DE102022207411A1 - Method and computer program for monitoring the condition of a rolling stand - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Computerprogramm zum Überwachen des Zustands eines Walzgerüstes 100 zum Walzen von Walzgut 20 mit folgenden Schritten: a) Betreiben des Walzgerüstes in einem Walzbetrieb mit einem ersten Walzenpaar A1 und Ermitteln von Prozessdaten für das erste Walzenpaar A1 während mindestens einer ersten Walzenpaar-Einsatzzeit t1 während des Walzbetriebs. Um einen mangelhaften Zustand des Walzgerüstes auch bei nur temporär eingesetzten Walzenpaaren zuverlässig und schnell erkennen zu können, schlägt die vorliegende Erfindung folgende Vorgehensweise vor:b) Wiederholen des Schrittes a) für ein zweites Walzenpaar B1 anstelle des ersten Walzenpaares A1 während mindestens einer zweiten Walzenpaar-Einsatzzeit t2, wobei das erste und das zweite Walzenpaar eine gemeinsame Walze 1 und jeweils eine unterschiedliche Walze A, B aufweisen;c) Ermitteln mindestens einer walzenpaarabhängigen Walzgerüst-Kenngröße K1, K2 jeweils für das erste Walzenpaar A1 und für das zweite Walzenpaar B1, jeweils auf Basis der Prozessdaten; undd) Auswerten der walzenpaarabhängigen Walzgerüst-Kenngrößen K1, K2 für das erste und für das zweite Walzenpaar A1, B1 im Hinblick darauf, ob entweder eine der unterschiedlichen Walzen A, B der beiden Walzenpaare oder ob die gemeinsame Walze 1 und/oder das Walzgerüst 100 problembehaftet sind.The invention relates to a method and a computer program for monitoring the condition of a rolling stand 100 for rolling rolling stock 20 with the following steps: a) operating the rolling stand in a rolling operation with a first pair of rolls A1 and determining process data for the first pair of rolls A1 during at least a first Roll pair operating time t1 during rolling operation. In order to be able to reliably and quickly detect a defective condition of the roll stand, even when pairs of rollers are only used temporarily, the present invention proposes the following procedure: b) repeating step a) for a second pair of rollers B1 instead of the first pair of rollers A1 during at least one second pair of rollers. Operating time t2, the first and the second pair of rollers having a common roller 1 and each having a different roller A, B; c) determining at least one roller pair-dependent roll stand parameter K1, K2 for the first pair of rollers A1 and for the second pair of rollers B1, respectively based on the process data; andd) evaluating the roll pair-dependent roll stand parameters K1, K2 for the first and second roll pairs A1, B1 with regard to whether either one of the different rolls A, B of the two roll pairs or whether the common roll 1 and/or the roll stand 100 are problematic.
Description
Gebiet der ErfindungField of invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen des Zustandes eines Walzgerüstes zum Walzen von Walzgut. Das erfindungsgemäße Verfahren findet Anwendung beispielsweise bei Fertiggerüsten von Warmbandstraßen, bei Walzgerüsten von Kaltwalzstraßen, bei Steckelwalzgerüsten, bei Vorgerüsten und Blechgerüsten sowie allgemein bei Walzgerüsten mit mindestens einem Walzenpaar, typischerweise bestehend aus einer Arbeitswalze und einer die Arbeitswalze stützenden Stützwalze.The invention relates to a method for monitoring the condition of a rolling stand for rolling rolling stock. The method according to the invention is used, for example, in finishing stands of hot strip mills, in rolling stands of cold rolling mills, in Steckel rolling stands, in roughing stands and sheet metal stands and generally in rolling stands with at least one pair of rolls, typically consisting of a work roll and a support roll supporting the work roll.
Stand der TechnikState of the art
Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Walzgerüstes bekannt. Traditionell wird ein Mangel im Zustand eines Walzgerüstes oftmals erst erkannt, wenn Walzprobleme auftreten, das heißt, wenn Qualitätsparameter des Walzgutes nicht mehr eingehalten werden können oder wenn Prozessstörungen auftreten, wie beispielsweise verwalzte Enden des Walzgutes. In diesen Fällen ist eine Fehlerdiagnose erforderlich, die derzeit von qualifizierten Experten durch manuelle Auswertungen vorgenommen wird. Hierzu werden Prozessdaten herangezogen, die an den Walzgerüsten üblicherweise ohnehin erhoben werden. Das Finden der Ursachen von Prozessstörungen schließt traditionell ein:
- - Die Analyse von Axialkräften der Arbeitswalzen, abgeleitet aus den Brücken eines Arbeitswalzen-Verschiebesystems;
- - Die Auswertung der Gerüsthysterese. Dabei erfolgt ein Vergleich der Anstellkräfte, einmal gemessen in den Anstellzylindern und zusätzlich gemessen über Kraftmesszellen in den Walzenständern, jeweils beim Auf- und Zufahren des Walzgerüstes während eines definierten Be- und Entlastungs-vorganges;
- - Die Ermittlung von geometrisch möglichen Lagen eines Walzenpaares relativ zueinander aus geometrischen Vermessungen der Anlageflächen der Walzeneinbaustücke im Ständerfenster, zum Beispiel mit Hilfe eines Laserscanners. Eine solche Vermessung ist mit erheblichem Zeitaufwand und damit mit Produktionsausfall verbunden.
- - The analysis of axial forces of the work rolls, derived from the bridges of a work roll displacement system;
- - The evaluation of the framework hysteresis. A comparison of the adjusting forces is carried out, measured once in the adjusting cylinders and additionally measured via load cells in the roll stands, each time the roll stand is opened and closed during a defined loading and unloading process;
- - The determination of geometrically possible positions of a pair of rollers relative to one another from geometric measurements of the contact surfaces of the roller chocks in the stand window, for example with the help of a laser scanner. Such a measurement takes a considerable amount of time and therefore results in loss of production.
Schließlich sei darauf hingewiesen, dass der Lage von zwei Walzen eines Walzenpaares relativ zueinander und dem Zusammenhang zwischen der relativen Lage der Walzen und den Axialkräften der Arbeitswalzen bereits in der chinesischen Patentanmeldung
Alle diese genannte und im Stand der Technik bekannten Verfahren zur Überwachung eines Walzgerüstes haben jedoch Nachteile. So ist die besagte manuelle Analyse des Gerüstzustandes beim Vorliegen von Störungen des Walzprozesses zeitaufwändig. Oft ist es schwierig, die auftretenden Symptome der Ursache in einem Walzgerüst einer mehrgerüstigen Fertigwalzstraße zuzuordnen. Aufgrund des besagten großen Zeitaufwandes können manuelle Analysen in der Regel lediglich einen geringen Betriebszeitraum der betrachteten Walzgerüste umfassen. Die Ursachen für Prozessstörungen treten dagegen zum Teil nur temporär auf:
- Infolge der regelmäßigen Wechsel von Arbeits- und Stützwalzen verändert sich das System Walzgerüst bestehend aus den Hauptkomponenten Arbeitswalzen und Stützwalzen mit ihren jeweiligen Einbaustücken in den Walzenständern ständig. Eine vorausschauende Analyse des Walzgerüstzustandes bleibt in der Praxis meist aus, ebenfalls begründet durch den dazu erforderlichen hohen Zeitaufwand. Oft verschlechtert sich der Anlagenzustand, bis dünne Bänder bzw. Bänder mit hoher Stahlgüte qualitativ nicht mehr hochwertig erzeugt werden können. Zum Teil wird ein schlechter Zustand des Walzgerüstes auch erst durch auftretende Bauteilschäden erkannt.
- As a result of the regular changes of work and backup rolls, the roll stand system, consisting of the main components work rolls and backup rolls with their respective chocks in the roll stands, is constantly changing. In practice, a forward-looking analysis of the condition of the roll stand is usually not carried out, also due to the high amount of time required. The condition of the system often deteriorates until thin strips or strips with high steel quality can no longer be produced to a high quality. In some cases, poor condition of the rolling stand is only recognized when component damage occurs.
Die in der chinesischen Patentanmeldung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Verfahren und Computer-programm zur Überwachung des Zustandes eines Walzgerüstes dahingehend weiterzubilden, dass ein mangelhafter Zustand des Walzgerüstes auch bei nur temporär eingesetzten Walzenpaaren zuverlässig und schnell erkannt werden kann.The invention is based on the object of developing a known method and computer program for monitoring the condition of a roll stand in such a way that a defective condition of the roll stand can be detected reliably and quickly even when pairs of rolls are only used temporarily.
Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst.This task is solved by the method claimed in
Definitionen:Definitions:
Die erste „Walzenpaar-Einsatzzeit“ meint die Einsatzzeit des ersten Walzenpaares in dem Walzgerüst. Die zweite „Walzenpaar-Einsatzzeit“ meint die Einsatzzeit für das zweite Walzenpaar in dem Walzgerüst. Die beiden Einsatzzeiten sind unterschiedlich. Eine zeitliche Überlappung der Einsatzzeiten ist ausgeschlossen, weil das erste und das zweite Walzenpaar eine gemeinsame Walze haben, die zu einer Zeit nur mit einer jeweils anderen Walze betrieben werden kann.The first “roller pair operating time” means the operating time of the first pair of rollers in the roll stand. The second “roller pair operating time” means the operating time for the second pair of rollers in the roll stand. The two operating times are different. An overlap in the operating times is excluded because the first and second pair of rollers have a common roller, which can only be operated with a different roller at a time.
Der Begriff „unterschiedliche Walze“ meint diejenige Walze des ersten Walzenpaares, die das erste Walzgerüst nicht mit dem zweiten Walzgerüst gemeinsam hat. Das gilt analog für die unterschiedliche Walze des zweiten Walzgerüstes.The term “different roll” means that roll of the first pair of rolls that the first roll stand does not have in common with the second roll stand. This applies analogously to the different rolls of the second roll stand.
Ein Wertebereich für die Auswertung der walzenpaarabhängigen Walzgerüst-Kenngrößen kann durch einen oberen und einen unteren Schwellenwert oder durch nur einen Schwellenwert begrenzt sein. So definiert die Angabe „oberhalb eines Schwellenwertes“ einen Wertebereich. Innerhalb des Wertebereiches liegen dann alle Werte, die oberhalb des Schwellenwertes liegen. Außerhalb des Wertebereiches liegen dann alle Werte unterhalb des Schwellenwertes.A range of values for the evaluation of the roll pair-dependent roll stand parameters can be limited by an upper and a lower threshold value or by only one threshold value. The statement “above a threshold value” defines a range of values. All values that are above the threshold value are then within the value range. Outside the value range, all values are then below the threshold value.
Ende der DefinitionenEnd of definitions
In den abhängigen Ansprüchen sind z. T. unterschiedliche Beispiele für die Walzgerüst-Kenngröße K beansprucht. Die eigentlich unabhängigen Kenngrößen können auch in Kombination miteinander verwendet werden; deshalb sind diese Ansprüche auch als voneinander abhängig beansprucht.In the dependent claims z. T. different examples of the roll stand parameter K are claimed. The actually independent parameters can also be used in combination with one another; therefore, these claims are also claimed to be interdependent.
Das beanspruchte Verfahren bietet vorteilhafter Weise eine große Hilfe für den Anlagenbetreiber bzw. den Instandhalter eines Walzgerüstes, ein Walzgerüst bzw. eine Walzstraße in einem guten Zustand zu halten, wodurch die Produktionszeit und die Qualität des gewalzten Walzgutes maximiert werden. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhafter dazu beiträgt, Stillstandszeiten des Walzgerüstes zu minimieren und auch die Herstellung von Bändern mit mangelhafter Qualität, beispielsweise aufgrund von schlechten Dicken-, Profil- oder Planheitseigenschaften zu minimieren. Zur Erzielung dieses Zweckes betrachtet das beanspruchte Verfahren jeweils mindestens eine Walzenpaarabhängige Walzgerüst-Kenngröße für mindestens zwei verschiedene Walzenpaare, die zu unterschiedlichen Zeiten im Walzgerüst betrieben werden und wobei die beiden Walzenpaare eine gemeinsame Walze und jeweils eine unterschiedliche Walze aufweisen. Die Auswertung dieser Walzgerüst-Kenngrößen erleichtert Experten das Auffinden der Ursachen von Walzproblemen. Insbesondere wird die Identifikation eines fehlerhaften Walzgerüstes einer mehrgerüstigen Fertigwalzstraße erleichtert. Zwar ist nicht auszuschließen, dass die Ergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Auswertung der ermittelten Walzgerüst-Kenngrößen vorzugsweise durch eine Gerüstvermessung unterstützt werden müssen, um bei der angestrebten Verbesserung des Gerüstzustandes beispielsweise den genauen Ort einer Unterlegung einer Verschleißplatte und das Unterlegungsmaß festzulegen. Unnötige Vermessungen können aber bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens vermieden werden, wodurch, wie gesagt, Stillstandszeiten des Walzengerüstes eingespart werden können. Zeitaufwändige Vermessungen erfolgen somit vorteilhafterweise nur noch deutlich seltener.The claimed method advantageously offers great help to the plant operator or the maintainer of a rolling stand in keeping a rolling stand or a rolling train in good condition, thereby maximizing the production time and the quality of the rolled stock. In other words, this means that the method according to the invention contributes more advantageously to minimizing downtimes of the rolling stand and also to minimizing the production of strips with poor quality, for example due to poor thickness, profile or flatness properties. To achieve this purpose, the claimed method considers at least one roll pair-dependent roll stand parameter for at least two different roll pairs that are operated at different times in the roll stand and where the two roll pairs have a common roll and each have a different roll. The evaluation of these roll stand parameters makes it easier for experts to find the causes of rolling problems. In particular, the identification of a faulty rolling stand of a multi-stand finishing rolling train is made easier. It cannot be ruled out that the results of the method according to the invention when evaluating the determined roll stand parameters must preferably be supported by a stand measurement in order to determine, for example, the exact location of a wear plate underlay and the underlay dimension in the desired improvement of the stand condition. However, unnecessary measurements can be avoided when using the method according to the invention, which, as mentioned, saves downtime of the roll stand. Time-consuming measurements are therefore advantageously carried out much less frequently.
Der beanspruchte Betrieb des Walzgerüstes mit zwei verschiedenen, gegeneinander ausgetauschten Walzenpaaren, wobei die beiden Walzenpaare eine gemeinsame Walze und jeweils eine unterschiedliche Walze aufweisen, ermöglicht bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhafterweise eine konkrete Eingrenzung eines eventuellen Fehlers. So kann mit den in den Ansprüchen 2 und 3 beanspruchten Auswertemethoden schnell und einfach entweder die unterschiedliche Walze des ersten Walzenpaares oder die unterschiedliche Walze des 2. Walzenpaares als problembehaftet bzw. als Ursache für auftretende Walzprobleme erkannt werden.The claimed operation of the roll stand with two different pairs of rollers exchanged for one another, the two pairs of rollers having a common roller and each having a different roller, advantageously enables a possible error to be specifically limited when using the method according to the invention. With the evaluation methods claimed in claims 2 and 3, either the different roller of the first pair of rollers or the different roller of the 2nd pair of rollers can be identified as problematic or as the cause of rolling problems that occur.
Mit der Auswertung gemäß Patentanspruch 4 kann vorteilhafterweise festgestellt werden, dass die Ursache für ein Walzproblem weder bei einer der Walzen der Walzenpaare noch bei dem Walzgerüst selbst liegen kann. Das heißt: Das Walzgerüst und seine austauschbaren Walzenpaare sind fehlerfrei.With the evaluation according to claim 4 it can advantageously be determined that the cause of a rolling problem can lie neither in one of the rolls of the roll pairs nor in the roll stand itself. This means: The rolling stand and its replaceable pairs of rollers are error-free.
Schließlich kann gemäß einem vierten Auswertebeispiel gemäß Anspruch 5 festgestellt werden, dass entweder die gemeinsame Walze oder das Walzgerüst ursächlich für ein fehlerhaftes Walzen ist.Finally, according to a fourth evaluation example according to claim 5, it can be determined that either the common roll or the roll stand is the cause of faulty rolling.
Durch einmalige Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und durch logische Auswertung von dessen Ergebnissen ergibt sich jeweils eines der genannten Auswertebeispiele. Lediglich für eine weitere Eingrenzung des Ergebnisses des vierten Auswertebeispiels bedarf es eines weiteren Durchlaufes des erfindungsgemäßen Verfahrens und einer erneuten Logik-basierten Auswertung von dessen neuerlichen Ergebnissen, um entscheiden zu können, ob der gesuchte Fehler für ein problembehaftetes Walzen bei der gemeinsamen Walze oder dem Walzgerüst liegt. Dieser weitere Durchlauf und die Auswertung von deren Ergebnissen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 6 und 7. Die beiden Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7 sind Alternativen, von denen jede letzten Endes zum selben Ergebnis führt. Die beiden alternativen Verfahren unterscheiden sich lediglich in der Zusammensetzung der Walzenpaare, mit denen das Walzgerüst erneut betrieben werden muss, um die gewünschte Eingrenzung auf die gemeinsame Walze oder das Walzgerüst als Fehlerursache für das problembehaftete Walzen zu ermöglichen.By using the method according to the invention once and by logically evaluating its results, one of the evaluation examples mentioned results. Only to further narrow down the result of the fourth evaluation example does it require a further run through of the method according to the invention and a new logic-based evaluation of its new results in order to be able to decide whether the sought error is due to problematic rolling in the common roll or the roll stand lies. This further run and the evaluation of the results are the subject of dependent claims 6 and 7. The two Methods according to claims 6 and 7 are alternatives, each of which ultimately leads to the same result. The only difference between the two alternative methods is the composition of the pairs of rolls with which the roll stand must be operated again in order to enable the desired limitation to the common roll or the roll stand as the cause of the error in the problem-prone rolling.
Der Ausdruck „und umgekehrt“ am Ende der beanspruchten Auswerteverfahren soll die Fälle abdecken, in denen der Wertebereich für eine bestimmte Walz-Kenngröße komplementär definiert wird, zu dem jeweils beanspruchten Wertebereich. Je nach Lage bzw. Definition des Wertebereichs kann zum Beispiel eine Walze als problembehaftet identifiziert werden, wenn eine betreffende Walzgerüst-Kenngröße innerhalb oder außerhalb des Wertebereiches liegt.The expression “and vice versa” at the end of the claimed evaluation method is intended to cover the cases in which the range of values for a specific rolling parameter is defined in a way that is complementary to the range of values claimed in each case. Depending on the location or definition of the value range, a roll can, for example, be identified as having a problem if a roll stand parameter in question lies within or outside the value range.
Weitere beanspruchte Ausführungsbeispiele betreffen unterschiedliche Walzenpaarabhängige Walzgerüst-Kenngrößen, die bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgewertet werden. Als solche Kenngrößen eignen sich zum Beispiel der Schränkungswinkel zwischen den beiden Walzen eines jeweiligen Walzenpaares und/oder der Versatz der Einbaustücke der Walzen des jeweiligen Paares in Walzrichtung, entweder auf der Bedienseite oder der Antriebseite des Walzgerüstes. Weitere Beispiele für die Walzgerüst-Kenngröße sind:
- - Die Axialkräfte auf die beiden Walzen eines jeweiligen Walzenpaares, und/oder
- - Ein Reibwert, der die Reibung der Einbaustücke des Walzenpaares bei einer Vertikalbewegung in den Ständern des Walzgerüstes repräsentiert.
- - The axial forces on the two rollers of a respective pair of rollers, and/or
- - A coefficient of friction that represents the friction of the chocks of the pair of rolls during a vertical movement in the stands of the roll stand.
Alle genannten Walzgerüst-Kenngrößen eignen sich sowohl einzeln wie auch in mathematischer bzw. physikalischer Kombination als Walzgerüst-Kenngröße. Wichtig ist, dass bei jedem Durchlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei den beiden Walzenpaaren jeweils dieselbe Walzgerüst-Kenngröße oder dieselbe Kombination von Walzgerüst-Kenngrößen verwendet wird.All of the roll stand parameters mentioned are suitable as roll stand parameters both individually and in mathematical or physical combination. It is important that in each run of the method according to the invention the same roll stand parameter or the same combination of roll stand parameters is used for the two pairs of rolls.
Vorzugsweise werden die Walzgerüst-Kenngrößen nicht nur jeweils zu einem bestimmten Zeitpunkt ermittelt, sondern handelt es sich bei den Kenngrößen um Mittelwerte, die den zeitlichen Verlauf der Walzgerüst-Kenngröße während eines oder mehrerer Zeitintervalle, d.h. während Walzen-Einsatzzeiten, repräsentieren.Preferably, the roll stand parameters are not only determined at a specific point in time, but the parameters are mean values that represent the time course of the roll stand parameter during one or more time intervals, i.e. during roll operating times.
Die Erfassung der Walzgerüst-Kenngröße während eines oder mehrerer Zeitintervalle ermöglicht es vorteilhafterweise, dass die Historie der Walzgerüst-Kenngröße interpretierbar wird. Dies hat den Vorteil, dass eine allmähliche Verschlechterung einer Walzgerüst-Kenngröße auf einen mit der Zeit fortschreitenden Verschleiß zurückzuführen ist, während eine abrupte Änderung einen plötzlich eintretenden Schaden oder eine fehlerhaft durchgeführte Instandhaltungsmaßnahme nahelegt. Die Ursache eines schlechten Gerüstzustandes kann somit treffsicherer identifiziert und eine geeignete Abhilfemaßnahme schnell definiert und umgesetzt werden. Lange Fehlersuchzeiten, während derer ein schlechterer Walzgerüstzustand nicht abgestellt werden kann und die Produktion qualitativ geringwertiger Bänder nach sich zieht, werden vermieden.The detection of the roll stand parameter during one or more time intervals advantageously makes it possible for the history of the roll stand parameter to be interpretable. This has the advantage that a gradual deterioration of a roll stand parameter can be attributed to wear that progresses over time, while an abrupt change suggests sudden damage or an incorrectly carried out maintenance measure. The cause of a poor scaffolding condition can therefore be identified more accurately and a suitable corrective measure can be quickly defined and implemented. Long troubleshooting times, during which poor rolling stand conditions cannot be corrected and result in the production of low-quality strips, are avoided.
Bei den Walzen eines jeweiligen Walzenpaares handelt es sich typischerweise um eine Arbeitswalze und eine zugeordnete die Arbeitswalze abstützende Stützwalze. Eine derartige Walzenpaarung ist jedoch nicht zwingend; vielmehr bezieht sich der Begriff Walzenpaar grundsätzlich auf beliebige Walzen-Paarungen in einem Walzgerüst.The rolls of a respective pair of rolls are typically a work roll and an associated backup roll that supports the work roll. However, such a pairing of rollers is not mandatory; Rather, the term roller pair basically refers to any combination of rollers in a roll stand.
Die erfindungsgemäßen Walzpaare können entweder als obere Walzenpaare, d.h. oberhalb des zu walzenden Walzengutes, oder als untere Walzenpaare, d.h. auf der Unterseite des zu walzenden Walzgutes in dem Walzgerüst eingebaut sein. Entscheidend ist lediglich, dass für die Paare, die bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gegeneinander ausgetauscht werden, jeweils an die gleiche Position in dem Walzgerüst eingesetzt werden; dies ist deshalb erforderlich, damit die Prozessdaten, die bei den beiden Einsatzzeiten der beiden Walzenpaare in dem Walzgerüst ermittelt werden, objektiv miteinander vergleichbar sind.The pairs of rollers according to the invention can be installed in the rolling stand either as upper pairs of rollers, i.e. above the rolling stock to be rolled, or as lower pairs of rollers, i.e. on the underside of the rolling stock to be rolled. The only decisive factor is that the pairs that are exchanged for one another when using the method according to the invention are each inserted into the same position in the roll stand; This is necessary so that the process data that is determined during the two operating times of the two pairs of rolls in the roll stand can be objectively compared with one another.
Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird schließlich durch das Computerprogramm gemäß Anspruch 16 gelöst. Die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Computerprogramm und dessen Ablauf in einem Computer ermöglichen vorteilhafterweise die Automation des erfindungsgemäßen Verfahrens. Mit der Automation entfallen langwierige manuelle Sucharbeiten und eine Fehlerdiagnose kann vorteilhafterweise schnell und effizient durchgeführt werden.The above-mentioned object of the invention is finally achieved by the computer program according to claim 16. The implementation of the method according to the invention in a computer program and its execution in a computer advantageously enable the automation of the method according to the invention. Automation eliminates the need for lengthy manual search work and error diagnosis can advantageously be carried out quickly and efficiently.
Ansonsten entsprechen die Vorteile des Computerprogramms den oben mit Bezug auf das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen.Otherwise, the advantages of the computer program correspond to the advantages mentioned above with regard to the claimed method.
Der Beschreibung sind insgesamt 6 Figuren beigefügt, wobei
-
1 ein typisches Walzgerüst zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens; -
2 eine perspektivische Darstellung eines Walzenpaares mit verschränkten Walzen; -
3 den zeitlichen Verlauf einer Walzgerüst-Kenngröße für verschiedene Walzenpaare während verschiedener Walzeneinsatzzeiten; -
4a -4d vier mögliche Konstellationen für eine Walzgerüst-Kenngröße bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für zwei Walzenpaare; -
5a + 5b zwei Konstellationen für die Walzgerüst-Kenngröße K bei wiederholter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für zwei Walzenpaare; und -
6a und6b zwei alternative Konstellationen für die5a und5b für zwei andere Walzenpaare
-
1 a typical roll stand for using the method according to the invention; -
2 a perspective view of a pair of rollers with interleaved rollers; -
3 the time course of a roll stand parameter for different pairs of rolls during different roll usage times; -
4a -4d four possible constellations for a roll stand parameter when using the method according to the invention for two pairs of rolls; -
5a + 5b two constellations for the roll stand parameter K with repeated application of the method according to the invention for two pairs of rolls; and -
6a and6b two alternative constellations for the5a and5b for two other pairs of rollers
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.The invention is described in detail below with reference to the figures mentioned in the form of exemplary embodiments. In all figures, the same technical elements are designated with the same reference numbers.
Das erfindungsgemäße Verfahren zielt darauf ab, den Zustand des Walzgerüstes und der Walzen zu überwachen und mögliche Fehler frühzeitig zu erkennen, um sie dann möglichst schnell beheben zu können. Mögliche Fehler sind beispielsweise unerwünschte Schräglagen der Walzen eines Walzenpaares oder ein zu hoher Reibwert bei der vertikalen Bewegung der Einbaustücke in den Walzenständern.The method according to the invention aims to monitor the condition of the roll stand and the rolls and to detect possible errors at an early stage in order to be able to correct them as quickly as possible. Possible errors include, for example, undesirable inclinations of the rollers in a pair of rollers or too high a coefficient of friction during the vertical movement of the chocks in the roller stands.
Die beiden genannten Problemfälle, nämlich Walzenversatz und zu hoher Reibwert, sind Beispiele für die Walzgerüst-Kenngröße, wie sie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgewertet wird. Grundlage für das erfindungsgemäße Verfahren ist die Erfassung dieser Walzgerüst-Kenngrößen K im Grenzfall zu jeweils einem Zeitpunkt, typischerweise und vorzugsweise jedoch während eines oder mehrerer Zeitintervalle.The two problem cases mentioned, namely roll misalignment and excessive friction, are examples of the roll stand parameter as evaluated in the method according to the invention. The basis for the method according to the invention is the detection of these roll stand parameters K in the limit case at one point in time, but typically and preferably during one or more time intervals.
Jede in
Nach der Erläuterung der notwendigen Grundlagen anhand der
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Überwachen des Zustandes des Walzgerüstes 100 zum Walzen von Walzgut 20 umfasst folgende Schritte:
- a) Betreiben des
Walzgerüstes 100 in einem Walzbetrieb mit einem ersten Walzenpaar A1 und Ermitteln von Prozessdaten für das erste Walzenpaar während mindestens einer ersten Walzenpaar-Einsatzzeit t1 während des Walzbetriebs. In dem Bezugszeichen A1 bezeichnet A beispielsweise eine Stützwalze und 1 eine Arbeitswalze; siehe1 - b) Danach wird dasselbe Walzgerüst mit einem zweiten Walzenpaar B1 anstelle des ersten Walzenpaares A1 betrieben und es werden Prozessdaten für das zweite Walzenpaar B1 während mindestens einer zweiten Walzenpaar-Einsatzzeit t2 während des Walzbetriebs ermittelt. Das zweite Walzenpaar hat mit dem ersten Walzenpaar
A1 die Walze 1 gemeinsam und darüber hinaus hat jedes der beiden Walzenpaare jeweils eine unterschiedliche Walze A, B. In dem Bezugszeichen B1 bezeichnet B beispielsweise eine Stützwalze und 1 eine Arbeitswalze; siehe1 - c) In einem nächsten Schritt c) werden die walzenpaarabhängigen Walzgerüst-Kenngrößen K1, K2 jeweils für das erste Walzenpaar A1 und für das zweite Walzenpaar B1 ermittelt, jeweils auf Basis von Prozessdaten.
- d) Schließlich sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass in einem weiteren Schritt d) die Walzenpaarabhängigen Kenngrößen K1, K2 für das erste und das zweite Walzenpaar A1, B1 ausgewertet werden im Hinblick darauf, ob entweder eine der unterschiedlichen Walzen A, B der beiden Walzenpaare oder ob die
gemeinsame Walze 1 und/oder das Walzgerüst selber problembehaftet sind. Diese Auswertung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die4 und5 erläutert:
- a) Operating the roll stand 100 in a rolling operation with a first pair of rolls A1 and determining process data for the first pair of rolls during at least a first roll pair operating time t1 during the rolling operation. For example, in the reference numeral A1, A denotes a backup roll and 1 denotes a work roll; please refer
1 - b) The same roll stand is then operated with a second pair of rollers B1 instead of the first pair of rollers A1 and process data for the second pair of rollers B1 is determined during at least a second pair of roller pairs operating time t2 during rolling operation. The second pair of rollers has the
roller 1 in common with the first pair of rollers A1 and, in addition, each of the two pairs of rollers has a different roller A, B. In the reference number B1, for example, B denotes a support roll and 1 a work roll; please refer1 - c) In a next step c), the roll pair-dependent roll stand parameters K1, K2 are determined for the first pair of rolls A1 and for the second pair of rolls B1, each based on process data.
- d) Finally, the method according to the invention provides that in a further step d) the roller pair-dependent parameters K1, K2 for the first and second roller pairs A1, B1 are evaluated with regard to whether either one of the different rollers A, B of the two roller pairs or whether the
common roll 1 and/or the roll stand itself is problematic. This evaluation is described below with reference to the4 and5 explains:
Rein logisch betrachtet gibt es bei der Auswertung von zwei Walzgerüst-Kenngrößen K1, K2 für zwei Walzenpaare A1, B1 während unterschiedlicher Walzenpaar-Einsatzzeiten t1, t2 vier mögliche Fallkonstellationen, die in den
Wenn der Wertebereich W nicht wie in
Um in diesem Fall die Ursache für das Walzproblem genauer eingrenzen zu können, bedarf es der Wiederholung des erfindungsgemäßen Verfahrens, nun allerdings für eines der beiden zuvor benutzten Walzenpaare A1 oder B1, jeweils in Kombination mit einem neuen Walzenpaar. Wichtig ist, dass die beiden neuen Walzenpaare fehlerfrei sind. Dieses Vorgehen wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Die
Die
Als walzenpaarabhängige Walzgerüst-Kenngrößen können verschiedene physikalischen Größen in Betracht kommen, auch in Kombination. Der Schränkungswinkel α als Walzgerüst-Kenngröße wurde oben bereits ausführlich erwähnt. Dasselbe gilt für den Einbaustück-Versatz Δx, der ebenfalls die Schränkung der beiden Walzen eines Walzenpaares repräsentiert. Darüber hinaus können auch die Axialkräfte auf die beiden Walzen des jeweiligen Walzenpaares als Kenngröße herangezogen werden. Schließlich sei der Reibwert als Walzgerüst-Kenngröße erwähnt, der die Reibung der Einbaustücke des Walzenpaares bei einer Vertikalbewegung innerhalb des Walzenständers repräsentiert.Various physical variables can be considered as roll pair-dependent roll stand parameters, even in combination. The set angle α as a rolling stand parameter has already been mentioned in detail above. The same applies to the chock offset Δx, which also represents the setting of the two rollers of a pair of rollers. In addition, the axial forces on the two rollers of the respective pair of rollers can also be used as a parameter. Finally, the coefficient of friction should be mentioned as a roll stand parameter, which represents the friction of the chocks of the roll pair during a vertical movement within the roll stand.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erwähnten Prozessdaten werden jeweils für die beteiligten Walzenpaare während des Walzbetriebs ermittelt. Wenn eine Walzgerüst-Kenngröße direkt gemessen werden kann, wie beispielsweise der Versatz der Einbaustücke oder die Größe der Axialkräfte, dann sind die Prozessdaten gleichbedeutend mit den Walzgerüst-Kenngrößen. Allerdings kann eine Walzgerüst-Kenngröße auch aus gemessenen Prozessdaten abgeleitet sein: So kann beispielsweise der Schränkungswinkel α als Walzgerüst-Kenngröße aus den direkt gemessenen Axialkräften mit Hilfe physikalischer Berechnungen abgeleitet werden.The process data mentioned in the method according to the invention are determined for the pairs of rolls involved during rolling operation. If a roll stand parameter can be measured directly, such as the offset of the chocks or the magnitude of the axial forces, then the process data is equivalent to the roll stand parameters. However, a roll stand parameter can also be derived from measured process data: For example, the set angle α can be derived as a roll stand parameter from the directly measured axial forces with the help of physical calculations.
Reibkräfte können im Walzgerüst zwischen bewegten Komponenten, beispielsweise zwischen dem Walzenständer 110 und den Einbaustücken E1 bis E4 der Walzen, auftreten. Sind diese Reibkräfte zu groß, so werden Regelungen beeinträchtigt und es besteht die Gefahr, dass das Walzgut mit reduzierter Qualität produziert wird. Ein Gerüstassistent schätzt die Reibung im Walzgerüst während Be- und Entlastungsvorgängen ab, die nach dem Einsetzen der Walzen üblicherweise auftreten. Dabei kann - getrennt für den antriebs- und bedienseitigem Ständer - die Reibung am oberen und unteren Walzenpaar aufgelöst werden. Die Ergebnisse werden dabei über der Zeit aufgetragen, analog wie es in
Wird mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ein zu hoher Reibwert festgestellt, so sind als Abhilfemaßnahme die Verschleißplatten des zugehörigen Einbaustückes zu untersuchen und gegebenenfalls zu erneuern. Ist mindestens eines der Einbaustücke zu breit, kann es in dem Ständerfenster klemmen und ursächlich für die festgestellte Reibung sein. Der entsprechende Abstand bzw. die Breite muss dann vorschriftsmäßig verringert werden. Wird dagegen die Ursache eines zu hohen Reibwertes nach Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dem Walzgerüst zugeordnet, sind alle in Vertikalbewegungen eingebundenen Elemente, d.h. zum Beispiel Balancierungen und Biegezylinder, hinsichtlich reibungsarmer Funktion zu kontrollieren und, falls erforderlich, instand zu setzen. Ein Festklemmen von Einbaustücken in den Ständerfenstern, in denen Walzen drehbar gelagert sind, durch ein zu enges Ständerfenster ist abzustellen. Falls erforderlich müssen auch hier wieder Verschleißplatten bearbeitet oder ausgetauscht werden.If the coefficient of friction is determined to be too high using the method according to the invention, the wear plates of the associated chock must be examined and, if necessary, replaced as a remedial measure. If at least one of the chocks is too wide, it can get stuck in the stand window and be the cause of the friction found. The corresponding distance or width must then be reduced in accordance with regulations. If, on the other hand, the cause of an excessively high coefficient of friction is assigned to the roll stand after carrying out the method according to the invention, all elements involved in vertical movements, i.e. for example balancers and bending cylinders, must be checked with regard to low-friction function and, if necessary, repaired. Clamping of chocks in the stand windows in which rollers are rotatably mounted due to a stand window that is too narrow must be prevented. If necessary, wear plates must again be processed or replaced.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 100100
- WalzgerüstRoll stand
- 11
- Walzeroller
- 22
- Walzeroller
- 2020
- Walzgutrolling stock
- AA
- Walzeroller
- A1A1
- Walzenpaarpair of rollers
- A2A2
- Walzenpaarpair of rollers
- Bb
- Walzeroller
- B1B1
- Walzenpaarpair of rollers
- B4B4
- Walzenpaarpair of rollers
- E1-E4E1-E4
- EinbaustückeFittings
- KK
- Walzgerüst-KenngrößeRoll stand parameter
- t1t1
- Walzenpaar-EinsatzzeitRoller pair operating time
- t2t2
- Walzenpaar-EinsatzzeitRoller pair operating time
- αα
- SchränkungswinkelSet angle
- ΔxΔx
- Versatz von zwei EinbaustückenOffset of two installation pieces
- SoSo
- oberer Schwellenwertupper threshold
- SuSu
- unterer Schwellenwertlower threshold
- WW
- WertebereichValue range
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- CN 112893486 A [0003, 0005]CN 112893486 A [0003, 0005]
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