Verfahren zum Betreiben einer Walzstrasse insbesondere eines Kaltwalzwerkes

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Walzstraße (10) insbesondere eines Kaltwalzwerkes. Die Walzstraße (10) weist Arbeitswalzen (19) auf, zwischen denen ein Walzspalt (20) vorhanden ist, durch den ein Walzband (12) hindurchgeführt wird. Bei dem Verfahren werden die Dicke (XH0_dmg) und die Einlaufgeschwindigkeit (XV0_b) des Walzbandes (12) vor dem Walzspalt (20) gemessen. Die Auslaufgeschwindigkeit (XV1_wsp) des Walzbandes (12) nach dem Walzspalt (20) wird mit Hilfe der tangentialen Geschwindigkeit (XV1_aw) der Arbeitswalzen (19) nachgebildet. Die Dicke (XH1_wsp) nach dem Walzspalt (20) wird mit Hilfe der Dicke (XH0_dmg) und der Einlaufgeschwindigkeit (XV0_b) vor dem Walzspalt (20) und der nachgebildeten Auslaufgeschwindigkeit (XV1_wsp) ermittelt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Walzstraße insbesondere eines Kaltwalzwerkes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Aus der DE 41 41 742 A1 ist ein Verfahren zur Dickenregelung eines Walzbandes in einer Walzstraße eines Walzwerkes bekannt. Diesem Verfahren liegt eine Massenflussregelung zugrunde, bei der aus der gemessenen Eingangsdicke des Walzbandes sowie aus den gemessenen Einlauf- und Auslaufgeschwindigkeiten am Walzspalt die Ausgangsdicke des Walzbandes berechnet wird.

[0003] Insbesondere die Messung der Geschwindigkeit des Walzbandes am Ausgang des Walzspalts hat sich als problematisch herausgestellt, da Vibrationen oder eine unsaubere Messstelle oder sonstige Messfehler zu Störungen der Dickenregelung führen können.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine größere Genauigkeit und Zuverlässigkeit besitzt.

[0005] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1.

[0006] Die Walzstraße weist Arbeitswalzen auf, zwischen denen ein Walzspalt vorhanden ist, durch den ein Walzband hindurchgeführt wird. Die Dicke und die Einlaufgeschwindigkeit des Walzbandes vor dem Walzspalt werden gemessen. Die Auslaufgeschwindigkeit des Walzbandes nach dem Walzspalt wird mit Hilfe der tangentialen Geschwindigkeit der Arbeitswalzen nachgebildet. Die Dicke nach dem Walzspalt wird mit Hilfe der Dicke und der Einlaufgeschwindigkeit vor dem Walzspalt und der nachgebildeten Auslaufgeschwindigkeit ermittelt.

[0007] Durch die Nachbildung der Auslaufgeschwindigkeit des Walzbandes nach dem Walzspalt ist eine Messung dieser Auslaufgeschwindigkeit nicht mehr erforderlich. Ein hierzu erforderliches Messgerät kann somit eingespart werden. Dies stellt nicht nur eine Verminderung der Kosten dar, sondern auch eine Erhöhung der Zuverlässigkeit und Genauigkeit des Betriebs der Walzstraße.

[0008] Bei einer Ausgestaltung der Erfindung wird die ermittelte Dicke nach dem Walzspalt mit einer gemessenen Dicke nach dem Walzspalt verglichen, wobei die ermittelte Dicke vorzugsweise mit Hilfe eines Laufzeitglieds korrigiert wird. Mit dieser Maßnahme wird eine Größe, nämlich die entstehende Differenz zur Verfügung gestellt, auf die die genannte Nachbildung derart einwirken kann, dass diese Größe möglichst zu Null wird. Damit wird die Genauigkeit der nachgebildeten Auslaufgeschwindigkeit des Walzbandes nach dem Walzspalt erhöht.

[0009] Bei weiteren Ausgestaltungen der Erfindung wird die Differenz der ermittelten Dicke und der gemessenen Dicke nach dem Walzspalt integriert und nachfolgend gegebenenfalls mit der tangentialen Geschwindigkeit der Arbeitswalzen multipliziert wird. Damit wird eine einfache, aber trotzdem sehr genaue Nachbildung der Auslaufgeschwindigkeit nach dem Walzspalt erreicht.

[0010] Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das Ergebnis der Multiplikation zu der tangentialen Geschwindigkeit der Arbeitswalzen addiert wird und das Ergebnis dieser Addition die Auslaufgeschwindigkeit des Walzbandes nach dem Walzspalt bildet.

[0011] Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.

[0012] Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Walzstraße.

[0013] Eine Walzstraße 10 insbesondere eines Kaltwalzwerkes weist eine Abhaspel 11 auf, von der ein Walzband 12 über Umlenkrollen zu einem Walzgerüst 13 geführt ist. Vor dem Walzgerüst 13 ist ein Messgerät 15, insbesondere ein Laser-Messgerät angeordnet. Das Messgerät 15 ist zur Messung einer Einlaufgeschwindigkeit XV0_b des Walzbandes 12 vor dem Walzgerüst 13 vorgesehen. Weiterhin ist vor dem Walzgerüst 13 ein Dickenmessgerät 17 angeordnet, das zur Messung einer Dicke XH0_dmg des Walzbandes 12 vor dem Walzgerüst 13 vorgesehen ist.

[0014] Das Walzgerüst 13 der Walzstraße 10 weist Arbeitswalzen 19 auf, zwischen denen ein Walzspalt 20 vorhanden ist, durch den das Walzband 12 hindurchgeführt ist. Die Arbeitswalzen 19 werden von einem Antriebsmotor 21 über ein Getriebe angetrieben. Dem Antriebsmotor 21 ist ein Messgerät 23 zugeordnet, das zur Messung einer Drehzahl des Antriebsmotors 21 vorgesehen ist. Mit Hilfe des Durchmessers der Arbeitswalzen 19 sowie mit Hilfe der Übersetzung des Getriebes steht damit die tangentiale Geschwindigkeit XV1_aw der Arbeitswalzen 19 zur Verfügung.

[0015] Bei der Walzstraße 10 ist nach dem Walzgerüst 13 ein Messgerät 25 angeordnet, das zur Messung einer Dicke XH1_dmg des Walzbandes 12 nach dem Walzgerüst 13 vorgesehen ist.

[0016] Die Dicke des Walzbandes 12 unmittelbar vor dem Walzspalt 20 ist in der Figur als Dicke XH0_wsp und die Dicke des Walzbandes 12 unmittelbar nach dem Walzspalt 20 ist als Dicke XH1_wsp gekennzeichnet. Beide Größen werden nicht gemessen, sondern - wie nachfolgend erläutert - berechnet.

[0017] Zur Beeinflussung der Dicke des Walzbandes 12 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Walzspalt 20 einstellbar. Dies ist dadurch erreichbar, dass die Arbeitswalzen 19 der Walzstraße 10 zueinander verstellbar sind. Die Stellung der Arbeitswalzen 19 zueinander und damit die Einstellung des Walzspalts 20 ist in der Figur durch eine Stellgröße dWS1 gekennzeichnet.

[0018] Der Walzstraße 10 ist eine Steuerung und/oder Regelung 30 zugeordnet, der die Einlaufgeschwindigkeit XV0_b sowie die Dicken XH0_dmg und XH1_dmg vor und nach dem Walzgerüst 13 von der Walzstraße 10 zugeführt sind, und von der die Stellgröße dWS1 erzeugt und der Walzstraße 10 zugeführt ist.

[0019] Die Steuerung und/oder Regelung 30 führt eine Wegabbildung 31 durch, mit deren Hilfe aus der vor dem Walzgerüst 13 gemessenen Dicke XH0_dmg die bereits erwähnte, unmittelbar vor dem Walzspalt 20 vorhandene Dicke XH0_wsp ermittelt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dies dadurch erreicht, dass mit Hilfe der Einlaufgeschwindigkeit XV0_b ein Laufzeitglied gebildet wird, das die Zeitdauer berücksichtigt, die das Walzband 12 für den Weg vom Messgerät 15 zum Walzspalt 20 benötigt.

[0020] Die Steuerung und/oder Regelung 30 führt eine Multiplikation 32 der Einlaufgeschwindigkeit XV0_b des Walzbandes mit der unmittelbar vor dem Walzspalt 20 vorhandenen Dicke XH0_wsp durch. Das entstehende Produkt stellt die linke Seite der Grundgleichung einer Massenflussregelung dar. Diese Grundgleichung lautet für das vorliegende Ausführungsbeispiel wie folgt:

[0021] Die rechte Seite dieser Grundgleichung wird durch das Produkt der bereits erwähnten, unmittelbar nach dem Walzspalt 20 vorhandenen Dicke XH1_wsp mit einer Auslaufgeschwindigkeit XV1_b des Walzbandes 12 gebildet. Die Auslaufgeschwindigkeit XV1_b ist vorliegend nicht vorhanden, sondern wird - wie nachfolgend erläutert - rechnerisch nachgebildet bzw. modelliert.

[0022] Hierzu führt die Steuerung und/oder Regelung 30 einen Vergleich 33 aus zwischen der gemessenen Dicke XH1_dmg nach dem Walzgerüst 13 und einer berechneten Dicke XH1-dmgber. Die Differenz der beiden Dicken wird einer Integration 34 zugeführt und die integrierte Differenz stellt dann einen Faktor einer Multiplikation 35 dar. Dieser Multiplikation 35 ist die tangentiale Geschwindigkeit XV1_aw der Arbeitswalzen 19 als weiterer Faktor zugeführt.

[0023] Das durch die Multiplikation 35 entstehende Produkt wird mittels einer Addition 36 zu der genannten tangentialen Geschwindigkeit XV1_aw der Arbeitswalzen 19 hinzugefügt, wodurch eine unmittelbar nach dem Walzspalt 20 vorhandene Auslaufgeschwindigkeit XV1_wsp entsteht. Diese rechnerisch ermittelte Auslaufgeschwindigkeit XV1_wsp wird als Nachbildung bzw. Modellierung der vorstehend genannten Auslaufgeschwindigkeit XV1_b des Walzbandes verwendet.

[0024] Die Steuerung und/oder Regelung 30 führt eine Division 37 aus, bei der das von der Multiplikation 32 gebildete Produkt der linken Seite der erläuterten Grundgleichung durch die Auslaufgeschwindigkeit dividiert wird. Gemäß der obigen Grundgleichung und der erläuterten Nachbildung ergibt die Division 37 damit als Ergebnis die unmittelbar nach dem Walzspalt 20 vorhandene Dicke XH1_wsp des Walzbandes 12 wie folgt:

[0025] Die Steuerung und/oder Regelung 30 führt eine Wegabbildung 38 durch, mit deren Hilfe aus der berechneten, unmittelbar nach dem Walzspalt 20 vorhandenen Dicke XH1_wsp die erwähnte Dicke XH1-dmgber ermittelt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dies dadurch erreicht, dass mit Hilfe der nachgebildeten Auslaufgeschwindigkeit XV1_wsp ein Laufzeitglied gebildet wird, das die Zeitdauer berücksichtigt, die das Walzband 12 für den Weg vom Walzspalt 20 zum Messgerät 25 benötigt.

[0026] Im Normalbetrieb der Walzstraße 10 wird die unmittelbar nach dem Walzspalt 20 vorhandene Dicke XH1_wsp als Istdicke des Walzbandes 12 verwendet, die einem Vergleich 39 mit einer Solldicke WH1 des Walzbandes 12 zugeführt wird. Die Differenz dh1_wsp dieser Dicken wird einem PI-Regler 40 (PI = proportional/integral) zugeführt, der des weiteren von einem Materialmodul MM und/oder einem Gerüstmodul GM beeinflusst werden kann. Der PI-Regler 40 erzeugt die Stellgröße dWS1, mit der, wie bereits erwähnt wurde, der Walzspalt 20 eingestellt wird. Beispielhaft kann die Stellgröße dWS1 nach der folgenden Gleichung gebildet werden:

[0027] Beispielsweise zum Anfahren der Walzstraße 10 ist die Steuerung und/oder Regelung 30 mit einer Umschaltung 41 versehen, mit der nicht mehr die berechnete, unmittelbar nach dem Walzspalt 20 vorhandene Dicke XH1_wsp als Istdicke weiterverwendet wird, sondern statt dessen die von dem Messgerät 25 gemessene Dicke XH1_dmg. Diese Dicke XH1_dmg wird dann mit der Solldicke WH1 verglichen und die Differenz wird dem PI-Regler 40 zugeführt. Der PI-Regler 40 erzeugt dann die Stellgröße dWS1 zur Beeinflussung des Walzspalts 20. Die den Proportional- und/oder den Integralanteil des PI-Reglers 40 beeinflussenden Größen können dabei anders gewählt sein als im Normalbetrieb. Vorzugsweise kann insoweit eine sogenannte Monitor-Regelung zum Einsatz kommen.

[0028] Die Umschaltung 41 wird von der aus den Dicken XH1_dmg und XH1_dmgber gebildeten Differenz beeinflusst. Ist diese Differenz kleiner als ein vorgebbarer Schwellwert, so befindet sich die Walzstraße 10 in ihrem Normalbetrieb und die Umschaltung 41 gibt die berechnete, unmittelbar nach dem Walzspalt 20 vorhandene Dicke XH1_wsp als Istdicke weiter. Ist die genannte Differenz jedoch größer als der Schwellwert, so liegt kein Normalbetrieb vor und es wird die gemessene Dicke XH1_dmg als Istdicke weitergegeben. Beispielsweise kann der Schwellwert den Wert von +/- 3 % der Solldicke WH1 aufweisen.

[0029] Im Normalbetrieb der Walzstraße 10 wird die unmittelbar nach dem Walzspalt 20 vorhandene Auslaufgeschwindigkeit XV1_wsp des Walzbandes 12 aus der tangentialen Geschwindigkeit XV1_aw der Arbeitswalzen 19 nachgebildet. Dies wird unter anderem dadurch erreicht, dass die aus der nachgebildeten Auslaufgeschwindigkeit XV1_wsp berechnete, unmittelbar nach dem Walzspalt 20 vorhandene Dicke XH1_wsp des Walzbandes 12 mit Hilfe der Wegabbildung 38 korrigiert und dann mit der gemessenen Dicke XH1_dmg des Walzbandes 12 verglichen wird, und dass der Integrator 34 und der Multiplikator 35 derart auf die nachgebildete Auslaufgeschwindigkeit XV1_wsp einwirken, dass die bei dem vorgenannten Vergleich entstehende Differenz möglichst zu Null wird.

[0030] Die beschriebene Steuerung und/oder Regelung 30 ist mit Hilfe einer elektronischen Schaltung realisiert. Dabei kann es sich um eine analoge Schaltung oder auch um ein digitales Rechengerät handeln. Ist ein Rechengerät vorhanden, so liegt die erläuterte Steuerung und/oder Regelung 30 in der Form eines Computerprogramms vor, das auf einem Speicher des Rechengeräts gespeichert ist, und das dazu geeignet ist, die erläuterten Abläufe der Steuerung und/oder Regelung 30 durchzuführen.

Ansprüche

1. Verfahren zum Betreiben einer Walzstraße (10) insbesondere eines Kaltwalzwerkes, wobei die Walzstraße (10) Arbeitswalzen (19) aufweist, zwischen denen ein Walzspalt (20) vorhanden ist, durch den ein Walzband (12) hindurchgeführt wird, und wobei bei dem Verfahren die Dicke (XH0_dmg) und die Einlaufgeschwindigkeit (XV0_b) des Walzbandes (12) vor dem Walzspalt (20) gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslaufgeschwindigkeit (XV1_wsp) des Walzbandes (12) nach dem Walzspalt (20) mit Hilfe der tangentialen Geschwindigkeit (XV1_aw) der Arbeitswalzen (19) nachgebildet wird, und dass die Dicke (XH1_wsp) nach dem Walzspalt (20) mit Hilfe der Dicke (XH0_dmg) und der Einlaufgeschwindigkeit (XVO_b) vor dem Walzspalt (20) und der nachgebildeten Auslaufgeschwindigkeit (XV1_wsp) ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die tangentiale Geschwindigkeit (XV1_aw) der Arbeitswalzen (19) in Abhängigkeit von der Drehzahl eines die Arbeitswalzen (19) antreibenden Antriebsmotors (21) ermittelt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die ermittelte Dicke (XH1_wsp) nach dem Walzspalt (20) korrigiert und dann mit einer gemessenen Dicke (XH1_dmg) nach dem Walzspalt (20) verglichen wird (33).

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die ermittelte Dicke (XH1_wsp) mit Hilfe eines Laufzeitglieds korrigiert wird (38).

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die Differenz der korrigierten ermittelten Dicke und der gemessenen Dicke (XH1_dmg) nach dem Walzspalt (20) integriert wird (34).

6. Verfahren nach 5, wobei die integrierte Differenz mit der tangentialen Geschwindigkeit (XV1_aw) der Arbeitswalzen (19) multipliziert wird (35).

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Ergebnis der Multiplikation zu der tangentialen Geschwindigkeit (XV1_aw) der Arbeitswalzen addiert wird (36) und das Ergebnis dieser Addition die Auslaufgeschwindigkeit (XV1_wsp) des Walzbandes (12) nach dem Walzspalt (20) bildet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die ermittelte Dicke (XH1_wsp) des Walzbandes (12) nach dem Walzspalt (20) mit einem Sollwert (WH1) verglichen wird (39).

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei - sofern kein Normalbetrieb der Walzstraße (10) vorliegt - anstelle der ermittelten Dicke (XH1_wsp) die gemessene Dicke (XH1_dmg) des Walzbandes (12) nach dem Walzspalt (20) mit dem Sollwert (WH1) verglichen wird (39).

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei das Vergleichsergebnis einem Regler, insbesondere einem PI-Regler (40) zugeführt wird, von dem die Stellung der Arbeitswalzen (19) beeinflusst wird.

11. Computerprogramm für ein Rechengerät, wobei das Computerprogramm dazu geeignet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.

12. Speicher für ein Rechengerät, auf dem ein Computerprogramm abgespeichert ist, das dazu geeignet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.

13. Digitales Rechengerät mit einem Computerprogramm, das dazu geeignet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.

14. Walzstraße (10) mit einer elektronischen Schaltung, die zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 geeignet ist.

15. Walzstraße (10) nach Anspruch 14, wobei ein digitales Rechengerät vorhanden ist, das dazu geeignet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.

Zeichnung