Verfahren und Einrichtung zum Regeln der Breite eines Metallbandes

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 7 ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zum Regeln der Breite eines Metallbandes in einer Walzstraße mit zumindest einem Walzgerüst.

[0002] Aus der EP 0 375 095 B1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung zum kontinuierlichen Regeln der Bandbreite beim Fertigwalzen von Warmband auf einer mehrgerüstigen Walzstraße bekannt, wobei die Bandbreite zumindest hinter der Fertigstaffel und die Banddicke hinter dem letzten Gerüst gemessen und Dickenänderungen über einen Dickenregelkreis am letzten Gerüst ausgeregelt werden. Dabei wird die Bandbreite kontinuierlich unmittelbar nach dem letzten Stich und vor dem vorletzten Stich gemessen. Die Meßwerte werden einem Breitenregler mit Vorsteuerung zugeführt, der die Breite des Metallbandes durch Beeinflussung des Walzspaltes am letzten Gerüst regelt. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß durch den Eingriff auf die Einstellung des letzten Gerüsts auch die Banddicke verändert wird, wenn sie nicht durch aufwendige Kompensation konstant gehalten wird.

[0003] Die JP (A) 62289307 schlägt vor, die Überschussbreite eines zu walzenden Materials mittels eines Schlingenhebers und einer Breitenmessung zu minimieren.

[0004] Die JP (A) 57139415 beschreibt ein Verfahren um eine Dickenabweichung zu minimieren, wobei insbesondere die ausgangsseitige Breite eines Materials am Ende einer Walzstraße mit einer vorgegebenen Produktbreite verglichen wird.

[0005] Die JP (A) 54123556 beschreibt ein Verfahren zur Breitenregelung eines gewalzten Materials, wobei die Motoren kaskadiert angeordneter Walzgerüste jeweils unter Berücksichtigung einer ausschließlich nach den betroffenen Walzgerüsten gemessenen Breitenabweichung geregelt werden.

[0006] Entsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Einrichtung anzugeben, mittels der die Bandbreite ohne unzulässig hohe Rückwirkungen auf die Bandbreite geregelt wird. Dabei soll das Verfahren möglichst einfach und robust sein. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. eine Walzstraße gemäß Anspruch 8 gelöst.

[0007] Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Walzstraße mit mindestens zwei Walzgerüsten und einer Einrichtung zum Regeln der Breite eines Metallbandes wird die Breite des Metallbandes vor einem ersten Walzgerüst gemessen. Zur Einstellung der Breites des Metallbandes wird der Zug im Metallband mittels eines Breitenreglers vor einem dem ersten Walzgerüst nachgeordneten zweiten Walzgerüst in Abhängigkeit der vor dem ersten Walzgerüst gemessenen Breite des Metallbandes eingestellt, wobei die Breite des Metallbandes hinter dem zweiten Walzgerüst gemessen und der Breitenregler in Abhängigkeit der hinter dem zweiten Walzgerüst gemessenen Breite des Metallbandes, eines Sollwertes für die Breite des Metallbandes und in Abhängigkeit von Walzparametern an die Eigenschaften der Walzstraße adaptiert.

[0008] Auf diese Weise ist es möglich, die Breite des Metallbandes deutlich besser einem gewünschten Sollwert anzunähern, so daß für eine Walzstraße erhebliche Tonnen Stahl pro Jahr eingespart werden, weil ein Randverschnitt durch Besäumscheren entfällt.

[0009] Mit Vorteil erfolgt die Adaption online.

[0010] In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind das erste und das zweite Walzgerüst die letzten beiden Walzgerüste einer mehrgerüstigen Walzstraße.

[0011] In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Zug im Metallband mittels eines Schlingenhebers eingestellt.

[0012] In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Zug im Metallband mittels einer Minimalzugregelung eingestellt.

[0013] In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Zug im Metallband durch Vorgabe eines Zusatzsollwertes für eine Zugregelung eingestellt.

[0014] Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Im einzelnen zeigen:

FIG 1

eine Zugregelung mittels Schlingenregler

FIG 2

eine Minimalzugregelung

FIG 3

einen Breitenregler mit Monitorregler

FIG 4

einen Breitenregler mit Adaption.

[0015] In FIG 1 bezeichnet Bezugszeichen 4 ein Metallband, das in einer Walzstraße gewalzt wird. Die Walzstraße weist Walzgerüste auf, die in FIG 1 durch die Walzen 5, 6, 7 und 8 angedeutet sind. In FIG 1 bezeichnen die Indices i die Nummer der Walzgerüstes. So ist das Walzgerüst mit den Walzen 5 und 6 das i-1-te und das Walzgerüst mit den Walzen 7 und 8 das i-te Walzgerüst. Die Walzgerüste werden durch Motoren 9 und 10 angetrieben, die ihre Solldrehzahlen n

bzw. n

von einem übergeordneten Drehzahl-Sollwertgeber 13 erhalten. Zwischen dem i-1-ten und dem i-ten Walzgerüst ist ein Schlingenheber 12 angeordnet, mittels dessen der Zug im Metallband 4 zwischen dem i-1ten und dem i-ten Walzgerüst eingestellt wird. Eingangsgröße in den Drehzahl-Sollwertgeber 13 ist u.a. der Schlingenheberwinkel α. Der Schlingenheber wird mittels eines Schlingenreglers 2 geregelt. Hinter dem i-ten Walzgerüst ist ein Breitenmeßgerät 11 angeordnet, das einen Meßwert w für die Breite des Metallbandes 4 liefert. Dieser Meßwert w der Breite des Metallbandes 4 wird mittels eines Summationspunktes 17 von einem Sollwert w* der Breite des Metallbandes abgezogen. Diese Differenz ist Eingangsgröße für einen Breitenregler 1, der einen Bandzug-Zusatzsollwert ΔT* liefert. Mittels eines Summationspunktes 18 wird dieser Bandzug-Zusatzsollwert ΔT* zu einem Bandzug-Sollwert T* hinzuaddiert. Die Summe bildet den Sollwert für den Bandzugregler 2.

[0016] Während FIG 1 den beispielhaften Einsatz der Erfindung im Zusammenhang mit einer Einstellung des Bandzugs mittels eines Schlingenhebers 12 zeigt, zeigt FIG 2 den beispielhaften Einsatz der Erfindung für eine Walzstraße mit Minimalzugregelung. Dabei haben Bezugszeichen 4 bis 11, 17, i-1, i, w, und w* die gleiche Bedeutung wie in FIG 1. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Breitenregler 19 vorgesehen, der einen Bandzug-Zusatzsollwert ΔT*_i-1,i in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem Sollwert w* der Breite des Metallbandes 4 und dem Meßwert w der Breite des Metallbandes 4 ermittelt. Ferner ist ein Bandzugmeßgerät 15 vorgesehen, das einen Meßwert T_i-1,i des Bandzuges zwischen dem i-1-ten und dem i-ten Walzgerüst liefert. Dieser Meßwert T_i-1,i wird einem Drehzahl-Sollwertgeber 14 zugeführt.

[0017] Eingangsgrößen in den Drehzahl-Sollwertgeber 14 sind u.a. der Meßwert T_i-1,i sowie der Bandzug-Zusatzsollwert ΔT

.

[0018] Der Drehzahl-Sollwertgeber 14 ermittelt die Sollwerte n*_i-1 und n*_i für die Drehzahlen des i-1-ten und i-ten Walzgerüstes derart, daß sich zwischen ihnen ein Zug entsprechend der Summe T

+ ΔT

einstellt.

[0019] FIG 3 zeigt das Zusammenwirken eines Breitenreglers 26 mit einem Monitorregler 27. Zwar ist im Ausführungsbeispiel gemäß FIG 3 ein Schlingenheber 12 vorgesehen, jedoch kann der Monitorregler 27 entsprechend auch im Zusammenhang mit einer Minimalzugregelung - wie in FIG 2 beschrieben - eingesetzt werden. Bezugszeichen 4 bis 8, 11, 12, 18, i-1, i, w, w*, T* und ΔT* entsprechen den entsprechenden Bezugszeichen in FIG 1. Der Monitorregler 27 weist in beispielhafter Ausgestaltung ein PT1-Glied 20 und ein Totzeitglied 21 auf. Eingang des Monitorreglers ist der Bandzug-Zusatzsollwert, der von dem Breitenregler 26 ermittelt wird. Der Ausgang des Monitorreglers 27 wird mittels eines Summationspunktes 22 zum Meßwert w der Breite des Metallbandes 7 hinzuaddiert. Diese Summe wird in vorteilhafter Weise mittels eines Istwertfilters 25 gefiltert. Der Ausgang des Istwertfilters 25 wird mittels eines Summationspunktes 24 vom Sollwert w* der Breite des Metallbandes 4 subtrahiert. Diese Differenz ist Eingang des Breitenreglers 26.

[0020] FIG 4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, wobei ein Breitenregler 35 adaptiert wird. FIG 4 zeigt drei Walzgerüste: ein i-2-tes Walzgerüst, angedeutet durch die Walzen 40 und 41, ein i-1-tes Walzgerüst, angedeutet durch die Walzen 42 und 43, sowie ein i-tes Walzgerüst, angedeutet durch die Walzen 44 und 45. Mittels dieser Walzgerüste wird ein Metallband 4 gewalzt. Zur Einstellung des Bandzugs sind Schlingenheber 12 und 33 vorgesehen. Jedoch ist das gezeigte Ausführungsbeispiel auch im Zusammenhang mit einer Minimalzugregelung wie in FIG 2 entsprechend einsetzbar.

[0021] Bezugszeichen 2, 4, 11, 12, 17, 18, w*, T* und ΔT* in FIG 4 entsprechen den entsprechenden Bezugszeichen in FIG 1. w_i in FIG 4 entspricht w in FIG 1. Gemäß FIG 4 ist ein weiteres Breitenmeßgerät 30 vor dem i-1-ten Walzgerüst vorgesehen. Das Breitenmeßgerät 30 liefert einen Meßwert w_i-2 der Breite des Metallbandes 4 vor dem i-1-ten Walzgerüst. Der Meßwert w_i-2 wird mittels eines Summationspunktes 34 von einem Sollwert w* für die Breite des Metallbandes 4 subtrahiert. Die Differenz ist Eingangsgröße in einem Breitenregler 35, der einen Bandzug-Zusatzsollwert ΔT* für den Zug im Metallband 4 zwischen dem i-1-ten und dem i-ten Walzgerüst ermittelt. Der Breitenregler 35 wird mittels eines Adaptierers 36 in Abhängigkeit von Walzparametern x₁ bis x_n sowie der Differenz der Werte w* und w_i adaptiert. Die Adaption erfolgt derart, daß die Differenz zwischen w* und w_i möglichst klein bzw. Null ist.

[0022] Die Adaption erfolgt vorteilhafterweise mittels eines neuronalen Netzes oder mittels eines Verfahrens zur Parameteridentifikation.

[0023] Die Erfindung wird in den Ausführungsbeispielen gemäß FIG 1 bis 4 an einer beliebigen Stelle in einer mehrgerüstigen Walzstraße eingesetzt. Es kann ferner vorgesehen werden, sie an mehreren Stellen in einer mehrgerüstigen Walzstraße einzusetzen. Besonders vorteilhaft kommt die Walzstraße jedoch am Ende einer, insbesondere mehrgerüstigen, Walzstraße zum Einsatz. Dabei bezeichnet das i-te Walzgerüst das letzte Walzgerüst der Walzstraße und das i-1-te Walzgerüst das vorletzte Walzgerüst der Walzstraße.

Ansprüche

1. Verfahren zum Regeln der Breite (w) eines Metallbandes (4) in einer Walzstraße mit zumindest zwei Walzgerüsten, wobei die Breite (w) des Metallbandes (4) vor einem ersten Walzgerüst gemessen wird, wobei zur Einstellung der Breite (w) des Metallbandes (4) der Zug im Metallband (4) mittels eines Breitenreglers vor einem dem ersten Walzgerüst nachgeordneten zweiten Walzgerüst in Abhängigkeit der vor dem ersten Walzgerüst gemessenen Breite (w) des Metallbandes (4) eingestellt wird, wobei die Breite (w) des Metallbandes (4) hinter dem zweiten Walzgerüst gemessen wird dadurch gekennzeichnet, daß der Breitenregler in Abhängigkeit der hinter dem zweiten Walzgerüst gemessenen Breite (w) des Metallbandes (4), eines Sollwertes (w*) für die Breite des Metallbandes (4) und in Abhängigkeit von Walzparametern (x₁ - x_n) an die Eigenschaften der Walzstraße adaptiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption online erfolgt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Walzgerüst die letzten beiden Walzgerüste einer mehrgerüstigen Walzstraße sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Zug im Metallband (4) mittels eines Schlingenhebers eingestellt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Zug im Metallband (4) mittels einer Minimalzugregelung eingestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Zug im Metallband (4) durch Vorgabe eines Bandzug-Zusatzsollwertes (ΔT*, ΔT

) für eine Zugregelung eingestellt wird.

7. Walzstraße mit zumindest zwei Walzgerüsten und einer Einrichtung zum Regeln der Breite (w) eines Metallbandes (4) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Einrichtung zum Regeln der Breite (w) des Metallbandes (4) eine Breitenmeßeinrichtung zur Messung der Breite (w) des Metallbandes (4) vor einem ersten Walzgerüst aufweist und die Einrichtung zum Regeln der Breite (w) des Metallbandes (4) einen Breitenregler zur Einstellung des Zuges im Metallband (4) vor einem dem ersten Walzgerüst nachgeordneten zweiten Walzgerüst in Abhängigkeit der vor dem ersten Walzgerüst gemessenen Breite (w) des Metallbandes (4) aufweist, wobei die Einrichtung zum Regeln der Breite (w) eine Breitenmesseinrichtung zur Messung der Breite (w) des Metallbandes (4) hinter dem zweiten Walzgerüst aufweist; dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Regeln der Breite (w) des Metallbandes (4) einen Adaptierer zur Adaption des Breitenreglers in Abhängigkeit der hinter dem zweiten Walzgerüst gemessenen Breite (w) des Metallbandes (4), eines Sollwertes (w*) für die Breite des Metallbandes (4) und in Abhängigkeit von Walzparametern (x₁ - x_n) an die Eigenschaften der Walzstraße aufweist.

Claims

1. Method for controlling the width (w) of a metal strip (4) in a rolling mill train with at least two rolling stands, the width (w) of the metal strip (4) upstream of a first rolling stand being measured, the tension in the metal strip (4) being set by means of a width controller upstream of a second rolling stand, arranged downstream of the first rolling stand, as a function of the width (w) of the metal strip (4) measured upstream of the first rolling stand, in order to set the width (w) of the metal strip (4), and the width (w) of the metal strip (4) being measured downstream of the second rolling stand, characterized in that the width controller is adapted to the properties of the rolling mill train as a function of the width (w) of the metal strip (4) measured downstream of the second rolling stand, of a desired value (w*) for the width of the metal strip (4) and as a function of rolling parameters (x₁ - x_n).

2. Method according to Claim 1, characterized in that the adaptation is carried out on-line.

3. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second rolling stands are the last two rolling stands of a multi-stand rolling mill train.

4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the tension in the metal strip (4) is set by means of a loop lifter.

5. Method according to either of Claims 1 or 2, characterized in that the tension in the metal strip (4) is set by means of a minimum tension control.

6. Method according to Claim 5, characterized in that the tension in the metal strip (4) is set by stipulating an additional strip tension desired value (ΔT*, ΔT*_i-1,i) for a tension control.

7. Rolling mill train having at least two rolling stands and a device for controlling the width (w) of a metal strip (4) for carrying out the method according to one of Claims 1 to 6, the device for controlling the width (w) of the metal strip (4) having a width-measuring device for measuring the width (w) of the metal strip (4) upstream of a first rolling stand, and the device for controlling the width (w) of the metal strip (4) having a width controller for setting the tension in the metal strip (4) upstream of a second rolling stand, arranged downstream of the first rolling stand; as a function of the width (w) of the metal strip (4) measured upstream of the first rolling stand, the device for controlling the width (w) having a width-measuring device for measuring the width (w) of the metal strip (4) downstream of the second rolling stand; characterized in that the device for controlling the width (w) of the metal strip (4) has an adaptor for adapting the width controller to the properties of the rolling mill train as a function of the width (w) of the metal strip (4) measured downstream of the second rolling stand, of a desired value (w*) for the width of the metal strip (4) and as a function of rolling parameters (x₁-x_n).

Revendications

1. Procédé de réglage de la largeur (w) d'un feuillard (4) métallique dans un train de laminoir ayant au moins deux cages de laminoir, la largeur (w) du feuillard (4) métallique étant mesurée en amont d'une première cage de laminoir dans lequel, pour régler la largeur (w) du feuillard (4) métallique, on règle la traction dans le feuillard (4) métallique au moyen d'un régulateur de largeur en amont d'une deuxième cage de laminoir disposée en aval de la première cage de laminoir en fonction de la largeur (w), mesurée en amont de la première cage de laminoir, du feuillard (4) métallique, dans lequel on mesure la largeur (w) du feuillard (4) métallique en aval de la deuxième cage de laminoir, caractérisé en ce que l'on adapte le régulateur de largeur aux propriétés du train de laminage en fonction de la largeur (w), mesurée en aval de la deuxième cage de laminoir, du feuillard (4) métallique, d'une valeur (w*) de consigne de la largeur du feuillard (4) métallique et en fonction de paramètres (x₁ à x_n) de laminage.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue l'adaptation en ligne.

3. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première et la deuxième cages de laminoir sont les deux dernières cages de laminoir d'un train de laminoir à plusieurs cages.

4. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on règle la traction dans le feuillard (4) métallique au moyen d'un releveur de boucle.

5. Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on règle la traction dans le feuillard (4) métallique au moyen d'une régulation de traction minimum.

6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on règle la traction dans le feuillard (4) métallique en prescrivant une valeur (ΔT*, ΔT*_i-1,i) de consigne supplémentaire de traction du feuillard pour une régulation de la traction.

7. Train de laminoir ayant au moins deux cages de laminoir et un dispositif de réglage de la largeur (w) d'un feuillard (4) métallique pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le dispositif de réglage de la largeur (w) du feuillard (4) métallique comprend un dispositif de mesure de la largeur (w) du feuillard (4) métallique en amont d'une première cage de laminoir et le dispositif de réglage de la largeur (w) du feuillard (4) métallique comprend un régulateur de largeur pour régler la traction dans le feuillard (4) métallique en amont d'une deuxième cage de laminoir disposée en aval de la première cage de laminoir en fonction de la largeur (w), mesurée en amont de la première cage de laminoir, du feuillard (4) métallique, dans lequel le dispositif de réglage de la largeur (w) comporte un dispositif de mesure de la largeur (w) du feuillard (4) métallique en aval de la deuxième cage de laminoir, caractérisé en ce que le dispositif de réglage de la largeur (w) du feuillard (4) métallique comprend un adaptateur d'adaptation du régulateur de largeur aux propriétés du train de laminoir en fonction de la largeur (w), mesurée en aval de la deuxième cage de laminoir, du feuillard (4) métallique, d'une valeur (w*) de consigne de la largeur du feuillard (4) métallique et en fonction de paramètres (x₁ à x_n) de laminage.

Zeichnung