[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2016189144A1 - Wärmebehandlungsanlage zur wärmebehandlung von stahlband und verfahren zur steuerung einer wärmebehandlungsanlage zur wärmebehandlung von stahlband - Google Patents

Wärmebehandlungsanlage zur wärmebehandlung von stahlband und verfahren zur steuerung einer wärmebehandlungsanlage zur wärmebehandlung von stahlband Download PDF

Info

Publication number
WO2016189144A1
WO2016189144A1 PCT/EP2016/062027 EP2016062027W WO2016189144A1 WO 2016189144 A1 WO2016189144 A1 WO 2016189144A1 EP 2016062027 W EP2016062027 W EP 2016062027W WO 2016189144 A1 WO2016189144 A1 WO 2016189144A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat treatment
steel strip
annealing
heat
cycle
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/062027
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Sommers
Alexandre LHOEST
Original Assignee
Sms Group 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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=56117680&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2016189144(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Sms Group Gmbh filed Critical Sms Group Gmbh
Priority to CN201680042133.2A priority Critical patent/CN108026604B/zh
Priority to EP16728252.4A priority patent/EP3303643B1/de
Publication of WO2016189144A1 publication Critical patent/WO2016189144A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0003—Monitoring the temperature or a characteristic of the charge and using it as a controlling value

Definitions

  • the invention is directed to a method for controlling a heat treatment plant for heat treatment of steel strip comprising at least one annealing furnace and having at least one control and / or regulating device, by means of which the heat treatment of a steel strip running in the heat treatment plant on compliance with at least one desired material property, in particular a mechanical property, is controlled and / or regulated, wherein the control and / or regulating device preferably comprises a prediction or prediction of the at least one mechanical property of the steel strip after passing through the heat treatment enabling model predictive control, in which input data, at least one of the group of data on the annealing cycle and / or the data of the steel strip to be heat treated and / or the data of a cold rolling process and / or the data relating to cutting a pre-band and / or the data to one or multiple pre-processes that have passed through the heat-treated steel strip selected value, are processed to adjust or control at least one manipulated variable of the current annealing or heat treatment process or cycle.
  • the invention is directed to a heat treatment plant for heat treatment of steel strip comprising at least one annealing furnace and having at least one control and / or regulating device, which runs in the heat treatment plant heat treatment of a steel strip for compliance with at least one desired material property, in particular a mechanical property controls or regulates, with the control and / or
  • page 1 Preferably comprises a model predictive control enabling the prediction or prediction of at least one mechanical property of the steel strip after passing through the heat treatment, the input data comprising at least one of the annealing cycle data and / or the heat treatable steel strip data and / or the cold rolling process data and / or the pre-band cut data and / or the pre-processing data having undergone the heat-treated steel strip selected value for adjusting or controlling at least one manipulated variable of the current annealing or heat treatment process or cycle ,
  • the process sequence in a continuous annealing line is as follows: first, strips are unwound in the inlet of the line of reels and the ends are connected in a welding machine to form an endless belt. Thereafter, the belt passes through a cleaning section to remove any residual surface contamination from cold rolling. This is followed by a tape store that decouples an inlet area from the process area. In the following oven, the strip goes through a multi-stage annealing process: preheating, heating, holding, rapid and slow cooling, over aging and final cooling. There are special temperature curves for each steel grade and strip geometry in the oven
  • the temperature profile and the belt speed are the decisive factors for the quality in the annealing in such a continuous annealing. While a strip is in the annealing line, it essentially ensures that the temperature profile in the furnace remains within certain limits. This indirectly sets the quality of the mechanical properties. Also for the transitions between two bands the temperature profile is the essential quantity.
  • European Patent Application EP 2 557 183 A1 discloses a method in which the mechanical properties are to be better adjusted over the strip length.
  • a controller reacts to the predicted mechanical properties. This method is described for changes over the tape length or parts of the tape, that is, also for changes from coil to coil.
  • a model is used in which at least one band-specific input variable is supplied with reference to a point or a section of the rolling stock.
  • the input quantity simulates a value after annealing or after the skin pass mill. In this case, the simulated value may deviate from a nominal value. In addition, the simulated value deviates from one
  • This object is achieved by a method for controlling a heat treatment plant for heat treatment of steel strip according to claim 1 and a heat treatment plant for heat treatment of steel strip according to claim 3.
  • control comprises a regulator and / or an actuator, which in the event that the at least one manipulated variable in the course of the current annealing or heat treatment cycle of an initial value changed a final value, this setpoint at the beginning of the next succeeding annealing or heat treatment cycle to its initial value in the current annealing or heat treatment cycle or reset.
  • the focus is placed directly on the homogenization of the mechanical properties.
  • the predecessor and successor band is taken into account, i. Homogenization is not only possible over more than one strip length, but also from band to band.
  • the control variable for the annealing is adapted from band to band by means of a regulator, the transitions between the bands are particularly delicate. In the method according to the invention, this is part of the overall strategy. If the information is available as to which hot-rolled strips the annealed strip is made up of, it can also be reacted to in the method according to the invention. In the event that the predicted mechanical
  • the at least one manipulated variable is returned to the initial value at the inlet of the connecting weld between a subject to the current annealing or heat treatment cycle current steel strip and a subsequent steel strip in the annealing furnace or reset.
  • the plant according to the invention is in particular a continuous annealing line, a galvanizing line or another line for the heat treatment of steel, which comprises at least one annealing furnace.
  • Possible input data for the model for the mechanical properties in the annealer are annealing cycle data, such as belt speed
  • Further input data for the model is the model for the sizes, the material, in particular the mechanical properties at the end of the hot rolling mill or after the hot rolling mill or a mechanical properties meter at the end of the hot rolling mill or after the hot rolling mill.
  • Further possible input data are the cold rolling degree or a model for cold rolling, as well as information for tracking cuts and, if available, information on which part of the hot strip or cold strip the band to be annealed is composed. If a galvanized strip is made from a hot rolled strip, it indicates how much has been separated from the hot rolled strip. If an annealed strip is made up of various hot-rolled strips, it is defined how the annealed strip is composed of hot-rolled strips. If necessary, further process parameters of the plant or of the preliminary processes can be used.
  • Cycle manipulated variables may include, for example, the annealing temperature, holding time, temperature after any cooling range, heating or cooling rates, belt speed, the skin pass rate (if a skin pass mill is provided), the degree of stretch (if stretch levelers are present) and other process parameters. that describe the process. For every steel grade, there is a set of manipulated variables that has an influence on the mechanical properties of the steel grade.
  • the focus can be placed on deviations over the strip length or deviations from strip to strip. If only differences from band to band are considered, that means that the input data of the
  • the model determines the mechanical properties at the end of the annealing line on the basis of the possible input data described above.
  • the model may be a regression model, a metallurgical model, or other types of models.
  • the input values are based on the calculated or measured values of the already processed band. In the case of data from the annealing line, these are actual values or target values depending on whether the band has passed the point at which the respective value is measured or not.
  • a furnace control for the annealing furnace As a further part of the process there is a furnace control for the annealing furnace.
  • the predicted mechanical property or several mechanical properties, i. For example, tensile strength and yield strength are part of the optimization.
  • the optimization according to steel quality in one case depends only on the mechanical properties or in the other case on a combination of deviations of the mechanical properties and the temperature deviations. It can also be specified that a
  • page 8 certain area around the weld does not have to be within the desired quality. This area can then be used, for example, to adapt the control value back to a value from the beginning of the band.
  • the degree of temper rolling is determined with which the mechanical property becomes homogeneous over the strip length.
  • minimum and maximum values are considered.
  • the temperature after slow cooling is a suitable manipulated variable to influence the strength.
  • the new kiln control can use the existing means for determining the temperature profile in the first step, then the curve for the tensile strength is determined. Now, the course of the temperature after slow cooling is adjusted so that the resulting tensile strength over the band is as constant as possible. If the tensile strength does not change too quickly across the belt and the tensile strength always increases as the temperature increases after slow cooling, or if it decreases as the temperature is reduced, the predetermined course can be corrected. If the tensile strength over time and the possible settings for the temperature after slow cooling is applied, resulting in an area. The intersection of this surface with the plane passing through the initial value of the tensile strength gives the values for the slow cooling temperature which must be used to keep the mechanical properties constant.
  • the course is specified in order to achieve a compensation of the mechanical properties.
  • the transition in the case of temperature transitions, is designed so that the area for which complete compensation is not possible and takes place at the most favorable point. This may be just around the weld, so that the area is then cut off or completely within the first or second coil, since the effects on the mechanical properties are less for the other coil than for the one coil.
  • measurements for the material properties at the beginning or in the furnace can also be used.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur Steuerung einer Wärmebehandlungsanlage zur Wärmebehandlung von Stahlband, die mindestens einen Glühofen umfasst und mindestens eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung aufweist, mittels welcher die in der Wärmebehandlungsanlage ablaufende Wärmebehandlung eines Stahlbandes auf die Einhaltung mindestens einer gewünschten Materialeigenschaft, insbesondere einer mechanischen Eigenschaft, gesteuert und/oder geregelt wird, wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung vorzugsweise eine die Vorhersage oder Vorausberechnung der mindestens einen mechanischen Eigenschaft des Stahlbandes nach Durchlaufen der Wärmebehandlung ermöglichende modellprädiktive Regelung umfasst, in welcher Eingangsdaten, die zumindest einen aus der Gruppe der Daten zum Glühzyklus und/oder der Daten des wärmezubehandelnden Stahlbands und/oder der Daten eines Kaltwalzprozesses und/oder der Daten bezüglich Schnittsetzungen eines Vorbandes und/oder der Daten zu einem oder mehreren Vorprozessen, die das wärmezubehandelnde Stahlband durchlaufen hat, ausgewählten Wert umfassen, zur Einstellung oder zur Steuerung oder Regelung mindestens einer Stellgröße des aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungsprozesses oder -zyklus verarbeitet werden, soll eine Lösung geschaffen werden, die es ermöglicht, eine Verbesserung des Steuerungs- und Regelverhaltens zu erreichen. Dies wird dadurch erreicht, dass im Fall, dass sich die mindestens eine Stellgröße im Verlaufe des aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus von einem Ausgangswert auf einen Endwert verändert diese Stellgröße zu Beginn des nächst nachfolgenden Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus auf ihren Ausgangswert beim aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus zurückgestellt wird.

Description

Wärmebehandlungsanlage zur Wärmebehandlung von Stahlband und Verfahren zur Steuerung einer Wärmebehandlungsanlage zur Wärmebehandlung von Stahlband
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer Wärmebehandlungsanlage zur Wärmebehandlung von Stahlband, die mindestens einen Glühofen umfasst und mindestens eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung aufweist, mittels welcher die in der Wärmebehandlungsanlage ablaufende Wärmebehandlung eines Stahlbandes auf die Einhaltung mindestens einer gewünschten Materialeigenschaft, insbesondere einer mechanischen Eigenschaft, gesteuert und/oder geregelt wird, wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung vorzugsweise eine die Vorhersage oder Vorausberechnung der mindestens einen mechanischen Eigenschaft des Stahlbandes nach Durchlaufen der Wärmebehandlung ermöglichende modellprädiktive Regelung umfasst, in welcher Eingangsdaten, die zumindest einen aus der Gruppe der Daten zum Glühzyklus und/oder der Daten des wärmezubehandelnden Stahlbands und/oder der Daten eines Kaltwalzprozesses und/oder der Daten bezüglich Schnittsetzungen eines Vorbandes und/oder der Daten zu einem oder mehreren Vorprozessen, die das wärmezubehandelnde Stahlband durchlaufen hat, ausgewählten Wert umfassen, zur Einstellung oder zur Steuerung oder Regelung mindestens einer Stellgröße des aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungsprozesses oder -zyklus verarbeitet werden.
Weiterhin richtet sich die Erfindung auf ein Wärmebehandlungsanlage zur Wärmebehandlung von Stahlband, die mindestens einen Glühofen umfasst und mindestens eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung aufweist, die die in der Wärmebehandlungsanlage ablaufende Wärmebehandlung eines Stahlbands auf die Einhaltung mindestens einer gewünschten Materialeigenschaft, insbesondere einer mechanischen Eigenschaft, steuert oder regelt, wobei die Steuer- und/oder
Seite 1 Regeleinrichtung vorzugsweise eine die Vorhersage oder Vorausberechnung mindestens einer mechanischen Eigenschaft des Stahlbands nach Durchlaufen der Wärmebehandlung ermöglichende modellprädiktive Regelung umfasst, die Eingangsdaten, die mindestens einen aus der Gruppe der Daten zum Glühzyklus und/oder der Daten des wärmezubehandelnden Stahlbands und/oder der Daten eines Kaltwalzprozesses und/oder der Daten bezüglich Schnittsetzungen eines Vorbandes und/oder der Daten zu einem oder mehreren Vorprozessen, die das wärmezubehandelnde Stahlband durchlaufen hat ausgewählten Wert umfasst, zur Einstellung oder zur Steuerung oder Regelung mindestens einer Stellgröße des aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungsprozesses oder -zyklus verarbeitet.
Um die stetig steigenden Anforderungen an Stahlbänder zu erfüllen, wurden zahlreiche neuartige Stahlgüten wickelt. Speziell die Automobilindustrie verarbeitet vermehrt Mehrphasenstähle mit hoher Festigkeit und gleichzeitig guter Duktilität. Auch in vielen anderen industriellen Anwendungen werden zunehmend hochfeste Stähle, die zudem gut schweißbar sind, eine makellose Oberfläche besitzen und sich einfach umformen - meist tiefziehen - lassen, eingesetzt. Solche Stähle lassen sich nur in Glühlinien bearbeiten, die über eine moderne Glüh- und Kühltechnik verfügen. Grundsätzlich wird in Glühlinien das durch Kaltwalzen verfestigte Gefüge gezielt neu gebildet, sodass sich die gewünschten mechanischen Eigenschaften innerhalb der Glühlinie einstellen. Der Prozessablauf in einer kontinuierlichen Glühlinie ist dabei wie folgt: Zunächst werden Bänder im Einlauf der Linie von Haspeln abgewickelt und die Enden in einer Schweißmaschine zu einem Endlosband verbunden. Danach durchläuft das Band einen Reinigungsteil, um letzte Oberflächenverunreinigungen vom Kaltwalzen zu entfernen. Es folgt ein Bandspeicher, der einen Einlassbereich vom Prozessbereich entkoppelt. Im daran folgenden Ofen durchläuft das Band einen Glühprozess, der aus mehreren Stufen besteht: Vorheizen, Heizen, Halten, Schnell- und Langsamkühlen, Überaltern und Abschlusskühlen. Hierbei gibt es für jede Stahlgüte und Bandgeometrie spezielle Temperaturkurven, die im Ofen
Seite 2 eingestellt werden. Dies gilt auch für den Übergangsbereich um die Schweißnaht bei Material- und/oder Geometriewechsel. Im Anschluss an den Glühprozess steht ein Bandspeicher bereit, der Stillstandszeiten im Auslauf ausgleicht. Dann läuft das Band ggf. durch ein Dressiergerüst, in dem die Bandoberfläche mit einem definierten Rauheitsgrad versehen wird und die gewünschten Materialeigenschaften eingestellt werden. Es folgt ein Bandspeicher, der die Inspektions- und Coilwechselzeiten kompensiert. Weitere Stationen sind eine Besäumungsschere zur Einstellung der Bandbreite, ein Inspektionsstand zur Prüfung der Qualität und eine Einölmaschine zum Oberflächenschutz. Schließlich wird das Band von einer Schere zerteilt und von Haspeln zu Coils aufgewickelt.
Bisher sind für die Qualität bei der Glühung in einer solchen Konti-Glühe das Temperaturprofil und die Bandgeschwindigkeit die entscheidenden Größen. Während sich ein Band in der Glühlinie befindet, wird im Wesentlichen gewährleistet, dass das Temperaturprofil im Ofen innerhalb von gewissen Grenzen bleibt. Dadurch wird mittelbar die Qualität der mechanischen Eigenschaften eingestellt. Auch für die Übergänge zwischen zwei Bändern ist das Temperaturprofil die wesentliche Größe.
Aus der europäischen Patentanmeldung EP 2 557 183 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem die mechanischen Eigenschaften über die Bandlänge besser eingestellt werden sollen. Dabei reagiert ein Regler auf die vorhergesagten mechanischen Eigenschaften. Dieses Verfahren ist für Änderungen über die Bandlänge oder Teile des Bandes beschrieben, das heißt, auch für Änderungen von Coil zu Coil. Hierbei wird ein Modell verwendet, bei dem mindestens eine bandspezifische Eingangsgröße bezogen auf einen Punkt oder einen Abschnitt des Walzguts zugeführt wird. Die Eingangsgröße simuliert dabei einen Wert nach der Glühe oder nach dem Dressiergerüst. Hierbei kann der simulierte Wert von einem Sollwert abweichen. Weicht der simulierte Wert zudem von einem
Seite 3 tatsächlich gemessenen Wert ab, wird einer oder werden mehrere Modellparameter des Modells angepasst, wobei dies in kontinuierlicher Echtzeitanpassung geschieht. Weicht der simulierte Wert von einem vorgegebenen Sollwert ab, wird mindestens eine Prozessgröße der Wärmebehandlungslinie bzw. der Konti-Glühe gesteuert oder geregelt, sodass eine modellprädiktive Regelung stattfindet. Problematisch ist bei diesem Verfahren, dass bei Beginn eines jeweils neuen Glühzyklus bei Einlauf eines neuen Bandes in den Glühofen die vom Regler vorher abgegebene Stellgröße geändert werden muss. Bei dem bekannten Verfahren liegt zunächst ggf. eine „falsche" Stellgröße vor, die dann erst auf den„richtigen" Wert eingeregelt werden muss. Das bedeutet, dass die Stellgröße zu Beginn eines neuen Glühzyklus erst wieder„eingefangen" werden muss.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die es ermöglicht, eine Verbesserung des Steuerungs- und/oder Regelungsverhaltens zu erreichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung einer Wärmebehandlungsanlage zur Wärmebehandlung von Stahlband gemäß Anspruch 1 und eine Wärmebehandlungsanlage zur Wärmebehandlung von Stahlband gemäß Anspruch 3 gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Bei einem Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass im Fall, dass sich die mindestens eine Stellgröße im Verlaufe des aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus von einem Ausgangswert auf
Seite 4 einen Endwert verändert diese Stellgröße zu Beginn des nächst nachfolgenden Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus auf ihren Ausgangswert beim aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus zurückgestellt wird.
Ebenso wird die vorstehende Aufgabe bei einer Wärmebehandlungsanlage der eingangs näher bezeichneten Art dadurch gelöst, dass die Regelung einen Regler und/oder ein Stellglied umfasst, welche im Falle, dass sich die mindestens eine Stellgröße im Verlaufe des aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus von einem Ausgangswert auf einen Endwert verändert, diese Stellgröße zu Beginn des nächst nachfolgenden Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus auf ihren Ausgangswert beim aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus rückführen oder zurückstellen.
Als die mindestens eine Stellgröße findet insbesondere die Temperatur nach „Slow Cooling", also die Temperatur nach dem Langsamkühlen, Verwendung.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergeben sich die folgenden Vorteile:
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der Fokus unmittelbar auf die Homogenisierung der mechanischen Eigenschaften gelegt. Dabei wird im Gegensatz zum Stand der Technik auch das Vorgänger- und Nachfolgerband berücksichtigt, d.h. die Homogenisierung ist nicht nur über mehr als eine Bandlänge möglich, sondern auch von Band zu Band. Insbesondere in dem Fall, in dem durch einen Regler die Stellgröße für die Glühung von Band zu Band angepasst wird, sind die Übergänge zwischen den Bändern besonders heikel. In dem erfindungsgemäßen Verfahren geht dies in die Gesamtstrategie ein. Falls die Information vorhanden ist, aus welchen warmgewalzten Bändern sich das geglühte Band zusammensetzt, kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren auch darauf reagiert werden. Für den Fall, dass die vorhergesagten mechanischen
Seite 5 Eigenschaften über die Bandlänge immer steigen oder immer fallen, bedeutet dies für die Stellgröße auch, dass diese sich über die Bandlänge immer monoton ändern muss. Damit für das nächste Band die Stellgröße wieder auf dem Wert vom Anfang des Bandes ist, muss die Stellgröße wieder zurückgeführt werden. In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann berücksichtigt werden, wenn das nächste Band tatsächlich eine andere Stellgröße braucht, die in die richtige Richtung geht. Falls dies nicht der Fall ist, wird die Steuerungsstellgröße im Bereich der Schweißnaht zurückgeführt.
In Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Stellgröße beim Einlauf der Verbindungsschweißnaht zwischen einem dem aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus unterworfenen aktuellen Stahlband und einem nachfolgenden Stahlband in den Glühofen auf den Ausgangswert rückgeführt oder rückgestellt wird.
In Ausgestaltung der Wärmebehandlungsanlage kann vorgesehen sein, die mindestens eine Stellgröße beim Einlauf der Verbindungsschweißnaht zwischen einem dem aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus unterworfenen aktuellen Stahlband und einem nachfolgenden Stahlband in den Glühofen mittels des Reglers und/oder Stellglieds auf den Ausgangswert rückführbar oder rückstellbar ist.
Bei der erfindungsgemäßen Anlage handelt es sich insbesondere um eine Konti- Glühe, eine Verzinkungslinie oder um eine andere Linie zur Wärmebehandlung von Stahl, die mindestens einen Glühofen umfasst.
Mögliche Eingangsdaten für das Modell für die mechanischen Eigenschaften in der Glühe sind Daten zum Glühzyklus wie beispielsweise die Bandgeschwindigkeit
Seite 6 und das Temperaturprofil des Bandes in der Anlage bzw. dem Ofen, wobei das Temperaturprofil die Beschreibung des Temperaturverlaufs über die Zeit und den Ort ist. Weitere Eingangsdaten für das Modell ist das Modell für die Größen, die den Werkstoff, insbesondere die mechanischen Eigenschaften am Ende des Warmwalzwerkes oder nach dem Warmwalzwerk oder ein Messgerät für die mechanischen Eigenschaften am Ende des Warmwalzwerkes oder nach dem Warmwalzwerk. Weitere mögliche Eingangsdaten sind der Kaltwalzgrad oder ein Modell für Kaltwalzen, sowie Informationen zur Verfolgung von Schnitten und wenn vorhanden, Informationen, aus welchem Teil des Warmbandes bzw. Kaltbandes sich das zu glühende Band zusammensetzt. Wenn ein verzinktes Band aus einem warmgewalzten Band besteht wird hier die Angabe gemacht, wie viel vom warmgewalzten Band abgetrennt wurde. Falls ein geglühtes Band aus verschiedenen warmgewalzten Bändern besteht, wird definiert, wie sich das geglühte Band aus warmgewalzten Bändern zusammensetzt. Gegebenenfalls können weitere Prozessparameter der Anlage oder der Vorprozesse benutzt werden.
Für das Modell sind mindestens Teile des Glühzyklus nötig, um mechanische Eigenschaften auszurechnen. Zyklusstellgröße bzw. Stellgrößen kann/können beispielsweise die Glühtemperatur, die Haltezeit, die Temperatur nach jeglichen Kühlbereich, Heiz- oder Kühlraten, die Bandgeschwindigkeit, der Dressiergrad (falls ein Dressiergerüst vorgesehen ist), der Streckgrad (falls Streckrichter vorhanden sind) sowie andere Prozessparameter, die den Prozess beschreiben, sein. Für jede Stahlgüte gibt es einen Satz von Stellgrößen, der einen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften der Stahlgüte hat.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Fokus auf Abweichungen über die Bandlänge oder Abweichungen von Band zu Band gelegt werden. Werden nur Unterschiede von Band zu Band betrachtet, heißt dass, die Eingangsdaten der
Seite 7 Vorprozesse werden als konstant über die Bandlänge angenommen. Es können sich aber trotzdem Unterschiede über die Bandlänge ergeben. Gerade in diesem Fall ist der Übergang zwischen den Bändern wichtig, da der Bandanfang und das Bandende unterschiedlichen Bedingungen in der Anlage ausgesetzt sind, um den Übergang vom Vorgängerband oder zum nachfolgenden Band zu gewährleisten.
Als Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt es ein Modell, das anhand der oben beschriebenen möglichen Eingangsdaten die mechanischen Eigenschaften am Ende der Glühlinie bestimmt. Bei dem Modell kann es sich um ein Regressionsmodell, ein metallurgisches Modell oder weitere Arten von Modellen handeln. Bei den Vorprozessen basieren die Eingangswerte auf den berechneten oder gemessenen Werten des schon verarbeiteten Bandes. Bei Daten aus der Glühlinie sind es Ist- oder Soll Werte je nachdem, ob das Band die Stelle, an der der jeweilige Wert gemessen wird, passiert hat oder nicht.
Als weiteren Teil des Verfahrens gibt es eine Ofensteuerung für den Glühofen. Diese gibt ein erweitertes Temperaturprofil für den Glühofen und die Bandgeschwindigkeit vor. Dies kann in Form von Temperaturwerten über die Zeit und den Ort geschehen oder für Abschnitte in der Zeit und dem Ort als Heiz- oder Kühlrate. Gemäß Stand der Technik wird in der Ofensteuerung der beste Verlauf für das erweiterte Temperaturprofil und/oder die Bandgeschwindigkeit gewählt, sodass die Bandtemperaturen an den jeweiligen Stellen innerhalb gewisser Grenzen sind. Für die Ofensteuerung des neuen Verfahrens ist neben der Temperatur auch die vorhergesagte mechanische Eigenschaft oder mehrere mechanische Eigenschaften, d.h. zum Beispiel Zugfestigkeit und die Streckgrenze Teil der Optimierung. Dabei richtet sich die Optimierung nach Stahlgüte in einem Fall nur nach den mechanischen Eigenschaften oder im anderen Fall nach einer Kombination aus Abweichungen der mechanischen Eigenschaften und der Temperaturabweichungen. Es kann ferner auch vorgegeben werden, dass ein
Seite 8 gewisser Bereich um die Schweißnaht nicht innerhalb der gewünschten Qualität sein muss. Dieser Bereich kann dann beispielsweise genutzt werden um die Stellgröße wieder auf einen Wert vom Anfang Bandes anzupassen.
Als weiterer Teil des Verfahrens wird, wenn sinnvoll für die Stahlgüte, auf das Dressiergerüst und/oder den Streckrichter eingegriffen. Um die berechnete mechanische Eigenschaft am Ende der Glühe endgültig einzustellen, wird für die Bandteile, die den Glühofen verlassen haben, aber noch nicht im Dressiergerüst sind, zum Beispiel der Dressiergrad bestimmt, mit dem die mechanische Eigenschaft über die Bandlänge homogen wird. Hierbei werden Minimal- und Maximalwerte berücksichtigt.
Bei gewissen Dualphasenstählen ist die Temperatur nach Slow Cooling eine geeignete Stellgröße um die Festigkeit zu beeinflussen. Die neue Ofensteuerung kann im ersten Schritt die bestehenden Mittel zur Bestimmung des Temperaturverlaufs nutzen, dann wird der Verlauf für die Zugfestigkeit bestimmt. Nun wird der Verlauf der Temperatur nach Slow Cooling so angepasst, dass die sich dann ergebende Zugfestigkeit über das Band möglichst konstant ist. Wenn die Zugfestigkeit sich über das Band nicht zu schnell ändert und die Zugfestigkeit sich bei Erhöhung der Temperatur nach Slow Cooling auch immer erhöht, bzw. bei Reduzierung der Temperatur auch reduziert, kann der vorher bestimmte Verlauf korrigiert werden. Wenn die Zugfestigkeit über die Zeit und die möglichen Einstellungen für die Temperatur nach Slow Cooling aufgetragen wird, ergibt sich eine Fläche. Der Schnitt dieser Fläche mit der Ebene, die durch den Anfangswert der Zugfestigkeit geht, ergibt die Werte für die Temperatur nach Slow Cooling, die verwendet werden müssen, um die mechanischen Eigenschaften konstant zu halten.
Seite 9 Bei gewissen Stahlsorten kann sich folgender Verlauf der mechanischen Eigenschaften nach der Glühe über die Bandlänge, bei einem stabilen Betrieb des Glühofens, ergeben, wobei dies aufgrund von Verhalten im Warmwalzwerk geschehen kann. Hierbei kann es sein das aufeinanderfolgende Coils die gleiche Richtung des Verlaufs haben oder die entgegengesetzte Richtung des Verlaufs. Typisch ist, dass aufeinanderfolgende Coils ähnliche Prozessrouten haben und dadurch der Verlauf in die gleiche Richtung geht. Dieses Verhalten kann auch bewusst umgekehrt werden, in dem ein Band umgewickelt wird. Ist dies der Fall, so wird das beste Verhalten des Reglers erreicht.
Wird als wesentliche Stellgröße zum Beispiel die Bandtemperatur nach Slow Cooling gewählt, wird der Verlauf vorgegeben um eine Kompensation der mechanischen Eigenschaften zu erreichen.
Da die Änderung der Bandtemperatur nicht beliebig schnell erfolgen kann, gibt es einen Bereich ab der Schweißnaht zwischen den Coils, bei dem die Kompensation nicht funktioniert.
Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass für den Fall der Temperaturübergänge der Übergang so gestaltet wird, dass der Bereich für den eine völlige Kompensation nicht möglich ist und an der günstigsten Stelle erfolgt. Dies kann genau um die Schweißnaht sein, damit der Bereich dann abgeschnitten wird oder auch völlig in dem ersten oder zweiten Coil liegt, da die Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften für das andere Coil geringer sind als für das eine Coil.
Als mögliche Eingangsgröße für Eingangsdaten können auch Messungen für die Werkstoffeigenschaften am Anfang bzw. im Ofen benutzt werden.
Seite 10

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Steuerung einer Wärmebehandlungsanlage zur Wärmebehandlung von Stahlband, die mindestens einen Glühofen umfasst und mindestens eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung aufweist, mittels welcher die in der Wärmebehandlungsanlage ablaufende Wärmebehandlung eines Stahlbandes auf die Einhaltung mindestens einer gewünschten Materialeigenschaft, insbesondere einer mechanischen Eigenschaft, gesteuert und/oder geregelt wird, wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung vorzugsweise eine die Vorhersage oder Vorausberechnung der mindestens einen mechanischen Eigenschaft des Stahlbandes nach Durchlaufen der Wärmebehandlung ermöglichende modellprädiktive Regelung umfasst, in welcher Eingangsdaten, die zumindest einen aus der Gruppe der Daten zum Glühzyklus und/oder der Daten des wärmezubehandelnden Stahlbands und/oder der Daten eines Kaltwalzprozesses und/oder der Daten bezüglich Schnittsetzungen eines Vorbandes und/oder der Daten zu einem oder mehreren Vorprozessen, die das wärmezubehandelnde Stahlband durchlaufen hat, ausgewählten Wert umfassen, zur Einstellung oder zur Steuerung oder Regelung mindestens einer Stellgröße des aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungsprozesses oder -zyklus verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall, dass sich die mindestens eine Stellgröße im Verlaufe des aktuellen Glühoder Wärmebehandlungszyklus von einem Ausgangswert auf einen Endwert verändert diese Stellgröße zu Beginn des nächst nachfolgenden Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus auf ihren Ausgangswert beim aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus zurückgestellt wird.
Seite 1 1
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Stellgröße beim Einlauf der Verbindungsschweißnaht zwischen einem dem aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus unterworfenen aktuellen Stahlband und einem nachfolgenden Stahlband in den Glühofen auf den Ausgangswert rückgeführt oder rückgestellt wird.
3. Wärmebehandlungsanlage zur Wärmebehandlung von Stahlband, die mindestens einen Glühofen umfasst und mindestens eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung aufweist, die die in der Wärmebehandlungsanlage ablaufende Wärmebehandlung eines Stahlbands auf die Einhaltung mindestens einer gewünschten Materialeigenschaft, insbesondere einer mechanischen Eigenschaft, steuert oder regelt, wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung vorzugsweise eine die Vorhersage oder Vorausberechnung mindestens einer mechanischen Eigenschaft des Stahlbands nach Durchlaufen der Wärmebehandlung ermöglichende modellprädiktive Regelung umfasst, die Eingangsdaten, die mindestens einen aus der Gruppe der Daten zum Glühzyklus und/oder der Daten des wärmezubehandelnden Stahlbands und/oder der Daten eines Kaltwalzprozesses und/oder der Daten bezüglich Schnittsetzungen eines Vorbandes und/oder der Daten zu einem oder mehreren Vorprozessen, die das wärmezubehandelnde Stahlband durchlaufen hat ausgewählten Wert umfasst, zur Einstellung oder zur Steuerung oder Regelung mindestens einer Stellgröße des aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungsprozesses oder -zyklus verarbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung einen Regler und/oder ein Stellglied umfasst, welche im Falle, dass sich die mindestens eine Stellgröße im Verlaufe des aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus von einem Ausgangswert auf einen Endwert verändert, diese Stellgröße zu Beginn des nächst nachfolgenden Glühoder Wärmebehandlungszyklus auf ihren Ausgangswert beim aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus rückführen oder zurückstellen.
Seite 12
4. Wärmebehandlungsanlage nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Stellgröße beim Einlauf der Verbindungsschweißnaht zwischen einem dem aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus unterworfenen aktuellen Stahlband und einem nachfolgenden Stahlband in den Glühofen mittels des Reglers und/oder Stellglieds auf den
Ausgangswert rückführbar oder rückstellbar ist.
Seite 13
PCT/EP2016/062027 2015-05-28 2016-05-27 Wärmebehandlungsanlage zur wärmebehandlung von stahlband und verfahren zur steuerung einer wärmebehandlungsanlage zur wärmebehandlung von stahlband WO2016189144A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680042133.2A CN108026604B (zh) 2015-05-28 2016-05-27 用于钢带热处理的热处理设备以及控制用于钢带热处理的热处理设备的方法
EP16728252.4A EP3303643B1 (de) 2015-05-28 2016-05-27 Wärmebehandlungsanlage zur wärmebehandlung von stahlband und verfahren zur steuerung einer wärmebehandlungsanlage zur wärmebehandlung von stahlband

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015209799 2015-05-28
DE102015209799.4 2015-05-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016189144A1 true WO2016189144A1 (de) 2016-12-01

Family

ID=56117680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/062027 WO2016189144A1 (de) 2015-05-28 2016-05-27 Wärmebehandlungsanlage zur wärmebehandlung von stahlband und verfahren zur steuerung einer wärmebehandlungsanlage zur wärmebehandlung von stahlband

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3303643B1 (de)
CN (1) CN108026604B (de)
WO (1) WO2016189144A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017157692A1 (de) * 2016-03-14 2017-09-21 Sms Group Gmbh Verfahren zum walzen und/oder zur wärmebehandlung eines metallischen bandes
WO2018024693A1 (de) * 2016-08-02 2018-02-08 Sms Group Gmbh Verfahren zum betreiben eines glühofens zum glühen eines metallbandes
EP3642372B1 (de) 2017-06-20 2021-05-26 SMS Group GmbH Verfahren zum betreiben eines glühofens
EP3652593B1 (de) 2017-07-12 2022-07-27 Tata Steel Nederland Technology B.V. Verfahren zum betrieb einer kontinuierlichen verarbeitungsstrasse
CN115522040A (zh) * 2021-06-25 2022-12-27 宝山钢铁股份有限公司 一种冷轧连续退火炉温度自动控制方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111378829A (zh) * 2018-12-31 2020-07-07 瑨祥(宜昌)机电设备有限公司 通过拉矫机延伸率的测定在线调节退火炉的工艺方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2557183A1 (de) 2011-08-12 2013-02-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb einer Konti-Glühe für die Verarbeitung eines Walzguts
DE102013225579A1 (de) * 2013-05-22 2014-11-27 Sms Siemag Ag Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Glüh- oder Wärmebehandlungsofens einer Metallmaterial bearbeitenden Fertigungsstraße

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2833461B2 (ja) 1993-12-28 1998-12-09 日本鋼管株式会社 金属帯の板温制御方法
JP4383493B2 (ja) 2007-08-17 2009-12-16 新日本製鐵株式会社 ７８０ＭＰａ以上のＴＳを持つハイテン出荷鋼板の材質情報提供方法及び材質情報利用方法
CN100491546C (zh) * 2007-11-22 2009-05-27 武汉钢铁(集团)公司 罩式炉退火自适应控制方法
CN102279607A (zh) * 2011-07-06 2011-12-14 联众（广州）不锈钢有限公司 一种退火炉炉区温度控制方法
JP2013087319A (ja) 2011-10-17 2013-05-13 Jfe Steel Corp 直火型連続加熱炉の制御方法および制御装置
CN102560081B (zh) * 2012-02-27 2013-10-30 宝山钢铁股份有限公司 一种基于带钢力学性能预报模型的加热炉节能控制方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2557183A1 (de) 2011-08-12 2013-02-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb einer Konti-Glühe für die Verarbeitung eines Walzguts
DE102013225579A1 (de) * 2013-05-22 2014-11-27 Sms Siemag Ag Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Glüh- oder Wärmebehandlungsofens einer Metallmaterial bearbeitenden Fertigungsstraße

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PAHMER F ET AL: "OPTIMIZED CONTROL SOFTWARE FOR THERMAL PROCESSES: PRESENT AND FUTURE", AISE STEEL TECHNOLOGY, AISE, PITTSBURG, PA, US, vol. 72, no. 3, 30 March 1995 (1995-03-30), pages 29 - 34, XP000497240, ISSN: 0021-1559 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017157692A1 (de) * 2016-03-14 2017-09-21 Sms Group Gmbh Verfahren zum walzen und/oder zur wärmebehandlung eines metallischen bandes
US11319611B2 (en) 2016-03-14 2022-05-03 Sms Group Gmbh Method for rolling and/or heat treating a metal strip
WO2018024693A1 (de) * 2016-08-02 2018-02-08 Sms Group Gmbh Verfahren zum betreiben eines glühofens zum glühen eines metallbandes
EP3642372B1 (de) 2017-06-20 2021-05-26 SMS Group GmbH Verfahren zum betreiben eines glühofens
EP3652593B1 (de) 2017-07-12 2022-07-27 Tata Steel Nederland Technology B.V. Verfahren zum betrieb einer kontinuierlichen verarbeitungsstrasse
CN115522040A (zh) * 2021-06-25 2022-12-27 宝山钢铁股份有限公司 一种冷轧连续退火炉温度自动控制方法
CN115522040B (zh) * 2021-06-25 2024-06-04 宝山钢铁股份有限公司 一种冷轧连续退火炉温度自动控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3303643B1 (de) 2019-10-02
CN108026604B (zh) 2020-06-30
EP3303643A1 (de) 2018-04-11
CN108026604A (zh) 2018-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3303643B1 (de) Wärmebehandlungsanlage zur wärmebehandlung von stahlband und verfahren zur steuerung einer wärmebehandlungsanlage zur wärmebehandlung von stahlband
DE69102280T2 (de) Verfahren und anlage zum herstellen von direkt einer warmwalzstrasse erzeugter stahlbandcoils mit kaltwalzeigenschaften.
DE69814513T2 (de) Walzverfahren und Walzstrasse für dünne Flacherzeugnisse
DE102007013739B3 (de) Verfahren zum flexiblen Walzen von beschichteten Stahlbändern
DE102008060467B4 (de) Verfahren zur Herstellung von maßgeschneiderten Blechbändern
EP2527053A1 (de) Steuerverfahren für eine Walzstraße
DE102006047718A1 (de) Verfahren zur Nachverfolgung des physikalischen Zustands eines Warmblechs oder Warmbands im Rahmen der Steuerung einer Grobblechwalzstraße zur Bearbeitung eines Warmblechs oder Warmbands
EP1624982A2 (de) Verfahren zur regelung der temperatur eines metallbandes, insbesondere in einer fertigstrasse zum walzen von metallwarmband
EP3328566A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur planheitsadaptiven temperaturänderung von metallbändern
EP2527054A1 (de) Steuerverfahren für eine Walzstraße
AT519995B1 (de) Verfahren zur Regelung der Aufwickeltemperatur eines Metallbandes
DE102014215397B4 (de) Bandlageregelung mit optimierter Reglerauslegung
EP3177412A1 (de) Einstellen eines gezielten temperaturprofiles an bandkopf und bandfuss vor dem querteilen eines metallbands
EP2864062B1 (de) Verfahren zur gezielten beeinflussung der geometrie eines walzguts
WO2004103595A1 (de) Vorrichtung zum erwärmen eines metallbandes sowie mit einer derartigen vorrichtung ausgestattete anlagen zum erzeugen von warmgewalztem metallband
EP2283941A1 (de) Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines von einer Walzstraße umfassten Schlingenhebers, Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Walzstraße und Walzstraße
EP4122613A1 (de) Verfahren zum herstellen eines metallischen bandes
DE102012224531A1 (de) Verfahren zur Herstellung von kornorientierten Silizium-Stählen
EP3464682B1 (de) Verfahren und anlage zum beschichten eines verzunderten warmbands
WO2021099077A1 (de) Verfahren zum betreiben einer anlage der hüttenindustrie
EP1507013A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Durchlauf-Wärmebehandlungsanlage für Bänder mit überwiegend konvektiver Wärmeübertragung
EP3009205B1 (de) Berücksichtigung einer Referenzgeschwindigkeit beim Ermitteln einer Leitgeschwindigkeit
EP3002068A1 (de) Walzstraße mit modellgestützter Vorsteuerung für Kühlpausen
WO2009097977A1 (de) Verfahren und einrichtungen zur regelung von stellgrössen in hütten-technischen anlagen

Legal Events

Date Code Title Description
DPE2 Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16728252

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1