(19)
(11) EP 4 364 867 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
08.05.2024  Patentblatt  2024/19

(21) Anmeldenummer: 22205487.6

(22) Anmeldetag:  04.11.2022
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
B21B 37/74(2006.01)
B21B 38/06(2006.01)
(52) Gemeinsame Patentklassifikation (CPC) :
B21B 38/06; B21B 37/74; C21D 8/00; B21B 38/006; B21B 2201/02; B21B 2201/04; B21B 2261/20; B21B 2275/10; B21B 2275/12
(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 ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA
Benannte Validierungsstaaten:
KH MA MD TN

(71) Anmelder:
  • Primetals Technologies Austria GmbH
    4031 Linz (AT)
  • Primetals Technologies Germany GmbH
    91058 Erlangen (DE)

(72) Erfinder:
  • Grosseiber, Simon
    4060 Leonding (AT)
  • Fett, Helmut
    91056 Erlangen-Kriegenbrunn (DE)
  • Schwarz, Gero
    4800 Attnang (AT)

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

   


(54) WALZEN VON STAHL MIT MESSTECHNISCHER ERFASSUNG DER PHASENUMWANDLUNG


(57) In einem Walzgerüst (3) einer Walzanlage (1) wird ein Band (2) aus Stahl gewalzt. Während des Walzens von nacheinander gewalzten Abschnitten (10) des Bandes (2) werden messtechnisch jeweils Werte erfasst, die für die auftretende Walzkraft (FW) und/oder das auftretende Walzmoment (M) charakteristisch sind. Unter Verwertung der auftretenden Walzkräfte (FW) und/oder Walzmomente (M) und von Änderungen (δT) der zugehörigen Temperaturen (T) der Abschnitte (10) des Bandes (2) wird ein Gradient (G) der Walzkraft (FW) und/oder des Walzmoments (M) relativ zur Temperatur (T) ermittelt. Anhand des Gradienten (G) wird ermittelt, ob in den Abschnitten (10) des Bandes (2) während des Walzens in dem Walzgerüst (3) eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt oder nicht.




Beschreibung

Gebiet der Technik



[0001] Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Betriebsverfahren für mindestens ein Walzgerüst einer Walzanlage zum Walzen eines Bandes aus Stahl, wobei während des Walzens von nacheinander gewalzten Abschnitten des Bandes in dem Walzgerüst bei einem Walzstich jeweils für die auftretende Walzkraft und/oder das auftretende Walzmoment charakteristische Werte messtechnisch erfasst werden.

[0002] Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Steuerprogramm für eine Steuereinrichtung einer mindestens ein Walzgerüst umfassenden Walzanlage zum Walzen eines Bandes aus Stahl, wobei das Steuerprogramm Maschinencode umfasst, der von der Steuereinrichtung abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung während des Walzens von nacheinander gewalzten Abschnitten des Bandes in dem Walzgerüst bei einem Walzstich jeweils messtechnisch erfasste, für die auftretende Walzkraft und/oder das auftretende Walzmoment charakteristische Werte entgegennimmt.

[0003] Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Steuereinrichtung einer Walzanlage zum Walzen eines Bandes aus Stahl, wobei die Steuereinrichtung mit einem derartigen Steuerprogramm programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung im Betrieb ein derartiges Betriebsverfahren ausführt.

[0004] Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Walzanlage zum Walzen eines Bandes aus Stahl, wobei die Walzanlage mindestens ein Walzgerüst umfasst, in dem nacheinander Abschnitte des Bandes gewalzt werden, wobei dem Walzgerüst eine Erfassungseinrichtung zum messtechnischen Erfassen von Werten, welche für die beim Walzen der Abschnitte des Bandes auftretende Walzkraft und/oder das beim Walzen der Abschnitte des Bandes auftretende Walzmoment charakteristisch sind, zugeordnet ist, wobei die Walzanlage eine das Walzgerüst steuernde Steuereinrichtung aufweist, dass die Steuereinrichtung mit der Erfassungseinrichtung zum Entgegennehmen der messtechnisch erfassten Werte verbunden ist.

Stand der Technik


Ausführungen zum Stand der Technik



[0005] Die genannten Gegenstände sind allgemein bekannt. Insbesondere Steckelwalzwerke und mehrgerüstige Fertigstraßen, beide zum Walzen eines Bandes aus Stahl, werden derart betrieben und sind derart ausgebildet.

Zusammenfassung der Erfindung



[0006] Beim Walzen von Stahl ist es - je nach konkreter Anlagenkonfiguration und gewünschtem Produkt - sinnvoll oder sogar erforderlich, dass das Band beim Walzen ein ferritisches oder zumindest ein teilweise ferritisches Gefüge aufweist. Insbesondere beim letzten Walzstich oder bei den letzten Walzstichen des Fertigwalzens kann dies erforderlich sein. Es ist jedoch schwierig, den Zeitpunkt, zu dem die Umwandlung des Gefüges von Austenit in Ferrit beginnt oder endet, exakt zu bestimmen. Dies gilt insbesondere dann, wenn vor dem Walzen nochmals ein Abkühlen des Bandes erfolgt, beispielsweise mittels eines sogenannten Powercoolings. Bei einem Powercooling wird das Wasser mit einem hohen Druck von mehreren bar auf das Band aufgespritzt, während es bei einer Laminarkühlung mit einem niedrigen Druck von meist unter 1 bar auf das Band aufgebracht wird.

[0007] Im Stand der Technik erfolgt die Bestimmung in der Regel mittels thermo-kinetischer Modelle, die sowohl das Temperaturverhalten des Bandes als auch das Umformverhalten des Bandes modellieren. Die Modellierung ist jedoch mit vielen Ungenauigkeiten behaftet. Beispielsweise wird bei einer mehrgerüstigen Fertigstraße oftmals die Temperatur vor einem Entzunderer oder vor einem Kühlaggregat gemessen, wobei der Entzunderer bzw. das Kühlaggregat der Fertigstraße vorgeordnet ist. Ab dem Zeitpunkt der Temperaturerfassung erfolgt nur noch eine modellgestützte Berechnung der Temperatur. Je weiter diese Modellierung fortschreitet, desto mehr können sich Fehler auswirken. Auch sind Eingangsgrößen, welche Einfluss auf die Modellierung haben, oftmals nicht exakt bekannt. Ein Beispiel einer derartigen Eingangsgröße kann die chemische Zusammensetzung des Stahls sein. Unabhängig von der genauen Situation ist die modellgestützte Ermittlung jedoch stets mit gewissen Fehlern behaftet.

[0008] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer mit hoher Genauigkeit ermittelt werden kann, welches Gefüge Abschnitte des Bandes beim Walzen in einem Walzgerüst aufweisen.

[0009] Die Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Betriebsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 6.

[0010] Erfindungsgemäß wird ein Betriebsverfahren der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,
  • dass unter Verwertung der durch die messtechnisch erfassten Werte bestimmten, beim Walzen der Abschnitte des Bandes in dem Walzgerüst auftretenden Walzkräfte und/oder Walzmomente und von Änderungen der zugehörigen Temperaturen der Abschnitte des Bandes ein Gradient der Walzkraft und/oder des Walzmoments relativ zur Temperatur ermittelt wird und
  • dass anhand des Gradienten ermittelt wird, ob in den Abschnitten des Bandes während des Walzens in dem Walzgerüst eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt oder nicht.


[0011] Die vorliegende Erfindung beruht auf dem Umstand, dass zwar einerseits die zum Walzen eines Abschnitts des Bandes erforderliche Walzkraft umso kleiner wird, je wärmer der entsprechende Abschnitt ist. Dies gilt sowohl bei einem austenitischen Gefüge als auch bei einem ferritischen Gefüge. Zum Umformen von ferritischem Gefüge ist jedoch eine erheblich geringere Walzkraft erforderlich als zum Umformen von austenitischem Gefüge. Da andererseits bei hohen Temperaturen ein austenitisches Gefüge vorliegt und bei niedrigen Temperaturen ein ferritisches Gefüge, überlagern sich beim Abkühlen zwei gegenläufige Effekte. Einerseits steigt vom Ansatz her bei ansonsten gleichbleibenden Bedingungen die Walzkraft an. Andererseits erhöht sich beim Abkühlen der Anteil an Ferrit und verringert sich der Anteil an Austenit. Das Erhöhen des Anteils an Ferrit und das Verringern des Anteils an Austenit bewirken eine Verringerung der Walzkraft.

[0012] Im Ergebnis überwiegt der letztgenannte Effekt. Im Ergebnis verringert sich daher in dem Umwandlungsbereich, in dem die Phasenumwandlung von Austenit zu Ferrit erfolgt, mit sinkender Temperatur auch die Walzkraft. Es ergibt sich somit ein positiver Gradient der Walzkraft relativ zur Temperatur, also eine sinkende Walzkraft bei sinkender Temperatur bzw. eine steigende Walzkraft bei steigender Temperatur. Dies steht im Gegensatz zu einem Walzen eines rein austenitischen Gefüges. Hier ergibt sich ein negativer Gradient der Walzkraft relativ zur Temperatur, also eine steigende Walzkraft bei sinkender Temperatur bzw. eine sinkende Walzkraft bei steigender Temperatur. Gleiches gilt beim Walzen eines rein ferritischen Gefüges. Somit kann aufgrund des Vorzeichens des Gradienten erkannt werden, ob in den Abschnitten des Bandes während des Walzens in dem Walzgerüst eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt. Die übrigen Walzbedingungen wie insbesondere die
chemische Zusammensetzung des Bandes, die Abmessungen des Bandes, die Stichabnahme, die Walzgeschwindigkeit dürfen sich hierbei natürlich nicht ändern.

[0013] Die Walzkraft und das Walzmoment sind eng miteinander gekoppelt. Aufgrund dieser Kopplung ergibt sich ein gleichgelagerter Sachverhalt auch für das Walzmoment.

[0014] Im Ergebnis kann somit beim Warmwalzen des Bandes erkannt werden, ob in dem Übergangsbereich gewalzt wird, in dem die Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt.

[0015] Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vorgehensweise besteht darin, dass nicht eine Modellierung mit allen ihren unvermeidbar gegebenen Unsicherheiten erfolgt, sondern dass basierend auf messtechnisch erfassten Größen sicher entschieden werden kann, ob in den Abschnitten des Bandes während des Walzens in dem Walzgerüst eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt oder nicht.

[0016] Es ist möglich, dass die Änderungen der Temperatur der Abschnitte aufgrund modellierter oder anderweitig vorgegebener Daten bekannt sind. Vorzugsweise werden die Änderungen der Temperatur der Abschnitte jedoch anhand einer vor oder nach dem Walzen der Abschnitte messtechnisch erfassten Temperatur ermittelt oder geschätzt. Beispielsweise kann für die Abschnitte jeweils vor dem Walzen messtechnisch eine Temperatur erfasst werden und daraus die Temperatur beim Walzen ermittelt bzw. geschätzt werden. Durch die Temperaturen der Abschnitte als solche sind dann natürlich auch deren Änderungen von Abschnitt zu Abschnitt bzw. gegenüber einer (prinzipiell beliebigen) Referenztemperatur bekannt.

[0017] Falls bei einer mehrgerüstigen Walzstraße eine Temperaturerfassung vor und/oder nach dem Walzen erfolgt, kann - ausnahmsweise - die Temperaturfassung unmittelbar vor oder hinter dem jeweiligen Walzgerüst erfolgen. In der Regel erfolgt eine derartige Temperaturfassung jedoch nur vor dem ersten Walzgerüst der Walzstraße und/oder hinter dem letzten Walzgerüst der Walzstraße.

[0018] In aller Regel wird ein Band nicht nur in einem einzelnen Walzstich gewalzt, sondern in einer ganzen Abfolge von mittels des mindestens einen Walzgerüsts der Walzanlage nacheinander ausgeführten Walzstichen. Dies gilt einerseits bei einem Walzen in einem Reversiergerüst, bei dem ein und dasselbe Walzgerüst nacheinander mehrere Stiche ausführt, beispielsweise einem Steckelwalzwerk. Dies gilt andererseits aber auch bei einem Walzen in einer mehrgerüstigen Walzstraße, deren Walzgerüste von dem Band nacheinander durchlaufen werden, wobei jedes Walzgerüst jeweils einen einzelnen Walzstich ausführt, typischerweise einer Fertigstraße. Die mehrgerüstige Walzstraße kann Bestandteil einer Gießwalz-Verbundanlage sein, in der das Band - sei es endlos, sei es in Form einzelner Brammen - der Walzstraße direkt aus der Gießhitze heraus zugeführt wird. Sowohl bei einem Reversiergerüst als auch bei einer mehrgerüstigen Walzstraße ist vorzugsweise vorgesehen,
  • dass durch Vergleich der für die einzelnen Walzstiche ermittelten Gradienten ermittelt wird, bei welchem der Walzstiche erstmals und/oder bei welchem der Walzstiche letztmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt, und
  • dass Betriebsparameter der Walzanlage in Abhängigkeit davon variiert werden, bei welchem der Walzstiche erstmals und/oder bei welchem der Walzstiche letztmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt.


[0019] Im Falle der Durchführung des Verfahrens für mehrere zeitlich nacheinander ausgeführte Walzstiche ist es insbesondere möglich, die Betriebsparameter der Walzanlage derart nachzuführen, dass derjenige Walzstich, bei dem erstmals oder letztmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt, ein vorbestimmter Walzstich in der Abfolge von Walzstichen ist.

[0020] Wenn - beispielsweise - zeitlich nacheinander mehrere Walzstiche ausgeführt werden (beispielsweise sieben Walzstiche), können die Betriebsparameter der Walzanlage derart nachgeführt werden, dass bereits der erste Walzstich der Abfolge von Walzstichen derjenige Walzstich ist, bei dem erstmals oder letztmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt, oder dass zumindest der letzte Walzstich der Abfolge von Walzstichen erst ausgeführt wird, nachdem die Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge vollständig abgeschlossen ist. Es ist sogar möglich, die Betriebsparameter derart zu variieren, dass die Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge bereits vor dem ersten Walzstich der Abfolge von Walzstichen abgeschlossen ist. Natürlich sind auch andere Vorgehensweisen möglich.

[0021] Als Betriebsparameter der Walzanlage kommen alle beeinflussbaren Betriebsgrößen in Frage, mittels derer eine entsprechende Beeinflussung des Zeitpunkts des Beginns bzw. des Endes der Phasenumwandlung möglich ist. Typische Betriebsparameter sind beispielsweise
  • ein Ausmaß, in dem das Band vor dem Walzen in einem vorgeordneten Ofen (beispielsweise einem Induktionsofen) aufgeheizt wird,
  • ein Ausmaß, in dem das Band vor dem Walzen in einer vorgeordneten Kühleinrichtung gekühlt wird,
  • ein Ausmaß, in dem das Band zwischen den einzelnen Walzstichen aufgeheizt und/oder gekühlt wird (beispielsweise im Falle einer Kühlung in einer mehrgerüstigen Walzstraße durch sogenannte Zwischengerüstkühlungen),
  • eventuell eine Änderung des Stichplans und
  • eventuell eine Änderung einer Walzgeschwindigkeit.


[0022] Ebenso ist es möglich, dass die Betriebsparameter der Walzanlage derart nachgeführt werden, dass ein spezifizierter Energieverbrauch der Walzanlage minimiert wird, eine Produktivität der Walzanlage maximiert wird, eine Walzkraft und/oder ein Walzmoment mindestens eines der von mindestens einem der Walzgerüste ausgeführten Walzstiche reduziert werden und/oder eine Produkteigenschaft des Bandes nach der Ausführung der Abfolge von Walzstichen optimiert wird.

[0023] Der spezifizierte Energieverbrauch kann der Energieverbrauch eines einzelnen Walzgerüsts, der Energieverbrauch aller Walzgerüste bzw. Walzstiche, der Energieverbrauch von dem Walzgerüst bzw. den Walzgerüsten vorgeordneten und/oder nachgeordneten Einheiten (beispielsweise eines Induktionsofens vor dem Walzgerüst bzw. den Walzgerüsten, eines Kühlaggregats vor dem Walzgerüst bzw. den Walzgerüsten und/oder einer Kühlstrecke nach dem Walzgerüst bzw. den Walzgerüsten) sein. Auch beliebige Kombinationen kommen in Frage.

[0024] In dem Fall, dass bei einem jeweiligen Walzstich keine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt, erfolgt das Walzen der Abschnitte des Bandes in dem Walzgerüst in dem jeweiligen Walzstich entweder austenitisch oder ferritisch. Wenn keine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt, wird vorzugsweise entschieden, ob die Abschnitte des Bandes in dem Walzgerüst in dem jeweiligen Walzstich austenitisch oder ferritisch gewalzt werden. Weiterhin ist vorzugsweise eine Adaption eines Modells des Walzens des Bandes von dieser Entscheidung abhängig. Die Abhängigkeit kann bedeuten, dass in dem einen Fall das Modell adaptiert wird, im anderen hingegen nicht. Vor allem aber kann dies bedeuten, dass das Modell zwar in beiden Fällen adaptiert wird, jedoch andersartig als im jeweils anderen Fall. Beispielsweise kann aufgrund der getroffenen Fallunterscheidung ein jeweiliges Modell, in dem ein austenitisches bzw. ferritisches Walzen modelliert wird, unabhängig von dem jeweils anderen Modell adaptiert werden.

[0025] Die Entscheidung, ob die Abschnitte des Bandes in dem Walzgerüst austenitisch oder ferritisch gewalzt werden, kann insbesondere dann einfach getroffen werden, wenn die beiden Walzstiche bekannt sind, bei denen erstmals und letztmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt. Konkret erfolgt in denjenigen Walzstichen, die vor dem Walzstich ausgeführt werden, bei dem erstmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt, ein austenitisches Walzen. Umgekehrt erfolgt in denjenigen Walzstichen, die nach dem Walzstich ausgeführt werden, bei dem letztmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt, ein ferritisches Walzen.

[0026] Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Steuerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Erfindungsgemäß bewirkt die Abarbeitung des Steuerprogramms, dass die Steuereinrichtung - zusätzlich zum Entgegennehmen der messtechnisch erfassten, für die auftretende Walzkraft charakteristischen Werte -
  • unter Verwertung der durch die messtechnisch erfassten Werte bestimmten, beim Walzen der Abschnitte des Bandes auftretenden Walzkräfte und/oder Walzmomente und der Steuereinrichtung bekannten Änderungen der zugehörigen Temperaturen der Abschnitte des Bandes einen Gradienten der Walzkraft und/oder des Walzmoments relativ zur Temperatur ermittelt und
  • anhand des Gradienten ermittelt, ob in den Abschnitten des Bandes während des Walzens in dem Walzgerüst eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt oder nicht.


[0027] Im Ergebnis wird aufgrund der Ausführung des Steuerprogramms durch die Steuereinrichtung somit ein Betriebsverfahren nach Anspruch 1 realisiert. Es ergeben sich auch dieselben Vorteile.

[0028] Das Steuerprogramm kann auf die gleiche Art und Weise ausgestaltet werden wie das Betriebsverfahren. Es ergeben sich auch hier dieselben Vorteile.

[0029] Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Steuerprogramm programmiert, so dass die Steuereinrichtung im Betrieb ein erfindungsgemäßes Betriebsverfahren ausführt.

[0030] Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Walzanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Erfindungsgemäß ist bei einer Walzanlage der eingangs genannten Art die Steuereinrichtung der Walzanlage als erfindungsgemäße Steuereinrichtung ausgebildet.

[0031] In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Walzanlage ist die Steuereinrichtung mit einer Einrichtung zum Vorgeben der Temperaturen der Abschnitte des Bandes oder deren Änderungen datentechnisch verbunden und/oder ist die Steuereinrichtung mit einem dem Walzgerüst vorgeordneten oder nachgeordneten Temperaturmessplatz zum messtechnischen Erfassen der Temperatur der Abschnitte datentechnisch verbunden.

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 eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Dabei zeigen:
FIG 1
eine Walzanlage,
FIG 2
ein Band,
FIG 3
ein Ablaufdiagramm,
FIG 4
einen Ausschnitt der Walzanlage von FIG 1,
FIG 5
ein Temperatur-Walzkraft-Diagramm,
FIG 6
einen Ausschnitt von FIG 5,
FIG 7
ein Ablaufdiagramm,
FIG 8
ein weiteres Ablaufdiagramm und
FIG 9
ein weiteres Ablaufdiagramm.

Beschreibung der Ausführungsformen



[0033] Gemäß FIG 1 wird in einer Walzanlage 1 ein Band 2 gewalzt. Das Band 2 besteht aus Stahl. Das Walzen in der Walzanlage 1 ist ein Warmwalzen.

[0034] Zum Walzen des Bandes 2 umfasst die Walzanlage 1 gemäß FIG 1 mehrere Walzgerüste 3, in denen das Band 2 sequenziell nacheinander in einer korrespondierenden Anzahl an Walzstichen gewalzt wird. Die Anzahl an Walzgerüsten 3 kann beispielsweise zwischen 3 und 7 liegen. Dargestellt sind in FIG 1 nur die Arbeitswalzen der Walzgerüste 3. Die Walzgerüste 3 sind jedoch in der Regel als Quartogerüste oder als Sextogerüste ausgebildet, weisen also zusätzlich zu den Arbeitswalzen zumindest Stützwalzen, gegebenenfalls auch zwischen den Arbeitswalzen und den Stützwalzen angeordnete Zwischenwalzen auf. Den Walzgerüsten 3 können verschiedene Einrichtungen vorgeordnet sein. Rein beispielhaft sind in FIG 1 ein Ofen 4 (beispielsweise ein Induktionsofen), eine Entzunderungseinrichtung 5 und ein Kühlaggregat 6 dargestellt. Weiterhin können den Walzgerüsten 3 verschiedene Einrichtungen nachgeordnet sein. Rein beispielhaft sind in FIG 1 eine Kühlstrecke 7, eine Schere 8 und ein Haspel 9 dargestellt. Die vorgeordneten und/oder die nachgeordneten Einrichtungen 4 bis 9 können als Bestandteile der Walzanlage 1 angesehen werden.

[0035] Die Darstellung von FIG 1, bei welcher die Walzanlage 1 eine Fertigstraße darstellt, ist rein beispielhaft. Insbesondere die vorgeordneten und die nachgeordneten Einrichtungen 4 bis 9 können nach Bedarf vorhanden sein oder nicht vorhanden sein. Auch müssen nicht notwendigerweise mehrere Walzgerüste 3 das Band 2 sequenziell nacheinander walzen. Statt mehrerer Walzgerüste 3 wäre es ebenso möglich, nur ein einzelnes Walzgerüst 3 vorzusehen, in dem das Band 2 in mehreren Walzstichen reversierend gewalzt wird. In diesem Fall wäre die Walzanlage 1 als Reversiergerüst ausgebildet, beispielsweise als Steckelwalzwerk.

[0036] Das Band 2 umfasst gemäß FIG 2 eine Vielzahl von Abschnitten 10. Die Unterteilung des Bandes 2 in die Abschnitte 10 ist jedoch nur virtuell, also für die datentechnische Behandlung des Bandes 2. Die Abschnitte 10 können beispielsweise durch eine getaktete Erfassung von Daten (beispielsweise alle 50 ms bis 500 ms, insbesondere alle 200 ms bis 400 ms) definiert sein. Alternativ können sie durch eine bestimmte Länge vor dem Walzen (beispielsweise 1 m) oder eine bestimmte Masse (beispielsweise 25 kg) definiert sein. Da das Band 2 sequenziell den Walzstichen unterzogen wird, gilt dies auch für die einzelnen Abschnitte 10.

[0037] Die Walzanlage 1 weist eine Steuereinrichtung 11 auf. Von der Steuereinrichtung 11 wird die Walzanlage 1 und damit insbesondere auch jedes Walzgerüst 3 der Walzanlage 1 gesteuert. Die Steuereinrichtung 11 ist mit einem Steuerprogramm 12 programmiert. Das Steuerprogramm 12 umfasst Maschinencode 13, der von der Steuereinrichtung 11 abarbeitbar ist. Die Programmierung der Steuereinrichtung 11 mit dem Steuerprogramm 12 bzw. die Abarbeitung des Maschinencodes 13 durch die Steuereinrichtung 11 bewirkt, dass die Steuereinrichtung 11 ein Betriebsverfahren ausführt, das nachstehend in Verbindung mit den FIG 3 und 4 näher erläutert wird. Das Betriebsverfahren wird nur für ein einzelnes Walzgerüst 3 bzw. einen einzelnen Walzstich erläutert. Es kann jedoch für jedes der Walzgerüste 3 bzw. bei jedem Walzstich ausgeführt werden.

[0038] Gemäß FIG 3 nimmt die Steuereinrichtung 11 in einem Schritt S1 für einen jeweiligen Abschnitt 10 des Bandes 2 einen Wert entgegen, der für die Temperatur T des jeweiligen Abschnitts 10 beim Walzen in dem Walzgerüst 3 charakteristisch ist. Beispielsweise kann die Walzanlage 1 gemäß FIG 4 einen Temperaturmessplatz 14 aufweisen, der dem Walzgerüst 3 (im Falle einer mehrgerüstigen Walzstraße 3 den Walzgerüsten 3 der Walzstraße) vorgeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Walzanlage 1 gemäß FIG 4 einen Temperaturmessplatz 15 aufweisen, der dem Walzgerüst 3 (im Falle einer mehrgerüstigen Walzstraße 3 den Walzgerüsten 3 der Walzstraße) nachgeordnet ist. In diesem Fall werden die entsprechenden Temperaturen T', T" der Abschnitte 10 vor oder nach dem Walzen der Abschnitte messtechnisch erfasst. Alternativ können die entsprechenden Temperaturen T der Steuereinrichtung 11 gemäß FIG 4 von einer anderen Einrichtung 16 vorgegeben werden, beispielsweise einem übergeordneten Rechner. In jedem Fall ist die Steuereinrichtung mit dem entsprechenden Temperaturmessplatz 14, 15 oder der Einrichtung 16 datentechnisch verbunden.

[0039] Ausgehend von den messtechnisch erfassten Temperaturen T', T" oder anderweitig vorgegebenen Temperaturen T ermittelt oder schätzt die Steuereinrichtung 11 in einem Schritt S2 eine Änderung der δT der Temperatur T des jeweiligen Abschnitts 10 des Bandes 2 gegenüber einem Anfangswert oder Referenzwert. Beispielsweise kann die Temperatur T für den ersten Abschnitt 10 des Bandes 2 den Anfangswert oder Referenzwert darstellen. Für den ersten Abschnitt 10 des Bandes 2 weist somit die Änderung δT der Temperatur T den Wert 0 auf. Für jeden weiteren Abschnitt 10 des Bandes 2 ergibt sich die Änderung δT der Temperatur T durch die Differenz der jeweiligen Temperatur T und der Temperatur T des ersten Abschnittes 10 des Bandes 2.

[0040] Im einfachsten Fall kann die messtechnisch erfasste Temperatur T', T" oder die vorgegebene Temperatur T direkt übernommen werden. Es sind jedoch auch andere Vorgehensweisen möglich. Beispielsweise kann - modellgestützt - anhand der jeweiligen erfassten Temperatur T', T" die zugehörige Temperatur T für den Zeitpunkt ermittelt werden, zu dem der entsprechende Abschnitt 10 in dem Walzgerüst 3 gewalzt wird. Auch dann kann in analoger Weise die so ermittelte Temperatur T für den ersten Abschnitt 10 des Bandes 2 den Anfangswert oder Referenzwert darstellen und für jeden weiteren Abschnitt 10 des Bandes 2 die Änderung δT der Temperatur T durch die Differenz der jeweiligen Temperatur T und der Temperatur T des ersten Abschnittes 10 des Bandes 2 ermittelt werden.

[0041] In einem Schritt S3 nimmt die Steuereinrichtung 11 (mindestens) einen Wert entgegen, der für die Walzkraft FW charakteristisch ist, die beim Walzen des jeweiligen Abschnitts 10 in dem Walzgerüst 3 auftritt. Der mindestens eine Wert wird während des Walzens des jeweiligen Abschnitts 10 in dem Walzgerüst 3 mittels einer entsprechenden Erfassungseinrichtung 17 messtechnisch erfasst. Beispielsweise kann das Walzgerüst 3 eine Druckmessdose aufweisen oder können die Arbeitsdrücke in hydraulischen Stelleinrichtungen erfasst werden, wobei in Verbindung mit den wirksamen Arbeitsflächen der zugehörigen Kolben in an sich bekannter Art und Weise die Walzkraft ermittelt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung 11 im Schritt S3 (mindestens) einen Wert entgegennehmen, der für das Walzmoment M charakteristisch ist, der beim Walzen dieses Abschnitts 10 in dem Walzgerüst 3 auftritt. Auch hier wird der mindestens eine Wert während des Walzens des jeweiligen Abschnitts 10 in dem Walzgerüst 3 mittels einer entsprechenden Erfassungseinrichtung 18 messtechnisch erfasst. Beispielsweise kann das Moment eines Walzantriebs erfasst oder anhand der Motorströme ermittelt werden. Die Steuereinrichtung 11 ist zum Entgegennehmen der messtechnisch erfassten Werte mit der Erfassungseinrichtung 17 und/oder der Erfassungseinrichtung 18 verbunden. In FIG 1 ist dies nur für das zweite Walzgerüst 3 dargestellt. Eine entsprechende Erfassungseinrichtung 17 kann aber für jedes Walzgerüst 3 vorhanden sein.

[0042] Nachfolgend wird nur die Vorgehensweise für die Walzkraft FW erläutert. Für das Walzmoment M gelten stets analoge Ausführungen.

[0043] In einem Schritt S4 bildet die Steuereinrichtung 11 aus der Temperaturänderung δT des jeweiligen Abschnitts 10 und der zugehörigen Walzkraft FW ein Wertepaar.

[0044] In einem Schritt S5 prüft die Steuereinrichtung 11, ob die Schritte S1 bis S4 oft genug ausgeführt wurden, also hinreichend viele Wertepaare zur Verfügung stehen. Solange dies nicht der Fall ist, geht die Steuereinrichtung 11 direkt zum Schritt S1 zurück. Anderenfalls geht die Steuereinrichtung 11 zu einem Schritt S6 über. Im Schritt S6 ermittelt die Steuereinrichtung 11 einen Gradienten G der Walzkraft FW relativ zur Temperatur T. In einem Schritt S7 prüft die Steuereinrichtung 11, ob der Gradient G größer als 0 ist. Wenn dies der Fall ist, erkennt die Steuereinrichtung 11 in einem Schritt S8 darauf, dass während des Walzens der Abschnitte 10 des Bandes 2 in dem betrachteten Walzgerüst 3 eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt. Anderenfalls erkennt die Steuereinrichtung 11 in einem Schritt S9 darauf, dass während des Walzens der Abschnitte 10 des Bandes 2 in dem betrachteten Walzgerüst 3 keine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt, das Gefüge also entweder als rein austenitisches oder als rein ferritisches Gefüge vorliegt. Nachstehend wird noch erläutert werden, wie entschieden werden kann, ob das Gefüge als rein austenitisches oder als rein ferritisches Gefüge vorliegt.

[0045] In einem abschließenden Schritt S10 prüft die Steuereinrichtung 11, ob das Walzen des Bandes 2 abgeschlossen ist. Je nach Ergebnis der Prüfung geht die Steuereinrichtung 11 zum Schritt S1 zurück, oder die Vorgehensweise von FIG 3 ist abgeschlossen.

[0046] Die Vorgehensweise von FIG 3 beruht auf folgendem, nachstehend in Verbindung mit FIG 5 erläuterten physikalischen Effekt: Bei einer hohen Temperatur T des Bandes 2 erfolgt zunächst ein Walzen mit einem austenitischen Gefüge (in FIG 5 durch "A" gekennzeichnet). Hierbei nimmt bei sinkender Temperatur T und ansonsten unveränderten Verhältnissen (insbesondere Material des Bandes 2, Walzgeschwindigkeit, Anstellung des Walzgerüsts 3, Dicke des Bandes 2 vor dem Walzen und Stichabnahme) die Walzkraft FW zu. Wird eine obere Grenztemperatur T1 unterschritten, erfolgt eine Phasenumwandlung des Gefüges von Austenit in Ferrit. Es liegt also eine Mischung von Austenit und Ferrit vor (in FIG 5 durch "A+F" gekennzeichnet). Der Anteil an Ferrit steigt mit sinkender Temperatur T. Dadurch sinkt bei ansonsten unveränderten Verhältnissen trotz einer Verringerung der Temperatur T die zum Walzen erforderliche Walzkraft FW. Die Walzkraft FW sinkt ab, bis die Phasenumwandlung von Austenit in Ferrit bei einer unteren Grenztemperatur T2 vollständig oder zumindest nahezu vollständig abgeschlossen ist. Danach steigt die Walzkraft FW bei noch weiter sinkender Temperatur T und ansonsten unveränderten Verhältnissen wieder an. Der entsprechende Bereich ist in FIG 5 mit "F" gekennzeichnet. FIG 5 zeigt einen zugehörigen möglichen Verlauf der Walzkraft FW als Funktion der Temperatur T vom vollständig austenitischen bis zum vollständig ferritischen Bereich. Der genaue Verlauf ist von vielen Faktoren abhängig, beispielsweise der chemischen Zusammensetzung des Stahls und teilweise auch von dessen Vorbehandlung. Der systematische Verlauf, also insbesondere eine Vorzeichenumkehr des Gradienten G im gemischt ferritisch/austenitischen Bereich, ist jedoch typisch.

[0047] Das Walzen der Abschnitte 10 in dem Walzgerüst 3 erfolgt im Rahmen des jeweiligen Walzstichs zwar über das gesamte Band 2 gesehen (also über die Gesamtheit der Abschnitte 10 gesehen) bei einer im wesentlichen konstanten Temperatur T. Geringfügige Schwankungen der Temperatur T treten jedoch auf. Rein beispielhaft ist in FIG 5 eingezeichnet, in welchen Temperaturbereichen TB1 bis TB4 das Walzen der Abschnitte 10 des Bandes 2 während verschiedener Walzstiche erfolgen kann. Bezogen auf die Ausgestaltung der Walzanlage 1 als mehrgerüstige Walzstraße von FIG 1 kann - beispielsweise -
  • im ersten Walzgerüst 3 der Walzanlage 1 ein Walzen der Abschnitte 10 im Temperaturbereich TB1 erfolgen,
  • im zweiten Walzgerüst 3 der Walzanlage 1 ein Walzen der Abschnitte 10 im Temperaturbereich TB2 erfolgen,
  • im vorletzten Walzgerüst 3 der Walzanlage 1 ein Walzen der Abschnitte 10 im Temperaturbereich TB3 erfolgen und
  • im letzten Walzgerüst 3 der Walzanlage 1 ein Walzen der Abschnitte 10 im Temperaturbereich TB4 erfolgen.


[0048] FIG 6 zeigt rein beispielhaft den Temperaturbereich TB3 für das vorletzte Walzgerüst 3 der Walzanlage 1. Die kleinen Kreuzchen in FIG 6 stellen jeweils ein einzelnes Wertepaar dar, wie es durch die jeweilige Temperaturänderung δT und die zugehörige Walzkraft FW charakterisiert ist. Ersichtlich kann - beispielsweise durch lineare Regression - eine möglichst gut angepasste Gerade und deren Steigung bestimmt werden. Die Steigung ist der gesuchte Gradient G, wobei es vorliegend weniger auf den Betrag als vielmehr auf das Vorzeichen des Gradienten G ankommt.

[0049] Wie bereits erwähnt, kann das Verfahren von FIG 3 innerhalb einer Abfolge von Walzstichen für mehrere, zeitlich nacheinander ausgeführte Walzstiche ausgeführt werden, beispielsweise im Falle der mehrgerüstigen Walzstraße von FIG 1 für jedes Walzgerüst 3 der Walzstraße. Wird das Verfahren für mehrere Walzstiche ausgeführt, kann durch Vergleich der für die einzelnen Walzstiche ermittelten Gradienten G ermittelt werden, bei welchem der Walzstiche erstmals und/oder bei welchem der Walzstiche letztmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt. Eine mögliche Vorgehensweise für eine derartige Ermittlung wird nachstehend in Verbindung mit FIG 7 näher erläutert. In Verbindung mit FIG 7 wird zugleich auch eine Art und Weise erläutert, mittels derer in dem Fall, dass bei einem Walzstich keine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt, entschieden werden kann, ob die Abschnitte 10 des Bandes 2 in dem Walzstich austenitisch oder ferritisch gewalzt werden.

[0050] In FIG 7 wird mit n die Anzahl an Walzstichen bezeichnet. Die Anzahl an Walzstichen stimmt bei der mehrgerüstigen Walzstraße mit der Anzahl an Walzgerüsten 3 überein. i und k sind Indizes, welche Walzstiche selektieren. A wird analog zu FIG 5 als Abkürzung für Austenit verwendet, F als Abkürzung für Ferrit.

[0051] Gemäß FIG 7 nimmt die Steuereinrichtung 11 zunächst in einem Schritt S11 für alle Walzstiche/Walzgerüste 3 an, dass das Walzen austenitisch (A) erfolgt. Diese Festlegung ist zunächst jedoch nur vorläufig.

[0052] In einem Schritt S12 setzt die Steuereinrichtung 11 den Index k auf den Wert 0. Im Schritt S13 erhöht die Steuereinrichtung 11 den Index um 1.

[0053] In einem Schritt S14 prüft die Steuereinrichtung 11, ob der Index k größer als die Anzahl n an Walzstichen ist. Wenn dies der Fall ist, ist die Ermittlung von FIG 7 abgeschlossen. Somit können in einem Schritt S15 weitere, auf der Ermittlung von FIG 7 aufbauende Maßnahmen ergriffen werden.

[0054] Wenn die Prüfung des Schrittes S14 ergibt, dass der Index k nicht größer als die Anzahl n an Walzstichen ist, geht die Steuereinrichtung 11 zu einem Schritt S16 über. Im Schritt S16 prüft die Steuereinrichtung 11, ob der Gradient G, der für den durch den Index k bestimmten Walzstich ermittelt wurde, größer als 0 ist. Wenn dies der Fall ist, setzt nimmt die Steuereinrichtung 11 für alle Walzstiche ab dem Walzstich k an, dass das Walzen mit einer Phasenumwandlung erfolgt, also austenitisch und ferritisch (A+F). Auch hier ist die Festlegung für die Walzstiche ab dem k-ten Walzstich zunächst nur vorläufig. Für die Walzstiche vor dem k-ten Walzstich hingegen wird die vorherige Festlegung des Schrittes S11 endgültig. Ausgehend vom Schritt S17 geht die Steuereinrichtung 11 zum Schritt S13 zurück.

[0055] Wenn die Prüfung des Schrittes S16 ergibt, dass der Gradient G nicht größer als 0 ist, geht die Steuereinrichtung 11 zu einem Schritt S18 über. Im Schritt S18 prüft die Steuereinrichtung 11, ob sie für den durch den Index k bestimmten Walzstich bereits angenommen hat, dass das Walzen mit einer Phasenumwandlung erfolgt, für diesen Walzstich also bereits im Schritt S17 die Änderung von einem rein austenitischen zu einem gemischt austenitisch-ferritischen Walzen vorgenommen hat. Wenn dies nicht der Fall ist, geht die Steuereinrichtung 11 zum Schritt S13 zurück. Anderenfalls setzt nimmt die Steuereinrichtung 11 in einem Schritt S19 für alle Walzstiche ab dem k-ten Walzstich an, dass das Walzen rein ferritisch (F) erfolgt. Nunmehr ist die Festlegung der Art der Walzung (rein austenitisch, rein ferritisch oder gemischt) für alle Walzstiche abgeschlossen und damit endgültig.

[0056] Durch die Vorgehensweise von FIG 7 kann die Steuereinrichtung 11 in der Abfolge von Walzstichen denjenigen Walzstich ermitteln, bei dem erstmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung 11 in der Abfolge von Walzstichen denjenigen Walzstich ermitteln, bei dem letztmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt. Aufbauend auf der Vorgehensweise von FIG 7 kann die Steuereinrichtung 11 somit beispielsweise entsprechend der Darstellung in FIG 8 in einem Schritt S21 den entsprechenden Walzstich ermitteln. In einem Schritt S22 kann die Steuereinrichtung 11 sodann prüfen, ob der aufgefundene Walzstich mit einem vorbestimmten Walzstich übereinstimmt, beispielsweise dem ersten Walzstich in der Abfolge von Walzstichen, dem dritten Walzstich in der Abfolge von Walzstichen oder dem letzten Walzstich in der Abfolge von Walzstichen. In Abhängigkeit von der Prüfung des Schrittes S22 kann die Steuereinrichtung 11 daher in einem Schritt S23 Betriebsparameter der Walzanlage 1 variieren, sofern dies erforderlich sein sollte.

[0057] Das Variieren der Betriebsparameter ist unabhängig davon möglich, ob ein und dasselbe Walzgerüst 3 nacheinander mehrere Walzstiche ausführt oder ob jedes Walzgerüst 3 jeweils nur einen Walzstich ausführt. In beiden Fällen kann durch das Variieren der Betriebsparameter erreicht werden, dass derjenige Walzstich, bei dem erstmals oder letztmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt, ein vorbestimmter Walzstich in der Abfolge von Walzstichen ist.

[0058] Auch ein Variieren der Betriebsparameter der Walzanlage 1 in Abhängigkeit von anderen Sachverhalten ist möglich. Insbesondere können - natürlich stets unter Berücksichtigung des Walzgerüsts, bei dem erstmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt, und/oder des Walzgerüsts, bei dem letztmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt, - derart nachgeführt werden, dass ein spezifizierter Energieverbrauch der Walzanlage 1 minimiert wird, eine Produktivität der Walzanlage 1 maximiert wird, eine Walzkraft FW mindestens eines der Walzstiche reduziert wird und/oder eine Produkteigenschaft des Bandes 2 nach der Ausführung der Abfolge von Walzstichen optimiert wird.

[0059] Schließlich ist es gemäß FIG 9 möglich, dass die Steuereinrichtung 11 für einen bestimmten Walzstich in einem Schritt S31 prüft, ob der jeweilige Walzstich in dem Walzgerüst 3 ferritisch ausgeführt wird. Wenn dies der Fall ist, kann die Steuereinrichtung 11 beispielsweise in einem Schritt S32 ein Modell des Walzens des Bandes 2 auf für ein ferritisches Walzen spezifische Art und Weise adaptieren. Wenn dies nicht der Fall ist, kann die Steuereinrichtung 11 für diesen Walzstich in einem Schritt S33 prüfen, ob der Walzstich austenitisch ausgeführt wird. Wenn dies der Fall ist, kann die Steuereinrichtung 11 beispielsweise in einem Schritt S34 ein Modell des Walzens des Bandes 2 auf für ein austenitisches Walzen spezifische Art und Weise adaptieren. Wenn in dem betrachteten Walzstich hingegen weder ein (rein) ferritisches noch ein (rein) austenitisches Walzen erfolgt, erfolgt keine Adaption des Modells des Walzens des Bandes 2. Im Ergebnis ist somit die Adaption des Modells von der Entscheidung abhängig, ob der betrachtete Walzstich ferritisch oder austenitisch ausgeführt wird.

[0060] Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Der wichtigste Vorteil besteht darin, dass - im Gegensatz zu den Vorgehensweisen des Standes der Technik - keine Modellierung mit allen ihren Unsicherheiten mehr erfolgen muss, sondern aufgrund messtechnisch erfasster Daten ermittelt werden kann, ob eine Phasenumwandlung vorliegt oder nicht. Vor der Phasenumwandlung erfolgt ein austenitisches Walzen, nach der Phasenumwandlung ein ferritisches Walzen. Weiterhin ist die vorliegende Erfindung umfassend einsetzbar, insbesondere sowohl bei einem vom Gießen losgelösten Walzen von Brammen als auch bei einem Walzen aus der Gießhitze heraus.

[0061] 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



[0062] 
1
Walzanlage
2
Band
3
Walzgerüste
4
Ofen
5
Entzunderungseinrichtung
6
Kühlaggregat
7
Kühlstrecke
8
Schere
9
Haspel
10
Abschnitte
11
Steuereinrichtung
12
Steuerprogramm
13
Maschinencode
14
Temperaturmessplatz
15
Temperaturmessplatz
16
Einrichtung
17, 18
Erfassungseinrichtungen
A
Austenit
F
Ferrit
FW
Walzkraft
G
Gradient
M
Walzmoment
S1 bis S34
Schritte
T, T', T"
Temperaturen
T1, T2
Grenztemperaturen
TB1 bis TB4
Temperaturbereiche
δT
Temperaturänderung



Ansprüche

1. Betriebsverfahren für mindestens ein Walzgerüst (3) einer Walzanlage (1) zum Walzen eines Bandes (2) aus Stahl,

- wobei während des Walzens von nacheinander gewalzten Abschnitten (10) des Bandes (2) in dem Walzgerüst (3) bei einem Walzstich jeweils für die auftretende Walzkraft (FW) und/oder das auftretende Walzmoment (M) charakteristische Werte messtechnisch erfasst werden,

- wobei unter Verwertung der durch die messtechnisch erfassten Werte bestimmten, beim Walzen der Abschnitte (10) des Bandes (2) in dem Walzgerüst (3) auftretenden Walzkräfte (FW) und/oder Walzmomente (M) und von Änderungen (δT) der zugehörigen Temperaturen (T) der Abschnitte (10) des Bandes (2) ein Gradient (G) der Walzkraft (FW) und/oder des Walzmoments (M) relativ zur Temperatur (T) ermittelt wird und

- wobei anhand des Gradienten (G) ermittelt wird, ob in den Abschnitten (10) des Bandes (2) während des Walzens in dem Walzgerüst (3) eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt oder nicht.


 
2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Änderungen (δT) der Temperatur (T) der Abschnitte (10) anhand einer vor oder nach dem Walzen der Abschnitte (10) messtechnisch erfassten Temperatur (T', T") ermittelt oder geschätzt werden.
 
3. Betriebsverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

- dass es innerhalb einer Abfolge von mittels des mindestens einen Walzgerüsts (3) der Walzanlage (1) nacheinander ausgeführten Walzstichen für mehrere, zeitlich nacheinander ausgeführte Walzstiche ausgeführt wird,

- dass durch Vergleich der für die einzelnen Walzstiche ermittelten Gradienten (G) ermittelt wird, bei welchem der Walzstiche erstmals und/oder bei welchem der Walzstiche letztmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt, und

- dass Betriebsparameter der Walzanlage (1) in Abhängigkeit davon variiert werden, bei welchem der Walzstiche erstmals und/oder bei welchem der Walzstiche letztmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt.


 
4. Betriebsverfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Betriebsparameter der Walzanlage (1) derart nachgeführt werden, dass derjenige Walzstich, bei dem erstmals oder letztmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt, ein vorbestimmter Walzstich in der Abfolge von Walzstichen ist.
 
5. Betriebsverfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Betriebsparameter der Walzanlage (1) derart nachgeführt werden, dass ein spezifizierter Energieverbrauch der Walzanlage (1) minimiert wird, eine Produktivität der Walzanlage (1) maximiert wird, eine Walzkraft (FW) mindestens eines der von mindestens einem der Walzgerüste (3) ausgeführten Walzstiche reduziert wird und/oder eine Produkteigenschaft des Bandes (2) nach der Ausführung der Abfolge von Walzstichen optimiert wird.
 
6. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Fall, dass keine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt, entschieden wird, ob die Abschnitte (10) des Bandes (2) in dem Walzgerüst (3) bei einem jeweiligen Walzstich austenitisch oder ferritisch gewalzt werden, und dass eine Adaption eines Modells des Walzens des Bandes (2) von dieser Entscheidung abhängig ist.
 
7. Steuerprogramm für eine Steuereinrichtung (11) einer mindestens ein Walzgerüst (3) umfassenden Walzanlage (1) zum Walzen eines Bandes (2) aus Stahl, wobei das Steuerprogramm Maschinencode (13) umfasst, der von der Steuereinrichtung (11) abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes (13) durch die Steuereinrichtung (11) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (11)

- während des Walzens von nacheinander gewalzten Abschnitten (10) des Bandes (2) in dem Walzgerüst (3) bei einem Walzstich jeweils messtechnisch erfasste, für die auftretende Walzkraft (FW) und/oder das auftretende Walzmoment (M) charakteristische Werte entgegennimmt,

- unter Verwertung der durch die messtechnisch erfassten Werte bestimmten, beim Walzen der Abschnitte (10) des Bandes (2) in dem Walzgerüst (3) auftretenden Walzkräfte (FW) und/oder Walzmomente (M) und der Steuereinrichtung (11) bekannten Änderungen (δT) der zugehörigen Temperaturen (T) der Abschnitte (10) des Bandes (2) einen Gradienten (G) der Walzkraft (FW) und/oder des Walzmoments (M) relativ zur Temperatur (T) ermittelt und

- anhand des Gradienten (G) ermittelt, ob in den Abschnitten (10) des Bandes (2) während des Walzens in dem Walzgerüst (3) eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt oder nicht.


 
8. Steuerprogramm nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abarbeitung des Maschinencodes (13) durch die Steuereinrichtung (11) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (11) die Änderungen (δT) der Temperatur (T) der Abschnitte (10) anhand einer vor oder nach dem Walzen der Abschnitte (10) messtechnisch erfassten Temperatur (T', T") ermittelt oder schätzt.
 
9. Steuerprogramm nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abarbeitung des Maschinencodes (13) durch die Steuereinrichtung (11) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (11)

- den Gradienten (G) der Walzkraft (FW) relativ zur Temperatur (T) innerhalb einer Abfolge von mittels des mindestens einen Walzgerüsts (3) der Walzanlage (1) nacheinander ausgeführten Walzstichen für mehrere, zeitlich nacheinander ausgeführte Walzstiche ermittelt,

- durch Vergleich der für die einzelnen Walzstiche ermittelten Gradienten (G) ermittelt, bei welchem der Walzstiche erstmals und/oder bei welchem der Walzstiche letztmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt, und

- Betriebsparameter der Walzanlage (1) in Abhängigkeit davon variiert, bei welchem der Walzstiche erstmals und/oder bei welchem der Walzstiche letztmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt.


 
10. Steuerprogramm nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abarbeitung des Maschinencodes (13) durch die Steuereinrichtung (11) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (11) die Betriebsparameter der Walzanlage (1) derart nachführt, dass derjenige Walzstich, bei dem erstmals oder letztmals eine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt, ein vorbestimmter Walzstich in der Abfolge von Walzstichen ist.
 
11. Steuerprogramm nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abarbeitung des Maschinencodes (13) durch die Steuereinrichtung (11) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (11) die Betriebsparameter der Walzanlage (1) derart nachführt, dass ein spezifizierter Energieverbrauch der Walzanlage (1) minimiert wird, eine Produktivität der Walzanlage (1) maximiert wird, eine Walzkraft (FW) mindestens eines der von mindestens einem der Walzgerüste (3) ausgeführten Walzstiche reduziert wird und/oder eine Produkteigenschaft des Bandes (2) nach der Ausführung der Abfolge von Walzstichen optimiert wird.
 
12. Steuerprogramm nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abarbeitung des Maschinencodes (13) durch die Steuereinrichtung (11) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (11) in dem Fall, dass keine Phasenumwandlung von einem austenitischen zu einem ferritischen Gefüge erfolgt, entscheidet, ob die Abschnitte (10) des Bandes (2) in dem Walzgerüst (3) bei einem jeweiligen Walzstich austenitisch oder ferritisch gewalzt werden, und dass die Steuereinrichtung (11) ein Modell des Walzens des Bandes (2) in Abhängigkeit von dieser Entscheidung adaptiert.
 
13. Steuereinrichtung einer Walzanlage (1) zum Walzen eines Bandes (2) aus Stahl, wobei die Steuereinrichtung mit einem Steuerprogramm (12) nach einem der Ansprüche 7 bis 12 programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung im Betrieb ein Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausführt.
 
14. Walzanlage zum Walzen eines Bandes (2) aus Stahl,

- wobei die Walzanlage mindestens ein Walzgerüst (3) umfasst, in dem nacheinander Abschnitte (10) des Bandes (2) gewalzt werden,

- wobei dem Walzgerüst (3) eine Erfassungseinrichtung (17, 18) zum messtechnischen Erfassen von Werten, welche für die beim Walzen der Abschnitte (10) des Bandes (2) auftretende Walzkraft (FW) und/oder das beim Walzen der Abschnitte des Bandes auftretende Walzmoment (M) charakteristisch sind, zugeordnet ist,

- wobei die Walzanlage eine das Walzgerüst (3) steuernde Steuereinrichtung (11) aufweist,

- dass die Steuereinrichtung (11) mit der Erfassungseinrichtung (17, 18) zum Entgegennehmen der messtechnisch erfassten Werte verbunden ist und

- wobei die Steuereinrichtung (11) als Steuereinrichtung nach Anspruch 13 ausgebildet ist.


 
15. Walzanlage nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinrichtung (11) mit einer Einrichtung (16) zum Vorgeben der Temperaturen (T) der Abschnitte (10) des Bandes (2) oder deren Änderungen (δT) datentechnisch verbunden ist und/oder mit einem dem Walzgerüst (3) vorgeordneten oder nachgeordneten Temperaturmessplatz (14, 15) zum messtechnischen Erfassen der Temperatur (T', T") der Abschnitte (2) datentechnisch verbunden ist.
 




Zeichnung



















Recherchenbericht









Recherchenbericht