WALZVERFAHREN FÜR EIN METALLBAND UND HIERMIT KORRESPONDIERENDE WALZANORDNUNG

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Walzverfahren für ein Metallband, wobei das Metallband in mindestens einem Walzgerüst gewalzt wird, wobei auf das Metallband, über dessen Breite verteilt, eine Menge an Schmiermittel aufgebracht wird, sowie eine hiermit korrespondierende Walzanordnung. Derartige Walzverfahren und Walzanordnungen sind beispielsweise aus der DE 2 927 769 A1 bekannt.

[0002] Walzverfahren sind inzwischen hoch entwickelt. Um plane Walzbänder zu erzeugen, werden beispielsweise Stützwalzen eingesetzt, die Arbeitswalzen rückgebogen, Zwischenwalzen verschoben, segmentweise gekühlt usw. Trotz all dieser Maßnahmen ist das erzeugte Band dennoch nicht völlig plan. Darüber hinaus kommt es während des Walzens manchmal zu Stabilitätsproblemen beim Bandlauf, zu Stabilitätsproblemen im Walzspalt und/oder zu Rutscherscheinungen, die im Extremfall sogar zu einem Bandriß führen können.

[0003] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Walzverfahren und eine hiermit korrespondierende Walzanordnung zur Verfügung zu stellen, mittels derer noch zuverlässiger noch planere Bänder herstellbar sind.

[0004] Die Aufgabe wird für das Walzverfahren dadurch gelöst, dass hinter dem Walzgerüst der Temperaturverlauf des Metallbandes über die Metallbandbreite ermittelt wird, wobei die Temperatur durch eine Infrarot- oder eine CCD-Kamera gemessen wird, die gemessene Temperatur mit einer vorgegebenen Temperatur verglichen : wird, die Stelle / die Stellen des Metallbandes, wo die gemessene Temperatur über der vorgegebenen Temperatur liegt, bestimmt wird / werden und zur Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels herangezogen wird / werden.

[0005] Hiermit korrespondierend ist bei der Walzanordnung hinter dem Watzgerüst eine Infrarot- oder CCD-Kamera zur Messung des Temperaturverlaufs im Metallband angeordnet, die über einen Regler zur Einstellung der Menge und/oder Verteilung des Schmiermittels mit der Schmiervorrichtung verbunden ist.

[0006] Die Ermittlung des Schmierungsverlaufs kann direkt oder indirekt erfolgen.

[0007] Z. B. weist das Metallband hinter dem Walzgerüst über die Metallbandbreite einen Temperaturverlauf auf. Dieser Temperaturverlauf kann - beispielsweise mittels einer Infrarot- oder CCD-Kamera - erfaßt werden und aus dem Temperaturverlauf dann (indirekt) der Schmierungsverlauf ermittelt werden.

[0008] Direkt kann der Schmierungsverlauf z. B. aufgrund einer Oberflächenbeschaffenheit des Metallbandes hinter dem Walzgerüst ermittelt werden. Die Oberflächenbeschaffenheit des Metallbandes kann beispielsweise optisch auf einer oder auf beiden Bandseiten erfaßt werden.

[0009] Es ist möglich, daß eine Information über den Schmierungsverlauf an eine Bedienungsperson für das Walzgerüst ausgegeben wird und daß die Bedienungsperson die Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels und/oder des mindestens einen Walzparameters vornimmt.

[0010] Das Walzverfahren arbeitet jedoch komfortabler, wenn die Information über den Schmierungsverlauf an einen Regler ausgegeben wird und der Regler die Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels und/oder des mindestens einen Walzparameters vornimmt.

[0011] Wenn aufgrund des ermittelten Schmierungsverlaufs festgestellt wird, daß die Schmierung nur lokal mangelhaft ist, wird vorzugsweise auch nur lokal auf die Schmierungsverhältnisse Einfluß genommen. Dies geschieht in der Regel dadurch, daß die Mängel und/oder die Verteilung des Schmiermittels verändert wird. Zeigen sich hingegen systematische Schmierungsmängel, z. B. Mangelschmiererscheinungen an beiden Bandenden quer über die Metallbandbreite, kann z. B. auf die Walzenrückbiegung der Arbeitswalze Einfluß genommen werden. Es sind selbstverständlich aber auch andere Walzparameter beeinflußbar.

[0012] Die Veränderung der Menge und der Verteilung des Schmiermittels kann z. B. derart erfolgen, daß die Schmiervorrichtung eine Grundschmiervorrichtung und eine Zusatzschmiervorrichtung aufweist und die Menge und die Verteilung des von der Grundschmiervorrichtung aufzubringenden Schmiermittels konstant und die Menge und/oder die Verteilung des von der Zusatzschmiervorrichtung aufzubringenden Schmiermittels einstellbar ist.

[0013] Es ist aber auch möglich, nur die Grundschmiervorrichtung vorzusehen und die Menge und die Verteilung des von der Grundschmiervorrichtung aufzubringenden Schmiermittels einzustellen.

[0014] Wenn die Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels und/oder des mindestens einen Walzparameters an einen dem Regler übergeordneten Walzplanrechner übermittelt wird und in dem Walzplanrechner ein adaptives Walzmodell implementiert ist, lernt der Walzplanrechner nach und nach, welche Schmiermittelmengen und Verteilungen für bestimmte Metallbänder bzw. Stichpläne benötigt werden.

[0015] Das Metallband kann aus verschiedenen Metallen bestehen, beispielsweise Stahl, Kupfer, Aluminium oder Messing.

[0016] Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung

Figur 1

eine Walzanordnung von oben,

Figur 2

einen Temperaturverlauf und

Figur 3

eine Walzanordnung von der Seite.

[0017] Gemäß Figur 1 wird mit einer Walzgeschwindigkeit v ein Metallband 1 in einem Walzgerüst 2 mit Arbeitswalzen 3 gewalzt. Das Walzgerüst 2 ist gemäß Figur 1 als Zweirollen-Walzgerüst ausgebildet. Es weist also lediglich die Arbeitswalzen 3 auf. Ebenso könnte das Walzgerüst 2 aber auch Stützwalzen, gegebenenfalls auch Zwischenwalzen, Verschiebesysteme in einer oder mehreren der Walzebenen usw. aufweisen oder z. B. als sogenanntes Zwanzigrollen-Walzgerüst ausgebildet sein. Das Metallband 1 weist eine Metallbandbreite b auf. Gemäß Ausführungsbeispiel besteht das Metallband 1 aus Stahl. Es könnte aber auch aus einem anderen Metall, z. B. Kupfer, Aluminium oder Messing bestehen.

[0018] Dem Walzgerüst 2 ist eine Schmiervorrichtung 4 zugeordnet. Gemäß Figur 1 ist sie vor dem Walzgerüst 2 angeordnet. Mittels der Schmiervorrichtung 4 wird eine Menge an Schmiermittel 5 (z. B. ein Öl-Wasser-Gemisch) über die Metallbandbreite b verteilt von oben und unten auf das Metallband 1 aufgebracht. Die Schmiervorrichtung 4 weist eine Grundschmiervorrichtung 4' und eine Zusatzschmiervorrichtung 4" auf. Die Menge und die Verteilung des von der Grundschmiervorrichtung 4' aufzubringenden Schmiermittels 5 ist - zumindest während eines Stiches - konstant. Die Menge und/oder die Verteilung des von der Zusatzschmiervorrichtung 4" aufzubringenden Schmiermittels 5 hingegen ist einstellbar.

[0019] Es ist auch möglich, für jede Bandseite nur einen einzigen Schmierbalken 4' vorzusehen, bei dem Menge und/oder die Verteilung des aufzubringenden Schmiermittels 5 einstellbar ist.

[0020] Das Metallband 1 weist hinter dem Walzgerüst 2 über die Metallbandbreite b einen Temperaturverlauf auf. Dem Walzgerüst 2 ist daher eine Temperaturverlauferfassungseinrichtung 6 nachgeordnet. Die Temperatunrerlauferfassungseinrichtung 6 ist beispielsweise als Infrarotkamera ausgebildet. Mittels der Temperaturverlauferfassungseinrichtung 6 wird der Temperaturverlauf des Metallbandes 1 hinter dem Walzgerüst 2 über die Metallbandbreite b zyklisch erfaßt. Aus dem Temperaturverlauf wird dann der Schmierungsverlauf ermittelt bzw. auf mögliche Stabilitätsprobleme im Walzspalt rückgeschlossen. Die Temperaturverlauferfassungseinrichtung 6 dient also als Schmierverlauferfassungseinrichtung 6.

[0021] Die Temperaturverlauferfassungseinrichtung 6 kann auf verschiedene Art ausgebildet sein. Statt einer Infrarotkamera kommt beispielsweise auch eine CCD-Kamera oder ein Sensorarray in Frage. In jedem Fall aber sollte die Temperaturverlauferfassungseinrichtung 6 möglichst nahe am Walzgerüst 2 angeordnet sein. Der Abstand sollte maximal 5 m bis 10 m betragen.

[0022] Gemäß Figur 1 ist die Schmierverlauferfassungseinrichtung 6 mit einem Regler 7 verbunden. Der Regler 7 wiederum ist mit der Schmiervorrichtung 4 und/oder dem Walzgerüst 2 regeltechnisch verbunden. Aufgrund des erfaßten Temperatur- bzw. Schmierungsverlaufs kann somit der Regler 7 die Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels 5 und/oder mindestens eines Walzparameters, z. B. der Walzgeschwindigkeit v, vornehmen.

[0023] Die Schmierverlauferfassungseinrichtung 6 ist femer über den Regler 7 mit einem Walzplanrechner 8 verbunden. Der Walzplanrechner 8 ist dem Regler 7 übergeordnet. In ihm ist ein adaptives Walzmodell implementiert. Somit kann die Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels 5 und/oder mindestens eines Walzparameters, z. B. der Walzgeschwindigkeit v, auch an den Walzplanrechner 8 übermittelt werden. Der Walzplanrechner 8 ist dadurch in der Lage, das in ihm implementierte Walzmodell anzupassen, so daß bei einem neu zu walzenden Metallband 1 bessere Voreinstellungen vorgenommen werden können.

[0024] Gemäß Figur 1 ist die Schmierungsverlauferfassungseinrichtung 6 auch mit einer Ausgabeeinrichtung 9 verbunden. Die Ausgabeeinrichtung 9 ist beispielsweise ein Monitor, über den eine Information über den Schmierungsverlauf an eine Bedienungsperson 10 für das Walzgerüst 2 ausgegeben wird.

[0025] In Figur 2 sind drei verschiedene, auf die minimale Temperatur quer über die Metallbandbreite b normierte Temperaturverläufe A, B, C dargestellt. Ferner ist gestrichelt eine Linie eingezeichnet, welcher einer Temperatur entspricht, welche um einen vorbestimmten Prozentsatz über der minimalen Temperatur liegt. Der Prozentsatz liegt typisch zwischen 5 % und 10 %.

[0026] Beim Temperaturverlauf A übersteigt dieser über die Metallbandbreite b an keiner Stelle die gestrichelte Linie. Das Metallband 1 wird somit über die Metallbandbreite b an jeder Stelle hinreichend geschmiert. Regeltechnische Eingriffe sind nicht erforderlich.

[0027] Beim Temperaturverlauf B wird an einer Stelle die gestrichelte Linie überschritten. An dieser Stelle liegt eine Mangelschmierung vor. Zum Beheben dieser Mangelschmierung wird lokal die Zusatzschmiervorrichtung 4" angesteuert, um insbesondere die Menge des in diesem Bereich aufzubringenden Schmiermittels 5 zu erhöhen.

[0028] Beim Temperaturverlauf C liegt ein systematischer Walzfehler vor, da das Metallband 1 an seinen beiden Außenkanten mangelhaft geschmiert ist. In diesem Fall kann - selbstverständlich unter Berücksichtigung der Bandptanheit - ein Walzparameter verändert werden, z. B. die Walzenrückbiegung bei einem Mehrwalzen-Walzgerüst. Eine Ansteuerung der Zusatzschmiervorrichtung 4" ist aber ebenfalls möglich.

[0029] Figur 3 entspricht im wesentlichen Figur 1. Besonders deutlich ist aus Figur 3 ersichtlich, daß das Schmiermittel 5 sowohl von oben als auch von unten auf das Metallband 1 aufgebracht wird. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist aber kein Regler 7 vorhanden. Die Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels und/oder des mindestens einen Walzparameters wird daher gemäß Figur 3 von der Bedienperson 10 vorgenommen.

[0030] Mit dem erfindungsgemäßen Walzverfahrens bzw. der hiermit korrespondierenden Walzanordnung ist erstmals eine kontrollierte Schmierung im Walzspalt erreichbar. Dies führt zu einer höheren Stabilität, einer optimierten Schmiermittelmenge und -verteilung, einem planeren Metallband 1 und einem verringerten Rutschen.

[0031] Das Walzverfahren kann bei allen Walzvorgängen angewendet werden. Besonders vorteilhaft wird es aber angewendet, wenn das Metallband 1 kaltgewalzt wird, die Walzanordnung also als Kaltwalzanordnung ausgebildet ist.

Bezugszeichenliste

[0032] 

1

Metallband

2

Walzgerüst

3

Arbeitswalzen

4, 4', 4"

Schmiervorrichtungen

5

Schmiermittel

6

Temperaturverlauferfassungseinrichtung

7

Regler

8

Walzplanrechner

9

Ausgabeeinrichtung/Monitor

10

Bedienungsperson

A, B, C

Temperaturverläufe

b

Metallbandbreite

v

Walzgeschwindigkeit/Walzparameter

Ansprüche

1. Walzverfahren für ein Metallband (1), wobei das Metallband (1) in mindestens einem Walzgerüst (2) gewalzt wird, wobei auf das Metallband (1), über dessen Breite (b) verteilt, eine Menge an Schmiermittel (5) aufgebracht wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass hinter dem Walzgerüst (2) der Temperaturverlauf des Metallbandes (1) über die Metallbandbreite ermittelt wird,
wobei die Temperatur durch eine Infrarot - oder eine CCD - Kamera (6) gemessen wird,
die gemessene Temperatur mit einer vorgegebenen Temperatur verglichen wird,
die Stelle / die Stellen des Metallbandes (1), wo die gemessene Temperatur über der vorgegebenen Temperatur liegt, bestimmt wird / werden und
zur Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels (5) herangezogen wird / werden.

2. Walzverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Information über den Temperaturverlauf an eine Bedienungsperson (10) für das Walzgerüst (2) ausgegeben wird und daß die Bedienungsperson (10) die Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels (5) und/oder mindestens eines Walzparameters (v) vornimmt.

3. Walzverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Information über den Temperaturverlauf an einen Regler (7) ausgegeben wird und daß der Regler (7) die Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels (5) und/oder mindestens eines Walzparameters (v) vornimmt.

4. Walzverfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels (5) und/oder mindestens eines Walzparameters (v) an einen dem Regler (7) übergeordneten Walzplanrechner (8) übermittelt wird und daß in dem Walzplanrechner (8) ein adaptives Walzmodell implementiert ist.

5. Walzanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche mit mindestens einem Walzgerüst (2) zum Walzen eines Metallbandes (1) und einer dem Walzgerüst (2) zugeordneten Schmiervorrichtung (4) zum über die Breite (b) des Metallbandes (1) verteilten Aufbringen einer Menge an Schmiermitteln (5) auf das Metallband (1),
dadurch gekennzeichnet,
dass hinter dem Walzgerüst (2) eine Infrarot- oder CCD-Kamera (6) zur Messung des Temperaturverlaufs im Metallband (1) angeordnet ist, die über einen Regler (7) zur Einstellung der Menge und/oder Verteilung des Schmiermittels (5) mit der Schmiervorrichtung (4) verbunden ist.

6. Walzanordnung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schmiervorrichtung (4) eine Grundschmiervorrichtung (4') und eine Zusatzschmiervorrichtung (4") aufweist und dass die Menge und die Verteilung des von der Grundschmiervorrichtung (4') aufzubringenden Schmiermittels (5) während eines Stiches kostant und die Menge und / oder die Verteilung des von der Zusatzschmiervorrichtung (4") aufzubringenden Schmiermittels (5) einstellbar ist.

7. Walzanordnung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Infrarot- oder CCD-Kamera (6) mit einer Ausgabeeinrichtung (9) zum Ausgeben einer Information über den ermittelten Temperaturverlauf an eine Bedienungsperson (10) für das Walzgerüst (2) verbunden ist.

8. Walzanordnung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Infrarot- oder CCD-Kamera mit einem dem Regler (7) übergeordneten Walzplanrechner (8) verbunden ist, und dass in dem Walzplanrechner (8) ein adaptives Walzmodell implementiert ist.

Claims

1. Rolling method for a metal strip (1), wherein the metal strip (1) is rolled in at least one roll stand (2), wherein a quantity of lubricant (5) is applied to the metal strip (1) in distribution over the width (b) thereof, characterised in that the temperature course of the metal strip (1) is determined over the metal strip width behind the roll stand (2), wherein the temperature is measured by an infrared or a CCD camera (6), the measured temperature is compared with a predetermined temperature, and the location or locations of the metal strip (1) where the measured temperature lies above the predetermined temperature is or are determined and is or are utilised for setting the quantity and/or distribution of the lubricant (5).

2. Rolling method according to claim 1, characterised in that information about the temperature course is issued to a user (10) for the roll stand (2) and that the user (10) undertakes setting of the quantity and/or the distribution of the lubricant (5) and/or at least one rolling parameter (v).

3. Rolling method according to claim 1, characterised in that information about the temperature course is issued to a regulator (7) and the regulator (7) undertakes setting of the quantity and/or the distribution of the lubricant (5) and/or at least one rolling parameter (v).

4. Rolling method according to claim 3, characterised in that the setting of the quantity and/or the distribution of the lubricant (5) and/or at least one rolling parameter (v) is communicated to a rolling plan computer (8) superordinate to the regulator (7) and that an adaptive rolling model is implemented in the rolling plan computer (8).

5. Rolling arrangement for carrying out the method according to one of the preceding claims, with at least one roll stand (2) for rolling a metal strip (1) and a lubricating device (4), which is associated with the roll stand (2), for application to the metal strip (1) of a quantity of lubricant (5) distributed over the width (b) of the metal strip (1), characterised in that an infrared or CCD camera (6) for measuring the temperature course in the metal strip (1) is arranged behind the roll stand (2) and is connected with the lubricating device (4) by way of a regulator (7) for setting the quantity and/or distribution of the lubricant (5).

6. Rolling arrangement according to claim 5, characterised in that the lubricating device (4) comprises a basic lubricating device (4') and a supplementary lubricating device (4") and that the quantity and distribution of the lubricant (50 to be applied by the basic lubricating device (4') during a pass is constant and the quantity and/or distribution of the lubricant (5) to be applied by the supplementary lubricating device (4") is settable.

7. Rolling arrangement according to claim 5 or 6, characterised in that the infrared or CCD camera (6) is connected with an output device (9) for issuing information about the determined temperature course to a user (10) for the roll stand (2).

8. Rolling arrangement according to claim 5, characterised in that the infrared or CCD camera (6) is connected with a rolling plan computer (8) superordinate to the regulator (7) and that an adaptive rolling model is implemented in the rolling plan computer (8).

Revendications

1. Procédé de laminage pour une bande métallique (1), la bande métallique (1) étant laminée dans au moins une cage de laminage (2), une quantité de lubrifiant (5) étant appliquée sur la bande métallique (1) en étant répartie sur sa largeur (b), caractérisé en ce qu'on détermine en aval de la cage de laminage (2) l'allure de la température de la bande métallique (1) sur la largeur de la bande métallique, la température étant mesurée par une caméra (6) à infrarouge ou CCD, on compare la température mesurée avec une température prédéfinie, on détermine le ou les endroits de la bande métallique (1) où la température mesurée est supérieure à la température prédéfinie et on utilise ces données pour le réglage et/ou la répartition du lubrifiant (5).

2. Procédé de laminage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une information relative à l'allure de la température est transmise à un opérateur (10) de la cage de laminage (2) et l'opérateur (10) procède au réglage de la quantité et/ou de la répartition du lubrifiant (5) et/ou d'au moins un paramètre de laminage (v).

3. Procédé de laminage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une information relative à l'allure de la température est transmise à un régulateur (7) et le régulateur (7) procède au réglage de la quantité et/ou de la répartition du lubrifiant (5) et/ou d'au moins un paramètre de laminage (v).

4. Procédé de laminage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le réglage de la quantité et/ou de la répartition du lubrifiant (5) et/ou d'au moins un paramètre de laminage (v) est transmis à un ordinateur (8) de planification du laminage supérieur au régulateur (7) et en ce qu'un modèle de laminage adaptatif est implémenté dans l'ordinateur (8) de planification du laminage.

5. Dispositif de laminage pour réaliser le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes présentant au moins une cage de laminage (2) pour le laminage d'une bande métallique (1) et un dispositif de lubrification (4) associé à la cage de laminage (2) pour l'application, répartie sur la largeur (b) de la bande métallique (1), d'une quantité de lubrifiant (5) sur la bande métallique (1), caractérisé en ce qu'on a disposé en aval de la cage de laminage (2) une caméra (6) à infrarouge ou CCD pour la mesure de l'allure de la température dans la bande métallique (1) qui est reliée via un régulateur (7) pour le réglage de la quantité et/ou de la répartition du lubrifiant (5) au dispositif de lubrification (4).

6. Dispositif de laminage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de lubrification (4) présente un dispositif de lubrification de base (4') et un dispositif de lubrification supplémentaire (4") et en ce que la quantité et la répartition du lubrifiant (5) à appliquer par le dispositif de lubrification de base (4') est constante pendant une passe et la quantité et/ou la répartition du lubrifiant (5) à appliquer par le dispositif de lubrification supplémentaire (4") est réglable.

7. Dispositif de laminage selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la caméra (6) à infrarouge ou CCD est raccordée à un dispositif de sortie (9) pour envoyer une information relative à l'allure de température déterminée à un opérateur (10) de la cage de laminage (2).

8. Dispositif de laminage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la caméra à infrarouge ou CCD est raccordée à un ordinateur (8) de planification de laminage et en ce qu'un modèle de laminage adaptatif est implémenté dans l'ordinateur (8) de planification du laminage.

Zeichnung