VERFAHREN UND COMPUTERPROGRAMM ZUM STEUERN EINES WALZPROZESSES

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Computerprogramm zum Steuern eines Walzprozesses, bei dem ein Metallband mithilfe von mindestens zwei Walzen flachgewalzt wird. Die Erfindung betrifft grundsätzlich alle Arten von Walzprozessen, wie zum Beispiel Kaltwalzen, Warmwalzen oder Fertigwalzen; sie findet jedoch bevorzugte Anwendung bei Kaitwalzprozessen.

[0002] Im Stand der Technik, zum Beispiel aus der japanischen Patentanmeldung JP 55061309 A ist ein derartiges Verfahren grundsätzlich bekannt. Es wird dort beschrieben, dass die Stabilität des Walzprozesses von der jeweiligen Lage eines so genannten neutralen Punktes abhängt. Dabei bezeichnet der neutrale Punkt diejenige Position auf dem Umfang einer Arbeitswalze, bei dem die Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalze mit der Geschwindigkeit des gewalzten Materials übereinstimmt. Zur Gewährleistung der Stabilität des Walzprozesses lehrt die besagte japanische Patentanmeldung, den Bandzug so zu regeln, dass die Lage des neutralen Punktes immer innerhalb eines Kontaktbogens zwischen der Walze und dem gewalzten Material liegt.

[0003] Die Berechnung der Lage des neutralen Punktes ist allerdings nur für idealplastisches Material trivial und kann nur für derartige Materialien aus messbaren Parametern des Walzprozesses ermittelt werden. Die Verwendung der traditionell berechneten (relativen) Lage des neutralen Punktes als Kriterium für die Stabilität eines Walzprozesses ist deshalb bei nicht-ideal-plastischem Material, das heißt insbesondere bei elastisch-plastischem Material, wie zum Beispiel bei realen Metallen, nur eingeschränkt möglich. Der Grund dafür besteht darin, dass die (relative) Lage des neutralen Punktes für Walzprozesse von realen Metallen mithilfe von messbaren Walzparametem traditionell nur recht ungenau bestimmt werden kann.

[0004] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Verfahren und Computerprogramm zum Steuern eines Walzprozesses nach Maßgabe der relativen Lage des neutralen Punktes zwischen einer Walze und einem zu walzenden Metallband im Hinblick auf das reale Verhalten des Metallbandes während des Walzprozesses zu verbessem.

[0005] Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst.

[0006] Durch die Berücksichtigung der ebenen Fließspannung des Metallbandes und der Größe des hydrostatischen Druckes in dem neutralen Punkt kann die relative Lage des neutralen Punktes wesentlich präziser, das heißt realitätsnäher und genauer, berechnet werden als dies in der Vergangenheit der Fall war. Dies gilt insbesondere deswegen, weil mit der Berücksichtigung des hydrostatischen Druckes die Volumenkompression des Metallbandes während des Walzprozesses Eingang in die Berechnung der Lage des neutralen Punktes findet. Außerdem wird die Auffederung des Bandes nach Durchlaufen der engsten Stelle des Walzspaltes berücksichtigt. Diese Berücksichtigung ist insbesondere für Werte des Parameters der Voreilung um Null besonders wichtig. Die erfindungsgemäß mögliche realitätsnähere Information über die tatsächliche Lage des neutralen Punktes ermöglicht es einer Steuerungseinrichtung oder einer Bedienperson, welche den Walzprozess beobachtet oder steuert, schneller und effizienter in den Walzprozess einzugreifen, um seine Stabilität zu gewährleisten.

[0007] Weil die Parameter Fließspannung und hydrostatischer Druck im neutralen Punkt zwar für die präzisere Berechnung der relativen Lage des neutralen Punktes erforderlich sind, aber während des Walzprozesses nicht einfach als Messparameter messbar sind, werden sie erfindungsgemäß mithilfe eines mathematischen Modells, was individuell auf jeden einzelnen Walzprozess anpassbar ist, simuliert und vorzugsweise in Echtzeit berechnet, um für die Berechnung der realen Lage des neutralen Punktes rechtzeitig zur Verfügung zu stehen. Vorteilhafterweise werden als Eingangsgröße für das mathematische Modell jedoch lediglich Prozessparameter verwendet, die während des Walzprozesses gemessen werden können.

[0008] Erfindungsgemäß wird die relative Lage ξ des neutralen Punktes vorteilhafterweise gemäß folgender Formel berechnet:


wobei

f_slip

: die Voreilung;

σ_A

: die Bandausgangsspannung;

K

: die Kompressibilität des Metallbandes;

p_N

: den Druck im Walzspalt im neutralen Punkt senkrecht (normal) zum Metallband;

q_N

: den Druck im Walzspalt im neutralen Punkt in Längsrichtung des Metallbandes;

k_e

: die ebene Fließspannung;

E*

: den ebenen Elastizitätsmodul des Metallbandes;

h_E

: die Banddicke am Eingang; und

h_A :

die Banddicke am Ausgang;

repräsentiert.

[0009] Der Walzprozess wird dann als stabil laufend eingestuft, wenn der berechnete Wert ξ für die relative Lage des neutralen Punktes zwischen einem unteren Schwellenwert von ca. 0,12 und einem oberen Schwellenwert von circa 0,4 liegt.
Liegt der Wert ξ unterhalb des unteren Schwellenwertes, so ist dies ein Indiz dafür, dass der Walzprozess instabil ist; er ist dann durch geeignete Maßnahmen, wie zum Beispiel die Erhöhung des Bandzugs am Ausgang, eine Reduzierung des Bandzugs am Eingang oder eine Erhöhung der Reibung im Walzspalt wieder zu stabilisieren.

[0010] Im anderen Fall, wenn der Wert ξ für die relative Lage des neutralen Punktes oberhalb des oberen Schwellenwertes von circa 0,4 liegt, so ist dies ein Indiz dafür, dass die Reibung im Walzspalt zu hoch und damit der Verschleiß der Walzen ebenfalls zu hoch ist; es ist dann durch geeignete Maßnahmen entsprechend gegenzusteuem.

[0011] Zu Dokumentationszwecken ist es vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäß berechnete relative Lage des neutralen Punktes vorzugsweise über ihren Zeitablauf gespeichert wird. Unabhängig davon ist es für eine schnelle Einleitung von Maßnahmen zur Stabilisierung des Walzprozesses oder für eine Beseitigung von zu hohen Reibkräften im Walzspalt vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäß berechnete relative Lage des neutralen Punktes auf einer Anzeigeeinrichtung, vorzugsweise in Echtzeit, für eine Bedienperson veranschaulicht wird.

[0012] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des beanspruchten Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0013] Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Computerprogramm für eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Walzprozesses gemäß dem oben beschriebenen Verfahren gelöst.

[0014] Der Beschreibung sind insgesamt drei Figuren beigefügt, wobei

Fig. 1

ein Walzenpaar zur Ausbildung eines Walzspaltes mit durchge- führtem Metallband;

Fig. 2

ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des erfindungsgemä- ßen Verfahrens; und

Fig.3

verschiedene mögliche Positionsbereiche für die relative Lage des neutralen Punktes in einem Walzspalt

zeigt.

[0015] Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben.

[0016] Figur 1 zeigt ein Walzgerüst mit einem Walzenpaar, bei dem die Walzen 200 vertikal übereinander angeordnet sind und wobei zwischen den beiden Walzen 200 ein Walzspalt ausgebildet ist. Zum Durchführen eines Walzprozesses wird ein Metallband 100 durch den Walzspalt hindurch geschoben und dabei flachgewalzt. Sowohl die obere wie auch die untere (Arbeits-) Walze 200 berührt dabei das Metallband 100 in einem Kontaktbogen, der bei der oberen Walze 200 durch die Bogenlänge des Winkels α repräsentiert ist.

[0017] Als Maß bzw. Kriterium für die Stabilität eines individuellen Walzprozesses wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die relative Lage des so genannten neutralen Punktes verwendet. In Figur 1 ist der neutrale Punkt beispielhaft mit dem Bezugszeichen N bezeichnet. Der neutrale Punkt bezeichnet die jenige Position auf dem Umfang einer Walze, bei dem die Umfangsgeschwindigkeit der Walze mit der Geschwindigkeit des gewalzten Materials, insbesondere des gewalzten Metallbandes übereinstimmt.

[0018] Die Materialflussrichtung ist in Figur 1 durch die horizontalen Pfeile angedeutet; sie verläuft dort von links nach rechts. Der Parameter R bezeichnet den Radius der Walze 200, der Parameter v_E bezeichnet die Geschwindigkeit des Metallbandes 100 am Eingang des Walzspaltes, der Parameter v_A bezeichnet die Geschwindigkeit des Metallbandes am Ausgang des Walzspaltes und der Parameter v_N bezeichnet die Geschwindigkeit des Metallbandes 100 auf Höhe des neutralen Punktes N. Alle weiteren in Figur 1 dargestellten Parameter werden weiter unten näher erläutert.

[0019] Eine Einschätzung über die Stabilität eines Walzprozesses und eine Entscheidung über das Einleiten von Maßnahmen zur Stabilisierung des Walzprozesses können um so genauer vorgenommen werden, desto präziser bzw. realitätsnäher die aktuelle Position des neutralen Punktes bekannt ist.

[0020] Anhand von Figur 2 wird deshalb das erfindungsgemäße Verfahren erläutert, mit dessen Hilfe eine sehr präzise und realitätsnahe Berechnung der relativen Lage des neutralen Punktes während eines Walzprozesses jederzeit möglich ist.

[0021] Erfindungsgemäß erfolgt die Berechnung der relativen Lage ξ des neutralen Punktes N gemäß folgender Formel:


wobei

f_slip :

die Voreilung;

σ_A :

die Bandausgangsspannung;

K :

die Kompressibilität des Metallbandes (100);

p_N :

den Druck im Walzspalt im neutralen Punkt senkrecht (normal) zum Metallband;

q_N :

den Druck im Walzspalt im neutralen Punkt in Längsrichtung des Metallbandes;

k_e :

die ebene Fließspannung;

E* :

den ebenen Elastizitätsmodul des Metallbandes (100);

h_E :

die Banddicke am Eingang; und

h_A :

die Banddicke am Ausgang des Walzspaltes;

repräsentiert.

[0022] Die Berechnung der relativen Lage ξ des neutralen Punktes erfolgt in Figur 2 in Block A. Dabei sind die in die Berechnung von ξ einfließenden oben genannten Parameter in Figur 2 ebenfalls dargestellt. Von diesen Parametern bilden die Voreilung f_slip, die Höhe h_E des Metallbandes am Eingang des Walzspaltes, die Höhe h_A am Ausgang des Walzspaltes sowie die Bandspannung σ_A am Ausgang des Walzspaltes eine erste Gruppe von Prozessparametem, welche während eines Walzprozesses jederzeit direkt messbar sind. Der ebene Elastizitätsmodul E* des Metallbandes 100 sowie die Kompressibilität K des Metallbandes sind grundsätzlich bekannt. Nicht grundsätzlich bekannt und auch nicht messbar während eines Walzprozesses, sind dagegen die für die erfindungsgemäße Berechnung der relativen Lage ξ des neutralen Punktes weiterhin erforderlichen Werte für die ebene Fließspannung k_e und den Druck p_N^H im Walzspalt im neutralen Punkt senkrecht, das heißt normal zum Metallband. Weil die beiden letztgenannten Parameter nicht direkt messbar sind, werden sie erfindungsgemäß auf Basis der ersten Gruppe von Parametern sowie auf Basis einer zweiten Gruppe von Parametern, mithilfe eines mathematischen Modells für den individuellen Walzprozess abgeschätzt. Die zweite Gruppe von Prozessparametern umfasst die Bandeingangsspannung σ_E am Eingang des Walzspaltes, die Walzenkraft F, die Breite des Metallbandes b, den Radius R₀ der (Arbeits-) Walze 200 sowie den ebenen Elastizitätsmodul E*_R der Walze. Auch die Prozessparameter der zweiten Gruppe sind während eines Walzprozesses individuell messbar, so dass die gesuchten Werte für die ebene Fließspannung k_e und für den Druck p_N^H im Walzspalt im neutralen Punkt senkrecht zum Metallband somit alleine aus messbaren Parametern berechnet werden können. Die Berechnung erfolgt vorzugsweise in Echtzeit, damit die Werte für ξ möglichst aktuell zur Verfügung stehen, um ein gezieltes und wirkungsvolles Eingreifen in den Walzprozess - falls notwendig - zu ermöglichen.

[0023] In Figur 3 sind verschiedene Bereiche für mögliche relative Lagen ξ des neutralen Punktes in dem Walzspalt zwischen den beiden Walzen 200 veranschaulicht. Zu erkennen ist zunächst ein schraffierter Bereich, der durch einen unteren Schwellenwert von ca. 0,12 und einen oberen Schwellenwert von 0,4 für den Wert von ξ begrenzt ist. Wenn ξ in dem schraffierten Bereich liegt, das heißt wertmäßig zwischen dem oberen und dem unteren Schwellenwert liegt, dann wird der Walzprozess als stabil eingestuft; es brauchen dann keine Maßnahmen getroffen zu werden, um stabilisierend in den Walzprozess einzugreifen.

[0024] Anders verhält es sich dagegen, wenn der erfindungsgemäß berechnete Wert zwischen 0,08 und 0,12 liegt; dann wird der Walzprozess als kritisch, das heißt weniger stabil gegenüber Schwankungen der Prozeßparameter eingestuft. Noch kritischer, weil noch instabiler ist der Walzprozess bei noch kleineren Werten von ξ insbesondere bei Werten zwischen 0 und 0,08. In den beiden genannten Fällen von Instabilität ist der Walzprozess durch geeignete Maßnahmen zu stabilisieren, wobei der Umfang der Maßnahmen (evtl. auch in Kombination) von dem Grad der Instabilität abhängt. Eine Stabilisierung des Walzprozesses kann erreicht werden durch eine Erhöhung des Bandzugs σ_A am Ausgang des Walzspaltes, durch eine Reduzierung des Bandzugs σ_E am Eingang des Walzspaltes und/oder durch eine Erhöhung der Reibung im Walzspalt. Letztere kann zum Beispiel durch eine Erhöhung der Rauheit der Walze 200, durch eine Reduzierung der Schmiermittelmenge und/oder durch eine Reduzierung der Walzgeschwindigkeit erreicht werden.

[0025] Bei Werten von ξ über 0,4 ist die Reibung im Walzspalt zu groß. Dies hat den Nachteil, dass die auftretenden Kräfte und damit einhergehend der Verschleiß der Walzen zu groß sind. Abhilfe können hier geeignete Maßnahmen, wie eine Reduzierung des Bandzugs σ_A am Ausgang des Walzspaltes, eine Erhöhung des Bandzugs σ_E am Eingang des Walzspaltes und/oder eine Reduzierung der Reibung zwischen Walze 200 und Metallband 100 leisten. Eine Reduzierung der Reibung kann durch eine Verringerung der Rauheit der Walze, durch eine Erhöhung der Schmiermittelmenge und/oder durch Erhöhen der Walzgeschwindigkeit realisiert werden. Auch die in diesem Absatz aufgezeigten Maßnahmen können einzeln oder in Kombination angewandt werden, je nach erforderlicher Intensität.

[0026] Die soeben diskutierten Maßnamen können nach Maßgabe des berechneten Wertes für die Lage ξ des neutralen Punktes entweder automatisch oder durch eine Bedienperson eingeleitet werden. Wenn die Eingriffe durch eine Bedienperson eingeleitet werden sollen, ist es hilfreich, wenn die jeweils aktuelle Lage des neutralen Punktes in einer Darstellung ähnlich wie Figur 3 für die Bedienperson auf einer Anzeigeeinrichtung visualisiert wird. Die Bedienperson kann dann aufgrund der veranschaulichten aktuellen Lage ξ des neutralen Punktes sofort erkennen, ob der Walzprozess aktuell stabil, instabil oder überstabil verläuft und je nachdem geeignete Maßnahmen veranlassen.

[0027] Zu Dokumentationszwecken ist es vorteilhaft, wenn der Wert ξ in seinem Zeitverlauf gespeichert wird.

[0028] Vorteilhafterweise wird die erfindungsgemäße Berechnung des Wertes ξ für die neutrale Lage des Punktes in einem Computerprogramm für eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Walzprozesses realisiert.

Ansprüche

1. Verfahren zum Steuern eines Walzprozesses, bei dem ein Metallband (100) mithilfe von mindestens einer Walze (200) flachgewalzt wird, umfassend:

Detektieren der relativen Lage (N) des neutralen Punktes in einem Kontaktbogen zwischen dem Metallband (100) und der Walze (200); und

erforderlichenfalls Stabilisieren des Walzprozesses nach Maßgabe der Lage ξ (N) des neutralen Punktes durch Eingreifen mit geeigneten Maßnahmen in den Walzprozess;

dadurch gekennzeichnet, dass

die Größe der ebenen Fließspannung k_e des Metallbandes und die Größe des hydrostatischen Druckes p_N^H in dem neutralen Punkt als nicht direkt messbare Prozessparameter jeweils mit Hilfe eines mathematischen Modells für den individuellen Walzprozess auf Basis einer ersten und einer zweiten Gruppe von messbaren Prozessparametern geschätzt werden, wobei die erste Gruppe die Parameter Voreilung f_slip, Bandeingangsdicke h_E, Bandausgangsdicke h_A und Bandausgangsspannung σ_A des Metallbandes (100) und die zweite Gruppe die Bandeingangsspannung σ_E, die Walzenkraft F, die Bandbreite b, den Radius R₀ der Walze und den ebenen Elastizitätsmodul E*_R der Walze umfasst; und

die relative Lage ξ (N) des neutralen Punktes auf Basis der geschätzten Größen für die ebene Fließspannung k_e und den hydrostatischen Druck p_N^H, auf Basis der ersten Gruppe von messbaren Prozessparametern sowie auf Basis des ebenen Elastizitätsmoduls E* des Metallbandes und der Kompressiblität K des Metallbandes, berechnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die relative Lage des neutralen Punktes ξ gemäß folgender Formel berechnet wird:


wobei

f_slip: die Voreilung;

σ_A : die Bandausgangsspannung;

K : die Kompressibilität des Metallbandes (100);

p_N : den Druck im Walzspalt im neutralen Punkt senkrecht (normal) zum Metallband;

q_N : den Druck im Walzspalt im neutralen Punkt in Längsrichtung des Metallbandes;

k_e : die ebene Fließspannung;

E* : den ebenen Elastizitätsmodul des Metallbandes (100);

h_E : die Banddicke am Eingang; und

h_A : die Banddicke am Ausgang;

repräsentiert.

3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Walzprozess stabil verläuft und keinen stabilisierenden Eingriff mit geeigneten Maßnahmen erfordert, wenn der berechnete Wert ξ für die relative Lage (N) des neutralen Punktes zwischen einem unteren Schwellenwert von ca. 0,12 und einem oberen Schwellenwert von ca. 0,40 liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Walzprozess durch geeignete Maßnahmen, wie Erhöhung des Bandzugs am Ausgang, Reduzierung des Bandzugs am Eingang oder Erhöhung der Reibung im Walzspalt, z.B. durch Erhöhung der Rauheit der Walze, Reduzierung der Schmiermittelmenge und/oder Reduzierung der Walzgeschwindigkeit, stabilisiert wird, wenn der Wert ξ für die relative Lage des neutralen Punktes zwischen Null und einem unteren Schwellenwert von ca. 0,12 liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Walzprozess durch geeignete Maßnahmen, wie Reduzierung des Bandzugs am Ausgang, Erhöhung des Bandzugs am Eingang oder Reduzierung der Reibung, z.B. durch Verringern der Rauheit der Walze, Erhöhen der Schmiermittelmenge und/oder Erhöhen der Walzgeschwindigkeit, verbessert wird, wenn der Wert ξ für die relative Lage des neutralen Punktes oberhalb eines oberen Schwellenwertes von ca. 0,4 liegt.

6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stabilisierung des Walzprozesses nach Maßgabe der berechneten Lage des neutralen Punktes automatisch oder aufgrund eines Eingriffes einer Bedienperson in den Walzprozess erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die berechnete relative Lage (N) des neutralen Punktes vorzugsweise in ihrem Zeitablauf gespeichert und/oder für eine Bedienperson auf einer Anzeigeeinrichtung, vorzugsweise in Echtzeit, veranschaulicht wird.

8. Computerprogramm für eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Walzprozesses,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Computerprogramm ausgebildet ist zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche.

Claims

1. A method for controlling a rolling process, in which a metal strip (100) is rolled flat by use of at least one roll (200), comprising:

detecting the relative position (N) of the neutral point in a contact curve between the metal strip (100) and the roll (200); and if necessary,

stabilising the rolling process according to the position ξ (N) of the neutral point by intervening in the rolling process by suitable measures;

characterised in that the value of the flat yield stress k_e of the metal strip and the value of the hydrostatic pressure p_N^H at the neutral point are estimated as not directly measurable process parameters by use of a respective mathematical model for the individual rolling process on the basis of a first and a second group of measurable process parameters; wherein the first group of measurable process parameters comprises the parameters advance f_slip, strip inlet thickness h_E, strip inlet thickness h_A and strip outlet tension σ_A of the metal strip (100) and the second group of measurable process parameters comprises the strip inlet tension σ_E, the roll force F, the strip width b, the radius R₀ of the roll and the flat modulus of elasticity E*_R of the roll; and the relative position ξ (N) of the neutral point is calculated on the basis of the estimated values for the flat yield stress k_e and the hydrostatic pressure p_N^H on the basis of the first group of measurable process parameters and on the basis of the flat modulus of elasticity E* of the metal strip and of the compressibility K of the metal strip.

2. Method according to claim 1, characterised in that the relative position of the neutral point ξ is calculated according to the following formula:


wherein

f_slip : represents the advance;

σ_A : represents the strip outlet tension;

K : represents the compressibility of the metal strip (100);

P_N : represents the pressure in the rolling gap at the neutral point perpendicularly (normal) to the metal strip;

q_N : represents the pressure in the rolling gap at the neutral point in the longitudinal direction of the metal strip;

k_e : represents the flat yield stress;

E* : represents the flat modulus of elasticity of the metal strip (100):

h_E : represents the strip thickness at the inlet; and

h_A : represents the strip thickness at the outlet of the rolling gap.

3. Method according to one of the preceding claims, characterised in that the rolling process runs stably and requires no stabilising intervention by suitable measures when the calculated value ξ for the relative position (N) of the neutral point is between a lower threshold value of approximately 0.12 and an upper threshold value of approximately 0.40.

4. Method according to one of claims 1 and 2, characterised in that the rolling process is stabilised by suitable measures, such as increasing the strip tension at the outlet, decreasing the strip tension at the inlet or increasing the friction in the rolling gap by, for example, increasing the roughness of the roll, reducing the amount of lubricant and/or reducing the roll speed when the value ξ for the relative position of the neutral point is between zero and a lower threshold value of approximately 0.12.

5. Method according to one of claims 1 and 2, characterised in that the rolling process is improved by suitable measures, such as decreasing the strip tension at the outlet, increasing the strip tension at the inlet or reducing the friction by, for example, decreasing the roughness of the roll, increasing the amount of lubricant and/or increasing the roll speed when the value ξ for the relative position of the neutral point is greater than an upper threshold value of approximately 0.4.

6. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the rolling process is stabilised either automatically or by intervention by an operator in the rolling process, according to the calculated position of the neutral point.

7. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the calculated relative position (N) of the neutral point is preferably stored over its elapsed time period and/or is displayed for an operator on a display device, preferably in real time.

8. Computer program for a control device for controlling a rolling process, characterised in that the computer program is constructed for carrying out the method according to any one of the preceding claims.

Revendications

1. Procédé pour commander un processus de laminage, dans lequel une bande de métal (100) est laminée à plat à l'aide d'au moins un cylindre (200), comprenant les étapes suivantes :

détection de la position relative (N) du point neutre dans un arc de contact entre la bande de métal (100) et le cylindre (200) ; et si nécessaire, stabilisation du processus de laminage en fonction de la position ξ (N) du point neutre par intervention avec des mesures techniques appropriées dans le processus de laminage ;

caractérisé en ce que

l'amplitude de la contrainte d'écoulement à plat k_e de la bande de métal et l'amplitude de la pression hydrostatique p_N^H au point neutre sont estimées à titre de paramètres de processus qui ne sont pas directement mesurables respectivement à l'aide d'un modèle mathématique pour le processus de laminage individuel en se basant sur un premier groupe et un second groupe de paramètres de processus mesurables, le premier groupe comprenant les paramètres que sont l'avance f_slip, l'épaisseur de la bande à l'entrée h_E, l'épaisseur de la bande à la sortie h_A, et la contrainte de sortie σ_A de la bande de métal (100), et le second groupe comprenant la contrainte d'entrée σ_E de la bande, la force de laminage F, la largeur de bande b, le rayon R₀ du cylindre, et le module d'élasticité plan E*_R du cylindre ; et

la position relative ξ (N) du point neutre est calculée en se basant sur les valeurs estimées pour la contrainte d'écoulement à plat k_e et la pression hydrostatique p_N^H, en se basant sur le premier groupe de paramètres de processus mesurables ainsi qu'en se basant sur le module d'élasticité plan E* de la bande de métal et sur la compressibilité K de la bande de métal.

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que la position relative du point neutre ξ est calculée d'après la formule suivante :


dans laquelle

f_slip représente l'avance;

σ_A représente la contrainte de la bande à la sortie

K représente la compressibilité de la bande de métal (100);

p_N représente la pression dans l'emprise de laminage au point neutre, perpendiculairement (normale) à la bande de métal ;

q_N représente la pression dans l'emprise de laminage au point neutre en direction longitudinale de la bande de métal ;

k_e représente la contrainte d'écoulement à plat ;

E* représente le module d'élasticité à plat de la bande de métal (100) ;

h_E représente l'épaisseur de la bande à l'entrée ; et

h_A représente l'épaisseur de la bande à la sortie.

3. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le processus de laminage se déroule de manière stable et aucune intervention de stabilisation avec des mesures techniques appropriées n'est nécessaire quand la valeur calculée ξ pour la position relative (N) du point neutre est située entre une valeur seuil inférieure d'environ 0,12 et une valeur seuil supérieure d'environ 0,40.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce que le processus de laminage est stabilisé par des mesures techniques appropriées, comme l'augmentation de la traction de la bande à la sortie, la réduction de la traction de la bande à l'entrée ou l'augmentation de la friction dans l'emprise de laminage, par exemple par augmentation de la rugosité du cylindre, réduction de la quantité de lubrifiant et/ou réduction de la vitesse de laminage, quand la valeur ξ pour la position relative du point neutre est située entre zéro et une valeur seuil inférieure d'environ 0,12.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce que le processus de laminage est amélioré par des mesures techniques appropriées, comme la réduction de la traction de la bande à la sortie, l'augmentation de la traction de la bande à l'entrée, ou la réduction de la friction, par exemple par réduction de la rugosité du cylindre, par augmentation de la quantité de lubrifiant et/ou augmentation de la vitesse de laminage, quand la valeur ξ pour la position relative du point neutre est située au-dessus d'une valeur seuil supérieure d'environ 0,4.

6. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la stabilisation du processus de laminage a lieu en fonction de la position calculée du point neutre, automatiquement ou en raison d'une intervention d'un opérateur dans le processus de laminage.

7. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la position relative calculée (N) du point neutre est de préférence mémorisée dans son évolution temporelle et/ou représentée sur un dispositif d'affichage, de préférence en temps réel, pour un opérateur.

8. Programme d'ordinateur pour un dispositif de commande destiné à commander un processus de laminage,
caractérisé en ce que le programme d'ordinateur est conçu pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes.

Zeichnung