(19)
(11)EP 3 544 751 B1

(12)EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45)Hinweis auf die Patenterteilung:
30.12.2020  Patentblatt  2020/53

(21)Anmeldenummer: 17816453.9

(22)Anmeldetag:  06.11.2017
(51)Int. Kl.: 
B21B 37/68  (2006.01)
B21B 39/16  (2006.01)
(86)Internationale Anmeldenummer:
PCT/EP2017/078333
(87)Internationale Veröffentlichungsnummer:
WO 2018/095717 (31.05.2018 Gazette  2018/22)

(54)

BANDLAGEREGELUNG MIT KRAFTBEGRENZTER ANSTELLUNG VON SEITENFÜHRUNGEN AN DAS METALLBAND UND KORREKTUR DER WALZENANSTELLUNG

STRIP POSITION CONTROL WITH FORCE-LIMITED PLACEMENT OF LATERAL GUIDING DEVICES ON THE METAL STRIP

RÉGLAGE DE POSITION DE BANDE CONSISTANT À POSITIONNER DES GUIDES LATÉRAUX SUR LA BANDE MÉTALLIQUE, AVEC LIMITATION DE FORCE


(84)Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

(30)Priorität: 24.11.2016 EP 16200523

(43)Veröffentlichungstag der Anmeldung:
02.10.2019  Patentblatt  2019/40

(73)Patentinhaber: Primetals Technologies Germany GmbH
91052 Erlangen (DE)

(72)Erfinder:
  • GAFUR, Ilhom
    90419 Nürnberg (DE)
  • TUNK, Mirko
    91336 Heroldsbach (DE)

(74)Vertreter: Metals@Linz 
Primetals Technologies Austria GmbH Intellectual Property Upstream IP UP Turmstraße 44
4031 Linz
4031 Linz (AT)


(56)Entgegenhaltungen: : 
EP-A1- 2 910 316
DE-A1-102004 043 790
WO-A1-2006/119984
DE-A1-102014 215 396
  
      
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung

    Bezeichnung der Erfindung



    [0001] Bandlageregelung mit kraftbegrenzter Anstellung von Seitenführungen an das Metallband und Korrektur der Walzenanstellung

    Gebiet der Technik



    [0002] Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Betriebsverfahren für eine Walzstraße, in der ein Metallband gewalzt wird,
    • wobei die Walzstraße mindestens ein vorderes Walzgerüst und ein dem vorderen Walzgerüst nachgeordnetes hinteres Walzgerüst aufweist und weiterhin zwischen den beiden Walzgerüsten Seitenführungen für das Metallband aufweist,
    • wobei die Seitenführungen kraftbegrenzt betrieben werden,
    • wobei während des Zeitraums zwischen dem Auslaufen des Bandkopfes aus dem vorderen Walzgerüst und dem Einlaufen des Bandkopfes in das hintere Walzgerüst mittels der Seitenführungen eine Abweichung der seitlichen Lage des Bandkopfes von einer Solllage quantitativ erfasst wird,
    • wobei mittels eines Bandlagereglers ein Stellbefehl für das vordere Walzgerüst ermittelt wird,
    • wobei das vordere Walzgerüst vom Bandlageregler entsprechend dem ermittelten Stellbefehl beaufschlagt wird.


    [0003] Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Computerprogramm, das Maschinencode umfasst, der von einer Steuereinrichtung für eine Walzstraße abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung die Walzstraße gemäß einem derartigen Betriebsverfahren betreibt.

    [0004] Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Steuereinrichtung für eine Walzstraße, wobei die Steuereinrichtung mit einem derartigen Computerprogramm programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung die Walzstraße gemäß einem derartigen Betriebsverfahren betreibt.

    [0005] Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Walzstraße zum Walzen eines Metallbandes, das einen Bandkopf aufweist,
    • wobei die Walzstraße mindestens ein vorderes Walzgerüst und ein dem vorderen Walzgerüst nachgeordnetes hinteres Walzgerüst aufweist und weiterhin zwischen den beiden Walzgerüsten Seitenführungen für das Metallband aufweist,
    • wobei die Walzstraße eine derartige Steuereinrichtung aufweist, welche die Walzstraße gemäß einem derartigen Betriebsverfahren betreibt.

    Stand der Technik



    [0006] Ein derartiges Betriebsverfahren, das entsprechende Computerprogramm, die Steuereinrichtung und die Walzstraße sind beispielsweise aus der WO 2006/119 984 A1 bekannt.

    [0007] Aus der WO 2006/119 984 A1 ist bekannt, eine Bramme in einem Vorgerüst zu walzen. Sowohl vor als auch hinter dem Vorgerüst sind kräftige Seitenführungen angeordnet. Mittels der Anordnung der WO 2006/119 984 A1 soll gezielt die Geometrie eines Vorbandes beeinflusst werden, um ein gerades Vorband ohne Dickenkeil und ohne seitliche Krümmung zu erzeugen. Die Steuerungen der Seitenführungen und des Vorgerüsts sind derart miteinander verknüpft, dass eine säbelige oder keilige Bramme in ein gerades und keilfreies Vorband umgeformt wird. Die Seitenführungen werden mit hoher Kraft auf ihren Anstellungen gehalten und weichen nur dann aus, wenn dies zum Schutz der Seitenführungen und/oder des Vorgerüsts vor Schäden erforderlich ist. Die entsprechende Position der Seitenführungen wird quantitativ erfasst. Der Walzspalt im Vorgerüst wird in Abhängigkeit von verschiedenen Größen so geregelt, dass er parallel bleibt.

    [0008] Aus der DE 10 2004 043 790 A1 ist bekannt, vor und/oder hinter einem Walzgerüst Seitenführungen anzuordnen und die seitliche Lage der Seitenführungen und/oder vom Metallband auf die Seitenführungen ausgeübte Kräfte zu erfassen. In Abhängigkeit von den erfassten Werten wird die Geometrie des Walzspaltes verändert, um einen Säbel und/oder einen Keil zu vermeiden.

    [0009] Beim Walzen von Metallband in einer Warmband-Fertigstraße soll das Metallband nach Möglichkeit mit höchster Laufstabilität und mit einem optimalen Planheitsergebnis durch die einzelnen Walzgerüste der Walzstraße geführt werden. Zu diesem Zweck ist insbesondere anzustreben, das Metallband mittig und gerade durch die einzelnen Walzgerüste der Walzstraße zu führen. Dies gilt auch und insbesondere in der Einfädelphase des Metallbandes, wenn also der Anfang des Metallbandes (= Bandkopf) bereits aus einem der Walzgerüste ausgetreten ist und dem nächsten Walzgerüst zustrebt.

    [0010] Erfolgt in dem Walzgerüst in der Einfädelphase eine asymmetrische Verformung (wird das Metallband also mit einem Dickenkeil beaufschlagt), läuft das Metallband nicht gerade, sondern in einem Kreisbogen (in Fachkreisen auch Säbel genannt) auf das nächste Walzgerüst zu. Das Metallband trifft daher außermittig bei dem nachgeordneten Walzgerüst ein. Dies hat im nachgeordneten Walzgerüst wiederum eine asymmetrische Reduktion zur Folge. Das Metallband kann daher auch aus dem nachgeordneten Walzgerüst wieder mit einem Säbel auslaufen. Der Säbel kann in die gleiche Richtung wie zuvor oder in die umgekehrte Richtung gerichtet sein.

    [0011] Zur Begrenzung des seitlichen Auswanderns des Metallbandes sind Seitenführungen vorgesehen. Die Seitenführungen werden im Stand der Technik positionsgeregelt betrieben. Weist die seitliche Lage des Metallbandes nur eine geringe Abweichung von der Solllage auf, kontaktiert das Metallband die Seitenführungen nicht. Anderenfalls wird das seitliche Auswandern durch ein einseitiges Schleifen an einer der beiden Seitenführungen begrenzt oder spielt sich schlangenförmig innerhalb der beiden Seitenführungen ab. Ein einseitiges Schleifen beschädigt die Bandkanten. Ein schlangenförmiges Wandern führt wegen der unkontrollierten seitlichen Bandbewegung zu einem außermittigen Anstechen im nachgeordneten Walzgerüst und dadurch zu Planheitsfehlern. Im Extremfall kann der Bandkopf den Walzspalt des nachfolgenden Walzgerüsts komplett verpassen oder gedoppelt in den Walzspalt des nachfolgenden Walzgerüsts einlaufen. Dies gilt insbesondere für die hinteren Walzgerüste einer mehrgerüstigen Fertigstraße, wenn also das Metallband bereits eine relativ geringe Dicke aufweist. Sowohl das Doppeln des Bandkopfes als auch das Verpassen des Walzspaltes führen zu negativen Ergebnissen. Im Extremfall ist es möglich, dass das Metallband nur noch als Schrott verwertet werden kann oder dass sogar die Walzstraße beschädigt wird.

    [0012] Im Stand der Technik werden die Seitenführungen üblicherweise eng eingestellt, um dem Metallband nur einen geringen seitlichen Bewegungsspielraum zu lassen. Dies hat weiterhin zur Folge, dass die Bandkanten durch die Seitenführungen abgeschliffen werden und dass das Band in sich verspannt wird.

    [0013] Steuerleute versuchen in der Praxis durch schnelle Korrekturen der Schräglage der Arbeitswalzen den Geradeauslauf des Bandkopfes auf Sicht zu beeinflussen. Diese Tätigkeit ist sehr anspruchsvoll und erfordert große Erfahrung. Darüber hinaus gelingt dies sogar erfahrenen Steuerleuten oftmals nur eingeschränkt, da die Sicht von der Steuerbühne auf das Metallband aus einem ungünstigen Winkel erfolgt. Auch beeinträchtigen oftmals Dampf und Staub die Sicht. Weiterhin sind nur Ausschnitte des Metallbandes zwischen den Walzgerüsten sichtbar. Darüber hinaus ist bei den hinteren Walzgerüsten der Walzstraße aufgrund der hohen Transportgeschwindigkeiten eine sehr schnelle Reaktion erforderlich.

    [0014] Aus der DE 10 2014 215 397 A1 ist ein Betriebsverfahren für eine Walzstraße bekannt, in der ein Metallband gewalzt wird, das einen Bandkopf aufweist. Die Walzstraße weist ein vorderes und ein hinteres Walzgerüst auf, zwischen denen Seitenführungen für das Metallband angeordnet sind. Bei der DE 10 2014 215 397 A1 wird mittels einer optischen Erfassungseinrichtung die seitliche Lage des Bandkopfes erfasst und zur Nachführung der Anstellung des vorgeordneten Walzgerüsts verwendet. Diese Vorgehensweise führt zu guten Ergebnissen. Nachteilig ist jedoch, dass die optische Erfassungseinrichtung erforderlich ist.

    Zusammenfassung der Erfindung



    [0015] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, die Bandlage schnell, einfach und zuverlässig einstellen zu können. Hierbei soll insbesondere das Vorhandensein einer eigenständigen Erfassungseinrichtung für die Abweichung der seitlichen Lage des Metallbandes von der Solllage nicht erforderlich sein. Weiterhin soll die Gefahr von Banddopplern verringert oder vermieden werden.

    [0016] Die Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren für eine Walzstraße mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Betriebsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 10.

    [0017] Erfindungsgemäß wird ein Betriebsverfahren der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,
    • dass der Bandlageregler den Stellbefehl unter Verwertung der zeitlichen Ableitung der Abweichung der seitlichen Lage des Bandkopfes von der Solllage derart ermittelt, dass einer Änderung der Abweichung der seitlichen Lage des Bandkopfes von der Solllage entgegengewirkt wird.


    [0018] Durch die Kraftbegrenzung wird - im Gegensatz zum positionsgeregelten Betrieb des Standes der Technik - erreicht, dass beim Anschlagen des Metallbandes an die Seitenführung die entsprechende Seitenführung nachgibt. Dadurch werden zunächst die von der Seitenführung auf das Metallband ausgeübten Kräfte begrenzt. Dies reduziert die Gefahr von Banddopplern. Aufgrund des Umstands, dass die Breite des Metallbandes bekannt ist und eine Seitenkante des Metallbandes an der nachgebenden Seitenführung anliegt, kann weiterhin auch die seitliche Lage des Metallbandes quantitativ erfasst werden. Vor allem aber wird bei der Ermittlung des Stellbefehls die zeitliche Ableitung der Abweichung der seitlichen Lage des Bandkopfes von der Solllage verwertet und dadurch der Stellbefehl derart ermittelt, dass einer Änderung der Abweichung der seitlichen Lage des Bandkopfes von der Solllage - wohlgemerkt der Änderung - entgegengewirkt wird. Dadurch kann erreicht werden, dass das Metallband mittels einer feindosierten Gegensteuerung möglichst gerade aus dem vorderen Walzgerüst ausläuft.

    [0019] Es ist möglich, dass die Seitenführungen über einen jeweiligen Kraftregler kraftgeregelt an das Metallband angestellt werden und dass dem jeweiligen Kraftregler ein die Kraftbegrenzung bewirkender Kraftsollwert vorgegeben wird. In diesem Fall liegen stets beide Seitenführungen am Metallband an. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass auch geringe Abweichungen der seitlichen Lage des Metallbandes von der Solllage ohne weiteres erfasst werden können.

    [0020] Im Falle einer Kraftregelung werden vorzugsweise die Kraftregler erst zu einem Zeitpunkt aktiviert, zu dem der Bandkopf um eine vorbestimmte Länge aus dem vorderen Walzgerüst ausgelaufen ist. Dadurch wird erreicht, dass der Bandkopf zuverlässig in den Bereich zwischen den beiden Seitenführungen einlaufen kann. Insbesondere wird dadurch vermieden, dass die vordere, sich in Bandbreitenrichtung erstreckende Bandkante gegen eine der Seitenführungen stößt und dadurch einen Hochgeher verursacht.

    [0021] Die Kraftregler können insbesondere einen jeweiligen Zusatzsollwert für einen jeweiligen unterlagerten Positionsregler ermitteln, mittels derer eine Positionsregelung der jeweiligen Seitenführung erfolgt.

    [0022] Alternativ ist es möglich, dass die Seitenführungen über einen jeweiligen Positionsregler positionsgeregelt auf eine jeweilige Referenzposition gefahren werden. Die Referenzpositionen werden in diesem Fall vorzugsweise derart vorgegeben, dass das Metallband im Falle eines mittigen, vollständig geraden Transports von beiden Seitenführungen einen jeweiligen Abstand aufweist. Im Falle der Positionsregelung ermitteln die Positionsregler als jeweilige Stellgröße jeweils einen Kraftsollwert für einen jeweiligen unterlagerten Kraftregler. Der jeweilige Kraftsollwert wird jedoch mittels eines jeweiligen Begrenzers auf einen Kraftgrenzwert begrenzt. Die Begrenzer können Bestandteil des jeweiligen Positionsreglers oder eigenständige, zwischen den Positionsreglern und den Kraftreglern angeordnete Einheiten sein.

    [0023] Im Falle der unterlagerten oder überlagerten Positionsregelung existiert ein Toleranzbereich, innerhalb dessen das Metallband (in der Regel geringfügig) auswandern kann, ohne die Seitenführungen zu kontaktieren. In diesem Fall werden die Bandkanten bei einem mittigen Geradeauslauf des Metallbandes von den Seitenführungen überhaupt nicht beschädigt.

    [0024] Vorzugsweise ermittelt der Bandlageregler den Stellbefehl derart, dass die Änderung der Abweichung so weit wie möglich reduziert wird, insbesondere zu Null wird. Dadurch läuft das Metallband ab dem Zeitpunkt, zu dem die Änderung der Abweichung so weit wie möglich reduziert ist, so gerade wie möglich - im Idealfall völlig gerade - aus dem vorderen Walzgerüst aus.

    [0025] Vorzugsweise berücksichtigt der Bandlageregler bei der Ermittlung des Stellbefehls eine aktuelle Länge, um die der Bandkopf jeweils aus dem vorderen Walzgerüst ausgelaufen ist. Dadurch ergibt sich eine Linearisierung der Stellwirkung des Bandlagereglers.

    [0026] Vor dem Einlaufen des Bandkopfes in das vordere Walzgerüst wird mittels eines Modells der Walzstraße eine Einstellung des vorderen Walzgerüsts ermittelt, auf welche das vordere Walzgerüst ab dem Einlaufen des Bandkopfes in das vordere Walzgerüst eingestellt wird. Diese Einstellung wird beibehalten, bis mittels der Seitenführungen die Abweichung der seitlichen Lage des Bandkopfes von der Solllage erfasst wird. Vorzugsweise wird das Modell anhand des vom Bandlageregler ermittelten Stellbefehls adaptiert und wird beim Walzen eines weiteren Metallbandes der Ermittlung der Einstellung des vorderen Walzgerüsts das adaptierte Modell zugrunde gelegt. Dadurch kann das Modell nach und nach immer weiter verbessert werden, so dass für zukünftig zu walzende Metallbänder immer weiter verbesserte Einstellungen ermittelt werden können.

    [0027] In analoger Weise kann vor dem Einlaufen des Bandkopfes in das hintere Walzgerüst mittels eines Modells der Walzstraße auch eine Einstellung des hinteren Walzgerüsts ermittelt werden, auf welche das hintere Walzgerüst zu dem Zeitpunkt eingestellt wird, zu dem der Bandkopf in das hintere Walzgerüst einläuft. Es ist möglich, dass bei der Ermittlung der Einstellung des hinteren Walzgerüsts der vom Bandlageregler ermittelte Stellbefehl für das vordere Walzgerüst und/oder die Abweichung der seitlichen Lage des Bandkopfes von der Solllage und/oder die zeitliche Änderung der seitlichen Lage des Bandkopfes berücksichtigt werden. Dadurch kann unter Umständen bereits für das momentan gewalzte Band der Bandlauf optimiert werden.

    [0028] Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Erfindungsgemäß bewirkt die Abarbeitung des Computerprogramms, dass die Steuereinrichtung die Walzstraße gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren betreibt.

    [0029] Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung für eine Walzstraße mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Computerprogramm programmiert, so dass die Steuereinrichtung die Walzstraße gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren betreibt.

    [0030] Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Walzstraße mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Erfindungsgemäß betreibt die Steuereinrichtung die Walzstraße jeweils gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren.

    [0031] Vorzugsweise sind das vordere und das hintere Walzgerüst Walzgerüste einer als Fertigstraße ausgebildeten Walzstraße.

    Kurze Beschreibung der Zeichnungen



    [0032] Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:
    FIG 1
    eine Walzstraße mit mehreren Walzgerüsten,
    FIG 2
    zwei Walzgerüste der Walzstraße in perspektivischer Ansicht,
    FIG 3
    die zwei Walzgerüste der Walzstraße von FIG 2 von oben,
    FIG 4
    eine Regelanordnung,
    FIG 5
    eine weitere Regelanordnung und
    FIG 6
    eine weitere Regelanordnung.

    Beschreibung der Ausführungsformen



    [0033] Gemäß FIG 1 soll in einer Walzstraße ein Metallband 1 gewalzt werden. Das Metallband 1 wird in einer Transportrichtung x durch die Walzstraße gefördert. Das Metallband 1 kann beispielsweise ein Stahlband, ein Aluminiumband, ein Kupferband, ein Messingband oder ein aus einem anderen Metall bestehendes Band sein. Die Walzstraße weist mehrere Walzgerüste 2 auf. In der Regel ist die Walzstraße als Fertigstraße ausgebildet. Demzufolge sind die Walzgerüste 2 in der Regel die Walzgerüste 2 einer Fertigstraße.

    [0034] Die Anzahl an Walzgerüsten 2 liegt in der Regel zwischen vier und acht, beispielsweise bei fünf, sechs oder sieben. Von den Walzgerüsten 2 sind in FIG 1 (und auch in den anderen Figuren) nur deren Arbeitswalzen 3 dargestellt. In der Regel weisen die Walzgerüste 2 jedoch zusätzlich zu den Arbeitswalzen 3 weitere Walzen auf, insbesondere bei Quartogerüsten zusätzlich zu den Arbeitswalzen 3 Stützwalzen und bei Sextogerüsten zusätzlich zu den Arbeitswalzen 3 Stützwalzen und Zwischenwalzen. Die Arbeitswalzen 3, die Zwischenwalzen und/oder die Stützwalzen können axial verschiebbar sein. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Hinter dem letzten Walzgerüst 2 sind oftmals eine Kühlstrecke und/oder ein Haspel (in den FIG nicht dargestellt) vorhanden.

    [0035] Die Walzstraße wird von einer Steuereinrichtung 4 gesteuert. Die Steuereinrichtung 4 steuert in der Regel die gesamte Walzstraße. Sie ist also in der Regel nur einmal für alle Walzgerüste 2 der Walzstraße vorhanden. Eine Parametrierung der Steuereinrichtung 4 bezüglich der einzelnen Walzgerüste 2 kann jedoch von Walzgerüst 2 zu Walzgerüst 2 verschieden sein.

    [0036] Die Steuereinrichtung 4 ist in der Regel als softwareprogrammierbare Steuereinrichtung 4 ausgebildet. Sie ist daher in der Regel mit einem Computerprogramm 5 programmiert. Das Computerprogramm 5 bestimmt die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 4. Das Computerprogramm 5 umfasst Maschinencode 6, der von der Steuereinrichtung 4 abarbeitbar ist. Die Abarbeitung des Maschinencodes 6 bewirkt, dass die Steuereinrichtung 4 die Walzstraße gemäß einem Betriebsverfahren betreibt, das nachfolgend in Verbindung mit den weiteren FIG näher erläutert wird.

    [0037] Die nachfolgend näher erläuterte erfindungsgemäße Vorgehensweise wird weiterhin in der Regel für jedes Paar von Walzgerüsten 2 ergriffen. Nachfolgend wird daher in Verbindung mit den FIG 2 und 3 und auch den weiteren FIG nur ein einzelnes Paar von Walzgerüsten 2 betrachtet. Die entsprechenden Ausführungen können jedoch für jede derartige Gruppe von zwei in Transportrichtung x des Metallbandes 1 unmittelbar aufeinanderfolgenden Walzgerüsten 2 gelten.

    [0038] Das vordere Walzgerüst 2 von FIG 2 und 3, d.h. dasjenige Walzgerüst, aus dem das Metallband 1 ausläuft, ist das hauptsächlich relevante Walzgerüst 2. Bezüglich des hinteren Walzgerüsts 2 kommt es im wesentlichen nur darauf an, dass das Metallband 1 zu dem hinteren Walzgerüst 2 geführt wird. Nachstehend werden für das vordere Walzgerüst 2 das Bezugszeichen 2a und für das hintere Walzgerüst 2 das Bezugszeichen 2b verwendet.

    [0039] Von Bedeutung ist in vielen Fällen weiterhin, dass der Bandkopf 7 des Metallbandes 1, d.h. der Anfang des Metallbandes 1, zwar bereits aus dem vorderen Walzgerüst 2a ausgelaufen ist, das hintere Walzgerüst 2b jedoch noch nicht erreicht hat. Dieser Zustand wird üblicherweise und auch nachfolgend als Auslaufen des Bandkopfes 7 aus dem vorderen Walzgerüst 2a bezeichnet.

    [0040] Die Walzstraße weist weiterhin zwischen jeweils zwei Walzgerüsten 2 - dargestellt ist dies nur in FIG 3 für den Bereich zwischen dem vorderen und dem hinteren Walzgerüst 2a, 2b - Seitenführungen 8, 8' auf. Die Seitenführungen 8, 8' sind über entsprechende Stelleinrichtungen 9, 9' verstellbar. Die Stelleinrichtungen 9, 9' sind in der Regel als Hydraulikzylindereinheiten ausgebildet. Die Art und Weise der Verstellbarkeit ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch von untergeordneter Bedeutung. Mittels der Seitenführungen 8, 8' wird das Metallband 1 seitlich geführt.

    [0041] Die Seitenführungen 8, 8' (genauer: die Stelleinrichtungen 9, 9') werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung kraftbegrenzt betrieben. Dies gilt zumindest während des Zeitraums zwischen dem Auslaufen des Bandkopfes 7 aus dem vorderen Walzgerüst 2a und dem Einlaufen des Bandkopfes 7 in das hintere Walzgerüst 2b. Kräfte F, F', die von den Seitenführungen 8, 8' auf die Seitenkanten 10, 10' des Metallbandes 1 ausgeübt werden, werden also begrenzt. Insbesondere geben die Seitenführungen 8, 8' nach, wenn das Metallband 1 eine zu starke Kraft - also eine Kraft oberhalb eines Kraftgrenzwerts Fmax - auf die Seitenführungen 8, 8' ausübt. Der Kraftgrenzwert Fmax kann beispielsweise zwischen 2 kN und 10 kN liegen, insbesondere zwischen 4 kN und 6 kN. Er kann entsprechend der Darstellung in FIG 3 der Steuereinrichtung 4 als Parameter vorgebbar sein. Unabhängig davon, ob der Kraftgrenzwert Fmax als Parameter vorgegeben wird oder nicht, wird der Kraftgrenzwert Fmax im Rahmen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens jedoch konstant gehalten.

    [0042] Die jeweilige Position p, p' der Seitenführungen 8, 8' kann mittels entsprechender Sensoren 11, 11' erfasst werden. Sofern die Erfassung erfolgt, während der Bandkopf 7 sich zwischen dem vorderen Walzgerüst 2a und dem hinteren Walzgerüst 2b befindet, sind die Positionen p, p' für die seitliche Lage y des Bandkopfes 7 und damit auch für die Abweichung δy der seitlichen Lage y von einer Solllage y* charakteristisch. Dies wird später in Verbindung mit zwei möglichen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung noch näher erläutert werden. Mittels der Seitenführungen 8, 8' kann somit die Abweichung δy der seitlichen Lage y des Bandkopfes 7 von einer Solllage y* quantitativ erfasst werden. Es kann also nicht nur rein binär erfasst werden, dass die Abweichung δy erfolgt ist und welche Richtung die Abweichung δy gegebenenfalls aufweist. Es kann vielmehr auch das Ausmaß der Abweichung δy erfasst werden, also in welchem Umfang die Abweichung δy erfolgt ist.

    [0043] Die Positionen p, p' können daher einer Ermittlungseinrichtung 12 zugeführt werden. Die Ermittlungseinrichtung 12 kann anhand der erfassten Positionen p, p' die seitliche Lage y des Bandkopfes 7 und die Abweichung δy der seitlichen Lage y des Bandkopfes 7 von der Solllage y* ermitteln.

    [0044] Die seitliche Lage y kann nach Bedarf auf eine der beiden Seitenkanten 10, 10' oder auf einen Ort zwischen den beiden Seitenkanten 10, 10' - insbesondere die Bandmitte - bezogen sein. Nachfolgend wird angenommen, dass die seitliche Lage y auf die Bandmitte - in FIG 3 durch eine gestrichelte Linie angedeutet - bezogen ist. Diese Festlegung erleichtert die Arithmetik und die Erläuterung der Erfindung, ist jedoch nicht mit einer inhaltlichen Beschränkung verbunden.

    [0045] Die Steuereinrichtung 4 implementiert entsprechend der Darstellung in FIG 3 unter Abarbeitung des Computerprogramms 5 oftmals unter anderem einen Bandlageregler 13 für das vordere Walzgerüst 2a. Der Bandlageregler 13 kann beispielsweise als konventioneller PI-Regler ausgebildet sein. Alternativ kann der Bandlageregler beispielsweise als modellprädiktiver Regler ausgebildet sein. Dem Bandlageregler 13 wird die Abweichung δy zugeführt. Der Bandlageregler 13 ermittelt einen Stellbefehl S für das vordere Walzgerüst 2a. Mittels des Stellbefehls S wird der Änderung der Abweichung δy (also nicht dem absoluten Wert der Abweichung δy, sondern der Geschwindigkeit, mit der der Bandkopf 7 seitlich auswandert) entgegengewirkt. Das Walzgerüst 2a wird entsprechend dem ermittelten Stellbefehl S beaufschlagt. Der Stellbefehl S kann insbesondere eine Differenzwalzkraft oder einen Differenzwalzspalt bewirken. Der Bandlageregler 13 beaufschlagt das vordere Walzgerüst 2a entsprechend dem ermittelten Stellbefehl S.

    [0046] In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden die Seitenführungen 8, 8' entsprechend der Darstellung in FIG 4 über einen jeweiligen Kraftregler 14, 14' kraftgeregelt an das Metallband 1 angestellt. Die Kraftregler 14, 14' werden von der Steuereinrichtung 4 aufgrund der Ausführung des Computerprogramms 5 implementiert. Die Kraftregler 14, 14' können als konventionelle Regler ausgebildet sein, insbesondere als P-Regler oder PI-Regler. Den beiden Kraftreglern 14, 14' wird als Kraftsollwert F*, F'* einheitlich der Kraftgrenzwert Fmax vorgegeben. Entsprechend der Differenz zwischen Kraftsollwert F*, F'* und jeweiligem Kraftistwert F, F' ermitteln die beiden Kraftregler 14, 14' entsprechende Steuerbefehle q, q' für die Stelleinrichtungen 9, 9' und steuern diese entsprechend an. Die Vorgabe des Kraftgrenzwerts Fmax als Kraftsollwert F*, F'* für beide Kraftregler 14, 14' bewirkt in diesem Fall die Kraftbegrenzung.

    [0047] Im Falle der Kraftregelung liegen beide Seitenführungen 8, 8' an den Seitenkanten 10, 10' an. Es ist daher prinzipiell möglich, den Mittelwert der beiden Positionen p, p' zu bilden und als Wert für die seitliche Lage y zu verwenden:



    [0048] Vorzugsweise wird jedoch nur eine der beiden Positionen p, p' verwendet. Insbesondere ist es möglich, anhand der Positionen p, p' zu ermitteln, nach welcher Seite das Metallband 1 ausgelenkt ist, und nur die Position p, p' an dieser Seite zu verwerten. Dadurch kann die Genauigkeit der Ermittlung der seitlichen Lage y verbessert werden. Um zu ermitteln, nach welcher Seite das Metallband 1 ausgelenkt ist, kann beispielsweise das Vorzeichen der Summe der Positionen p, p' ausgewertet werden. Je nach Richtung der Auslenkung kann dann die seitliche Lage y - je nach Vorzeichen - gemäß einer der beiden nachstehenden Gleichungen ermittelt werden, wobei b die - ohne weiteres bekannte - Breite des Metallbandes 1 ist:





    [0049] Im Falle einer reinen Kraftregelung liegen beide Seitenführungen 8, 8' an den Seitenkanten 10, 10' an. Um ein ordnungsgemäßes Einführen des Bandkopfes 7 in den Bereich zwischen den beiden Seitenführungen 8, 8' zu gewährleisten, werden daher vorzugsweise die Kraftregler 14, 14' erst zu einem Zeitpunkt aktiviert, zu dem der Bandkopf 7 um eine vorbestimmte Länge Lmin aus dem vorderen Walzgerüst 2a ausgelaufen ist. Die vorbestimmte Länge Lmin ist entsprechend der Darstellung in FIG 3 größer als der Abstand der Seitenführungen 8, 8' vom vorderen Walzgerüst 2a. Erst nach dem genannten Zeitpunkt werden die Kraftregler 14, 14 aktiviert und dadurch die Seitenführungen 8, 8' an die Seitenkanten 10, 10' angestellt. Zuvor kann beispielsweise eine Positionsregelung aktiv sein, welche die Seitenführungen 8, 8' in einer zurückgezogenen Position hält. Die jeweils aktuelle Länge L, um die der Bandkopf 7 aus dem vorderen Walzgerüst 2a ausgelaufen ist, kann beispielsweise durch Integrieren einer Transportgeschwindigkeit v, mit der das Metallband 1 aus dem Walzgerüst 2a ausläuft, ermittelt werden.

    [0050] In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wirken die Kraftregler 14, 14' über unterlagerte Positionsregler 15, 15' auf die Seitenführungen 8, 8'. In diesem Fall erfolgt mittels der unterlagerten Positionsregler 15, 15' eine Positionsregelung der jeweiligen Seitenführung 8, 8'. Zu diesem Zweck werden den Positionsreglern 15, 15' entsprechend der Darstellung in FIG 5 entsprechende Referenzpositionen p*, p'* und die zugehörigen Positionen p, p' zugeführt.

    [0051] Die Referenzpositionen p*, p'* sind derart bestimmt, dass ihre Differenz geringfügig größer als die Breite b des Metallbandes 1 ist:

    δ ist eine geeignet gewählte Schranke. Sie kann beispielsweise im Bereich weniger Zentimeter liegen. In der Regel liegt sie bei maximal 20 cm.

    [0052] Die Kraftregler 14, 14' ermitteln einen jeweiligen Zusatzsollwert δp, δp' für den jeweiligen unterlagerten Positionsregler 15, 15'. In diesem Fall sind die Kraftregler 14, 14' in der Regel als I-Regler ausgebildet, wirken also integrierend. Weiterhin ist den Kraftreglern 14, 14' in diesem Fall in der Regel ein jeweiliger Begrenzer 16, 16' nachgeordnet, mittels dessen das Ausgangssignal des jeweiligen Kraftreglers 14, 14' einseitig begrenzt wird. Dadurch wird erreicht, dass mittels der Kraftregler 14, 14' zwar ein Nachgeben der Seitenführungen 8, 8' bewirkt werden kann, nicht aber ein Zufahren der Seitenführungen 8, 8'.

    [0053] In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden die Seitenführungen 8, 8' entsprechend der Darstellung in FIG 6 über einen jeweiligen Positionsregler 15, 15' positionsgeregelt auf eine jeweilige Referenzposition p*, p'* gefahren. Die Referenzpositionen p*, p'* sind, wie zuvor in Verbindung mit FIG 5 erläutert, derart bestimmt, dass ihre Differenz geringfügig größer als die Breite b des Metallbandes 1 ist.

    [0054] In diesem Fall ermitteln die beiden Positionsregler 15, 15' - unabhängig voneinander - als jeweilige Stellgröße jeweils einen Kraftsollwert F*, F'*. Die beiden Kraftsollwerte F*, F'* werden Begrenzern 16, 16' zugeführt. In den Begrenzern 16, 16' werden die Kraftsollwerte F*, F'* einseitig auf den einheitlichen Kraftgrenzwert Fmax begrenzt. Die - gegebenenfalls begrenzten - Kraftsollwerte F*, F'* werden sodann den Kraftreglern 14, 14' zugeführt. Die Kraftregler 14, 14' sind im Rahmen der Ausgestaltung von FIG 6 den Positionsreglern 15, 15 unterlagert. Sie ermitteln - wie zuvor im Falle der Kraftregelung gemäß FIG 4 - entsprechend der Differenz zwischen dem jeweiligen (gegebenenfalls begrenzten) Kraftsollwert F*, F'* und dem jeweiligem Kraftistwert F, F' entsprechende Steuerbefehle q, q' für die Stelleinrichtungen 9, 9' und steuern diese entsprechend an.

    [0055] Im Falle der Kraftregelung mit unterlagerter Positionsregelung und auch im Falle der Positionsregelung mit Kraftbegrenzung und unterlagerter Kraftregelung liegt in der Regel maximal eine der beiden Seitenführungen 8, 8' an der jeweils benachbarten Seitenkante 10, 10' an. Die andere Seitenführung 8', 8 ist von ihrer benachbarten Seitenkante 10', 10 beabstandet. Nur die Position p, p' der Seitenführung 8, 8', die an ihrer zugehörigen Seitenkante 10, 10' anliegt, kann verwendet werden, um die seitliche Lage y quantitativ zu ermitteln. Welche der beiden Seitenführungen 8, 8' dies ist, kann ohne weiteres anhand der Kräfte F, F' und der Positionen p, p' ermittelt werden. Insbesondere befindet sich diejenige Seitenführung 8, 8', welche ihre Seitenkante 10, 10' nicht kontaktiert, auf ihrer jeweiligen Referenzposition p*, p'*. Auch ist zum Halten dieser Seitenführung 8, 8' mangels Kontakt mit der entsprechenden Seitenkante 10, 10' keine Kraft F, F' erforderlich. Für diese Kraft F, F' gilt also, dass sie den Wert 0 aufweist. Für die Ermittlung der ausgelenkten Seitenführung 8, 8' kann insbesondere die eine Bedingung, die andere Bedingungen oder eine Kombination beider Bedingungen herangezogen werden.

    [0056] Im Rahmen der Ermittlung des Stellbefehls S verwertet der Bandlageregler 13, wie bereits erwähnt, nicht die Abweichung δy der seitlichen Lage y von der Solllage y*, sondern deren zeitliche Ableitung, also die Geschwindigkeit, mit der der Bandkopf 7 seitlich auswandert. Der Bandlageregler 13 kann im Rahmen der Ermittlung des Stellbefehls S weiterhin die aktuelle Länge L und gegebenenfalls auch andere Größen wie beispielsweise die Transportgeschwindigkeit v mit berücksichtigen. Dadurch kann das Verhalten der Regelung linearisiert werden. Gegebenenfalls kann der Bandlageregler 13 weiterhin eine Glättung und/oder eine Begrenzung des Stellbefehls S vornehmen.

    [0057] Vorzugsweise ermittelt der Bandlageregler 13 den Stellbefehl S derart, dass die Änderung der Abweichung δy so weit wie möglich reduziert wird, insbesondere zu Null wird. Insbesondere bedeutet die Reduktion der Änderung der Abweichung δy auf Null, dass das Metallband 1 ab diesem Zeitpunkt gerade aus dem vorderen Walzgerüst 2a ausläuft. Diese Ansteuerung ist somit die gewünschte Ansteuerung des Walzgerüsts 2a. Hingegen wird der Stellbefehl S nicht derart ermittelt, dass die Abweichung δy selbst so weit wie möglich reduziert wird.

    [0058] Die Steuereinrichtung 4 implementiert aufgrund der Abarbeitung des Computerprogramms 5 bzw. des Maschinencodes 6 unter anderem ein Modell 17 der Walzstraße. Die Steuereinrichtung 4 verwendet das Modell 17 dazu, um eine Einstellung des jeweiligen Walzgerüsts 2 zu ermitteln, auf welche das jeweilige Walzgerüst 2 eingestellt wird. Diese Ermittlung erfolgt vor dem Einlaufen des Bandkopfes 7 in das jeweilige Walzgerüst 2. Die ermittelte Einstellung gilt für den Zeitpunkt ab dem Einlaufen des Bandkopfes 7 in das jeweilige Walzgerüst 2 bzw. - hiermit im wesentlichen gleichwertig - für den Zeitpunkt, zu dem der Bandkopf 7 das jeweilige Walzgerüst 2 erreicht. Dies gilt für jedes Walzgerüst 2 der Walzstraße und somit auch für das vordere Walzgerüst 2a und das hintere Walzgerüst 2b. Die mittels des Modells 17 für auf das vordere Walzgerüst 2a ermittelte Einstellung wird beibehalten, bis mittels der Seitenführungen 8, 8' die Abweichung δy der seitlichen Lage y des Bandkopfes 7 von der Solllage y* erfasst wird. Bis zu diesem Zeitpunkt erfolgt also keine Korrektur der Einstellung des vorderen Walzgerüsts 2a. Ohne weitergehende Maßnahmen wird daher auch ein nachfolgendes weiteres Metallband 1 zunächst mit denselben, gegebenenfalls fehlerbehafteten Einstellungen gewalzt. Vorzugsweise wird daher das Modell 17 anhand des vom Bandlageregler 13 ermittelten Stellbefehls S adaptiert. Dadurch ist es möglich, beim Walzen des weiteren Metallbandes 1 der Ermittlung der Einstellung des vorderen Walzgerüsts 2a das adaptierte Modell 17 zugrunde zu legen. Der Stellbefehl S ist derjenige Stellbefehl S, bei dem die Änderung der Abweichung δy so weit wie möglich reduziert ist.

    [0059] Im einfachsten Fall wird trotz der Nachführung der Einstellung des vorderen Walzgerüst 2a die vorab mittels des Modells 17 ermittelte Einstellung des hinteren Walzgerüsts 2b unverändert beibehalten. Es ist jedoch alternativ möglich, bei der Ermittlung der Einstellung des hinteren Walzgerüsts 2b den vom Bandlageregler 13 ermittelten Stellbefehl S für das vordere Walzgerüst 2a und/oder die Abweichung δy der seitlichen Lage y des Bandkopfes 7 von der Solllage y* und/oder die zeitliche Änderung der seitlichen Lage y zu berücksichtigen, die zuvor ermittelte Einstellung also zu korrigieren. Diese Korrektur kann auch ohne Adaption des Modells 17 erfolgen. Insbesondere kann das Modell 17 derart ausgebildet sein, dass es die Einstellung der Walzgerüste 2 unter Berücksichtigung der genannten Größen ermittelt. Auch hier ist der Stellbefehl S derjenige Stellbefehl S, bei dem die Änderung der Abweichung δy so weit wie möglich reduziert ist.

    [0060] Die Steuereinrichtung 4, welche die Implementierung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens realisiert, ist aufgrund der Programmierung mit dem Computerprogramm 5 derart ausgebildet. Das Computerprogramm bewirkt also entsprechend der Darstellung in den FIG 3, 4 und 5, dass die Steuereinrichtung 4 entsprechende Softwareblöcke realisiert.

    [0061] Die Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere sind die Seitenführungen 8, 8' in der Regel sowieso vorhanden. Es sind daher keinerlei zusätzliche Einrichtungen erforderlich, um die seitliche Lage y des Bandkopfes 7 zu ermitteln. Weiterhin können aufgrund derer Kraftbegrenzung Schäden an den Seitenkanten 10, 10' und auch an den Seitenführungen 8, 8' zuverlässig vermieden werden. Die Gefahr von Banddopplern kann ebenfalls deutlich reduziert werden. Dennoch kann auf einfache Weise gewährleistet werden, dass das Metallband 1 so gerade wie möglich aus dem vorderen Walzgerüst 2a ausläuft.

    [0062] 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



    [0063] 
    1
    Metallband
    2
    Walzgerüste allgemein
    2a
    vorderes Walzgerüst
    2b
    hinteres Walzgerüst
    3
    Arbeitswalzen
    4
    Steuereinrichtung
    5
    Computerprogramm
    6
    Maschinencode
    7
    Bandkopf
    8, 8'
    Seitenführungen
    9, 9'
    Stelleinrichtungen
    10, 10'
    Seitenkanten
    11, 11'
    Sensoren
    12
    Ermittlungseinrichtung
    13
    Bandlageregler
    14, 14'
    Kraftregler
    15, 15'
    Positionsregler
    16, 16'
    Begrenzer
    17
    Modell
    b
    Breite
    F*, F'*
    Kraftsollwerte
    F, F'
    Kräfte
    Fmax
    Kraftgrenzwert
    L
    aktuelle Länge
    Lmin
    vorbestimmte Länge
    p, p'
    Positionen
    p*, p'*
    Referenzpositionen
    q, q'
    Stellbefehle für Stelleinrichtungen
    S
    Stellbefehl für vorderes Walzgerüst
    v
    Transportgeschwindigkeit
    x
    Transportrichtung
    y
    seitliche Lage
    y*
    Solllage
    δ
    Schranke
    δp, δp'
    Zusatzsollwerte
    δy
    Abweichung



    Ansprüche

    1. Betriebsverfahren für eine Walzstraße, in der ein Metallband (1) gewalzt wird, das einen Bandkopf (7) aufweist,

    - wobei die Walzstraße mindestens ein vorderes Walzgerüst (2a) und ein dem vorderen Walzgerüst (2a) nachgeordnetes hinteres Walzgerüst (2b) aufweist und weiterhin zwischen den beiden Walzgerüsten (2a, 2b) Seitenführungen (8, 8') für das Metallband (1) aufweist,

    - wobei die Seitenführungen (8, 8') kraftbegrenzt betrieben werden,

    - wobei während des Zeitraums zwischen dem Auslaufen des Bandkopfes (7) aus dem vorderen Walzgerüst (2a) und dem Einlaufen des Bandkopfes (7) in das hintere Walzgerüst (2b) mittels der Seitenführungen (8, 8') eine Abweichung (δy) der seitlichen Lage (y) des Bandkopfes (7) von einer Solllage (y*) quantitativ erfasst wird,

    - wobei mittels eines Bandlagereglers (13) ein Stellbefehl (S) für das vordere Walzgerüst (2a) ermittelt wird,

    - wobei das vordere Walzgerüst (2a) vom Bandlageregler (13) entsprechend dem ermittelten Stellbefehl (S) beaufschlagt wird,

    - dadurch gekennzeichnet, dass der Bandlageregler (13) den Stellbefehl (S) unter Verwertung der zeitlichen Ableitung der Abweichung (δy) der seitlichen Lage (y) des Bandkopfes (7) von der Solllage (y*) derart ermittelt, dass einer Änderung der Abweichung (δy) der seitlichen Lage (y) des Bandkopfes (7) von der Solllage (y*) entgegengewirkt wird.


     
    2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Seitenführungen (8, 8') über einen jeweiligen Kraftregler (14, 14') kraftgeregelt an das Metallband (1) angestellt werden und dass dem jeweiligen Kraftregler (14, 14') ein die Kraftbegrenzung bewirkender Kraftsollwert (F*, F'*) vorgegeben wird.
     
    3. Betriebsverfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kraftregler (14, 14') erst zu einem Zeitpunkt aktiviert werden, zu dem der Bandkopf (7) um eine vorbestimmte Länge (Lmin) aus dem vorderen Walzgerüst (2a) ausgelaufen ist.
     
    4. Betriebsverfahren nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kraftregler (14, 14') einen jeweiligen Zusatzsollwert (δp, δp') für einen jeweiligen unterlagerten Positionsregler (15, 15') ermitteln, mittels derer eine Positionsregelung der jeweiligen Seitenführung (8, 8') erfolgt.
     
    5. Betriebsverfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Seitenführungen (8, 8') über einen jeweiligen Positionsregler (15, 15') positionsgeregelt auf eine jeweilige Referenzposition (p*, p'*) gefahren werden, dass die Positionsregler (15, 15') als jeweilige Stellgröße jeweils einen Kraftsollwert (F*, F'*) für einen jeweiligen unterlagerten Kraftregler (14, 14') ermitteln und dass der jeweilige Kraftsollwert (F*, F'*) mittels eines jeweiligen Begrenzers (16, 16') auf einen Kraftgrenzwert (Fmax) begrenzt wird.
     
    6. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Bandlageregler (13) den Stellbefehl (S) derart ermittelt, dass die Änderung der Abweichung (δy) so weit wie möglich reduziert wird, insbesondere zu Null wird.
     
    7. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Bandlageregler (13) bei der Ermittlung des Stellbefehls (S) eine aktuelle Länge (L) berücksichtigt, um die der Bandkopf (7) jeweils aus dem vorderen Walzgerüst (2a) ausgelaufen ist.
     
    8. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass vor dem Einlaufen des Bandkopfes (7) in das vordere Walzgerüst (2a) mittels eines Modells (17) der Walzstraße eine Einstellung des vorderen Walzgerüsts (2a) ermittelt wird, auf welche das vordere Walzgerüst (2a) ab dem Einlaufen des Bandkopfes (7) in das vordere Walzgerüst (2a) eingestellt wird, bis mittels der Seitenführungen (8, 8') die Abweichung (δy) der seitlichen Lage (y) des Bandkopfes (7) von der Solllage (y*) erfasst wird, dass das Modell (17) anhand des vom Bandlageregler (13) ermittelten Stellbefehls (S) adaptiert wird und dass beim Walzen eines weiteren Metallbandes (1) der Ermittlung der Einstellung des vorderen Walzgerüsts (2a) das adaptierte Modell (17) zugrunde gelegt wird.
     
    9. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass vor dem Einlaufen des Bandkopfes (7) in das hintere Walzgerüst (2b) mittels eines Modells (17) der Walzstraße eine Einstellung des hinteren Walzgerüsts (2b) ermittelt wird, auf welche das hintere Walzgerüst (2b) zu dem Zeitpunkt eingestellt wird, zu dem der Bandkopf (7) in das hintere Walzgerüst (2b) einläuft, und dass bei der Ermittlung der Einstellung des hinteren Walzgerüsts (2b) der vom Bandlageregler (13) ermittelte Stellbefehl (S) für das vordere Walzgerüst (2a) und/oder die Abweichung (δy) der seitlichen Lage (y) des Bandkopfes (7) von der Solllage (y*) und/oder die zeitliche Änderung der seitlichen Lage (y) des Bandkopfes (7) berücksichtigt werden.
     
    10. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das vordere und das hintere Walzgerüst (2a, 2b) Walzgerüste (2a, 2b) einer als Fertigstraße ausgebildeten Walzstraße sind.
     
    11. Computerprogramm, das Maschinencode (6) umfasst, der von einer Steuereinrichtung (4) für eine Walzstraße abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes (6) durch die Steuereinrichtung (4) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (4) die Walzstraße gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche betreibt.
     
    12. Steuereinrichtung für eine Walzstraße, wobei die Steuereinrichtung mit einem Computerprogramm (5) nach Anspruch 11 programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung die Walzstraße gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 betreibt.
     
    13. Walzstraße zum Walzen eines Metallbandes (1), das einen Bandkopf (7) aufweist,

    - wobei die Walzstraße mindestens ein vorderes Walzgerüst (2a) und ein dem vorderen Walzgerüst (2a) nachgeordnetes hinteres Walzgerüst (2b) aufweist und weiterhin zwischen den beiden Walzgerüsten (2a, 2b) Seitenführungen (8, 8') für das Metallband (1) aufweist,

    - wobei die Walzstraße eine Steuereinrichtung (4) aufweist, welche die Walzstraße gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 betreibt.


     
    14. Walzstraße nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das vordere und das hintere Walzgerüst (2a, 2b) Walzgerüste (2a, 2b) einer als Fertigstraße ausgebildeten Walzstraße sind.
     


    Claims

    1. Operating method for a rolling train, in which a metal strip (1) is rolled which has a strip head (7),

    - wherein the rolling train has at least one front roll stand (2a) and one rear roll stand (2b) arranged downstream of the front roll stand (2a) and furthermore has lateral guides (8, 8') for the metal strip (1) between the two roll stands (2a, 2b),

    - wherein the lateral guides (8, 8') are operated with force limitation,

    - wherein during the period between the exit of the strip head (7) from the front roll stand (2a) and the entry of the strip head (7) into the rear roll stand (2b), a deviation (δy) in the lateral position (y) of the strip head (7) from a setpoint position (y*) is quantitatively detected by means of the lateral guides (8, 8'),

    - wherein a control command (S) for the front roll stand (2a) is determined by means of a strip position controller (13),

    - wherein the front roll stand (2a) is acted upon by the strip position controller (13) in accordance with the determined control command (S) and

    - characterised in that the strip position controller (13) determines the control command (S) utilising the time derivative of the deviation (δy) in the lateral position (y) of the strip head (7) from the setpoint position (y*), such that a change in the deviation (δy) in the lateral position (y) of the strip head (7) from the setpoint position (y*) is counteracted.


     
    2. Operating method according to claim 1,
    characterised in that
    the lateral guides (8, 8') are set against the metal strip (1) in a force-controlled manner via a respective force controller (14, 14'), and a force-limiting force setpoint value (F*, F'*) is predefined for the respective force controller (14, 14').
     
    3. Operating method according to claim 2,
    characterised in that
    the force controllers (14, 14') are only activated at a point in time at which the strip head (7) has exited the front roll stand (2a) by a predetermined length (Lmin).
     
    4. Operating method according to claim 2 or 3,
    characterised in that
    the force controllers (14, 14') determine a respective additional setpoint value (δρ, δρ') for a respective subordinate position controller (15, 15'), by means of which a position control of the respective lateral guide (8, 8') takes place.
     
    5. Operating method according to claim 1,
    characterised in that
    the lateral guides (8, 8') are moved in a position-controlled manner to a respective reference position (p*, p'*) via a respective position controller (15, 15'), the position controllers (15, 15') respectively determine, as the respective manipulated variable, a force setpoint value (F*, F'*) for a respective subordinate force controller (14, 14'), and the respective force setpoint value (F*, F'*) is limited to a force limit value (Fmax) by means of a respective limiter (16, 16').
     
    6. Operating method according to one of the above claims,
    characterised in that
    the strip position controller (13) determines the control command (S) such that the change in the deviation (δy) is reduced as much as possible, in particular to zero.
     
    7. Operating method according to one of the above claims,
    characterised in that
    the strip position controller (13) takes into account a current length (L) by which the strip head (7) has exited the front roll stand (2a) when determining the control command (S) .
     
    8. Operating method according to one of the above claims,
    characterised in that
    before the strip head (7) enters the front roll stand (2a) an adjustment of the front roll stand (2a) is determined by means of a model (17) of the rolling train, to which adjustment the front roll stand (2a) is adjusted from the entry of the strip head (7) into the front roll stand (2a) until the deviation (δy) in the lateral position (y) of the strip head (7) from the setpoint position (y*) is detected by means of the lateral guides (8, 8'), the model (17) is adapted on the basis of the control command (S) determined by the strip position controller (13), and when rolling a further metal strip (1) the adapted model (17) is used as the basis for the determination of the adjustment of the front roll stand (2a).
     
    9. Operating method according to one of the above claims,
    characterised in that
    before the strip head (7) enters the rear roll stand (2b) an adjustment of the rear roll stand (2b) is determined by means of a model (17) of the rolling train, to which adjustment the rear roll stand (2b) is adjusted at the time at which the strip head (7) enters the rear roll stand (2b), and when determining the adjustment of the rear roll stand (2b) the control command (S) determined by the strip position controller (13) for the front roll stand (2a) and/or the deviation (δy) in the lateral position (y) of the strip head (7) from the setpoint position (y*) and/or the temporal change in the lateral position (y) of the strip head (7) are taken into account.
     
    10. Operating method according to one of the above claims,
    characterised in that
    the front and rear roll stands (2a, 2b) are roll stands (2a, 2b) of a rolling train designed as a finishing train.
     
    11. Computer program which comprises machine code (6) which can be processed by a control device (4) for a rolling train, wherein the processing of the machine code (6) by the control device (4) causes the control device (4) to operate the rolling train in accordance with an operating method according to one of the above claims.
     
    12. Control device for a rolling train, wherein the control device is programmed with a computer program (5) according to claim 11, such that the control device operates the rolling train in accordance with an operating method according to one of claims 1 to 10.
     
    13. Rolling train for rolling a metal strip (1) which has a strip head (7),

    - wherein the rolling train has at least one front roll stand (2a) and one rear roll stand (2b) arranged downstream of the front roll stand (2a) and furthermore has lateral guides (8, 8') for the metal strip (1) between the two roll stands (2a, 2b),

    - wherein the rolling train has a control device (4) which operates the rolling train in accordance with an operating method according to one of claims 1 to 10.


     
    14. Rolling train according to claim 13,
    characterised in that
    the front and rear roll stands (2a, 2b) are roll stands (2a, 2b) of a rolling train designed as a finishing train.
     


    Revendications

    1. Procédé de fonctionnement pour un train de laminage, dans lequel une bande métallique (1), qui présente une tête de bande (7), est laminée,

    - le train de laminage comprenant au moins une cage de laminoir avant (2a) et une cage de laminoir arrière (2b) située en aval de la cage de laminoir avant (2a) et comprenant en outre des guides latéraux (8, 8') pour la bande métallique (1) entre les deux cages de laminoir (2a, 2b),

    - les guides latéraux (8, 8') étant actionnés avec une limitation de force,

    - un écart (5y) entre la position latérale (y) de la tête de bande (7) et une position de consigne (y*) étant détecté quantitativement au moyen des guides latéraux (8, 8') pendant l'intervalle de temps séparant la sortie de la tête de bande (7) de la cage de laminoir avant (2a) de l'entrée de la tête de bande (7) dans la cage de laminoir arrière (2b),

    - une instruction de réglage (S) pour la cage de laminoir avant (2a) étant déterminée au moyen d'un régulateur de position de bande (13),

    - la cage de laminoir avant (2a) étant soumise à l'action du régulateur de position de bande (13) conformément à l'instruction de réglage (S) déterminée,

    - caractérisé en ce que le régulateur de position de bande (13) détermine l'instruction de réglage (S) en évaluant la dérivée temporelle de l'écart (δy) entre la position latérale (y) de la tête de bande (7) et la position de consigne (y*) de manière à contrer une variation de l'écart (δy) entre la position latérale (y) de la tête de bande (7) et la position de consigne (y*).


     
    2. Procédé de fonctionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les guides latéraux (8, 8') sont positionnés au niveau de la bande métallique (1) avec une régulation de force effectuée par un régulateur de force (14, 14') respectif et en ce qu'une valeur de consigne de force (F*, F'*) induisant la limitation de force est fournie comme valeur par défaut au régulateur de force (14, 14') respectif.
     
    3. Procédé de fonctionnement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les régulateurs de force (14, 14') ne sont activés qu'à un moment où la tête de bande (7) est sortie d'une longueur prédéterminée (Lmin) de la cage de laminoir avant (2a).
     
    4. Procédé de fonctionnement selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les régulateurs de force (14, 14') déterminent une valeur de consigne supplémentaire (δp, δp') respective pour un régulateur de position (15, 15') secondaire respectif, valeur à l'aide de laquelle une régulation de position du guide latéral (8, 8') respectif est effectuée.
     
    5. Procédé de fonctionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les guides latéraux (8, 8') sont amenés à une position de référence (p*, p'*) respective avec une régulation de position effectuée par un régulateur de position (15, 15') respectif, en ce que les régulateurs de position (15, 15') déterminent à chaque fois, en tant que grandeur de réglage respective, une valeur de consigne de force (F*, F'*) pour un régulateur de force (14, 14') secondaire respectif, et en ce que la valeur de consigne de force (F*, F'*) respective est limitée à une valeur limite de force (Fmax) au moyen d'un limiteur (16, 16') respectif.
     
    6. Procédé de fonctionnement selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que le régulateur de position de bande (13) détermine l'instruction de réglage (S) de façon que la variation de l'écart (δy) soit la plus réduite possible, notamment soit nulle.
     
    7. Procédé de fonctionnement selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que le régulateur de position de bande (13) prend en compte, lors de la détermination de l'instruction de réglage (S), une longueur réelle (L) dont la tête de bande (7) est sortie, à chaque fois, de la cage de laminoir avant (2a).
     
    8. Procédé de fonctionnement selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce qu'un ajustement de la cage de laminoir avant (2a) est déterminé, à l'aide d'un modèle (17) du train de laminage, avant l'entrée de la tête de bande (7) dans la cage de laminage avant (2a), ajustement auquel la cage de laminoir avant (2a) est soumise de l'entrée de la tête de bande (7) dans la cage de laminoir avant (2a) jusqu'à la détection au moyen des guides latéraux (8, 8') de l'écart (δy) entre la position latérale (y) de la tête de bande (7) et la position de consigne (y*), en ce que le modèle (17) est adapté à l'aide de l'instruction de réglage (S) déterminée par le régulateur de position de bande (13), et en ce que le modèle (17) adapté sert de base à la détermination de l'ajustement de la cage de laminoir avant (2a) lors du laminage d'une autre bande métallique (1).
     
    9. Procédé de fonctionnement selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce qu'un ajustement de la cage de laminoir arrière (2b) est déterminé, à l'aide d'un modèle (17) du train de laminage, avant l'entrée de la tête de bande (7) dans la cage de laminage arrière (2b), ajustement auquel la cage de laminoir arrière (2b) est soumise au moment où la tête de bande (7) entre dans la cage de laminoir arrière (2b), et en ce que l'instruction de réglage (S) pour la cage de laminoir avant (2a), déterminée par le régulateur de position de bande (13), et/ou l'écart (δy) entre la position latérale (y) de la tête de bande (7) et la position de consigne (y*) et/ou la variation temporelle de la position latérale (y) de la tête de bande (7) sont pris en compte lors de la détermination de l'ajustement de la cage de laminoir arrière (2b).
     
    10. Procédé de fonctionnement selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que les cages de laminoir avant et arrière (2a, 2b) sont des cages de laminoir (2a, 2b) d'un train de laminage conçu en tant que train finisseur.
     
    11. Programme d'ordinateur qui comprend un code machine (6) qui peut être exécuté par un dispositif de commande (4) pour train de laminage, le résultat de l'exécution du code machine (6) par le dispositif de commande (4) étant que le dispositif de commande (4) fait fonctionner le train de laminage conformément à un procédé de fonctionnement selon l'une des revendications précédentes.
     
    12. Dispositif de commande pour train de laminage, le dispositif de commande étant programmé avec un programme d'ordinateur (5) selon la revendication 11, de façon que le dispositif de commande fasse fonctionner le train de laminage conformément à un procédé de fonctionnement selon l'une des revendications 1 à 10.
     
    13. Train de laminage pour le laminage d'une bande métallique (1) qui présente une tête de bande (7),

    - le train de laminage comprenant au moins une cage de laminoir avant (2a) et une cage de laminoir arrière (2b) située en aval de la cage de laminoir avant (2a) et comprenant en outre des guides latéraux (8, 8') pour la bande métallique (1) entre les deux cages de laminoir (2a, 2b),

    - le train de laminage comprenant un dispositif de commande (4) qui fait fonctionner le train de laminage conformément à un procédé de fonctionnement selon l'une des revendications 1 à 10.


     
    14. Train de laminage selon la revendication 13,
    caractérisé en ce que les cages de laminoir avant et arrière (2a, 2b) sont des cages de laminoir (2a, 2b) d'un train de laminage conçu en tant que train finisseur.
     




    Zeichnung















    IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



    Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

    In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente