DE102008007247A1

DE102008007247A1 - Betriebsverfahren für eine Walzstraße mit Krümmungserkennung

Info

Publication number: DE102008007247A1
Application number: DE102008007247A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Weisshaar
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-09-13
Filing date: 2008-02-01
Publication date: 2009-03-19
Also published as: PL2188074T3; BRPI0816981B1; CN101801553A; CN101801553B; EP2188074B1; RU2481166C2; US20100242566A1; RU2010114570A; BRPI0816981A2; WO2009037064A1; EP2188074A1; US8752409B2

Abstract

Bei einer mehrgerüstigen Walzstraße werden die einzelnen Walzgerüste (1) von einem Band (2) nacheinander durchlaufen. Das Band (2) wird hierbei - immer relativ zu einer Walzmittellinie (7) gesehen - in jedes der Walzgerüste (1) mit einem bekannten jeweiligen Kopferversatz (V) und einer bekannten jeweiligen einlaufseitigen Kopfsteigung (SE) eingefädelt, so dass ein Bandkopf (8) des Bandes (2) aus dem jeweiligen Walzgerüst (1) mit dem jeweiligen Kopfversatz (V), einer jeweiligen auslaufseitigen Kopfsteigung (SA) und einer jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung (K) ausläuft. Die jeweilige auslaufseitige Kopfsteigung (SA) wird anhand der jeweiligen einlaufseitigen Kopfsteigung (SE) und einer im jeweiligen Walzgerüst (1) erfolgenden jeweiligen Stichabnahme ermittelt. Die jeweilige auslaufseitige Kopfkrümmung (K) des Bandes (2) wird anhand von jeweiligen Messdaten und jeweiligen weiteren Daten ermittelt. Unter Verwendung der jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung (K) wird ein jeweiliger Steuereingriff (S) für das jeweilige Walzgerüst (1) und/oder das dem jeweiligen Walzgerüst (1) unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst (1) ermittelt und das entsprechende Walzgerüst (1) entsprechend dem ermittelten jeweiligen Steuereingriff (S) angesteuert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Walzstraße, die mehrere von einem Band nacheinander durchlaufene Walzgerüste aufweist, wobei das Band – immer relativ zu einer Walzmittellinie gesehen – in jedes der Walzgerüste mit einem bekannten jeweiligen Kopfversatz und einer bekannten jeweiligen einlaufseitigen Kopfsteigung eingefädelt wird, so dass ein Bandkopf des Bandes aus dem jeweiligen Walzgerüst mit dem jeweiligen Kopfversatz, einer jeweiligen auslaufseitigen Kopfsteigung und einer jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung ausläuft.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm, das Maschinencode aufweist, der von einer Steuereinrichtung einer mehrgerüstigen Walzstraße unmittelbar ausführbar ist und dessen Ausführung durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung die Walzstraße gemäß einem derartigen Betriebsverfahren betreibt.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Datenträger mit einem auf dem Datenträger gespeicherten Computerprogramm der obenstehend beschriebenen Art.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Steuereinrichtung einer mehrgerüstigen Walzstraße, wobei die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie die Walzstraße gemäß einem obenstehend beschriebenen Betriebsverfahren betreibt.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung eine Walzstraße, wobei die Walzstraße mehrere von einem Band nacheinander durchlaufene Walzgerüste aufweist, wobei die Walzstraße eine Steuereinrichtung der obenstehend beschriebenen Art aufweist, so dass die Walzstraße im Betrieb gemäß einem Betriebsverfahren der obenstehend beschriebenen Art betrieben wird.
Beim Walzen eines Bandes können zwischen den Bandkanten des Bandes Zugspannungsdifferenzen auftreten. Eine der wesentlichen Ursachen der Zugspannungsdifferenzen ist ein Keil im Bandprofil. Ein Keil im Bandprofil kann verschiedene Ursachen haben. So kann beispielsweise das Band bereits vor dem Walzen ein keiliges Profil aufweisen. Alternativ kann der Keil durch das Walzen im Walzspalt verursacht werden. Für das Einprägen eines keiligen Profils in das Band kommen mehrere Ursachen in Frage. Beispielsweise kann das Band eine keilige Temperaturverteilung aufweisen, das Band außermittig in den Walzspalt eintreten oder der Walzspalt selbst keilig sein. Auch Kombinationen dieser (und anderer) Ursachen sind möglich.
Im Stand der Technik ist es bekannt, zur Erfassung der im Band auftretenden Spannungsdifferenzen zwischen je zwei Gerüsten einen Schlingenheber anzuordnen, der an beiden seitlichen Armen mit Kraftaufnehmern ausgerüstet ist. Übliche Schlingenheber weisen jedoch nur eine einseitige Kraftmessung auf und liefern daher nur eine Summenkraft, nicht aber eine Differenzkraft zwischen den beiden Bandkanten. Ohne einen Schlingenheber mit beidseitigem Kraftsensor ist die Zugspannungsverteilung im Band daher unbekannt. Es kann daher nicht vorhergesagt werden, in welche Richtung das Band ausschlägt, wenn der Bandfuß des Bandes aus einem der Walzgerüste ausläuft. Insbesondere an den hinteren Gerüsten einer mehrgerüstigen Walzstraße ist jedoch ein Verstellen des Schwenkwerts oder sonstiger Stellglieder des dem jeweiligen Walzgerüst unmittelbar nachgeordneten Walzgerüsts nicht schnell genug möglich, um ein Anschlagen des Bandfußes an eine Seitenführung der Walzstraße zu verhindern.
Im Stand der Technik ist weiterhin bekannt, dass ein Steuermann der Walzstraße beim Einfädeln des Bandes den Bandkopf visuell verfolgt und – nach seinem persönlichen Eindruck von Bandlage und Bandwelligkeit – die Anstellung des vom Bandkopf gerade durchlaufenen Walzgerüsts (insbesondere eine Schwenkstellung der Walzen) einstellt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer ein Keil im Band erkennbar und/oder vermeidbar ist und/oder Zugspannungsdifferenzen zwischen den Bandkanten erkennbar und/oder vermeidbar sind, ohne hierfür einen Schlingenheber mit beidseitiger Krafterfassung zu benötigen.
Die Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch ein Betriebsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Betriebsverfahrens sind den abhängigen Ansprüchen 2 bis 12 zu entnehmen.
Erfindungsgemäß ist bei einem Betriebsverfahren der eingangs beschriebenen Art vorgesehen,

– dass die jeweilige auslaufseitige Kopfsteigung anhand der jeweiligen einlaufseitigen Kopfsteigung und einer im jeweiligen Walzgerüst erfolgenden jeweiligen Stichabnahme ermittelt wird,
– dass die jeweilige auslaufseitige Kopfkrümmung des Bandes anhand von jeweiligen Messdaten und jeweiligen weiteren Daten ermittelt wird,
– dass unter Verwendung der jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung ein jeweiliger Steuereingriff für das jeweilige Walzgerüst und/oder das dem jeweiligen Walzgerüst unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst ermittelt wird und
– dass das jeweilige Walzgerüst und/oder das dem jeweiligen Walzgerüst unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst entsprechend dem ermittelten jeweiligen Steuereingriff angesteuert werden.

In einer ersten möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens ist vorgesehen, dass mittels einer zwischen dem jeweiligen Walzgerüst und dem dem jeweiligen Walzgerüst unmittelbar nachgeordneten Walzgerüst angeordneten jeweiligen Lageerfasungseinrichtung ein jeweiliger Zwischengerüstkopfversatz des Bandkopfes erfasst wird und dass die jeweiligen Messdaten mit dem jeweiligen erfassten Zwischengerüstkopfversatz und die jeweiligen weiteren Daten mit dem je weiligen Kopfversatz und der jeweiligen auslaufseitigen Kopfsteigung korrespondieren. Durch diese Vorgehensweise ist eine Ermittlung der Kopfkrümmung auf besonders einfache und zuverlässige Weise kostengünstig zu realisieren. Die Lageerfassungseinrichtung kann hierbei nach Belieben ausgebildet sein, sofern sie die gewünschte Funktionalität aufweist. Beispielsweise kann die jeweilige Lageerfassungseinrichtung als Linienscanner (Infrarotscanner, Diodenzeilenscanner usw.) oder als bildgebende Kamera ausgebildet sein. Auch andere Ausgestaltungen sind möglich. In der Regel sind die Lageerfassungseinrichtungen untereinander gleich ausgebildet. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Es kann auch die Lageerfassungseinrichtung von Zwischengerüstbereich zu Zwischengerüstbereich jeweils individuell ausgebildet sein.
Im Rahmen der letztgenannten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, also im Falle des Vorhandenseins von Lageerfassungseinrichtungen zwischen je zwei Walzgerüsten, ist es beispielsweise möglich, unmittelbar nach dem Erfassen des Zwischengerüstkopfversatzes des jeweiligen Walzgerüsts den Kopfversatz und die einlaufseitige Kopfsteigung für das dem jeweiligen Walzgerüst unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst zu ermitteln, den Steuerbefehl für das dem jeweiligen Walzgerüst unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst zu ermitteln und den Steuerbefehl spätestens beim Einlaufen des Bandkopfes in das dem jeweiligen Walzgerüst unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst an das dem jeweiligen Walzgerüst unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst auszugeben. Der Steuerbefehl wird in diesem Fall derart ermittelt, dass der Kopfversatz, die auslaufseitige Kopfsteigung und/oder die auslaufseitige Kopfkrümmung reduziert werden, so dass das Band – bezogen auf die Walzmittellinie – zentriert wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist jedoch vorgesehen,

– dass der jeweilige Kopfversatz, die jeweilige auslaufseitige Kopfsteigung und die jeweilige auslaufseitige Kopfkrümmung gespeichert werden,
– dass nach dem Einfädeln des Bandes in das letzte Walzgerüst der Walzstraße das zwischen den Walzgerüsten befindliche Band zugbeaufschlagt wird,
– dass das Band – immer relativ zur Walzmittellinie gesehen – in jedes der Walzgerüste mit einem bekannten jeweiligen Bandversatz und einer bekannten jeweiligen einlaufseitigen Bandsteigung einläuft und aus dem jeweiligen Walzgerüst mit dem jeweiligen Bandversatz, einer jeweiligen auslaufseitigen Bandsteigung und einer jeweiligen auslaufseitigen Bandkrümmung ausläuft,
– dass die jeweilige auslaufseitige Bandsteigung anhand der jeweiligen einlaufseitigen Bandsteigung und der im jeweiligen Walzgerüst erfolgenden jeweiligen Stichabnahme ermittelt wird,
– dass mittels der dem jeweiligen Walzgerüst unmittelbar nachgeordneten Lageerfasungseinrichtung ein jeweiliger Zwischengerüstbandversatz des Bandes erfasst wird,
– dass anhand des jeweiligen Bandversatzes, der jeweiligen auslaufseitigen Bandsteigung und des jeweiligen Zwischengerüstbandversatzes die jeweilige auslaufseitige Bandkrümmung ermittelt wird und
– dass der jeweilige Steuereingriff unter Verwendung auch des jeweiligen Bandversatzes, der jeweiligen auslaufseitigen Bandsteigung und des jeweiligen Zwischengerüstbandversatzes ermittelt wird.

Der jeweilige Steuerbefehl kann im Rahmen der letztgenannten Ausgestaltung insbesondere derart ermittelt werden, dass der jeweilige Steuereingriff einem Ausschlagen eines Bandfußes des Bandes beim Auslaufen des Bandfußes aus dem jeweiligen Walzgerüst entgegen wirkt.
Es ist möglich, dass das jeweilige Walzgerüst und/oder das dem jeweiligen Walzgerüst unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst zu einem Zeitpunkt entsprechend dem ermittelten jeweiligen Steuereingriff angesteuert werden, zu dem das in das jeweilige Walzgerüst einlaufende Band zugbeaufschlagt ist. In diesem Fall ist es prinzipiell gleichwertig, ob das jeweilige Walzgerüst oder das dem jeweiligen Walzgerüst unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst entsprechend dem ermittelten jeweiligen Steuereingriff angesteuert wird.
Alternativ ist es möglich, dass das jeweilige Walzgerüst und/oder das dem jeweiligen Walzgerüst unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst zu einem Zeitpunkt entsprechend dem ermittelten jeweiligen Steuereingriff angesteuert werden, zu dem das in das jeweilige Walzgerüst einlaufende Band zugfrei ist. Auch in diesem Fall ist es prinzipiell möglich, das jeweilige Walzgerüst entsprechend dem ermittelten jeweiligen Steuereingriff anzusteuern. Vorzugsweise jedoch wird in diesem Fall das dem jeweiligen Walzgerüst unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst angesteuert.
Der Kopfversatz und die einlaufseitige Kopfsteigung des in das erste Walzgerüst einlaufenden Bandes müssen bekannt sein. Beispielsweise ist es möglich, den Kopfversatz und/oder die einlaufseitige Kopfsteigung mittels geeigneter Führungseinrichtungen auf definierte Werte einzustellen, beispielsweise auf Kopfversatz und einlaufseitige Kopfsteigung = 0. Alternativ ist es möglich, dem ersten Walzgerüst eine Lageerfassungseinrichtung vorzuordnen, mittels derer die entsprechenden Werte erfasst werden. Auch eine Kombination der beiden Maßnahmen ist prinzipiell möglich. Beispielsweise kann eine der beiden Größen Kopfversatz und einlaufseitige Kopfsteigung durch eine entsprechende Führungseinrichtung auf einen definierten Wert eingestellt sein, der andere Wert durch eine Lageerfassung des Bandes ermittelt werden.
Die Krümmung des Bandes zwischen zwei unmittelbar aufeinander folgenden Walzgerüsten ist durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise bekannt. Es ist daher möglich, anhand des Kopfversatzes und der auslaufseitigen Kopfsteigung des Bandkopfes eines bestimmten Walzgerüsts sowie der jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung in Verbindung mit dem vorbekannten Abstand zum unmittelbar nachgeordneten Walzgerüst zu ermitteln, mit welchem Kopfversatz und mit welcher einlaufseitigen Kopfstei gung das Band in das unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst einläuft.
Es ist also möglich, unter Verwendung des jeweiligen Kopfversatzes, der jeweiligen auslaufseitigen Kopfsteigung und der jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung des jeweiligen Walzgerüsts den jeweiligen Kopfversatz und die jeweilige einlaufseitige Kopfsteigung für das dem jeweiligen Walzgerüst unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst zu ermitteln.
Alternativ zur Erfassung eines Zwischengerüstkopfversatzes und der Ermittlung der auslaufseitigen Kopfkrümmung anhand (unter anderem) des erfassten Zwischengerüstkopfversatzes ist es möglich, dass einem mathematisch-physikalischen Modell der jeweilige Kopfversatz und die jeweilige auslaufseitige Kopfsteigung, Istgrößen des in das jeweilige Walzgerüst einlaufenden Bandes und des aus dem jeweiligen Walzgerüst auslaufenden Bandes sowie Variable und Parameter des jeweiligen Walzgerüsts zugeführt werden und die jeweilige auslaufseitige Kopfkrümmung mittels des mathematisch-physikalischen Modells ermittelt wird.
Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass sie sehr schnell ausführbar ist. Insbesondere ist die auslaufseitige Kopfkrümmung nahezu gleichzeitig mit dem Einlaufen des Bandkopfes in das jeweilige Walzgerüst ermittelbar. Durch diese Vorgehensweise ist es daher insbesondere möglich, dass der jeweilige Steuereingriff unmittelbar nach dem Ermitteln der jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung ermittelt wird und das jeweilige Walzgerüst unmittelbar nach dem Ermitteln des jeweiligen Steuereingriffs entsprechend dem ermittelten jeweiligen Steuereingriff angesteuert wird.
Noch besser ist es, die beiden grundsätzlichen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen (also Verwenden von Lageerfassungseinrichtungen einerseits und Verwenden eines Modells andererseits) miteinander zu kombinieren. In diesem Fall ist vorgesehen,

– dass nach dem Ermitteln der jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung mittels des mathematisch-physikalischen Modells zusätzlich mittels einer zwischen dem jeweiligen Walzgerüst und dem dem jeweiligen Walzgerüst unmittelbar nachgeordneten Walzgerüst angeordneten jeweiligen Lageerfasungseinrichtung ein jeweiliger Zwischengerüstkopfversatz des Bandes erfasst wird und
– dass die jeweilige auslaufseitige Kopfkrümmung anhand des jeweiligen erfassten Zwischengerüstkopfversatzes, des jeweiligen Kopfversatzes und der jeweiligen auslaufseitigen Kopfsteigung korrigiert wird.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der letztgenannten Vorgehensweise ist vorgesehen, dass das mathematisch-physikalische Modell anhand einer Abweichung der mittels des mathematisch-physikalischen Modells ermittelten jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung von der korrigierten jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung adaptiert wird. Das mathematisch-physikalische Modell wird also trainiert, so dass die anhand des mathematisch-physikalischen Modells ermittelte auslaufseitige Kopfkrümmung zukünftig gewalzter Bänder immer weniger korrigiert werden muss, das Modell also immer besser an die Realität angepasst wird.
Wie bereits erwähnt, ist das Ausgeben des ermittelten jeweiligen Steuereingriffs an ein Walzgerüst der Walzstraße zu verschiedenen Zeitpunkten möglich. Insbesondere ist es möglich, dass das dem jeweiligen Walzgerüst unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst spätestens beim Einfädeln des Bandes in das dem jeweiligen Walzgerüst unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst entsprechend dem ermittelten jeweiligen Steuereingriff angesteuert wird.
Die jeweilige auslaufseitige Kopfkrümmung kann konstant sein. Alternativ kann die jeweilige auslaufseitige Kopfkrümmung mit dem Abstand vom jeweiligen Walzgerüst variieren, beispielsweise eine lineare Funktion des Abstands sein oder abschnittweise konstant sein.
Die Aufgabe wird weiterhin programmtechnisch durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 15 und einen Datenträger mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.
Erfindungsgemäß weist das Computerprogramm Maschinencode auf, der von einer Steuereinrichtung einer mehrgerüstigen Walzstraße unmittelbar ausführbar ist und dessen Ausführung durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung die Walzstraße gemäß einem Betriebsverfahren der erfindungsgemäßen Art betreibt. Der Datenträger ist dadurch erfindungsgemäß ausgestaltet, dass auf ihm ein derartiges Computerprogramm gespeichert ist.
Die Aufgabe wird weiterhin einrichtungstechnisch durch eine Steuereinrichtung einer mehrgerüstigen Walzstraße mit den Merkmalen des Anspruchs 17 und eine Walzstraße mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst.
Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung derart ausgestaltet, dass sie die Walzstraße gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren betreibt. Die Walzstraße weist mehrere von einem Band nacheinander durchlaufene Walzgerüste und eine Steuereinrichtung der zuletzt beschriebenen Art auf, so dass die Walzstraße im Betrieb gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren betrieben wird.
Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise als softwareprogrammierbare Steuereinrichtung ausgebildet, die im Betrieb ein Computerprogramm der obenstehend beschriebenen Art ausführt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
1 schematisch eine mehrgerüstige Walzstraße,
2 die Walzstraße von 1 von oben,
3 ein Ablaufdiagramm,
4 schematisch ein Walzgerüst sowie das in das Walzgerüst einlaufende und das dem Walzgerüst auslaufende Band,
5 schematisch einen von zwei Walzgerüsten begrenzten Abschnitt der Walzstraße,
6 ein Ablaufdiagramm,
7 und 8 jeweils schematisch einen Teil der Walzstraße von 1,
9 schematisch eine mögliche Ausgestaltung der Walzstraße von 1,
10 ein Ablaufdiagramm,
11 eine Modifikation von 9 und
12 ein Ablaufdiagramm.
Gemäß den 1 und 2 weist eine Walzstraße mehrere Walzgerüste 1 auf. Die Walzstraße ist somit als mehrgerüstige Walzstraße ausgebildet. Die Walzgerüste 1 werden im Betrieb der Walzstraße von einem Band 2 nacheinander durchlaufen. Die Walzstraße weist weiterhin eine Steuereinrichtung 3 auf, die im Betrieb der Walzstraße die Walzgerüste 1 und andere Komponenten der Walzstraße steuert. Die Steuereinrichtung 3 ist derart ausgestaltet, dass sie im Betrieb die Walzstraße gemäß einem Betriebsverfahren betreibt, das nachstehend näher erläutert wird.
Die Steuereinrichtung 3 kann als festverdrahtete Steuereinrichtung, als programmierbar verdrahtete Steuereinrichtung oder als softwareprogrammierbare Steuereinrichtung ausgebildet sein. In der Regel ist die Steuereinrichtung 3 als soft wareprogrammierbare Steuereinrichtung ausgebildet, die im Betrieb ein Computerprogramm 4 ausführt. Das Computerprogramm 4 weist in diesem Fall Maschinencode 5 auf, der von der Steuereinrichtung 3 unmittelbar ausführbar ist. Die Ausführung des Maschinencodes 5 durch die Steuereinrichtung 3 bewirkt, dass die Steuereinrichtung 3 die Walzstraße gemäß dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren betreibt.
Die Programmierung der Steuereinrichtung 3 mit dem Computerprogramm 4 kann auf beliebige Weise erfolgen. Beispielsweise kann das Computerprogramm 4 bereits im Rahmen der Herstellung der Steuereinrichtung 3 in der Steuereinrichtung 3 hinterlegt werden. Alternativ ist es beispielsweise möglich, das Computerprogramm 4 der Steuereinrichtung 3 über eine Rechner-Rechner-Verbindung zuzuführen. Bei der Rechner-Rechner-Verbindung kann es sich beispielsweise um eine Anbindung an ein LAN oder an das Internet handeln. Die Rechner-Rechner-Verbindung ist in den 1 und 2 nicht mit dargestellt. Wiederum alternativ ist es möglich, das Computerprogramm 4 auf einem Datenträger 6 zu speichern und das Computerprogramm 4 der Steuereinrichtung 3 über den Datenträger 6 zuzuführen. Rein beispielhaft ist in 1 der Datenträger 6 als CD-ROM dargestellt. Er könnte jedoch alternativ auf andere Art ausgebildet sein, beispielsweise als USB-Memorystick oder als Speicherkarte.
Das Grundprinzip des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens wird nachfolgend in Verbindung mit 3 näher erläutert.
Gemäß 3 selektiert die Steuereinrichtung 3 zunächst in einem Schritt S1 das Walzgerüst 1, in welches das Band 2 als erstes eingefädelt wird. Sodann steuert die Steuereinrichtung 3 in einem Schritt S2 die Walzstraße derart, dass das Band 2 – relativ zu einer Walzmittellinie 7 (vergleiche 2 und 4) gesehen – in das selektierte Walzgerüst 1 mit einem bekannten Kopfversatz V und einer bekannten einlaufseitigen Kopfsteigung SE eingefädelt wird. Auf Grund des Einfädelns in das selektierte Walzgerüst 1 läuft (rein faktisch) ein Bandkopf 8 des Bandes 2 aus dem selektierten Walzgerüst 1 mit dem Kopf versatz V, einer auslaufseitigen Kopfsteigung SA und einer auslaufseitigen Kopfkrümmung K aus.
Die Umstände, auf Grund derer der Kopfversatz V und die einlaufseitige Kopfsteigung SE für das als erstes durchlaufene Walzgerüst 1 bekannt sind, können verschiedener Natur sein. So ist es beispielsweise möglich, dass entsprechende, in den 1 und 2 nicht dargestellte Führungseinrichtungen vorhanden sind, auf Grund derer der Kopfversatz V und die einlaufseitige Kopfsteigung SE vorbestimmte Werte aufweisen müssen, beispielsweise Kopfversatz V = 0 und einlaufseitige Kopfsteigung SE = 0. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, Erfassungseinrichtungen vorzusehen, mittels derer der Kopfversatz V und/oder die einlaufseitige Kopfsteigung SE vor dem ersten Walzgerüst 1 erfasst und an die Steuereinrichtung 3 übermittelt werden.
In einem Schritt S3 ermittelt die Steuereinrichtung 3 anhand der einlaufseitigen Kopfsteigung SE und einer im selektierten Walzgerüst 1 erfolgenden Stichabnahme die auslaufseitige Kopfsteigung SA. Insbesondere kann die auslaufseitige Stichabnahme SA gemäß der Beziehung
ermittelt werden. vE und vA sind hierbei, bezogen auf das selektierte Walzgerüst 1, die ein- und die auslaufseitige Geschwindigkeit des Bandes 2. Die Geschwindigkeiten vE und vA sind mit der Stichabnahme über die Kontinuitätsgleichung verknüpft.
Weiterhin ermittelt die Steuereinrichtung 3 in einem Schritt S4 die auslaufseitige Kopfkrümmung K des Bandes 2. Die Ermittlung erfolgt hierbei anhand von Messdaten und weiteren Daten. Sowohl die Messdaten als auch die weiteren Daten sind hierbei auf das momentan selektierte Walzgerüst 1 bezogen. Mögliche Arten der Ermittlung werden später in Verbindung mit möglichen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung näher erläutert werden.
In einem Schritt S5 werden der Kopfversatz V, die auslaufseitige Kopfsteigung SA und die auslaufseitige Kopfkrümmung K des Bandkopfes 8 bei dem selektierten Walzgerüst 1 – unter Zuordnung zu diesem Walzgerüst 1 – gespeichert. Der Schritt S5 ist im Rahmen einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung von Bedeutung.
Es ist möglich, unmittelbar nach dem Ermitteln der auslaufseitigen Kopfkrümmung K einen Steuereingriff S zu ermitteln. Dies ist in einem Schritt S6 dargestellt. Ebenfalls im Schritt S6 ist dargestellt, dass es alternativ möglich ist, den Steuereingriff S zwar nicht unmittelbar, aber vor dem Einfädeln des Bandes 2 in das dem selektierten Walzgerüst 1 unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst 1 zu ermitteln. In beiden Fällen ist der Schritt S6 jedoch nur optional und daher in 3 nur gestrichelt dargestellt. Wenn er vorhanden ist, wird der Steuereingriff S unter Verwendung der auslaufseitigen Kopfkrümmung K, gegebenenfalls unter zusätzlicher Verwendung der auslaufseitigen Kopfsteigung SA und/oder des Kopfversatzes V, ermittelt. Der Steuereingriff S ist hierbei für das selektierte Walzgerüst 1 und/oder für das dem selektierten Walzgerüst 1 unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst 1 bestimmt. Gegebenenfalls können auch zwei voneinander verschiedene Steuereingriffe S ermittelt werden, wobei je einer der beiden Steuereingriffe S für das selektierte Walzgerüst 1 und für das dem selektierten Walzgerüst 1 unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst 1 bestimmt ist.
Wenn der Schritt S6 vorhanden ist, wird das Walzgerüst 1, für das der im Schritt S6 ermittelte Steuereingriff S bestimmt ist, in einem Schritt S7 entsprechend dem ermittelten Steuereingriff S angesteuert. Der Schritt S7 ist jedoch, da er eine Folge des Schrittes S6 ist, ebenfalls nur optional und daher in 3 nur gestrichelt dargestellt.
Wenn der ermittelte Steuereingriff S für das selektierte Walzgerüst 1 bestimmt ist, ist bevorzugt, dass der Steuereingriff S unmittelbar nach dem Ermitteln der auslaufseitigen Kopfkrümmung K ermittelt wird und das selektierte Walzgerüst 1 unmittelbar nach dem Ermitteln des Steuereingriffs S entsprechend dem ermittelten Steuereingriff S angesteuert wird. Wenn der Steuereingriff S im Schritt S7 an das dem selektierten Walzgerüst 1 unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst 1 ausgegeben wird, ist es ausreichend, dass der Steuereingriff S zu irgendeinem Zeitpunkt ermittelt wird, zu dem das Band 2 noch nicht in das dem selektierten Walzgerüst 1 unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst 1 eingefädelt ist. Denn in diesem Fall ist es ausreichend, dass das dem selektierten Walzgerüst 1 unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst 1 spätestens beim Einfädeln des Bandes 2 in das dem selektierten Walzgerüst 1 unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst 1 entsprechend dem ermittelten Steuerbefehl S angesteuert wird.
In einem Schritt S8 prüft die Steuereinrichtung 3, ob das momentan selektierte Walzgerüst 1 das letzte Walzgerüst 1 der Walzstraße 1 ist. Wenn dies nicht der Fall ist, selektiert die Steuereinrichtung 3 in einem Schritt S9 das nächste Walzgerüst 1 und ermittelt für dieses Walzgerüst 1 den Kopfversatz V und die einlaufseitige Kopfsteigung SE. Denn es gilt (für kleine auslaufseitige Kopfkrümmungen K, was in der Praxis der Fall ist) die Beziehung
für den Versatz V'' des Bandkopfes 8 von der Walzmittellinie 7 als Funktion des Abstands x vom jeweiligen Walzgerüst 1. Mit den Werten KA, SA und V des vorhergehenden Walzgerüsts 1 und dem bekannten Gerüstabstand G kann daher ohne weiteres der Kopfversatz V für das neu selektierte Walzgerüst 1 ermittelt werden. Die korrespondierende einlaufseitige Kopfsteigung SE für das neu selektierte Walzgerüst 1 ergibt sich auf analoge Weise anhand der Beziehung SE = K·x + SA (3)wobei das Bezugszeichen „SE" in Gleichung 3 auf das neu selektierte Walzgerüst 1 bezogen ist und die Bezugzeichen „K" und „SA" auf das unmittelbar vorgeordnete Walzgerüst 1 bezogen sind. Für x muss wie zuvor der Gerüstabstand G eingesetzt werden.
Nach dem Abarbeiten des Schrittes S9 geht die Steuereinrichtung 3 zum Schritt S2 zurück.
Wenn im Schritt S8 entschieden wurde, dass bereits das letzte Walzgerüst 1 selektiert ist, geht die Steuereinrichtung zu einem Schritt S10 über. Im Schritt S10 wird das Band 2, zumindest soweit es sich zwischen den Walzgerüsten 1 befindet, zugbeaufschlagt. Sodann wird in einem Schritt S11 das Walzen fortgesetzt.
Während des Walzens läuft das Band 2 – immer relativ zur Walzmittellinie 7 gesehen – in jedes der Walzgerüste 1 mit einem jeweiligen Bandversatz V' und einer jeweiligen einlaufseitigen Bandsteigung SE' ein. Weiterhin läuft das Band 2 aus jedem der Walzgerüste 1 mit dem jeweiligen Bandversatz V', einer jeweiligen auslaufseitigen Bandsteigung SA' und einer jeweiligen auslaufseitigen Bandkrümmung K' aus. Die Bandversätze V', die Bandsteigungen SE', SA' und die auslaufseitigen Bandkrümmungen K' müssen hierbei nicht dieselben Werte sein wie die Werte, die zuvor für den Bandkopf 8 ermittelt wurden. Dennoch ist es so, dass die Werte bekannt sind. Auch können sie sich zeitlich ändern. Dennoch sind die Werte ermittelbar.
Denn die einlaufseitigen Werte V', SE' für das erste Walzgerüst 1 sind bekannt. In Verbindung mit der Stichabnahme können daher die auslaufseitigen Werte SA', K' für das erste Walzgerüst 1 ermittelt werden. Mit Bekanntsein der auslaufseitigen Werte SA', K' eines jeweiligen Walzgerüsts 1 können jedoch – analog zu den obigen Gleichungen 2 und 3 – die einlaufseitigen Werte V', SE' für das jeweils unmittelbar nach geordnete Walzgerüst 1 ermittelt werden. Insbesondere ist es daher möglich, in einem Schritt S12 für jedes der Walzgerüste 1 zunächst die einlaufseitigen Werte (Bandversatz V' und einlaufseitige Bandsteigung SE') zu erfassen bzw. zu ermitteln, sodann anhand der jeweiligen einlaufseitigen Bandsteigung SE' und der im jeweiligen Walzgerüst 1 erfolgenden jeweiligen Stichabnahme die jeweilige auslaufseitige Bandsteigung SA' zu ermitteln. Weiterhin ist es möglich, analog zur jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung K die jeweilige auslaufseitige Bandkrümmung K' zu ermitteln.
Zur zuverlässigen Durchführung des Schrittes S12 ist es sinnvoll, die jeweiligen auslaufseitigen Krümmungen K, K' auf möglichst zuverlässige Art und Weise zu ermitteln. Vorzugsweise ist daher entsprechend 5 vorgesehen, dass zwischen je zwei Walzgerüsten 1 – vorzugsweise im Bereich eines Schlingenhebers 9 – jeweils eine Lageerfassungseinrichtung 10 angeordnet ist. Mittels der Lageerfassungseinrichtungen 10 kann – jeweils bezogen auf das unmittelbar vorgeordnete Walzgerüst 1 – ein jeweiliger Zwischengerüstkopfversatz VZ des Bandkopfes 8 erfasst werden. Anhand des jeweiligen Zwischengerüstkopfversatzes VZ, des jeweiligen Kopfversatzes V und der jeweiligen auslaufseitigen Kopfsteigung SA des Bandkopfes 8 bei dem der jeweiligen Lagererfassungseinrichtung 10 unmittelbar vorgeordneten Walzgerüst 1 kann in diesem Fall die jeweilige auslaufseitige Kopfkrümmung K anhand der Beziehung
ermittelt werden. L ist hierbei der Abstand der jeweiligen Lageerfassungseinrichtung 10 zum unmittelbar vorgeordneten Walzgerüst 1. In analoger Weise kann auch während des Walzens des Bandes 2, also während das Band 2 zugbeaufschlagt ist, ein Zwischengerüstbandversatz VZ' und anhand des Zwischengerüstbandversatzes VZ' in Verbindung mit der auslaufseitigen Bandsteigung SA' und dem Bandversatz V' des Bandes 2 beim unmittelbar vorgeordneten Walzgerüst 1 die korrespondierende auslaufseitige Bandkrümmung K' ermittelt werden. Schematisch ist diese Vorgehensweise in 6 dargestellt, in denen die Schritte S4 und S12 von 3 entsprechend dargestellt sind.
In einem Schritt S13 erfolgt – alternativ oder zusätzlich zur Ermittlung gemäß dem Schritt S6 – bezüglich jedes der Walzgerüste 1 die Ermittlung eines jeweiligen Steuereingriffs S. In einem Schritt S14 erfolgt sodann die hiermit korrespondierende Ansteuerung des jeweiligen Walzgerüsts 1 und/oder des dem jeweiligen Walzgerüst 1 unmittelbar nachgeordneten Walzgerüsts 1.
Die Ermittlung des jeweiligen Steuereingriffs S erfolgt im Rahmen des Schrittes S13 unter Verwendung auch des jeweiligen Bandversatzes V', der jeweiligen auslaufseitigen Bandsteigung SA' und des jeweiligen Zwischengerüstbandversatzes VZ'. Der jeweilige Steuereingriff S wird im Rahmen des Schrittes S13 also sowohl unter Verwendung der jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung K, der jeweiligen auslaufseitigen Kopfsteigung SA und des jeweiligen Kopfversatzes V als auch unter Verwendung des jeweiligen Bandversatzes V', der jeweiligen auslaufseitigen Bandsteigung SA' und des jeweiligen Zwischengerüstbandversatzes VZ' ermittelt. Gleichwertig zur Verwendung des jeweiligen Zwischengerüstbandversatzes VZ' ist hierbei eine Verwendung der jeweiligen auslaufseitigen Bandkrümmung K', weil diese beiden Größen ohne weiteres ineinander umrechenbar sind.
Insbesondere ist es möglich, anhand der jeweiligen Kopf-Größen V, SA, K eine ursprüngliche Bandlinie zu ermitteln, anhand der jeweiligen Band-Größen V', SA', K' eine momentane Bandlinie zu ermitteln und die Differenz dieser beiden Linien als Spannungszustand im Band 2 zu interpretieren. Diese Kenntnis kann im Rahmen des Schrittes S13 dazu genutzt werden, den jeweiligen Steuereingriff S derart zu ermitteln, dass der jeweilige Steuereingriff S einem Ausschlagen eines Bandfußes 11 des Bandes 2 beim Auslaufen des Bandfußes 11 aus dem jeweiligen Walzgerüst 1 entgegen wirkt.
Beispielsweise ist es möglich, wie in 7 dargestellt, das jeweilige Walzgerüst 1 und/oder das dem jeweiligen Walzgerüst 1 unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst 1 zu einem Zeitpunkt entsprechend dem ermittelten jeweiligen Steuereingriff S anzusteuern, zu dem das in das jeweilige Walzgerüst 1 einlaufende Band 2 (noch) zugbeaufschlagt ist. Alternativ ist es möglich, wie in 8 dargestellt, das jeweilige Walzgerüst 1 und/oder das dem jeweiligen Walzgerüst 1 unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst 1 zu einem Zeitpunkt entsprechend dem ermittelten jeweiligen Steuereingriff S anzusteuern, zu dem das in das jeweilige Walzgerüst 1 einlaufende Band (bereits) zugfrei ist.
In beiden Fällen, also sowohl in der Ausgestaltung gemäß 7 als auch in der Ausgestaltung gemäß 8, muss der jeweilige Steuereingriff S selbstverständlich zuvor von der Steuereinrichtung 3 ermittelt worden sein. Vorzugsweise wird der jeweilige Steuereingriff S hierbei unmittelbar zuvor ermittelt. Alternativ ist es jedoch möglich, den jeweiligen Steuereingriff S mit einem bestimmten zeitlichen Abstand vor dem Ansteuern des jeweiligen Walzgerüsts 1 und/oder des dem jeweiligen Walzgerüst 1 unmittelbar nachgeordneten Walzgerüsts 1 zu ermitteln.
Obenstehend wurde eine Vorgehensweise erläutert, bei der die auslaufseitige Kopfkrümmung K bzw. die auslaufseitige Bandkrümmung K' einmal ermittelt wurden und innerhalb eines Walzstraßenabschnitts (also zwischen je zwei unmittelbar benachbarten Walzgerüsten 1) als konstant angenommen wurden. Es sind jedoch auch andere Vorgehensweisen möglich.
Beispielsweise ist es möglich, pro Walzstraßenabschnitt zwei oder mehr Lageerfassungseinrichtungen 10 vorzusehen. Die Anordnung der Lageerfassungseinrichtungen 10 ist in diesem Fall optimal, wenn die Lageerfassungseinrichtungen 10 gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Beispielsweise kann in der Mitte zwischen je zwei unmittelbar benachbarten Walzgerüsten 1 jeweils eine Lageerfassungseinrichtung 10 angeordnet sein, eine weitere Lageerfassungseinrichtung 10 unmittelbar vor dem dem jeweiligen Walzgerüst 1 unmittelbar nachgeordneten Walzgerüst 1. In der Praxis kann es jedoch aus übergeordneten Gründen erforderlich sein, von dieser – im Sinne der Messgenauigkeit optimalen – Anordnung abzuweichen.
Wenn zwei oder mehr Lageerfassungseinrichtungen 10 pro Walzstraßenabschnitt vorgesehen sind, ist es möglich, den Kurvenverlauf des Bandes 2 zwischen je zwei unmittelbar benachbarten Walzgerüsten 1 nicht nur durch ein Polynom zweiten Grades (d. h. mit konstanter Krümmung K bzw. K') anzunähern, sondern mittels eines Polynoms beispielsweise dritten Grades (d. h. mit in Bandlaufrichtung gesehen linear variierender Krümmung K bzw. K').
Unabhängig davon, ob die Krümmungen K und K' zwischen je zwei unmittelbar benachbarten Walzgerüsten 1 konstant oder eine Funktion des Ortes x in Bandlaufrichtung sind, ist insbesondere die an sich bekannte Bernoulli-Euler-Theorie des Biegebalkens anwendbar, um anhand der lokalen Krümmungen K und K' auf eine Zugspannungsdifferenz Δσ von Bandkante 12 zu Bandkante 12 zu schließen. Denn es gilt für die Zugspannungsdifferenz Δσ
b ist hierbei die Bandbreite, h die Banddicke. M entspricht dem lokalen Biegemoment. Das lokale Biegemoment M seinerseits ist mit den Krümmungen K und K' durch die Beziehung
verknüpft. E ist hierbei der Elastizitätsmodul des Bandes 2, gegebenenfalls bei der momentanen Bandtemperatur, I ist das axiale Flächenmoment des Bandquerschnitts in Banddickenrich tung. Das axiale Flächenmoment I ist hierbei durch die Beziehung
bestimmt.
9 zeigt eine Möglichkeit, die auslaufseitigen Krümmungen K, K' zu ermitteln, ohne eine Lageerfassungseinrichtung 10 gemäß 5 zu benötigen. Gemäß 9 ist innerhalb der Steuereinrichtung 3 ein mathematisch-physikalisches Modell 13 implementiert. Dem mathematisch-physikalischen Modell 13 werden gemäß 10 in einem Schritte S21 für jedes Walzgerüst 1 der jeweilige Kopfversatz V und die jeweilige auslaufseitige Kopfsteigung SA zugeführt. Weiterhin werden dem mathematischphysikalischen Modell 13 im Schritt S21 Istgrößen des in das jeweilige Walzgerüst 1 einlaufenden Bandes 2 und des aus dem jeweiligen Walzgerüst 1 auslaufenden Bandes 2 zugeführt. Schließlich werden dem mathematisch-physikalischen Modell 13 im Schritt S21 Variable und Parameter des jeweiligen Walzgerüsts 1 zugeführt. Mittels des mathematisch-physikalischen Modells 13 wird sodann in einem Schritt S22 die jeweilige auslaufseitige Kopfkrümmung K, K' ermittelt.
Das mathematisch-physikalische Modell 13 basiert zum einen auf dem Ansatz, dass die auslaufseitige Kopfkrümmung K des Bandes 2 hinter jedem der Walzgerüste 1 der Beziehung
folgt. ΔvA ist hierbei die Geschwindigkeitsdifferenz, mit der die Bandkanten 12 aus dem jeweiligen Walzgerüst 1 auslaufen.
Analoges gilt im Weiteren auch für andere Δ-Größen. So ist beispielsweise vE die Geschwindigkeit, mit der die Mitte des Bandes 2 in das jeweils betrachtete Walzgerüst 1 einläuft, ΔvE die Geschwindigkeitsdifferenz, mit der die Bandkanten 12 in das jeweils betrachtete Walzgerüst 1 einlaufen.
Weiterhin gilt – sowohl lokal über die Bandbreite b gesehen als auch global – die Kontinuitätsgleichung vA·hA = vE·hE (9)
hA und hE sind hierbei, bezogen auf das jeweilige Walzgerüst 1, die auslauf- bzw. die einlaufseitige Banddicke.
Aufgelöst nach der auslaufseitigen Geschwindigkeit vA folgt aus Gleichung 9 die linearisierte Gleichung für die lateralen Geschwindigkeitsdifferenzen um die Bandmitte über die Bandbreite b zu
Die einlaufseitigen Größen (d. h. die Größen mit dem Endbuchstaben „E" sind hierbei ausnahmslos bekannt, und zwar für das zuerst durchlaufene Walzgerüst 1a priori, für die anderen Walzgerüste 1 durch entsprechendes Errechnen anhand des mathematisch-physikalischen Modells 13. Auch die (mittlere) auslaufseitige Banddicke hA ist – auf Grund der bekannten Stichabnahme – bekannt. Die auslaufseitige Banddickendifferenz ΔhA ergibt sich durch Gleichsetzen der beiden Beziehungen
zu
In den Gleichungen 11 bis 13 bedeuten hierbei FW die Walzkraft, s den Walzspalt, cG die Gerüststeifigkeit, kF die Formänderungsfestigkeit, T die Temperatur des Bandes 2, μ den Reibungsbeiwert im Walzspalt und y die Außermittigkeit (entspricht dem Kopfversatz V), mit der das Band 2 das jeweils betrachtete Walzgerüst 1 durchläuft.
Die entsprechenden Eingangsgrößen des mathematisch-physikalischen Modells 13 müssen der Steuereinrichtung 3 hierbei bekannt sein. Dies ist in der Praxis jedoch üblicherweise der Fall, so dass die auslaufseitige Höhendifferenz ΔhA ermittelt werden kann.
Die obenstehend in Verbindung mit 9 beschriebene Vorgehensweise arbeitet sehr schnell. Insbesondere steht die auslaufseitige Kopfkrümmung K praktisch sofort zur Verfügung. Es ist daher prinzipiell möglich, ebenso schnell zu reagieren. Insbesondere ist es möglich, wie prinzipiell bereits erwähnt und in 10 nochmals dargestellt, den jeweiligen Steuereingriff S unmittelbar nach dem Ermitteln der jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung K zu ermitteln und das jeweilige Walzgerüst 1 unmittelbar nach dem Ermitteln des jeweiligen Steuereingriffs S entsprechend dem ermittelten jeweiligen Steuereingriff S anzusteuern. In diesem Fall erfolgt oftmals eine Reaktion des jeweiligen Walzgerüsts 1, bevor der Bandkopf 8 in das unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst 1 eingelaufen ist. Prinzipiell wäre es jedoch möglich, das Ansteuern des jeweiligen Walzgerüsts 1 zurückzustellen, bis der Bandkopf 8 in das unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst 1 eingelaufen ist.
Bei der Vorgehensweise gemäß 10 weist das Band 2 eine abschnittweise konstante Kopfkrümmung K auf. Die Länge der einzelnen Abschnitte, innerhalb derer das Band 2 eine konstante Kopfkrümmung K aufweist, sind jedoch in der Regel erheblich kleiner als der Abstand G der Walzgerüste 1 voneinander. Die Ermittlung des Kopfversatzes V'' als Funktion der Position des Bandes 2 in der Walzstraße ist daher nicht mehr so einfach möglich, wie zuvor beschrieben. Sie ist jedoch immer noch möglich, da die einzelnen Abschnitte stetig aneinander angrenzen.
Es ist möglich, die Vorgehensweise der 9 und 10 isoliert auszuführen, also ohne Lageerfassungseinrichtungen 10 zwischen den Walzgerüsten 1 vorzusehen. Vorzugsweise wird jedoch die Vorgehensweise der 9 und 10 gemäß 11 in Verbindung mit den Lageerfassungseinrichtungen 10 durchgeführt. In diesem Fall ist es gemäß 12 möglich, zusätzlich zu den Schritten S21 und S22 von 10

– zunächst in einem Schritt S26 mittels der jeweiligen Lageerfassungseinrichtung 10 den jeweiligen Zwischengerüstkopfversatz VZ zu erfassen und
– sodann in einem Schritt S27 die anhand des mathematischphysikalischen Modells 13 ermittelte auslaufseitige Kopfkrümmung K anhand des jeweiligen erfassten Zwischengerüstkopfversatzes VZ, des jeweiligen Kopfversatzes V und der jeweiligen auslaufseitigen Kopfsteigung SA zu korrigieren.

In der Regel wird hierbei im Rahmen des Schrittes S27 die jeweilige auslaufseitige Kopfkrümmung K entsprechend den zuletzt genannten Größen (Kopfversatz V, auslaufseitige Kopfsteigung SA und Zwischengerüstkopfversatz VZ) neu berechnet. Die neu berechnete auslaufseitige Kopfkrümmung K ersetzt sodann die zuvor anhand des mathematisch-physikalischen Modells 13 ermittelte auslaufseitige Kopfkrümmung K. Alternativ ist eine zumindest wesentliche Annäherung, beispielsweise um 70, 75 oder 80%, möglich.
Zusätzlich zum Schritt S27 kann weiterhin ein Schritt S28 vorhanden sein. Im Schritt S28 wird das mathematisch-physikalische Modell 13 anhand einer Abweichung der mittels des mathematisch-physikalischen Modells 13 ermittelten jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung K von der korrigierten jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung K adaptiert. Das mathematisch-physikalische Modell 13 als solches wird also an die tatsächlichen Gegebenheiten angepasst, so dass für zu einem späteren Zeitpunkt gewalzte Bänder 2 eine bessere Ermittlung der auslaufseitigen Kopfkrümmung K durch das mathematisch-physikalische Modell 13 erfolgt.
Wie bereits erwähnt, ist es bei Verwendung des mathematisch-physikalischen Modells 13 möglich, den jeweiligen Steuereingriff S sehr schnell zu ermitteln und das jeweilige Walzgerüst 1 sehr schnell entsprechend dem jeweiligen Steuereingriff S anzusteuern. Im Rahmen der Vorgehensweise gemäß den 11 und 12 ist es daher erforderlich, unter Berücksichtigung der anhand des mathematisch-physikalischen Modells 13 jeweils ermittelten Steuereingriffe S und der dadurch bewirkten Änderungen der jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung K eine effektive (mittlere) Kopfkrümmung KM des Bandes 2 zu ermitteln und die effektive mittlere Kopfkrümmung KM dem Vergleich des Schrittes S27 bzw. der Adaption des Schrittes S28 zu Grunde zu legen. Beispielsweise ist es möglich, zyklisch jeweils anhand des mathematisch-physikalischen Modells 13 eine jeweilige Kopfkrümmung K zu ermitteln und sodann – beispielsweise mittels der Beziehung KM = (1 – α)K(i – 1) + αK(i) (14)– die effektive mittlere Kopfkrümmung KM zu ermitteln. In der obigen Gleichung 14 steht hierbei i für den jeweiligen Abtastzyklus. α ist ein geeignet bestimmter Wichtungsfaktor, der zwischen Null und Eins liegt. Der Wichtungsfaktor α kann zeitlich konstant oder zeitlich variabel sein. Wenn er zeitlich variabel ist, nimmt er vorzugsweise im Lauf der Zeit ab.
Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere arbeitet sie zuverlässig und ist auf einfache Weise implementierbar und sogar bei bestehenden Walzstraßen nachrüstbar.
Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.

Claims

Betriebsverfahren für eine Walzstraße, die mehrere von einem Band (2) nacheinander durchlaufene Walzgerüste (1) aufweist, – wobei das Band (2) – immer relativ zu einer Walzmittellinie (7) gesehen – in jedes der Walzgerüste (1) mit einem bekannten jeweiligen Kopfversatz (V) und einer bekannten jeweiligen einlaufseitigen Kopfsteigung (SE) eingefädelt wird, so dass ein Bandkopf (8) des Bandes (2) aus dem jeweiligen Walzgerüst (1) mit dem jeweiligen Kopfversatz (V), einer jeweiligen auslaufseitigen Kopfsteigung (SA) und einer jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung (K) ausläuft, – wobei die jeweilige auslaufseitige Kopfsteigung (SA) anhand der jeweiligen einlaufseitigen Kopfsteigung (SE) und einer im jeweiligen Walzgerüst (1) erfolgenden jeweiligen Stichabnahme ermittelt wird, – wobei die jeweilige auslaufseitige Kopfkrümmung (K) des Bandes (2) anhand von jeweiligen Messdaten und jeweiligen weiteren Daten ermittelt wird, – wobei unter Verwendung der jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung (K) ein jeweiliger Steuereingriff (S) für das jeweilige Walzgerüst (1) und/oder das dem jeweiligen Walzgerüst (1) unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst (1) ermittelt wird, – wobei das jeweilige Walzgerüst (1) und/oder das dem jeweiligen Walzgerüst (1) unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst (1) entsprechend dem ermittelten jeweiligen Steuereingriff (S) angesteuert werden.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer zwischen dem jeweiligen Walzgerüst (1) und dem dem jeweiligen Walzgerüst (1) unmittelbar nachgeordneten Walzgerüst (1) angeordneten jeweiligen Lageerfassungseinrichtung (10) ein jeweiliger Zwischengerüstkopfversatz (VZ) des Bandkopfes (8) erfasst wird und dass die jeweiligen Messdaten mit dem jeweiligen erfassten Zwischengerüstkopfversatz (VZ) und die jeweiligen weiteren Daten mit dem jeweiligen Kopfversatz (V) und der jeweiligen auslaufseitigen Kopfsteigung (SA) korrespondieren.
Betriebsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, – dass der jeweilige Kopfversatz (V), die jeweilige auslaufseitige Kopfsteigung (SA) und die jeweilige auslaufseitige Kopfkrümmung (K) gespeichert werden, – dass nach dem Einfädeln des Bandes (2) in das letzte Walzgerüst (1) der Walzstraße das zwischen den Walzgerüsten (1) befindliche Band (2) zugbeaufschlagt wird, – dass das Band (2) – immer relativ zur Walzmittellinie (7) gesehen – in jedes der Walzgerüste (1) mit einem bekannten jeweiligen Bandversatz (V') und einer bekannten jeweiligen einlaufseitigen Bandsteigung (SE') einläuft und aus dem jeweiligen Walzgerüst (1) mit dem jeweiligen Bandversatz (V'), einer jeweiligen auslaufseitigen Bandsteigung (SA') und einer jeweiligen auslaufseitigen Bandkrümmung (K') ausläuft, – dass die jeweilige auslaufseitige Bandsteigung (SA') anhand der jeweiligen einlaufseitigen Bandsteigung (SE') und der im jeweiligen Walzgerüst (1) erfolgenden jeweiligen Stichabnahme ermittelt wird, – dass mittels der dem jeweiligen Walzgerüst (1) unmittelbar nachgeordneten Lageerfasungseinrichtung (10) ein jeweiliger Zwischengerüstbandversatz (VZ') des Bandes (2) erfasst wird, – dass anhand des jeweiligen Bandversatzes (V'), der jeweiligen auslaufseitigen Bandsteigung (SA') und des jeweiligen Zwischengerüstbandversatzes (VZ') die jeweilige auslaufseitige Bandkrümmung (K') ermittelt wird und – dass der jeweilige Steuereingriff (S) unter Verwendung auch des jeweiligen Bandversatzes (V'), der jeweiligen auslaufseitigen Bandsteigung (SA') und des jeweiligen Zwischengerüstbandversatzes (VZ') ermittelt wird.
Betriebsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Steuereingriff (S) derart ermittelt wird, dass der jeweilige Steuereingriff (S) einem Ausschlagen eines Bandfußes (11) des Bandes (2) beim Auslaufen des Bandfußes (11) aus dem jeweiligen Walzgerüst (1) entgegen wirkt.
Betriebsverfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Walzgerüst (1) und/oder das dem jeweiligen Walzgerüst (1) unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst (1) zu einem Zeitpunkt entsprechend dem ermittelten jeweiligen Steuereingriff (S) angesteuert werden, zu dem das in das jeweilige Walzgerüst (1) einlaufende Band (2) zugbeaufschlagt ist.
Betriebsverfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Walzgerüst (1) und/oder das dem jeweiligen Walzgerüst (1) unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst (1) zu einem Zeitpunkt entsprechend dem ermittelten jeweiligen Steuereingriff (S) angesteuert werden, zu dem das in das jeweilige Walzgerüst (1) einlaufende Band (2) zugfrei ist.
Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung des jeweiligen Kopfversatzes (V), der jeweiligen auslaufseitigen Kopfsteigung (SA) und der jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung (K) des jeweiligen Walzgerüsts (1) der jeweilige Kopfversatz (V) und die jeweilige einlaufseitige Kopfsteigung (SE) für das dem jeweiligen Walzgerüst (1) unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst (1) ermittelt werden.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einem mathematisch-physikalischen Modell (13) der jeweilige Kopfversatz (V) und die jeweilige auslaufseitige Kopfsteigung (SA), Istgrößen des in das jeweilige Walzgerüst (1) einlaufenden Bandes (2) und des aus dem jeweiligen Walzgerüst (1) auslaufenden Bandes (2) sowie Variable und Parameter des jeweiligen Walzgerüsts (1) zugeführt werden und dass die jeweilige auslaufseitige Kopfkrümmung (K) mittels des mathematisch-physikalischen Modells (13) ermittelt wird.
Betriebsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, – dass nach dem Ermitteln der jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung (K) mittels des mathematisch-physikalischen Modells (13) zusätzlich mittels einer zwischen dem jeweiligen Walzgerüst (1) und dem dem jeweiligen Walzgerüst (1) unmittelbar nachgeordneten Walzgerüst (1) angeordneten jeweiligen Lageerfasungseinrichtung (10) ein jeweiliger Zwischengerüstkopfversatz (VZ) des Bandes (2) erfasst wird und – dass die jeweilige auslaufseitige Kopfkrümmung (K) anhand des jeweiligen erfassten Zwischengerüstkopfversatzes (VZ), des jeweiligen Kopfversatzes (V) und der jeweiligen auslaufseitigen Kopfsteigung (SA) korrigiert wird.
Betriebsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mathematisch-physikalische Modell (13) anhand einer Abweichung der mittels des mathematisch-physikalischen Modells (13) ermittelten jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung (K) von der korrigierten jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung (K) adaptiert wird.
Betriebsverfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Steuereingriff (S) unmittelbar nach dem Ermitteln der jeweiligen auslaufseitigen Kopfkrümmung (K) ermittelt wird und dass das jeweilige Walzgerüst (1) unmittelbar nach dem Ermitteln des jeweiligen Steuereingriffs (S) entsprechend dem ermittelten jeweiligen Steuereingriff (S) angesteuert wird.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4 oder nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das dem jeweiligen Walzgerüst (1) unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst (1) spätestens beim Einfädeln des Bandes (2) in das dem jeweiligen Walzgerüst (1) unmittelbar nachgeordnete Walzgerüst (1) entsprechend dem ermittelten jeweiligen Steuereingriff (S) angesteuert wird.
Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige auslaufseitige Kopfkrümmung (K) konstant ist.
Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige auslaufseitige Kopfkrümmung (K) mit einem Abstand (x) vom jeweiligen Walzgerüst (1) variiert.
Computerprogramm, das Maschinencode (5) aufweist, der von einer Steuereinrichtung (3) einer mehrgerüstigen Walzstraße unmittelbar ausführbar ist und dessen Ausführung durch die Steuereinrichtung (3) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (3) die Walzstraße gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche betreibt.
Datenträger mit einem auf dem Datenträger gespeicherten Computerprogramm (4) nach Anspruch 15.
Steuereinrichtung einer mehrgerüstigen Walzstraße, wobei die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie die Walzstraße gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 betreibt.
Steuereinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie als softwareprogrammierbare Steuereinrichtung ausge bildet ist, die im Betrieb ein Computerprogramm (4) nach Anspruch 15 ausführt.
Walzstraße, – wobei die Walzstraße mehrere von einem Band (2) nacheinander durchlaufene Walzgerüste (1) aufweist, – wobei die Walzstraße eine Steuereinrichtung (3) nach Anspruch 17 oder 18 aufweist, so dass die Walzstraße im Betrieb gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 betrieben wird.