatment furnace and the first measuring device and the other Measuring device by means of determined, mechanical material properties of the strip material mapping measured values in feedback to the furnace control or furnace control and the Controlling the at least one rolling stand and the stretching stand on the control and / or control circuit of the automated process control, or wherein the second measuring device is arranged in Bandmaterialbearbeitungsrichtung behind the stretching stand and the other measuring device is arranged in Bandmaterialbearbeitungsrichtung before the annealing or heat treatment furnace and the second The measuring device and the further measuring device act on the control and / or control circuit of the automated process control by means of measuring values which are derived from mechanical material properties of the strip material in feedback to the furnace control or furnace control and the control of the at least one rolling stand and the stretching stand.

Diese Regelungs- und/oder Steuerungseinheit lernt anhand des vergangenen Verhaltens des Ofens die Reaktion des Ofens bei veränderten Bedingungen des Ofens und verstellt diese um die Messwerte für kommende Bänder einzustellen. Dadurch wird die Streuung der Messwerte geringer. Für diesen Lernprozess können auch Informationen zu Prozessen vor dem Glühofen genutzt werden (seien es Messwerte oder Stellwerte).This control and / or control unit learns on the basis of the past behavior of the furnace, the reaction of the furnace under changed conditions of the furnace and adjusts them to adjust the readings for upcoming bands. This reduces the dispersion of the measured values. Information about processes in front of the annealing furnace can be used for this learning process (be it measured values or set values).

Ebenso wird die vorstehende Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass die online kontinuierlich erfassten und mechanische Werkstoffeigenschaften des Bandmaterials abbildenden Messwerte im Rahmen eines Lernverfahrens einer lernenden Regelungs- und/oder Steuerungseinheit in die Ofensteuerung oder Ofenregelung des Glüh- oder Wärmebehandlungsofens rückgekoppelt werden und auf den Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf einwirken und dass die Steuerungs- und/oder Regeleinheit anhand des vergangenen Verhaltens des Glüh- oder Wärmebehandlungsofens die Reaktion des Glüh- oder Wärmebehandlungsofens bei veränderten Bedingungen des Glüh- oder Wärmebehandlungsofens lernt und anhand der gelernten Reaktion des Glüh- oder Wärmebehandlungsofens die Bedingungen des Glüh- oder Wärmebehandlungsofen derart verstellt, dass die Streuung der Messwerte für kommende Bänder geringer wird, wobei mittels eines ersten Messgeräts, das in Bandmaterialbearbeitungsrichtung unmittelbar hinter dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen angeordnet ist, und mittels eines zweiten Messgeräts, das in Bandmaterialbearbeitungsrichtung hinter dem Streckgerüst angeordnet ist, mechanische Werkstoffeigenschaften des Bandmaterials abbildende Messwerte ermittelt werden, die in Rückkopplung auf die Ofensteuerung oder Ofenregelung und die Steuerung des mindestens einen Walzgerüsts und des Streckgerüsts auf den Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf der automatisierten Prozesssteuerung einwirken, oder wobei mittels des ersten Messgeräts, das in Bandmaterialbearbeitungsrichtung unmittelbar hinter dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen angeordnet ist, und mittels eines weiteren Messgeräts, das in Bandmaterialbearbeitungsrichtung vor dem Glüh-oder Wärmebehandlungsofen angeordnet ist, mechanische Werkstoffeigenschaften des Bandmaterials abbildende Messwerte ermittelt werden, die in Rückkopplung auf die Ofensteuerung oder Ofenregelung und die Steuerung des mindestens einen Walzgerüsts und des Streckgerüsts auf den Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf der automatisierten Prozesssteuerung einwirken, oder wobei mittels des zweiten Messgeräts, das in Bandmaterialbearbeitungsrichtung hinter dem Streckgerüst angeordnet ist, und mittels des weiteren Messgeräts, das in Bandmaterialbearbeitungsrichtung vor dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen angeordnet ist, mechanische Werkstoffeigenschaften des Bandmaterials abbildende Messwerte ermittelt werden, die in Rücckopplung auf die Ofensteuerung oder Ofenregelung und die Steuerung des mindestens einen Walzgerüsts und des Streckgerüsts auf den Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf der automatisierten Prozesssteuerung einwirken.Likewise, the above object is achieved in a generic method in that the online continuously recorded and mechanical material properties of the strip material measuring values are fed back in the oven control or furnace control of the annealing or heat treatment furnace in the context of a learning process of a learning control and / or control unit act on the control and / or control circuit and that the control and / or control unit learns the reaction of the annealing or heat treatment furnace under changed conditions of the annealing or heat treatment furnace on the basis of the past behavior of the annealing or heat treatment furnace and based on the learned reaction of the annealing or heat treatment furnace, the conditions of the annealing or heat treatment furnace adjusted so that the dispersion of the measured values for upcoming bands is lower, using a first measuring device in the strip material processing direction un is arranged indirectly behind the annealing or heat treatment furnace, and by means of a second measuring device, which is arranged in Bandmaterialbearbeitungsrichtung behind the stretching stand, mechanical material properties of the strip material mapping measured values are determined, in feedback to the furnace control or furnace control and the control of the at least one rolling mill and or by means of the first measuring device, which is arranged in Bandmaterialbearbeitungsrichtung immediately behind the annealing or heat treatment furnace, and by means of another measuring device in the strip material processing direction before the annealing or heat treatment furnace is arranged, mechanical material properties of the strip material measuring values are determined, which in feedback to the furnace control or furnace control and the control of the at least one Roll stand and the stretching stand on the control and / or control circuit of the automated process control, or wherein by means of the second measuring device, which is arranged in Bandmaterialbearbeitungsrichtung behind the stretching stand, and by means of the further measuring device, which is arranged in Bandmaterialbearbeitungsrichtung before the annealing or heat treatment furnace , Mechanical material properties of the strip material can be determined by measuring values that refer back to the furnace control or furnace control and the control of the at least one rolling stand and the stretching stand on the control and / or control circuit of the automated process control act.

Bei dem datenübertragenden Signal kann es sich um ein elektrisches Signal, ein elektronisches Signal, ein Signal in Form einer elektromagnetischen Welle, ein Funksignal, ein Lichtsignal oder Infrarotsignal handeln, welches geeignet ist, Messwerte oder Informationen zu übertragen.The data-transmitting signal may be an electrical signal, an electronic signal, a signal in the form of an electromagnetic wave, a radio signal, a light signal or infrared signal, which is suitable for transmitting measured values or information.

Durch die Erfindung wird erreicht, dass die gesamte Länge eines wärmebehandelten oder geglühten Bandmaterials am Ofenausgang oder in Bandbearbeitungsrichtung hinter dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen erfasst wird. Durch diese vorzugsweise kontinuierlich durchgeführte Überwachung der mechanischen Eigenschaften des geglühten oder wärmebehandelten Bandmaterials kann die Einstellung des Ofens derart erfolgen, dass für folgende Bänder die mechanischen Eigenschaften in dem gewünschten Wertefenster liegen, d.h. lediglich eine tolerierte Streubreite oder Streuung aufweisen. Da die mechanischen Eigenschaften dauerhaft und kontinuierlich während der Durchführung eines Prozesse überwacht werden, können die tatsächlichen Grenzwerte der mechanischen Eigenschaften auch als Grenzwerte des Steuerungs- und/oder Messsystems benutzt werden. Das Prozessfenster ist derjenige Bereich (von einem Minimalwert bis zu einem Maximalwert) für einen Ofenparameter (Ofenzonentemperatur, Bandzieltemperatur oder Bandgeschwindigkeit), dessen Einhaltung im Produktionsverfahren zur Produktion der geforderten mechanischen Eigenschaften des Bandes führt. Die Glühzyklen können angepasst werden und die Prozessfenster verändert werden. Im besten Fall ist es nicht mehr notwendig, sich auf vorher definierte Parameter wie einen Glühzyklus und damit zusammenhängende Grenzwerte zu beschränken. Die Streuung der mechanischen Eigenschaften über den gesamten Glühprozess ist damit optimiert und besser an die gewünschten Parameter und Randbedingungen angepasst. Dies ermöglicht es zudem, eher an die Grenzen z.B. der zur Erreichung der gewünschten mechanischen Eigenschaften notwendigen oder angepassten Glühtemperatur zu gehen und damit den Prozess ökologischer oder ökonomischer zu gestalten, insbesondere dessen Produktivität erhöhen zu können. Außerdem ist es durch die erfindungsgemäße Art der Messung möglich, Übergänge zwischen Bandmaterial von unterschiedlicher Güte besser durchzuführen und aufeinander abzustimmen, da die jeweils ausgewählte mechanische Eigenschaft des jeweiligen Bandmaterials als relevanter Größe voreingestellt werden und damit die Überlappung der nacheinander folgenden Bänder gesteuert werden kann.By the invention it is achieved that the entire length of a heat treated or annealed strip material is detected at the furnace exit or in the strip processing direction behind the annealing or heat treatment furnace. As a result of this preferably continuous monitoring of the mechanical properties of the annealed or heat-treated strip material, the setting of the furnace can be such that the following properties have the mechanical properties in the desired value window, ie only a tolerated spread or Have scattering. Since the mechanical properties are permanently and continuously monitored during the performance of a process, the actual limits of the mechanical properties can also be used as limits of the control and / or measuring system. The process window is that range (from a minimum value to a maximum value) for an oven parameter (oven zone temperature, belt target temperature or belt speed), compliance with which in the production process results in the production of the required mechanical properties of the belt. The annealing cycles can be adjusted and the process windows changed. In the best case, it is no longer necessary to limit to previously defined parameters such as an annealing cycle and related limits. The dispersion of the mechanical properties over the entire annealing process is thus optimized and better adapted to the desired parameters and boundary conditions. This makes it possible, moreover, to go to the limits of, for example, the annealing temperature necessary or adapted to achieve the desired mechanical properties and thus to make the process more ecological or economical, in particular to be able to increase its productivity. In addition, it is possible by the inventive type of measurement to better perform transitions between band material of different quality and to match, since the selected mechanical property of the respective strip material are preset as the relevant size and thus the overlap of the successive bands can be controlled.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein dem Glüh-oder Wärmebehandlungsofen nachgeschaltetes Walz- oder Streckgerüst, welches in dem Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf der automatischen Prozesssteuerung mit dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen und dem mindestens einen Messgerät zusammenwirkt.The device according to the invention comprises a rolling or stretching stand downstream of the annealing or heat treatment furnace, which cooperates in the control and / or control circuit of the automatic process control with the annealing or heat treatment furnace and the at least one measuring device.

Hierbei kann es weiterhin so sein, dass ein Messgerät in Bandbearbeitungsrichtung hinter dem Streckgerüst angeordnet ist, was die Erfindung ebenfalls vorsieht.In this case, it can continue to be the case that a measuring device is arranged in the strip processing direction behind the stretching stand, which the invention also provides.

Ein erstes Messgerät kann in Bandmaterialbearbeitungsrichtung unmittelbar hinter dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen und vor einem oder dem Walz- und/oder Streckgerüst angeordnet sein. Durch die Anordnung eines Messgerätes hinter dem Glüh- oder Wärmeofen, aber vor einem nachfolgenden Walz- und/oder Streckgerüst wird es ermöglicht, den Einfluss der Glüh- oder Wärmebehandlung auf die gemessene mechanische Eigenschaft des Bandmaterials zur Grundlage der Regelung oder Steuerung des Ofenbetriebes zu machen.A first measuring device may be arranged in the strip material processing direction directly behind the annealing or heat treatment furnace and in front of one or the rolling and / or stretching stand. The arrangement of a measuring device behind the annealing or heating furnace, but before a subsequent rolling and / or stretching stand, it is possible to make the influence of the annealing or heat treatment on the measured mechanical property of the strip material to the basis of the control or control of the furnace operation ,

In Weiterbildung der Erfindung ist darüber hinaus vorgesehen, dass das erste Messgerät in Bandmaterialbearbeitungsrichtung hinter dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen und vor dem Walz- und/oder Streckgerüst angeordnet ist sowie ein zweites Messgerät hinter dem Streckgerüst angeordnet ist.In a further development of the invention it is further provided that the first measuring device is arranged in the strip material processing direction behind the annealing or heat treatment furnace and before the rolling and / or stretching stand and a second measuring device is arranged behind the stretching stand.

Dadurch, dass das zweite Messgerät in Bandmaterialbearbeitungsrichtung hinter dem Streckgerüst angeordnet ist, ist es möglich, auch die Beeinflussung durch die mechanischen Bearbeitungsstationen, welche ein oder mehrere Walzgerüst(e), ein oder mehrere Streckgerüst(e), Dressiergerüst(e) oder Streckrichter umfassen können, auf die jeweils gemessene mechanische Eigenschaft zu ermitteln und bei der Steuerung sowohl des Glüh- oder Wärmebehandlungsofens als auch bei der Steuerung der mechanischen Bearbeitungsstationen oder -einrichtungen, d.h. den Walz- und/oder Streckgerüst(en), zu berücksichtigen. Von Vorteil ist die Messung mit einem in Bearbeitungsrichtung des Bandmaterials hinter einem Streckgerüst angeordneten Messgerät insofern, als dass dann die mechanische Eigenschaft des Bandes nach einem Verformungsprozess berücksichtigt werden kann. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang von Vorteil, die mechanischen Eigenschaften des Endproduktes für die Steuerung in den Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf einfließen zu lassen, weshalb eben auch vorgesehen sein kann, dass ein Messgerät in Bearbeitungsrichtung hinter der letzten mechanischen Bearbeitungsvorrichtung der Fertigungsstraße angeordnet ist.Because the second measuring device is arranged downstream of the stretching stand in the strip material processing direction, it is also possible to influence the mechanical processing stations which comprise one or more rolling stand (s), one or more stretching stand (s), skin pass mill (s) or stretch leveling jig For example, it is possible to determine the mechanical properties measured in each case and to take them into account in the control of both the annealing or heat treatment furnace and in the control of the mechanical processing stations or devices, ie the rolling and / or stretching stand (s). It is advantageous to measure with a measuring device arranged behind a stretching stand in the machining direction of the strip material in that then the mechanical property of the strip after a deformation process can be taken into account. In particular, it is advantageous in this context to incorporate the mechanical properties of the end product for the control in the control and / or control circuit, which is why it can also be provided that a measuring device is arranged in the processing direction behind the last mechanical processing device of the production line ,

Allerdings ist es auch möglich, beide Messgeräte jeweils auf Mess- und Regelkreise des Regelungs- und/oder Steuerungskreislaufs einwirken zu lassen, die auf die Ofensteuerung und die mechanische Bearbeitung und die damit jeweils in Verbindung stehenden Einrichtungen und Vorrichtungen einwirken.However, it is also possible to have both measuring devices in each case act on measuring and control circuits of the control and / or control circuit, which act on the furnace control and the mechanical processing and the related devices and devices.

Bei dem Einsatz von zwei Messgeräten kann aber auch vorgesehen sein, dass ein erstes Messgerät in Bandmaterialbearbeitungsrichtung unmittelbar hinter dem Glüh-oder Wärmebehandlungsofen und ein weiteres Messgerät in Bandmaterialbearbeitungsrichtung vor dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen angeordnet ist oder, dass das weitere Messgerät in Bandmaterialbearbeitungsrichtung vor dem Glüh-oder Wärmebehandlungsofen und ein zweites Messgerät in Bandmaterialbearbeitungsrichtung hinter dem Streckgerüst angeordnet ist. Die jeweiligen Messwerte gehen zu einer Steuerungs-/Regelungseinheit, die per Lernfunktion auf die Ofensteuerung und je nach Fall auf die mechanische Bearbeitung einwirkt. Hierzu sieht die Erfindung vor, dass ein erstes Messgerät in Bandmaterialbearbeitungsrichtung unmittelbar hinter dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen angeordnet ist sowie ein weiteres Messgerät in Bandmaterialbearbeitungsrichtung vor dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen angeordnet ist. Ebenso zeichnet sich die Erfindung im Hinblick auf diesen Aspekt dadurch aus, dass ein zweites Messgerät in Bandmaterialbearbeitungsrichtung hinter dem Streckgerüst und das weitere Messgerät in Bandmaterialbearbeitungsrichtung vor dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen angeordnet ist.When two measuring devices are used, however, provision can also be made for a first measuring device to be arranged in the strip material processing direction directly behind the annealing or heat treatment furnace and another measuring device in the strip material processing direction in front of the annealing or heat treatment furnace, or for the further measuring device to be in the strip material processing direction before annealing or heat treatment furnace and a second measuring device in strip material processing direction behind the stretching stand is arranged. The respective measured values go to a control / regulation unit, which acts on the furnace control via a learning function and, depending on the case, on the mechanical processing. For this purpose, the invention provides that a first measuring device in the strip material processing direction is arranged directly behind the annealing or heat treatment furnace and another measuring device is arranged in the strip material processing direction before the annealing or heat treatment furnace. Likewise, with regard to this aspect, the invention is characterized in that a second measuring device in strip material processing direction is arranged behind the stretching stand and the further measuring device in strip material processing direction in front of the annealing or heat treatment furnace.

In zweckmäßiger Ausgestaltung zeichnet sich die Erfindung zudem dadurch aus, dass Das in Bandmaterialbearbeitungsrichtung hinter dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen angeordnete erste Messgerät und/oder das in Bandmaterialbearbeitungsrichtung vor dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen angeordnete weitere Messgerät wirken in Rückkopplung auf die Ofensteuerung ein.In an advantageous embodiment, the invention is also characterized by the fact that arranged in Bandmaterialbearbeitungsrichtung behind the annealing or heat treatment furnace first meter and / or arranged in Bandmaterialbearbeitungsrichtung before the annealing or heat treatment furnace further measuring device act in feedback to the furnace control.

Hierbei sieht die Erfindung zu dem weiterhin vor, dass das in Bandmaterialbearbeitungsrichtung hinter dem Streckgerüst oder hinter einem Streckgerüst angeordnete zweite Messgerät und das erste oder das weitere Messgerät, welche in Bandmaterialbearbeitungsrichtung vor oder unmittelbar hinter dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen angeordnet sind, in Rückkopplung auf die Ofensteuerung und die Steuerung des Streckgerüsts einwirken.In this case, the invention furthermore provides for the second measuring device arranged in the band material processing direction behind the stretching stand or behind a stretching stand, and the first or the further measuring device, which in the strip material processing direction before or immediately after the annealing or heat treatment furnace are arranged to act in feedback on the furnace control and the control of the stretching stand.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn das zweite Messgerät, falls vorhanden, in Bandmaterialbearbeitungsrichtung hinter der letzten mechanischen Bearbeitungsvorrichtung der Fertigungsstraße angeordnet ist, was die Erfindung in Ausgestaltung ebenfalls vorsieht. Hierbei wird dann der Einfluss der gesamten vorhergehenden Materialbearbeitung oder Materialbehandlung in der Fertigungsstraße auf die gemessene mechanische Eigenschaft des Bandmaterials zur Grundlage der Regelung oder Steuerung des Ofenbetriebes und/oder der mechanischen Bearbeitung gemacht. Eine besonders zweckmäßige Messung ist die Realzeit-Onlinemessung. Daher zeichnet sich die Erfindung in Ausgestaltung weiterhin dadurch aus, dass die Messgeräte den mechanische Werkstoffeigenschaften des Bandmaterials abbildenden Messwert mittels einer Realzeit-Onlinemessung erfassen.It is also advantageous if the second measuring device, if present, is arranged in the strip material processing direction behind the last mechanical processing device of the production line, which the invention also provides in an embodiment. In this case, the influence of the entire preceding material processing or material treatment in the production line on the measured mechanical property of the strip material is used as the basis for controlling or controlling the furnace operation and / or the mechanical processing. A particularly useful measurement is the real-time online measurement. Therefore, the invention in an embodiment is further distinguished by the fact that the measuring devices detect the measured value representing the mechanical material properties of the strip material by means of a real-time online measurement.

Besonders günstig und zweckmäßig lässt sich ein Glüh- oder Wärmebehandlungsofen erfindungsgemäß steuern und/oder regeln, wenn der Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf eine darin abgebildete und/oder abgelegte Ofenmodellsteuerung umfasst, was die Erfindung ebenfalls vorsieht. Hierbei kann die Ofenmodellsteuerung jede Art von Modell umfassen, ausgehend von einem einfachen linearen Modell bis zu einem thermodynamischen Modell mit Lern- und Adaptionsfunktion kann jede Art von Ofenmodell Verwendung zur Ablage als Ofenmodellsteuerung finden.According to the invention, an annealing or heat treatment furnace can be controlled and / or regulated in a particularly favorable and expedient manner if the control and / or control circuit comprises an oven model control shown therein and / or stored, which the invention also provides. Here, the furnace model controller may include any type of model, from a simple linear model to a thermodynamic model with learning and adaptation function, any type of furnace model may find use as a furnace model controller for deposition.

Zudem kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf ein Werkstoffmodell umfasst.In addition, in a further embodiment of the invention can also be provided that the control and / or control circuit comprises a material model.

Zweckmäßige Ofenparameter, die mit einem erfindungsgemäß ausgestalteten Regelungs- und/oder Steuerungssystem gesteuert werden können, sind beispielsweise die Bandzieltemperatur im Heiz- und/oder Kühlbereich des Glüh- und/oder Wärmebehandlungsofens, die Bandgeschwindigkeit in der Prozesslinie, die Ofentemperatur oder die Ofenleistung des Glüh- und/oder Wärmebehandlungsofens, die Kühlmittelbeaufschlagung des bearbeiteten Bandmaterials oder die Kühlmittelart. Die Erfindung zeichnet sich daher weiterhin dadurch aus, dass sie Ofenparameter steuert, die mindestens einen der Werte Bandzieltemperatur im Heiz- und/oder Kühlbereich des Glüh- oder Wärmebehandlungsofens, Prozessfenster dieser Bandzieltemperatur, Bandgeschwindigkeit, Prozessfenster dieser Bandgeschwindigkeit, Ofentemperatur, Prozessfenster dieser Ofentemperatur, Ofentemperaturmuster (örtliche und zeitliche Ofentemperaturverteilung), Ofenleistung, Kühlrate, Kühlmittelbeaufschlagung oder Kühlmittelart umfassen.Useful furnace parameters which can be controlled with a control and / or control system designed according to the invention are, for example, the strip target temperature in the heating and / or cooling region of the annealing and / or heat treatment furnace, the belt speed in the process line, the furnace temperature or the furnace output of the glow and / or heat treatment furnace, the coolant loading of the processed strip material or the type of coolant. The invention is therefore further distinguished by the fact that it controls furnace parameters which comprise at least one of the values band target temperature in the heating and / or cooling region of the annealing or heat treatment furnace, process window of this band target temperature, belt speed, process window of this belt speed, furnace temperature, process window of this furnace temperature, furnace temperature pattern (local and temporal furnace temperature distribution), furnace output, cooling rate, coolant loading or coolant type.

Ein besonders geeignetes Messgerät ist ein Remanenzmessgerät, weshalb die Erfindung weiterhin vorsieht, dass die Messgeräte jeweils ein Remanenzmessgerät sind, das als Messwert eine magnetische Größe detektiert.A particularly suitable measuring device is a remanence meter, which is why the invention further provides that the measuring devices are each a remanence meter which detects a magnetic quantity as the measured value.

Das eine mechanische Eigenschaft detektierende Messgerät kann aber auch als Laser-Ultraschallgerät oder elektromagnetisches Ultraschallgerät oder Röntgentransmissionsgerät ausgebildet sein.However, the measuring device which detects a mechanical property can also be designed as a laser ultrasound device or an electromagnetic ultrasound device or an X-ray transmission device.

Von besonderem Vorteil sind die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren beim Glühen oder Verzinken von Stahl oder Aluminiummaterial zu verwenden. Die Erfindung zeichnet sich daher auch dadurch aus, dass die Vorrichtung Bestandteil einer kontinuierlichen Glüh- und/oder Verzinkungslinie für ein Stahl- oder Aluminiummaterial ist.The device according to the invention and the method according to the invention are of particular advantage in the annealing or galvanizing of steel or aluminum material. The invention is therefore also characterized in that the device is part of a continuous annealing and / or galvanizing line for a steel or aluminum material.

In gleicher Weise wie die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ein in Bandmaterialbearbeitungsrichtung unmittelbar hinter dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen angeordnetes erstes Messgerät und ein hinter dem Walz- und/oder Streckgerüst angeordnetes zweites Messgerät mittels welcher mechanische Werkstoffeigenschaften des Bandmaterials abbildende Messwerte ermittelt werden, die in Rückkopplung auf die Ofensteuerung oder Ofenregelung des Glüh- oder Wärmebehandlungsofens und die Regelung und/oder Steuerung des Walzgerüsts und des Streckgerüsts auf den Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf der automatisierten Prozesssteuerung einwirken.In the same way as the device according to the invention, the method according to the invention comprises a first measuring device arranged in the strip material processing direction directly behind the annealing or heat treatment furnace and a second measuring device arranged behind the rolling and / or stretching stand by means of which measured values representing mechanical material properties of the strip material are determined Feedback on the furnace control or furnace control of the annealing or heat treatment furnace and the regulation and / or control of the rolling stand and the stretching stand on the control and / or control circuit of the automated process control act.

Von Vorteil ist es hierbei, wenn mittels des in Bandmaterialbearbeitungsrichtung hinter dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen und vor dem oder einem Walz- und/oder Streckgerüst angeordneten ersten Messgerätes und des in Bandmaterialbearbeitungsrichtung hinter dem Walz- und/oder Streckgerüst angeordneten zweiten Messgerätes oder mittels des in Bandmaterialbearbeitungsrichtung vor dem Glüh-oder Wärmebehandlungsofen angeordneten weiteren Messgerätes online jeweils der mechanische Werkstoffeigenschaften des Bandmaterials abbildende Messwert erfasst und an die Regelungs- und/oder Steuerungseinheit übermittelt wird.It is advantageous in this case if, by means arranged in the strip material processing direction behind the annealing or heat treatment furnace and before or a rolling and / or stretching stand first measuring device and arranged in Bandmaterialbearbeitungsrichtung behind the rolling and / or stretching stand second measuring device or by means of in Bandmaterialbearbeitungsrichtung before the annealing or heat treatment furnace arranged further measuring device online each of the mechanical material properties of the strip material imaging measured value recorded and transmitted to the control and / or control unit.

Ebenso werden mittels des in Bandmaterialbearbeitungsrichtung hinter dem oder einem Walz- und/oder Streckgerüst angeordneten zweiten Messgerätes und des in Bandmaterialbearbeitungsrichtung vor oder unmittelbar hinter dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen angeordneten zweiten oder weiteren Messgerätes online mechanische Werkstoffeigenschaften des Bandmaterials wiedergebende und/oder abbildende Messwerte erfasst und an die Regelungs- und/oder Steuerungseinheit übermittelt.Likewise, on-line mechanical material properties of the strip material reproducing and / or reproducing measured values are recorded by means of the second measuring device arranged behind the or a rolling and / or stretching stand in strip material processing direction and the second or further measuring device arranged in front or behind the annealing or heat treatment furnace transmitted to the control and / or control unit.

Hierbei ist es dann ebenfalls zweckmäßig, dass der mechanische Werkstoffeigenschaften des Bandmaterials abbildende Messwert mittels einer Realzeit-Onlinemessung erfasst wird, was die Erfindung in Weiterbildung ebenfalls vorsieht.In this case, it is also expedient that the measured value that reflects the mechanical material properties of the strip material is recorded by means of a real-time online measurement, which the invention also provides in a further development.

Schließlich zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch aus, dass das Verfahren mit einer Vorrichtung nach einem oder mehreren Ansprüche 1 - 8 durchgeführt wird.Finally, the device according to the invention is characterized in that the method is carried out with a device according to one or more of claims 1-8.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in den zwei Teilbildern c) und e) der einzigen Figur in schematischer Darstellung zwei Schaltungsalternativen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Messgeräten zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Teilbilder a) und b) zeigen Schaltungsalternativen nicht erfindungsgemäßer Vorrichtungen und Verfahren mit jeweils einem Messgerät und das Teilbild d) zeigt eine Schaltungsalternative einer nicht erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Messgeräten und einer Rückkopplung auf die Ofensteuerung oder Ofenregelung.The invention is explained in more detail below by way of example with reference to a drawing. This shows in the two partial images c) and e) of the single figure in a schematic representation two circuit alternatives of a device according to the invention with two measuring devices for performing a method according to the invention. The partial images a) and b) show alternative circuits of devices and methods not according to the invention, each with a measuring device, and the partial image d) shows a circuit alternative of a device according to the invention with two measuring devices and a feedback to the furnace control or furnace control.

Die einzige Figur zeigt in den Teilbildern a) - e) jeweils schematisch eine insgesamt mit 1 bezeichnete Fertigungsstraße in Form einer CAL (Continuous Annealing Line), wobei in allen fünf Teilbildern a) - e) gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Diese umfasst die schematisch dargestellten Elemente Glüh- oder Wärmebehandlungsofen 2, jeweils ein dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen 2 nachgeschaltetes Walzgerüst 3, das als Dressiergerüst ausgebildet ist, sowie ein in Bandmaterialbearbeitungsrichtung 5 diesem wiederum nachgeschaltetes Streckgerüst 4 in Form eines Streckrichters. In Richtung des Pfeiles 5 wird ein aus einem Metallmaterial, insbesondere einem Eisen-, vorzugsweise Stahl, oder einem Nichteisenmetall, insbesondere Aluminium, bestehendes Bandmaterial 6 in den Glüh- oder Wärmebehandlungsofen 2, von diesem in das Walzgerüst 3 und von diesem in das Streckgerüst 4 und von diesem aus der Fertigungsstraße 1 herausgeführt. Weiterhin ist in der Fertigungsstraße 1 zwischen dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen 2 und dem Walzgerüst 3 in jeder der Ausführungsformen nach den Teilbildern a), c) und d) ein erstes Messgerät 7 angeordnet, das mindestens eine Werkstoffeigenschaft des Bandmaterials 6 detektiert. Insbesondere kann es sich bei dem Messgerät 7 um ein Remanenzmessgerät handeln, das eine magnetische Größe als Materialeigenschaft des Bandmaterials 6 detektiert. Bei den Ausführungsformen nach den Teilbildern b), c) und e) ist hinter dem Streckgerüst 4 und damit auch hinter der letzten der mechanischen Bearbeitung des Bandmaterials 6 dienenden mechanischen Bearbeitungsvorrichtung der Fertigungsstraße 1 ein (zweites) Messgerät 8 angeordnet, das ebenfalls mindestens eine Werkstoffeigenschaft, vorzugsweise dieselbe Werkstoffeigenschaft wie das erste Messgerät 7, des Bandmaterials 6 detektiert. Bei der Ausführungsform nach den Teilbildern d) und e) befindet sich ein (weiteres) Messgerät 17 vor dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen 2. Hierbei kann es sowohl beim Messgerät 7, 8 als auch beim Messgerät 17 so sein, dass hier lediglich indirekt die zu beobachtende oder festzustellende oder zu ermittelnden mechanische Werkstoffeigenschaft des Bandmaterials 6 ermittelt wird. Jedenfalls wird mittels des jeweiligen Messgerätes 7 oder 8 ein die gewünschte mechanische Werkstoffeigenschaft des Bandmaterials 6 wiedergebender und/oder abbildender Messwert ermittelt. Dieser kann dann in nicht näher dargestellten Mess- und Regelkreisen oder in einem nicht näher dargestellten Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf in ein elektrisches oder datenübertragendes Signal umgewandelt und an den Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf oder einzelne Mess- und Regelkreise, die mit diesem zusammenwirken, übermittelt werden.The single FIGURE in the partial images a) to e) in each case schematically shows a production line designated overall by 1 in the form of a CAL (Continuous Annealing Line), the same components being provided with the same reference numerals in all five partial images a) -e). This comprises the schematically illustrated elements annealing or heat treatment furnace 2, in each case one of the annealing or heat treatment furnace 2 downstream rolling stand 3, which is formed as a skin pass mill, and a strip in the strip material processing 5 this turn downstream drafting frame 4 in the form of a drafting jig. In the direction of arrow 5, a strip material 6 consisting of a metal material, in particular an iron, preferably steel, or a non-ferrous metal, in particular aluminum, is introduced into the annealing or heat treatment furnace 2, from there into the rolling stand 3 and from there into the stretching stand 4 and led out of this from the production line 1. Furthermore, in the production line 1 between the annealing or heat treatment furnace 2 and the roll stand 3 in each of the embodiments according to the sub-images a), c) and d) a first measuring device 7 is arranged, which detects at least one material property of the strip material 6. In particular, it may be in the meter 7 to act a remanence meter that detects a magnetic quantity as a material property of the strip material 6. In the embodiments according to the sub-images b), c) and e) a (second) measuring device 8 is arranged behind the stretching frame 4 and thus also behind the last of the mechanical processing of the strip material 6 serving mechanical processing device of the production line 1, which also has at least one material property , preferably the same material property as the first measuring device 7, the strip material 6 detected. In the embodiment according to the sub-images d) and e) is a (further) measuring device 17 before the annealing or heat treatment furnace 2. Here, it may be so in both the meter 7, 8 and the meter 17 that here only indirectly to observing or to be determined or to be determined mechanical material property of the strip material 6 is determined. In any case, by means of the respective measuring device 7 or 8, a measured value reproducing the desired mechanical material property of the strip material 6 is determined. This can then be converted into measurement and control circuits not shown in detail or in a control and / or control circuit not shown in an electrical or data transmitting signal and the control and / or control circuit or individual measurement and control circuits that interact with this to be transmitted.

Der nicht näher dargestellte Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf ist Bestandteil einer automatisierten Prozesssteuerung, die den Glüh- oder Wärmebehandlungsofen 2, aber gegebenenfalls auch das diesem nachgeschaltete Walzgerüst 3 und/oder das Streckgerüst 4 steuert und/oder regelt. Die von den Messgeräten 7, 8 und 17 detektierten Messwerte oder daraus abgeleiteten elektrischen Signale werden durch Rückkopplung mittels entsprechender Regelkreise 9, 10, 11, 12, 13, die auf den nicht näher dargestellten Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf der automatisierten Prozessteuerung einwirken oder Bestandteil desselben sind, zur Steuerung des Glüh- oder Wärmebehandlungsofens 2 einer Ofensteuerung und/oder einer Steuerung des Walzwerkes 3 und/oder der Steuerung des Streckgerüstes 4 zugeführt, wie dies im Zusammenhang mit den Teilbildern a) - e) nachstehend noch erläutert wird.The control and / or control circuit not shown in detail is part of an automated process control, which controls and / or regulates the annealing or heat treatment furnace 2, but possibly also the rolling stand 3 and / or the stretching stand 4 connected downstream of this. The measured values detected by the measuring devices 7, 8 and 17 or electrical signals derived therefrom are or are incorporated by feedback by means of appropriate control circuits 9, 10, 11, 12, 13 which act on the control and / or control circuit of the automated process control (not shown) are for controlling the annealing or heat treatment furnace 2 a furnace control and / or control of the rolling mill 3 and / or the control of the stretching stand 4 supplied, as will be explained in connection with the sub-images a) - e) below.

Das erste Messgerät 7 und das zweite Messgerät 8 oder das weitere Messgerät 17 ermitteln oder erfassen den eine mechanische Werkstoffeigenschaft des Bandmaterials 6 wiedergebenden und/oder abbildenden Messwert online mittels einer Realzeit-Onlinemessung. Dieser jeweilige Messwert oder ein daraus abgeleitetes elektrisches Signal wird im Rahmen eines Closed-Loop-Verfahrens in den Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf der Fertigungsstraße 1, insbesondere in die Ofensteuerung und/oder Ofenregelung des Glüh- oder Wärmebehandlungsofens 2 rückgekoppelt. Vorzugsweise umfasst dieser Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf ein darin in Form einer Ofenmodellsteuerung abgebildetes oder angelegtes Ofenmodell. Auch kann der Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf ein Werkstoffmodell umfassen.The first measuring device 7 and the second measuring device 8 or the further measuring device 17 determine or record the measured value reproducing and / or reproducing a mechanical material property of the strip material 6 online by means of a real-time online measurement. This respective measured value or an electrical signal derived therefrom is fed back into the control and / or control circuit of the production line 1, in particular in the furnace control and / or furnace control of the annealing or heat treatment furnace 2 in the context of a closed-loop process. Preferably, this control and / or control circuit comprises an oven model depicted or created therein in the form of an oven model controller. Also, the control and / or control circuit may include a material model.

Insbesondere werden mit der lernenden Regelungs- und/oder Steuerungseinheit in Bezug auf und/oder im Zusammenwirken mit der Ofensteuerung und/oder Ofenregelung ein oder mehrere Ofenparameter derart gesteuert, dass ein vorgegebener Wert oder Wertebereich der gemessenen oder ermittelten mechanischen Werkstoffeigenschaft oder der ermittelten mechanischen Werkstoffeigenschaften des Bandmaterials 6 erhalten oder eingestellt wird. Bei diesen Ofenparametern kann es sich um mindestens einen der Werte Bandzieltemperatur im Heiz- und/oder Kühlbereich des Glüh- oder Wärmebehandlungsofens 2, die Bandgeschwindigkeit, die Ofentemperatur, die Ofenleistung, die Kühlmittelbeaufschlagung, d.h. die Art und Weise der Beaufschlagung des Bandmaterials 6 mit einem Kühlmittel, oder die Kühlmittelart handeln.In particular, one or more furnace parameters are controlled with the learning control and / or control unit in relation to and / or in cooperation with the furnace control and / or furnace control such that a predetermined value or value range of the measured or determined mechanical material property or the determined mechanical material properties the strip material 6 is obtained or adjusted. These oven parameters may be at least one of belt target temperature in the heating and / or cooling region of the annealing or annealing oven 2, belt speed, oven temperature, oven output, coolant loading, i. the manner of acting on the strip material 6 with a coolant, or the Kühlmittelart act.

Bei den Messgeräten 7, 8 und 17 kann es sich jeweils um ein Remanenzmessgerät handeln, das als Messwert eine magnetische Größe detektiert. Das jeweilige Messgerät 7, 8 kann aber auch von jeder anderen Art eines Messgerätes sein, das die direkte oder indirekte Ermittlung mechanischer Eigenschaften des damit beobachteten Bandmaterials 6 ermöglicht.The measuring devices 7, 8 and 17 can each be a remanence measuring device which detects a magnetic quantity as a measured value. However, the respective measuring device 7, 8 can also be of any other type of measuring device which enables the direct or indirect determination of mechanical properties of the strip material 6 observed therewith.

Vorzugsweise handelt es sich bei der in den Teilbildern a) - e) der Figur dargestellten Fertigungsstraße 1 um eine kontinuierliche Glüh- und/oder Verzinkungslinie für ein Stahl- oder Aluminiummaterial.Preferably, the production line 1 shown in the partial images a) - e) of the figure is a continuous annealing and / or galvanizing line for a steel or aluminum material.

Bei der im Teilbild a) dargestellten Fertigungsstraße 1 ist lediglich ein Messgerät 7 zwischen dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen 2 und dem Walzgerüst 3 angeordnet, das über einen Regelkreis 9 mit dem Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf und hier insbesondere der Ofensteuerung rückgekoppelt ist.In the production line 1 shown in the drawing a) only a measuring device 7 is arranged between the annealing or heat treatment furnace 2 and the roll stand 3, which is fed back via a control loop 9 with the control and / or control circuit and in particular the furnace control.

Bei der Fertigungsstraße 1 nach dem Teilbild b) ist in Bearbeitungsrichtung 5 des Bandmaterials 6 hinter den mechanischen Bearbeitungseinrichtungen und somit hinter dem Walzgerüst 3 und dem Streckgerüst 4 das (zweite) Messgerät 8 angeordnet, welches über den Regelkreis 10 mit dem Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf rückgekoppelt ist und auf die Steuerung sowohl des Ofens 2 als auch des Walzgerüstes 3 und/oder des Streckgerüstes 4 einwirkt.In the production line 1 after the partial image b) the (second) measuring device 8 is arranged behind the mechanical processing devices and thus behind the rolling stand 3 and the stretching stand 4 in the processing direction 5, which via the control loop 10 with the control and / or Control circuit is fed back and acts on the control of both the furnace 2 and the rolling stand 3 and / or the stretching stand 4.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß Teilbild c) sind das erste Messgerät 7 zwischen dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen 2 und dem Walzgerüst 3 und das zweite Messgerät 8 in Bearbeitungsrichtung 5 hinter dem Streckgerüst 4 angeordnet.In the embodiment according to the invention according to partial image c), the first measuring device 7 between the annealing or heat treatment furnace 2 and the rolling stand 3 and the second measuring device 8 in the processing direction 5 behind the stretching stand 4 are arranged.

Die Regelungseinheit 18 bekommt Messwerte vom Messgerät 7 und 8. Diese wirken im Rahmen des Regelkreises 11 zurück auf den Glühofen 2 und das Walzgerüst 3 und das Streckgerüst 4.The control unit 18 receives measured values from the measuring device 7 and 8. These act in the context of the control loop 11 back to the annealing furnace 2 and the rolling mill 3 and the stretching stand 4th

Bei der Fertigungsstraße 1 nach dem Teilbild d) ist das erste Messgerät 7 zwischen dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen 2 und dem Walzgerüst 3 sowie das weitere Messgerät 17 in Bezug auf die Bandmaterialbearbeitungsrichtung 5 vor dem Glüh-oder Wärmebehandlungsofen 2 angeordnet. Über einen Regelkreis 12 werden die von den Messgeräten 7 und 17 der Regelungseinheit 18 zugeführten Messwerte an den Regelungs- und/oder Steuerungskreislauf des Glüh- oder Wärmebehandlungsofens 2 rückgekoppelt.In the production line 1 according to the partial image d), the first measuring device 7 between the annealing or heat treatment furnace 2 and the rolling stand 3 and the further measuring device 17 with respect to the strip material processing direction 5 before the annealing or heat treatment furnace 2 is arranged. The measured values supplied by the measuring devices 7 and 17 to the control unit 18 are fed back via a control loop 12 to the control and / or control circuit of the annealing or heat treatment furnace 2.

Das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel nach dem Teilbild e) zeigt eine Ausführungsform, bei welcher das zweite Messgerät 8 wiederum in Bandmaterialbearbeitungsrichtung 5 hinter dem Streckgerüst 4 und das weitere Messgerät 17 vor dem Glüh- oder Wärmebehandlungsofen 2 angeordnet ist. Die von dem zweiten Messgerät 8 und dem weiteren Messgerät 17 der Regelungseinheit 18 zugeführten Messwerte werden im Rahmen eines Regelkreises 13 den Regelungs- und/oder Steuerungskreisläufen des Glüh- oder Wärmebehandlungsofens 2, des Walzgerüstes 3 und des Streckgerüstes 4 rückgekoppelt.The embodiment of the invention according to the partial image e) shows an embodiment in which the second measuring device 8 is again arranged in Bandmaterialbearbeitungsrichtung 5 behind the stretching frame 4 and the other measuring device 17 before the annealing or heat treatment furnace 2. The measured values supplied by the second measuring device 8 and the further measuring device 17 to the control unit 18 are fed back in the context of a control loop 13 to the control and / or control circuits of the annealing or heat treatment furnace 2, the rolling stand 3 and the stretching stand 4.

In nicht dargestellter Weise kann die Verknüpfung von erstem Messgerät 7 und zweitem Messgerät 8 oder weiterem Messgerät 17 mit daraus jeweils abgeleiteten Regelkreisen auch andere als die dargestellten Einflussnahmen ausbilden. So ist es erfindungsgemäß beispielsweise möglich, dass sowohl das erste Messgerät 7 als auch das zweite Messgerät 8 sowohl auf die Ofensteuerung als auch auf die Steuerung einzelner oder aller mechanischen Bearbeitungseinrichtungen einwirken. Die Verknüpfung von erstem Messgerät 7 und zweitem Messgerät 8 oder weiterem Messgerät 17 mit daraus jeweils abgeleiteten Regelkreisen kann auch andere als die dargestellten Einflussnahmen ausbilden. Ebenso sind sämtliche denkbaren Kombinationen nur teilweiser Einwirkung der Messgeräte und daraus resultierender Regelkreise auf lediglich einzelne Einrichtungen oder den Ofen im Rahmen des Regelungs- und/oder Steuerungskreislaufs denkbar und möglich.In a manner not shown, the combination of first measuring device 7 and second measuring device 8 or further measuring device 17 with control loops derived therefrom may also form other influencing factors than those illustrated. For example, it is possible according to the invention for both the first measuring device 7 and the second measuring device 8 to act both on the furnace control and on the control of individual or all mechanical processing devices. The combination of first measuring device 7 and second measuring device 8 or further measuring device 17 with control loops derived therefrom may also form other influencing factors than those illustrated. Likewise, all possible combinations of only partial action of the measuring devices and resulting control circuits on only individual devices or the furnace in the context of the control and / or control circuit are conceivable and possible.

Das Messgerät oder die Messgeräte können zudem für einen bestimmten Zeitraum benutzt werden, um die besten Prozessfenster für die jeweilige Materialgüte, beispielsweise die jeweilige Stahlgüte, zu bestimmen.The measuring device or the measuring instruments can also be used for a certain period of time to determine the best process window for the respective material quality, for example the respective steel grade.

Claims

Device for controlling and/or regulating an annealing or heat treatment furnace (2) of a finishing train (1), which processes a metal material and which comprises the annealing or heat treatment furnace (2), at least one roll stand (3) downstream thereof in strip material processing direction (5), and thereafter a straightening stand (4) as well as least two measuring instruments (7, 8, 17), which detect at least one mechanical material characteristic of a strip material (6), which is present in the finishing train (1), on-line by continuous performance of monitoring of a measurement value, which represents the at least one mechanical material characteristic of the strip material (6), and transmit this measurement value as an electrical or data-transferring signal to a regulating and/or control unit (8), and wherein the annealing or heat treatment furnace (2) and the at least one roll stand (3) and the straightening stand (4) co-operate in a regulating and/or control circuit of an automated process control with the at least two measuring instruments (7, 8, 17), which circuit regulates and/or controls the annealing or heat-treatment furnace (2) within the scope of a furnace control or furnace regulation and the at least one roll stand (3) and the straightening stand (4) within the scope of a control,
characterised in that
the measurement values continuously detected on-line and representing mechanical material characteristics of the strip material (6) are fed back to the furnace control or furnace regulation of the annealing or heat-treatment furnace (2) within the scope of a learning process of a learning regulation and/or control unit (18) and act on the regulating and/or control circuit and that the control and/or regulating unit (18) on the basis of past behaviour of the annealing or heat treatment furnace (2) learns the reaction of the annealing or heat treatment furnace (2) in the case of changed conditions of the annealing or heat treatment furnace (2) and on the basis of the learnt reaction of the annealing or heat treatment furnace (2) adjusts the conditions of the annealing or heat treatment furnace (2) in such a way that the scatter of measurement values for arriving strips is less,
wherein
a first measuring instrument (7) is arranged in strip material processing direction (5) directly behind the annealing or heat treatment furnace (2) and a second measuring instrument (8) is arranged in strip material processing direction (5) behind the straightening stand (4) and the first measuring instrument (7) and the second measuring instrument (8) act by means of determined measurement values, which represent mechanical material characteristics of the strip material, in feedback (11) to the furnace control or furnace regulation and the control of the at least one roll stand (3) and of the straightening stand (4), on the regulating and/or control circuit of the automated process control,
or wherein
the first measuring instrument (7) is arranged in strip material processing direction (5) directly behind the annealing or heat treatment furnace (2) and a further measuring instrument (17) is arranged in strip material processing direction (5) in front of the annealing or heat treatment furnace (2) and the first measuring instrument (7) and the further measuring instrument (17) act by means of determined measurement values, which represent mechanical material characteristics of the strip material, in feedback to the furnace control or furnace regulation and the control of the at least one roll stand (30 and of the straightening stand (4), on the regulating and/or control circuit of the automated process control,
or wherein
the second measuring instrument (8) is arranged in strip material processing direction (5) behind the straightening stand (4) and the further measuring instrument (17) is arranged in strip material processing direction (5) in front of the annealing or heat treatment furnace (2) and the second measuring instrument (8) and the further measuring instrument (17) act by means of determined measurement values, which represent mechanical material characteristics of the strip material, in feedback (13) to the furnace control or furnace regulation and the control of the at least one roll stand (3) and of the straightening stand (4), on the regulating and/or control circuit of the automated process control.
Device according to claim 1, characterised in that, if present, the second measuring instrument (8) is arranged in strip material processing direction (5) behind the last mechanical processing device of the finishing train (1).
Device according to claim 1 or 2, characterised in that the measuring instruments (7, 8, 17) detect the measurement value, which represents mechanical material characteristics of the strip material (6), by means of a real-time on-line measurement.
Device according to any one of the preceding claims, characterised in that the regulating and/or control circuit comprises a furnace model control simulated or filed therein.
Device according to any one of the preceding claims, characterised in that the regulating and/or control circuit comprises a material model.
Device according to any one of the preceding claims, characterised in that it controls furnace parameters comprising at least one of the values of strip target temperature in the heating and/or cooling region of the annealing or heat treatment furnace (2), process windows of this strip target temperature, strip speed, process windows of this strip speed, furnace temperature, process windows of this furnace temperature, furnace temperature pattern, furnace power, rate of cooling, coolant action or kind of coolant.
Device according to any one of the preceding claims, characterised in that the measuring instruments (7, 8, 17) are each a remanence measuring instrument which detects a magnetic variable as measurement value.
Device according to any one of the preceding claims, characterised in that the device is a component of a continuous annealing and/or galvanising line for a steel or aluminium material.
Method for controlling and/or regulating an annealing or heat treatment furnace (2) of a finishing train (1), which processes a metal material and which comprises the annealing or heat treatment furnace (2), at least one roll stand (3) downstream thereof in strip material processing direction (5), and thereafter a straightening stand (4) as well as least two measuring instruments (7, 8, 17), which detect at least one mechanical material characteristic of a strip material (6), which is present in the finishing train (1), on-line by continuous performance of monitoring of a measurement value, which represents the at least one mechanical material characteristic of the strip material (6), and transmit this measurement value as an electrical or data-transferring signal to a regulating and/or control unit (8), and wherein the annealing or heat treatment furnace (2) and the at least one roll stand (3) and the straightening stand (4) co-operate in a regulating and/or control circuit of an automated process control with the at least two measuring instruments (7, 8, 17), by which the annealing or heat-treatment furnace (2) within the scope of a furnace control or furnace regulation and the at least one roll stand (3) and the straightening stand (4) within the scope of a control are controlled and/or regulated,
characterised in that
the measurement values continuously detected on-line and representing mechanical material characteristics of the strip material (6) are fed back to the furnace control or furnace regulation of the annealing or heat-treatment furnace (2) within the scope of a learning process of a learning regulation and/or control unit (18) and act on the regulating and/or control circuit and that the control and/or regulating unit (18) on the basis of past behaviour of the annealing or heat treatment furnace (2) learns the reaction of the annealing or heat treatment furnace (2) in the case of changed conditions of the annealing or heat treatment furnace (2) and on the basis of the learnt reaction of the annealing or heat treatment furnace (2) adjusts the conditions of the annealing or heat treatment furnace (2) in such a way that the scatter of measurement values for arriving strips is less,
wherein
by means of a first measuring instrument (7) arranged in strip material processing direction (5) directly behind the annealing or heat treatment furnace (2) and by means of a second measuring instrument (8) arranged in strip material processing direction (5) behind the straightening stand (4) measurement values, which represent mechanical material characteristics of the strip material, are determined and act, in feedback (11) to the furnace control or furnace regulation and the control of the at least one roll stand (3) and of the straightening stand (4), on the regulating and/or control circuit of the automated process control,
or wherein
by means of the first measuring instrument (7) arranged in strip material processing direction (5) directly behind the annealing or heat treatment furnace (2) and by means of a further measuring instrument (17) arranged in strip material processing direction (5) in front of the annealing or heat treatment furnace (2) measurement values, which represent mechanical material characteristics of the strip material, are determined and act, in feedback to the furnace control or furnace regulation and the control of the at least one roll stand (30 and of the straightening stand (4), on the regulating and/or control circuit of the automated process control,
or wherein
by means of the second measuring instrument (8) arranged in strip material processing direction (5) behind the straightening stand (4) and by means of the further measuring instrument (17) arranged in strip material processing direction (5) in front of the annealing or heat treatment furnace (2) measurement values, which represent mechanical material characteristics of the strip material, are determined and act, in feedback (13) to the furnace control or furnace regulation and the control of the at least one roll stand (3) and of the straightening stand (4), on the regulating and/or control circuit of the automated process control.
Method according to claim 9, characterised in that the measurement value representing mechanical material characteristics of the strip material (6) is detected by means of a real-time on-line measurement.
Method according to claim 9 or 10, characterised in that it is performed by a device according to one or more of claims 1 to 8.