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EP2906369B1 - Breitenbeeinflussung eines bandförmigen walzguts - Google Patents

Breitenbeeinflussung eines bandförmigen walzguts Download PDF

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Publication number
EP2906369B1
EP2906369B1 EP13765985.0A EP13765985A EP2906369B1 EP 2906369 B1 EP2906369 B1 EP 2906369B1 EP 13765985 A EP13765985 A EP 13765985A EP 2906369 B1 EP2906369 B1 EP 2906369B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
width
unit
rolled material
crown
tension
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.)
Active
Application number
EP13765985.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2906369A1 (de
Inventor
Ansgar GRÜSS
Andreas Jungbauer
Robert Linsbod
Rainer Burger
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.)
Primetals Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Germany GmbH
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 Primetals Technologies Germany GmbH filed Critical Primetals Technologies Germany GmbH
Publication of EP2906369A1 publication Critical patent/EP2906369A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2906369B1 publication Critical patent/EP2906369B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B21B1/463—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a continuous process, i.e. the cast not being cut before rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/22—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories for rolling metal immediately subsequent to continuous casting, i.e. in-line rolling of steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/1206—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for plastic shaping of strands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2267/00—Roll parameters
    • B21B2267/18—Roll crown; roll profile
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates

Definitions

  • the present invention relates to a method for influencing the width of a strip-shaped rolling stock, in particular before hot rolling, during hot rolling or after hot rolling of the rolled stock in a hot rolling mill.
  • a metallic rolling stock for example a strip-shaped rolling stock made of steel or aluminum, is plastically deformed warm in a rolling nip of a roll stand.
  • a rolling stock with a different width with a cast-rolling composite plant.
  • the width of the slab strand is changed in the mold, whereby a tapered or wider slab piece (also called transition piece or wedge-shaped transition piece) with a certain length (depending on the casting speed and the travel speed of the narrow side wall) is produced.
  • the slab with the transition piece is then rolled in the rolling mill of the composite plant, which in any case a slowly tapered or slowly wider rolled strip is produced.
  • the band can not be sold directly with the rolled transition piece. Consequently It is desired to keep the length of the transition piece as short as possible. This can be done either by cutting out the transition piece from the slab or from the rolled strip, which in any case considerable Verlbringtlere arise. Furthermore, the transition piece can be trimmed or trimmed, whereby the Ausbringtlere can be reduced slightly. A very fast adjustment of the narrow side walls in the mold is also eliminated, since this can easily lead to breakthroughs in the thin strand shell of the slab strand.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a method for influencing the width of a strip-shaped rolling stock, with which the length of a rolled transition piece, which is outside the width tolerances, can be reduced. This should reduce the Ausbringpolee.
  • the crowning of a working or support roller of the rolling stand can be adjusted depending on the width error e additionally or alternatively to influence the train of the rolling stock, wherein at e> 0 increases the crown of the roller and e ⁇ 0 the crown of the roller is reduced.
  • the central crown (engl. Central crown) is to be understood here as the thickness of the rolled material is reduced in a central area with an increase of the crown, so that the widening of the rolled material is increased during rolling.
  • the central crown is reduced, so that the spread during rolling is reduced.
  • the adjustment of the crown of a roll can be done eg via roll bending actuators or via a thermal influence (eg a zone-dependent cooling) of the roll. If, in the case of thermal influence, an increase in crowning is desired, the cooling of the edge regions of the roll is increased more than the central regions. As a result, the central area of the roller expands more than the edge areas, whereby the crown is increased. On the other side is the crown reduced when the cooling in the central region of the roller is increased more than in the edge regions.
  • both units have a roll stand, and a change in the crown of a roll takes place mainly in the first unit. This ensures that the rolled product after rolling in the second unit has a desired geometry.
  • the adjustment of the crown as a function of the width of the error e can be carried out either controlled or regulated, ie taking into account the measured width B of the rolled material, for example, at the exit from the second unit or later at an additional location.
  • the crown when setting the crown, it is very advantageous to take into account the transport time of the rolling stock from the first unit or from a measuring device for detecting the actual width B actual to the rolling stand. As a result, the width in the transition piece in the rolling stand of the second unit is compensated in the correct time.
  • the consideration of the transport time can also be used when setting the train for width control.
  • the desired width B Soll is a jump function H (t) from B 1 to B 2 or from B 2 to B 1 .
  • the desired width B Soll may also be a ramp function R (t) from B 1 to B 2 or from B 2 to B 1 .
  • other functions are possible.
  • the first aggregate is a mold of a casting machine, e.g. a continuous arc casting machine or a two-roll casting machine, or a rolling stand, e.g. a rolling stand of a roughing mill.
  • a casting machine e.g. a continuous arc casting machine or a two-roll casting machine
  • a rolling stand e.g. a rolling stand of a roughing mill.
  • the rolling stock is expedient to transport the rolling stock from the first unit on a roller table to the second unit.
  • the invention is by no means limited thereto, but operates e.g. also for freely suspended loops between two aggregates.
  • the Fig. 1 shows a part of a cast-rolling composite plant with a sheet continuous casting machine 1 for the continuous casting of molten steel into thin slabs and a subsequent, in-line, rolling mill. From the rolling mill, only a rolling stand 7 of the roughing mill was shown; on the presentation of the other parts of the system has been omitted.
  • the casting speed 11 is 5 m / min; the metallurgical length of the continuous casting machine 1 from the mold 8 to the two driving rollers 10 is 15 m.
  • the strand guide 9 is indicated by two strand guide rollers.
  • the solidified thin slab strand exits via the drive rollers 10 from the continuous casting machine 1 and represents the rolling stock 5.
  • the pair of drive rollers 10 forms the first unit 2.
  • the rolling stock 5 is in the transport direction 6 from the first unit 2 uncut on the roller table 3 to the second unit 4 out, wherein the second unit 4 by a rolling stand. 7 the roughing line is formed.
  • Rolled product 5 rolled in the rolling stand is also referred to as rolled product 12.
  • the width B mold of the thin slab strand at the exit from the mold 8 or at the exit of the rolling stock 5 from the first unit 2 B drive roller are in Fig. 2 shown in solid lines. Due to the length of the continuous casting machine, the head of the transition piece emerges from the first unit 2 with a delay of 3 minutes from the mold 8.
  • the jump function is known from http://mathworld.wolfram.com/HeavisideStepFunction.html.
  • the rolling stock 5 is constricted by the train, whereby the width of the rolling stock 5 and the rolled product 12 is reduced.
  • the width error e is in Fig. 3 shown. On the representation of the width error e for the in Fig. 2 dash-dotted widths was waived.
  • a control scheme for implementing the method according to the invention is in Fig. 4a shown.
  • the width error e is determined by the difference between the target value for the width B desired and the width B, wherein B is determined by the width of the thin slab strand at the exit of the mold 8, taking into account a dead time of 3 min by the dead time member 13.
  • the width error is then amplified by an amplifier member 14 and held by the limiting member 15 within allowable minimum and maximum limits.
  • the result ⁇ Soll is fed to a tension regulator R ⁇ for the rolling stand 7, which adjusts the tension ⁇ to the rolling stock 5 accordingly.
  • the manipulated variable u is switched to the controlled system G, wherein the controlled system G as output an actual width B actual of the rolled product 12 at the exit from the second unit 4 supplies.
  • the main difference between the control scheme in Fig. 4a and the control scheme in 4b is that the actual width B actual of the rolled product 12 is measured immediately after exiting the second unit 4 by the width measuring device 16 (see Fig. 1 ) and the control loop is returned, so that the accuracy of the width control can be significantly increased.
  • the actual width B actual of the rolled product 12 is held closer to the desired width B desired by the inventive method, so that the width tolerances can be better met.
  • the control scheme after Fig. 7 used.
  • the difference to the scheme 4b consists in that the width error e is additionally fed to a controller R Balligk for influencing the crowning of a working and / or support roller of the roll stand 7, which influences the crowning of the roll via the manipulated variable u 2 .
  • the controlled system G by two manipulated variables u 1 , u 2 influenced, wherein the controlled variable is the width B is the rolling stock 5 after the second unit 4 (specifically, the roll stand 7).
  • the manipulated variable u 1 corresponding to the manipulated variable u from the 4b ,
  • the actual width B is measured by the width measuring device 16 at the output of the second unit 4 and the control loop are fed.
  • the Fig. 8 shows like that Fig. 1 a part of a cast-rolling composite plant with a continuous casting machine 1, a first unit 2 in the form of a pair of drive rollers 10, a second unit 4 in the form of a rolling stand 7 and in addition a third unit 17 in the form of another rolling stand 7.
  • the first unit 2 could of course also include several drive rollers 10.
  • the second unit 4 together with the third unit 17 forms the rough rolling of the cast-rolling composite system.
  • the rolling stock 5 is discharged from the drive rollers 10 from the continuous casting machine 1 with a thickness of 90mm, then rolled in the second unit 4 to a thickness of 50mm, and finally reduced in the third unit 17 to a thickness of 30mm.
  • the width of the strand after the mold 8 B mold , the width of the strand in the drive roller 10 B drive roller , the target width B target and the width of the strand after exiting the second unit 4 - once without B aggregate 2 and once at application of B according to the invention is process - are in FIG. 9 shown.
  • the actual width of the rolling stock 5 or of the rolled product 12 is in turn measured immediately after the second unit 4 by the width measuring device 16. From the FIG. 9 shows that the actual width B actual of the rolled product 12 remains much longer within the width tolerance by the application, so that the Ausbringhine be reduced.
  • the rule scheme for the Fig. 8 and 9 is in FIG. 10 shown.
  • the width error e B Soll -B Ist is used to control a first train ⁇ 1 between the first 2 and the second unit 4 and to control a second train ⁇ 2 between the second 4 and the third unit 17, the resulting manipulated variables u 1 , u 2 interact with each other on the controlled system G.
  • both the gain factors K 1 and K 2 of the reinforcing members 14, the boundaries of the limiting members 15 and the controller R ⁇ for the first branch for influencing the train ⁇ 1 and for the second branch for influencing the train ⁇ 2 can be chosen differently.

Landscapes

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

Description

    Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Breitenbeeinflussung eines bandförmigen Walzguts, insbesondere vor dem Warmwalzen, beim Warmwalzen oder nach dem Warmwalzen des Walzguts in einem Warmwalzwerk.
  • Beim Warmwalzen wird ein metallisches Walzgut, beispielsweise ein bandförmiges Walzgut aus Stahl oder Aluminium, warm in einem Walzspalt eines Walzgerüsts plastisch verformt.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Breitenbeeinflussung eines bandförmigen Walzguts, wobei das Walzgut ein erstes Aggregat und ein zweites Aggregat ungeschnitten durchläuft und das Walzgut in einem Walzgerüst im ersten Aggregat und/oder im zweiten Aggregat gewalzt wird, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
    • Produktion des Walzguts mit einer ersten Breite B1, wobei das Walzgut aus dem ersten Aggregat mit einer Breite B = B1 austritt und das austretende Walzgut zum zweiten Aggregat transportiert wird;
    • Produktion eines Übergansstücks des Walzguts, wobei das Walzgut aus dem ersten Aggregat mit der Breite B mit B1 ≤ B ≤ B2 austritt;
    • Produktion des Walzguts mit einer zweiten Breite B2, wobei das Walzgut aus dem ersten Aggregat mit der Breite B = B2 austritt.
    Stand der Technik
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Breite eines kontinuierlich erzeugten Brammenstrangs in einer Stranggießmaschine durch das Verschieben zumindest einer Schmalseitenwand in der Kokille zu verändern. Weiters ist es bekannt, eine Stranggießmaschine inline mit einem Warmwalzwerk zu koppeln, sodass das Warmwalzwerk einen in der Stranggießmaschine hergestellten ungeschnittenen oder geschnittenen Brammenstrang unmittelbar warmwalzen kann. Eine derartige Kopplung einer Gießmaschine mit einem Warmwalzwerk wird Gieß-Walz-Verbundanlage (in Englisch auch als Thin Slab Casting and Rolling Plant, kurz TSCR) genannt; die ungeschnittene, direkt gekoppelte Betriebsweise der Gieß-Walz-Verbundanlage wird Endlosbetrieb (engl. endless operation) genannt. Ein Beispiel für eine Gieß-Walz-Verbundanlage die sehr gut endlos betrieben werden kann, ist die Arvedi ESP (Endless Strip Production) Anlage.
  • Weiters ist es bekannt, mit einer Gieß-Walz-Verbundanlage ein Walzgut mit unterschiedlicher Breite herzustellen. Dabei wird typischerweise die Breite des Brammenstrangs in der Kokille verändert, wodurch ein sich verjüngendes oder breiter werdendes Brammenstück (auch Übergangsstück bzw. keilförmiges Übergangsstück genannt) mit einer bestimmten Länge (je nach der Gießgeschwindigkeit und der Verfahrgeschwindigkeit der Schmalseitenwand) produziert wird. Der Brammenstrang mit dem Übergangsstück wird anschließend im Walzwerk der Verbundanlage ausgewalzt, wodurch jedenfalls ein sich langsam verjüngendes oder langsam breiter werdendes gewalztes Band hergestellt wird.
  • Da das sich langsam in der Breite verändernde Band im Allgemeinen die Breitentoleranzen nicht einhalten kann, ist daran nachteilig, dass das Band mit dem ausgewalzten Übergangsstück nicht unmittelbar verkauft werden kann. Somit ist es gewünscht, die Länge des Übergangsstücks so kurz wie möglich zu halten. Dies kann entweder durch das Herausschneiden des Übergangsstücks aus der Bramme oder aus dem ausgewalzten Band erfolgen, wodurch jedenfalls beträchtliche Ausbringverluste entstehen. Weiters kann das Übergangsstück besäumt bzw. beschnitten werden, wodurch die Ausbringverluste etwas reduziert werden können. Eine sehr schnelle Verstellung der Schmalseitenwände in der Kokille scheidet ebenfalls aus, da es hierbei leicht zu Durchbrüchen in der dünnen Strangschale des Brammenstrangs kommen kann.
  • Wie die Ausbringverluste weiter reduziert und die Betriebssicherheit auf hohem Niveau gehalten werden kann, geht aus dem Stand der Technik nicht hervor.
  • Aus der US 4651550 A ist ein Verfahren zur Breitenbeeinflussung eines bandförmigen Walzguts bekannt, wobei das Walzgut ein erstes Aggregat und ein zweites Aggregat ungeschnitten durchläuft und das Walzgut in einem Walzgerüst im ersten Aggregat und/oder im zweiten Aggregat gewalzt wird, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
    • Produktion des Walzguts mit einer ersten Breite B1, wobei das Walzgut aus dem ersten Aggregat mit einer Breite B = B1 austritt und das austretende Walzgut zum zweiten Aggregat transportiert wird;
    • Produktion eines Übergansstücks des Walzguts, wobei das Walzgut aus dem ersten Aggregat mit der Breite B mit B1 ≤ B ≤ B2 austritt; und
    • Produktion des Walzguts mit einer zweiten Breite B2, wobei das Walzgut aus dem ersten Aggregat mit der Breite B = B2 austritt.
    Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und ein Verfahren zur Breitenbeeinflussung eines bandförmigen Walzguts anzugeben, mit dem die Länge eines ausgewalzten Übergangsstücks, das außerhalb der Breitentoleranzen liegt, reduziert werden kann. Dadurch sollen die Ausbringverluste reduziert werden.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Breitenbeeinflussung eines bandförmigen Walzguts gelöst, wobei das Walzgut ein erstes Aggregat und ein zweites Aggregat ungeschnitten durchläuft und das Walzgut in einem Walzgerüst im ersten Aggregat und/oder im zweiten Aggregat gewalzt wird, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
    • Produktion des Walzguts mit einer ersten Breite B1, wobei das Walzgut aus dem ersten Aggregat mit einer Breite B = B1 austritt und das austretende Walzgut zum zweiten Aggregat transportiert wird;
    • Produktion eines Übergansstücks des Walzguts, wobei das Walzgut aus dem ersten Aggregat mit der Breite B mit B1 ≤ B ≤ B2 austritt;
    • Produktion des Walzguts mit einer zweiten Breite B2, wobei das Walzgut aus dem ersten Aggregat mit der Breite B = B2 austritt;
    erfolgt die Lösung dadurch, dass die Balligkeit zumindest einer Arbeits- und/oder zumindest einer Stützwalze des Walzgerüsts in Abhängigkeit eines Breitenfehlers e = BSoll - B zwischen einer Soll-Breite BSoll und der Breite B des Walzguts eingestellt wird, wobei bei e > 0 die Balligkeit erhöht und bei e < 0 die Balligkeit reduziert wird.
  • Bei einem Walzgerüst als erstem und/oder zweitem Aggregat kann zusätzlich oder alternativ zur Beeinflussung des Zugs des Walzguts die Balligkeit einer Arbeits- oder Stützwalze des Walzgerüsts in Abhängigkeit des Breitenfehlers e eingestellt werden, wobei bei e > 0 die Balligkeit der Walze erhöht und bei e < 0 die Balligkeit der Walze reduziert wird. Unter Balligkeit soll hier die zentrale Balligkeit (engl. central crown) verstanden werden, wobei bei einer Erhöhung der Balligkeit die Dicke des Walzguts in einem zentralen Bereich reduziert wird, sodass die Breitung des Walzguts beim Walzen erhöht wird. Auf der anderen Seite wird bei einem negativen Breitenfehler e die zentrale Balligkeit reduziert, sodass die Breitung beim Walzen reduziert wird. Die Einstellung der Balligkeit einer Walze kann z.B. über Walzenbiegeaktoren oder auch über eine thermische Beeinflussung (z.B. eine zonenabhängige Kühlung) der Walze erfolgen. Ist bei einer thermischen Beeinflussung eine Erhöhung der Balligkeit gewünscht, wird die Kühlung der Randbereiche der Walze stärker erhöht als die zentralen Bereiche. Dadurch dehnt sich der zentrale Bereich der Walze stärker aus als die Randbereiche, wodurch die Balligkeit erhöht wird. Auf der anderen Seite wird die Balligkeit reduziert, wenn die Kühlung im zentralen Bereich der Walze stärker erhöht wird als in den Randbereichen.
  • Um die Geometrie des Walzguts durch die Einstellung der Balligkeit zur Breitenbeeinflussung nicht zu stark zu verändern, ist es vorteilhaft, wenn beide Aggregate ein Walzgerüst aufweisen, und hauptsächlich im ersten Aggregat eine Änderung der Balligkeit einer Walze erfolgt. Dadurch wird erreicht, dass das gewalzte Produkt nach dem Walzen im zweiten Aggregat eine gewünschte Geometrie aufweist.
  • Auch die Einstellung der Balligkeit in Abhängigkeit des Breitenfehlers e kann entweder gesteuert oder geregelt erfolgen, d.h. unter Berücksichtigung der gemessenen Breite BIst des Walzguts z.B. beim Austritt aus dem zweiten Aggregat oder danach an einer zusätzlichen Stelle.
  • Insbesondere bei der Einstellung der Balligkeit, ist es sehr vorteilhaft, die Transportzeit des Walzguts vom ersten Aggregat bzw. von einem Messgerät zur Erfassung der Ist-Breite BIst zum Walzgerüst zu berücksichtigen. Dadurch wird die Breite im Übergangsstück im Walzgerüst des zweiten Aggregats zeitrichtig kompensiert. Die Berücksichtigung der Transportzeit kann aber auch bei der Einstellung des Zugs zur Breitenbeeinflussung verwendet werden.
  • Da normalerweise nur Bänder mit einer bestimmten Breite verkauft werden können, ist es vorteilhaft, wenn die Soll-Breite BSoll eine Sprungfunktion H(t) von B1 auf B2 oder von B2 auf B1 ist. Alternativ kann die Soll-Breite BSoll auch eine Rampenfunktion R(t) von B1 auf B2 oder von B2 auf B1 sein. Natürlich sind auch andere Funktionen möglich.
  • Im Allgemeinen ist es zweckmäßig, wenn das erste Aggregat eine Kokille einer Gießmaschine, z.B. eine Bogenstranggießmaschine oder eine Zwei-Walzen-Gießmaschine, oder ein Walzgerüst ist, z.B. ein Walzgerüst einer Vorwalzstraße.
  • Insbesondere beim Warmwalzen in einem Warmwalzwerk ist es zweckmäßig, das Walzgut vom ersten Aggregat auf einem Rollgang zum zweiten Aggregat zu transportieren. Die Erfindung ist aber keineswegs darauf beschränkt, sondern funktioniert z.B. auch für zwischen zwei Aggregaten frei durchhängende Schleifen.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die folgenden Figuren Bezug genommen wird, die Folgendes zeigen:
    • Fig 1 und Fig 8: je eine schematische Darstellung eines Teils einer Gieß-Walz-Verbundanlage zur Durchführung der Breitenbeeinflussung eines bandförmigen Walzguts zwischen einer Stranggießmaschine und einem Vorwalzwerk
    • Fig 2 und Fig 5: je eine Darstellung der Breite BKOkille des Walzguts bei der Kokille, der Breite BTreibrolle bei der Treibrolle und der Soll-Breite BSoll an der Position der Treibrolle über der Zeit zur Ausführungsform nach Fig 1
    • Fig 3 und Fig 6: je eine Darstellung des Breitenfehlers e über der Zeit an der Position der Treibrolle zur Ausführungsform nach Fig 1
    • Fig 4a: ein Steuerungsschema zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
    • Fig 4b, Fig 7 und Fig 10: je ein Regelungsschema zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
    • Fig 9: eine Darstellung unterschiedlicher Breiten über der Zeit zur Ausführungsform nach Fig 8
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • Die Fig 1 zeigt einen Teil einer Gieß-Walz-Verbundanlage mit einer Bogen-Stranggießmaschine 1 zum kontinuierlichen Vergießen von Stahlschmelze zu Dünnbrammen und einer nachfolgenden, in-line angeordneten, Walzstraße. Von der Walzstraße wurde lediglich ein Walzgerüst 7 der Vorwalzstraße dargestellt; auf die Darstellung der weiteren Anlagenteile wurde verzichtet. In der Kokille 8 wird flüssiger Stahl kontinuierlich zu einem Dünnbrammenstrang vergossen, wobei anfangs die Breite des Strangs B = B1 = 1800 mm und dessen Dicke 90 mm beträgt. Die Gießgeschwindigkeit 11 beträgt 5 m/min; die metallurgische Länge der Stranggießmaschine 1 von der Kokille 8 bis zu den beiden Treibrollen 10 beträgt 15 m. Im Anschluss an die Kokille 8 wird der Dünnbrammenstrang in der Strangführung 9 gestützt, geführt und weiter abgekühlt, wobei der Strang im letzten Drittel der bogenförmigen Strangführung 9 durcherstarrt. Die Strangführung 9 ist durch zwei Strangführungsrollen angedeutet. Der durcherstarrte Dünnbrammenstrang tritt über die Treibrollen 10 aus der Stranggießmaschine 1 aus und stellt das Walzgut 5 dar. Das Paar der Treibrollen 10 bildet das erste Aggregat 2. Das Walzgut 5 wird in Transportrichtung 6 vom ersten Aggregat 2 ungeschnitten über den Rollgang 3 zum zweiten Aggregat 4 geführt, wobei das zweite Aggregat 4 durch ein Walzgerüst 7 der Vorwalzstraße gebildet wird. Das im Walzgerüst gewalzte Walzgut 5 wird auch als Walzprodukt 12 bezeichnet.
  • Wird nun eine andere Breite des Walzprodukts 12 gewünscht, so werden die beiden Schmalseitenplatten der Kokille 8 quer zur Gießrichtung verfahren. Beispielsweise werden die beiden Schmalseitenplatten während des ununterbrochenen Betriebs der Gieß-Walz-Verbundanlage mit einer Verfahrgeschwindigkeit von 50 mm/min von B1 = 1800 mm auf B2 = 1850 mm verfahren. Durch diese Verfahrbewegung bildet sich nach der Kokille 8 ein sich in der Breite verändernder, keilförmiger Dünnbrammenstrang (auch Übergangsstück genannt) in der Strangführung 9 aus. Die Breite BKokille des Dünnbrammenstrangs beim Austritt aus der Kokille 8 bzw. beim Austritt des Walzguts 5 aus dem ersten Aggregat 2 BTreibrolle sind in Fig 2 durchgezogen dargestellt. Bedingt durch die Länge der Stranggießmaschine, tritt der Kopf des Übergangsstücks mit 3 min Verzögerung zur Kokille 8 aus dem ersten Aggregat 2 aus.
  • Zur Breitenverstellung in der Kokille wird angemerkt, dass bei der Produktion von Dünnbrammen üblicherweise die Schmalseiten der Kokille zu Beginn des Übergangsstücks langsam geneigt, anschließend die geneigten Platten verfahren, und schließlich die geneigten Platten wieder in ihre ursprüngliche Neigung zurückgestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass der Strang besser durch die Kokillenwände gestützt wird. Die Breiten BKokille und BTreibrolle bei dieser Verfahrweise sind in Fig 2 strichpunktiert dargestellt.
  • Weiters ist in Fig 2 die Soll-Breite BSoll des Walzguts 5 dargestellt, wobei die Soll-Breite mathematisch als BSoll = 1800+50.H(240) angeschrieben werden kann, wobei die Heaviside Sprungunktion H(t) bei 240 s von Null auf Eins springt. Die Sprungfunktion ist beispielsweise bekannt aus http://mathworld.wolfram.com/HeavisideStepFunction.html.
  • Das Prinzip der Erfindung beruht nun darauf, dass je nach dem Breitenfehler e mit e=BSoll - B der Zug auf das Walzgut 5 zwischen dem ersten Aggregat 2 (konkret das Paar von Treibrollen 10) und dem zweiten Aggregat 4 (das Walzgerüst 7 der Vorwalzstraße) verändert wird, wobei bei negativem e der Zug σ auf das Walzgut 5 in Transportrichtung 6 erhöht wird. Somit wird das Walzgut 5 durch den Zug eingeschnürt, wodurch die Breite des Walzguts 5 bzw. des Walzprodukts 12 reduziert wird.
  • Der Breitenfehler e ist in Fig 3 dargestellt. Auf die Darstellung des Breitenfehlers e für die in Fig 2 strichpunktierten Breiten wurde verzichtet.
  • Ein Steuerungsschema zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig 4a dargestellt. Konkret wird der Breitenfehler e durch die Differenz zwischen dem Soll-Wert für die Breite BSoll und der Breite B bestimmt, wobei B durch die Breite des Dünnbrammenstrangs am Ausgang der Kokille 8 unter Berücksichtigung einer Totzeit von 3 min durch das Totzeitglied 13 bestimmt wird. Der Breitenfehler wird anschließend durch ein Verstärkerglied 14 verstärkt und durch das Begrenzungsglied 15 innerhalb zulässiger Minimal- und Maximal-Grenzwerte gehalten. Das Ergebnis σSoll wird einem Zug-Regler Rσ für das Walzgerüst 7 zugeführt, der den Zug σ auf das Walzgut 5 dementsprechend einstellt. Die Stellgröße u wird auf die Regelstrecke G aufgeschaltet, wobei die Regelstrecke G als Ausgang eine Ist-Breite BIst des Walzprodukts 12 beim Austritt aus dem zweiten Aggregat 4 liefert.
  • Der wesentliche Unterschied zwischen dem Steuerungsschema in Fig 4a und dem Regelungsschema in Fig 4b besteht darin, dass die Ist-Breite BIst des Walzprodukts 12 unmittelbar nach dem Austritt aus dem zweiten Aggregat 4 durch das Breitenmessgerät 16 gemessen wird (siehe Fig 1) und dem Regelkreis zurückgeführt wird, sodass die Genauigkeit der Breitenbeeinflussung wesentlich erhöht werden kann.
  • Natürlich wäre es ebenfalls möglich, eine andere Funktion für die Soll-Breite BSoll zu wählen, beispielsweise so wie in Fig 5. Eine derartige Wahl führt bei gleichen Breitewerten B allerdings zu positiven und negativen Werten für den Breitenfehler e, sodass die Steuerung gemäß Fig 4a oder die Regelung gemäß Fig 4b bei positiven Werten von e das Walzgut 5 staucht. Durch die Stauchung wird die Breite des Walzguts 5 erhöht.
  • Jedenfalls wird durch das erfindungsgemäße Verfahren die Ist-Breite BIst des Walzprodukts 12 näher an der Soll-Breite BSoll gehalten, sodass die Breitentoleranzen besser erfüllt werden können.
  • Zusätzlich zur Beeinflussung des Zugs σ zur Breitenbeeinflussung des Walzguts 5 ist es ebenfalls möglich, die Balligkeit einer Arbeits- und/oder eine Stützwalze des Walzgerüsts 7 in Abhängigkeit des Breitenfehlers e einzustellen. Hierzu wird z.B. das Regelschema nach Fig 7 verwendet. Der Unterschied zum Schema nach Fig 4b besteht darin, dass der Breitenfehler e zusätzlich einem Regler RBalligk zur Beeinflussung der Balligkeit einer Arbeits- und/oder Stützwalze des Walzgerüsts 7 zugeführt wird, der über die Stellgröße u2 die Balligkeit der Walze beeinflusst. Somit wird die Regelstrecke G durch zwei Stellgrößen u1, u2 beeinflusst, wobei die geregelte Größe die Breite BIst des Walzguts 5 nach dem zweiten Aggregat 4 (konkret das Walzgerüst 7) ist. Die Stellgröße u1 entspricht der Stellgröße u aus der Fig 4b. Wie in Fig 1 erkennbar, kann die Ist-Breite BIst durch das Breitenmessgerät 16 am Ausgang des zweiten Aggregats 4 gemessen werden und der Regelschleife zugeführt werden.
  • Die Fig 8 zeigt so wie die Fig 1 einen Teil einer Gieß-Walz-Verbundanlage mit einer Stranggießmaschine 1, einem ersten Aggregat 2 in Form eines Paares von Treibrollen 10, ein zweites Aggregat 4 in Form eines Walzgerüsts 7 und zusätzlich ein drittes Aggregat 17 in Form eines weiteren Walzgerüsts 7. Zur Erzielung höherer Auszugs- bzw. Haltekräfte könnte das erste Aggregat 2 natürlich auch mehrere Treibrollen 10 umfassen. Das zweite Aggregat 4 gemeinsam mit dem dritten Aggregat 17 bildet die Vorwalzstraße der Gieß-Walz-Verbundanlage aus. In Fig 8 wird das Walzgut 5 von den Treibrollen 10 aus der Stranggießmaschine 1 mit einer Dicke von 90mm ausgefördert, anschließend im zweiten Aggregat 4 auf eine Dicke von 50mm gewalzt, und schließlich im dritten Aggregat 17 auf eine Dicke von 30mm reduziert. Die Breite des Strangs nach der Kokille 8 BKokille, die Breite des Strangs bei der Treibrolle 10 BTreibrolle, die Soll-Breite BSoll und die Breite des Strangs nach dem Austritt aus dem zweiten Aggregat 4 - einmal ohne BAggregat 2 und einmal bei Anwendung des erfindungsgemäßen BIst Verfahrens - sind in Fig 9 dargestellt. Die Ist-Breite des Walzguts 5 bzw. des Walzprodukts 12 wird wiederum unmittelbar nach dem zweiten Aggregat 4 durch das Breitenmessgerät 16 gemessen. Aus der Fig 9 geht hervor, dass die Ist-Breite BIst des Walzprodukts 12 durch die Anwendung wesentlich länger innerhalb der Breitentoleranz bleibt, sodass die Ausbringverluste reduziert werden.
  • Das Regelschema zu den Fig 8 und 9 ist in Fig 10 gezeigt. Im Unterschied zum Regelschema nach Fig 4b wird der Breitenfehler e=BSoll-BIst zur Regelung eines ersten Zugs σ1 zwischen dem ersten 2 und dem zweiten Aggregat 4 und zur Regelung eines zweiten Zugs σ2 zwischen dem zweiten 4 und dem dritten Aggregat 17 verwendet, wobei die resultierenden Stellgrößen u1, u2 miteinander auf die Regelstrecke G einwirken. Gegebenenfalls können sowohl die Verstärkungsfaktoren K1 und K2 der Verstärkungsglieder 14, die Begrenzungen der Begrenzungsglieder 15 als auch die Regler Rσ für den ersten Zweig zur Beeinflussung des Zugs σ1 und für den zweiten Zweig zur Beeinflussung des Zugs σ2 unterschiedlich gewählt werden.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Stranggießmaschine
    2
    erstes Aggregat
    3
    Rollgang
    4
    zweites Aggregat
    5
    Walzgut
    6
    Transportrichtung
    7
    Walzgerüst
    8
    Kokille
    9
    Strangführung
    10
    Treibrolle
    11
    Gießgeschwindigkeit
    12
    Walzprodukt
    13
    Totzeitglied
    14
    Verstärkerglied
    15
    Begrenzungsglied
    16
    Breitenmessgerät
    17
    drittes Aggregat
    B
    Breite
    BIst
    Ist-Breite
    BSoll
    Soll-Breite
    Bkokille
    Breite des Strangs beim Austritt aus der Kokille
    BTreibrolle
    Breite des Walzguts beim Austritt aus dem ersten
    BAggregat 2
    Aggregat
    B1
    erste Breite
    B2
    zweite Breite
    e
    Breitenfehler
    G
    Regelstrecke
    R
    Regler
    Rσ
    Zug-Regler
    σ
    Zug
    t
    Zeit
    u,u1,u2
    Stellgröße

Claims (13)

  1. Verfahren zur Breitenbeeinflussung eines bandförmigen Walzguts (5), wobei das Walzgut (5) ein erstes Aggregat (2) und ein zweites Aggregat (4) ungeschnitten durchläuft und das Walzgut (5) in einem Walzgerüst (7) im ersten Aggregat (2) und/oder im zweiten Aggregat (4) gewalzt wird, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
    - Produktion des Walzguts (5) mit einer ersten Breite B1, wobei das Walzgut (5) aus dem ersten Aggregat (2) mit einer Breite B = B1 austritt und das austretende Walzgut (5) zum zweiten Aggregat (4) transportiert wird;
    - Produktion eines Übergansstücks des Walzguts (5), wobei das Walzgut (5) aus dem ersten Aggregat (2) mit der Breite B mit B1 ≤ B ≤ B2 austritt;
    - Produktion des Walzguts (5) mit einer zweiten Breite B2, wobei das Walzgut (5) aus dem ersten Aggregat (2) mit der Breite B = B2 austritt;
    dadurch gekennzeichnet, dass die Balligkeit zumindest einer Arbeits- und/oder zumindest einer Stützwalze des Walzgerüsts (7) in Abhängigkeit eines Breitenfehlers e = BSoll-B zwischen einer Soll-Breite BSoll und der Breite B des Walzguts (5) eingestellt wird, wobei bei e > 0 die Balligkeit erhöht und bei e < 0 die Balligkeit reduziert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Balligkeit in Abhängigkeit des Breitenfehlers e gesteuert erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Balligkeit in Abhängigkeit des Breitenfehlers e geregelt erfolgt, wobei die Breite B die gemessene Breite BIst des Walzguts (5) beim Austritt aus dem zweiten Aggregat (4) oder danach ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Balligkeit die Transportzeit des Walzguts vom ersten Aggregat (2) zum Walzgerüst (7) berücksichtigt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Breite BSoll entweder eine Sprungfunktion H(t) oder eine Rampenfunktion R(t) von B1 auf B2 oder von B2 auf B1 ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Aggregat (2) eine Kokille einer Gießmaschine ist, z.B. eine Bogenstranggießmaschine (1) oder eine Zwei-Walzen-Gießmaschine.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Aggregat (2) ein Walzgerüst (7) ist, z.B. ein Walzgerüst (7) einer Vorwalzstraße.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzgut (5) vom ersten Aggregat (2) auf einem Rollgang (3) zum zweiten Aggregat (4) transportiert wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das aus dem ersten Aggregat (2) austretende Walzgut (5) unter Aufrechterhaltung eines Zugs σ = σNormal in Transportrichtung (6) zum zweiten Aggregat (4) transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Zug σ auf das Walzgut (5) zwischen dem ersten Aggregat (2) und dem zweiten Aggregat (4) in Abhängigkeit des Breitenfehlers e = BSoll - B eingestellt wird, wobei der Zug σ bei e < 0 auf σ > σNormol erhöht wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zug σ bei e > 0 auf σ < σNormal reduziert wird.
  11. Verfahren nach einem Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Zugs σ in Abhängigkeit des Breitenfehlers e gesteuert erfolgt.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Zugs σ in Abhängigkeit des Breitenfehlers e geregelt erfolgt, wobei die Breite B eine gemessene Breite BIst des Walzguts (5) beim Austritt aus dem zweiten Aggregat (4) ist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Zugs σ unter Berücksichtigung eines mathematischen Einschnürungsmodells für das Walzgut unter Zug σ erfolgt.
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