DE10328472A1 - Method for cold rolling metallic strip - Google Patents

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Abstract

Cold rolling a metallic strip wound by a coil comprises detecting unreliably large fluctuations of hardness of the strip, in which the strip thickness, rolling force and strip tension of the strip and/or fluctuations of the exiting strip are acquired using cross-correlation or Fast-Fourier transformation or with the aid of error parameter detectors depending on rotatory harmonic fluctuations.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kaltwalzen metallischen Bandes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung kann beispielsweise zur Herstellung von Bändern aus Eisen- und Nichteisenlegierungen verwendet werden.The The invention relates to a method for cold rolling metallic Volume according to the generic term of claim 1. The invention may, for example, for the production of ribbons be used from iron and non-ferrous alloys.

Während des Kaltwalzens von warmgewalzten Bändern (Stahlbändern) können Störungen, wie ungewöhnlich große Schwankungen (Abweichungen vom Sollwert) der auslaufseitigen Banddicke (auslaufseitige Dickenabweichungen), Bandzugschwankungen und Walzkraftschwankungen besonders am Band-Kopfstück oder Band-Endstück auftreten, obwohl die gemessenen Schwankungen der einlaufseitigen Banddicke (einlaufseitige Dickenabweichungen) im üblichen und zulässigen Rahmen bleiben. Die grafische Darstellung der Schwankungen der auslaufseitigen Banddicke über die Bandlänge ähnelt einem „Christbaum", so dass dieser nachteilige Effekt nachstehend auch als „Christbaum-Effekt" bezeichnet wird.During the Cold rolling of hot rolled strips (Steel strips) can disorders, how unusual size Variations (deviations from the nominal value) of the outlet side strip thickness (outlet-side thickness deviations), Bandzugschwankungen and rolling force fluctuations especially on the band header or ribbon tail occur, although the measured fluctuations of the inlet side Tape thickness (inlet side thickness deviations) in the usual and permissible Stay frame. The graphic representation of the fluctuations of the outlet side Tape thickness over The band length is similar to a "Christmas tree", so this one adverse effect hereinafter also referred to as "Christmas tree effect".

Ähnliche Probleme können auch während des Kaltwalzens von Bändern spezieller Legierungen auftreten welche vorher spannungsfrei geglüht oder mit höheren Temperaturen kaltgewalzt worden sind.Similar Problems can even during the Cold rolling of ribbons Special alloys occur which previously annealed stress-free or with higher Temperatures have been cold rolled.

Da die üblichen Banddicken-Regelungen (Monitor-Regelung oder Massenfluss-Regelung) diese auffälligen Schwankungen nicht ausreichend reduzieren können, stel len die betroffenen Bandabschnitte (insbesondere Band-Kopfstück, Band-Endstück) Ausschuss dar. Um die Bandlänge außer Toleranz möglichst klein zu halten, wird bei Massenfluss-Regelungen oft sehr langsam gefahren, was wiederum den Durchsatz reduziert. Existiert nur eine Monitor-Regelung, kann auch bei niedriger Geschwindigkeit keine Toleranzverbesserung erzielt werden.There the usual Band thickness controls (monitor control or mass flow control) these conspicuous fluctuations can not reduce sufficiently the affected band sections (in particular band head piece, band end piece) rejects dar. To the tape length out of tolerance preferably Keeping small is often very slow in mass flow control driven, which in turn reduces the throughput. Only one exists Monitor control, even at low speed can not Tolerance improvement can be achieved.

In 3 sind für einen derartigen problematischen Fall die zeitlichen Verläufe von interessierenden Größen – wie auslaufseitige Dickenabweichung, Walzkraft, einlaufseitige und auslaufseitige Bandgeschwindigkeit, Walzenumfangsgeschwindigkeit und Drehzahl der einlaufseitigen Haspel – am Band-Kopfstück dargestellt. Insbesondere sind die sehr starken auslaufseitigen Dickenabweichungen während der Anfangsphase des Kaltwalzens klar zu erkennen.In 3 For such a problematic case, the time courses of variables of interest - such as outlet-side thickness deviation, rolling force, inlet-side and outlet-side belt speed, roller peripheral speed and speed of the inlet-side reel - are shown on the belt head piece. In particular, the very strong outlet-side thickness deviations during the initial phase of cold rolling are clearly visible.

In 4 sind für einen derartigen problematischen Fall die zeitlichen Verläufe von interessierenden Größen – wie auslaufseitige Dickenabweichung, Walzkraft, einlaufseitige und auslaufseitige Bandgeschwindigkeit, Walzenumfangsgeschwindigkeit und Drehzahl der einlaufseitigen Haspel – am Band-Endstück dargestellt. Insbesondere sind die sehr starken auslaufseitigen Dickenabweichungen und Walzkraftschwankungen während der Endphase des Kaltwalzens klar zu erkennen.In 4 For such a problematic case, the time courses of interest variables - such as outlet side thickness deviation, rolling force, inlet side and outlet side belt speed, roller peripheral speed and speed of the inlet side reel - shown on the band end piece. In particular, the very strong outflow-side thickness deviations and rolling force fluctuations during the final phase of cold rolling are clearly visible.

Beide 3, 4 zeigen ein wesentlich höheres Walzkraft-Niveau im Bereich der Störungen (Schwankungen), welches nicht durch bessere Schmierung im Walzspalt bei größerer Geschwindigkeit erklärt werden kann. Die Frequenz der auftretenden nachteiligen Schwankungen entspricht der Drehzahl der einlaufseitigen Haspel. Die Amplituden fallen – je nach betrachtetem Fall – Band-Kopfstück bzw. Band-Endstück – stark ab bzw. steigen stark an. Die Wellenlänge der Dickenabweichungen hängt ab vom Umfang der einlaufseitigen Haspel, verlängert um das Verhältnis zwischen einlaufseitiger und auslaufseitiger Banddicke.Both 3 . 4 show a much higher rolling force level in the range of disturbances (fluctuations), which can not be explained by better lubrication in the nip at higher speed. The frequency of the occurring adverse fluctuations corresponds to the speed of the inlet side reel. Depending on the case considered, the amplitudes drop off sharply or rise sharply, respectively. The wavelength of the thickness deviations depends on the circumference of the inlet side reel, extended by the ratio between inlet side and outlet side strip thickness.

5 zeigt eine Skizze zur Erläuterung der physikalischen Ursachen des am Band-Kopfstück auftretenden „Christbaum-Effektes. Die Erklärung für den am Band-Kopfstück auftretenden „Christbaum-Effekt" ist, dass das in einer Lagervorrichtung befindliche Coil mit dem warmgewalzten Band nicht einheitlich über das gesamte Volumen, sondern asymmetrisch abkühlt. Über die Auflage- bzw. Berührungsflächen des Coils mit der Lagervorrichtung wird dem Coil schneller und intensiver Wärme entzogen als über die lediglich mit Luft „umspülten" Außenmantelflächen des Coils. Auf diese Weise entstehen nach dem Warmwalzen über den Querschnitt des Coils betrachtet Zonen unterschiedlicher Temperatur, wie der linke Abschnitt von 5 zeigt. In nachteiliger Weise fällt die Temperatur des Bandes abschnittsweise unter die Rekristallisations-Temperatur ab, was zu starken Schwankungen (Variationen, Abweichungen vom gewünschten Wert) der Härte in Abhängigkeit der Bandlänge beim Band, d. h. beim Band-Kopfstück vor dem Kaltwalzen führt, wie der rechte Abschnitt der 5 zeigt. Die genaue Ausbildung des Profils dieser Schwankungen der Härte hängt stark von den genauen Bedingungen und den hieraus resultierenden asymmetrischen Temperaturverhältnissen während der Lagerung des Coils ab. 5 shows a sketch to explain the physical causes of occurring at the band header "Christmas tree effect. The explanation for the "Christmas tree effect" occurring at the tape head is that the coil located in a bearing device does not cool uniformly throughout the volume but asymmetrically cools over the contact surfaces of the coil with the bearing device is extracted from the coil faster and more intense heat than the only with air "lapped" outer surface areas of the coil. In this way, after hot rolling across the cross section of the coil, zones of different temperature, such as the left section of FIG 5 shows. Disadvantageously, the temperature of the strip falls in sections below the recrystallization temperature, which leads to large fluctuations (variations, deviations from the desired value) of the hardness as a function of the strip length in the strip, ie the strip head before cold rolling, as the right Section of the 5 shows. The exact formation of the profile of these variations in hardness depends greatly on the exact conditions and the resulting asymmetric temperature conditions during the storage of the coil.

Die Erklärung für den am Band-Endstück auftretenden „Christbaum-Effekt" ist, dass der gekühlte Aufwickeldorn des Coils nicht rasch genug aus dem heißen Coil entfernt wird. Die ablaufende Kühlflüssigkeit führt zu asymmetrischen Kühlungsbedingungen und Abschnitte des Bandes können unter die Rekristallisations-Temperatur abkühlen. Dies wiederum verursacht starke Schwankungen der Härte in Abhängigkeit der Bandlänge beim Band, d. h. beim Band-Endstück vor dem Kaltwalzen.The statement for the occurring at the ribbon tail "Christmas tree effect" is that the cooled winding mandrel the coil is not removed quickly enough from the hot coil. The running coolant leads to asymmetric cooling conditions and sections of the tape can Cool below the recrystallization temperature. This in turn causes strong fluctuations in hardness dependent on the band length at the band, d. H. at the band end piece before cold rolling.

In gleicher Weise kann eine nicht einheitliche Rekristallisation aufgrund asymmetrischer Temperaturbedingungen während eines Spannungsfrei-Glühens ähnliche Probleme bezüglich schwankender Härte während des Kaltwalzens nach erfolgtem Glühen verursachen.Likewise, non-uniform recrystallization due to asymmetric temperature conditions during a stress-free anneal cause similar problems of varying hardness during cold rolling after annealing.

Ferner kann auch eine nicht einheitliche Erholung während der Lagerung des Coils nach dem Kaltwalzen mit höheren Temperaturen eines Bandes spezieller Legierung zu den vorstehend beschriebenen Problemen bezüglich schwankender Härte führen.Further may also be a non-uniform recovery during storage of the coil after cold rolling with higher Temperatures of a band of special alloy to those above described problems regarding fluctuating hardness to lead.

Diese nachteiligen Schwankungen der Härte verursachen nachteilige Schwankungen hinsichtlich der Walzkraft und der auslaufseitigen Banddicke während eines nachfolgenden Kaltwalzens.These cause adverse variations in hardness adverse variations in the rolling force and the outlet side Tape thickness during a subsequent cold rolling.

Abhängig von den Walzbedingungen, wie der Dimensionierung des Bandes, kann die Empfindlichkeit des Verhältnisses von Banddicken- zur Härteschwankung in einem weiten Bereich – beispielsweise 5μm/MPa... 50μm/MPa – variieren. Die Schwankungen hinsichtlich des Massenflusses und des Bandzuges werden hauptsächlich durch die aus der schwankenden Härte resultierenden Schwankungen der auslaufseitigen Banddicke verursacht. Deshalb messen Walzanlagen mit ihren Banddicken-Erfassungseinrichtungen die Schwankungen indirekt hinsichtlich der Härte mit einer höheren Empfindlichkeit als beispielsweise offline durchgeführte Zugfestigkeitsprüfungen ausgewählter Bandstücke. Übliche Banddicken-Erfassungseinrichtungen erreichen eine Messgenauigkeit im Bereich +/- 0,3μm.Depending on The rolling conditions, such as the dimensioning of the band, the Sensitivity of the ratio from Banddicken- to Härteschwankung in a wide range - for example 5 .mu.m / MPa ... 50μm / MPa - vary. The variations in mass flow and strip tension become mainly through the out of the fluctuating hardness resulting fluctuations in the outlet side strip thickness caused. Therefore, rolling mills measure with their strip thickness detectors the variations are indirect in terms of hardness with a higher sensitivity than for example, offline tensile strength tests selected Band pieces. Usual tape thickness detectors achieve a measuring accuracy in the range of +/- 0.3μm.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Kaltwalzen metallischen Bandes anzugeben, mit dem wirksam eine Härteschwankung erkannt wird und insbesondere verhindert werden kann, dass Band-Kopfstücke und Band-Endstücke mit schwankender auslaufseitiger Banddicke entstehen.Of the Invention is based on the object, an improved method to specify for cold rolling metallic strip, with the effectively a hardness fluctuation is recognized and in particular can be prevented that band headers and tape end pieces with fluctuating outlet side strip thickness arise.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.These The object is achieved in conjunction with the features of the preamble according to the invention solved specified in the characterizing part of claim 1 features.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass es für die Sicherstellung einer hohen Qualität hinsichtlich des kaltgewalzten Bandes von großer Wichtigkeit ist, Variationen (Schwankungen) der Härte des (beispielsweise warmgewalzten) einlaufseitigen Bandes möglichst schnell zu identifizieren, denn dies ist hilfreich, um die während des Kaltwalzens aufgrund schwankender Härte auftretenden Probleme beherrschen zu können und und folglich die mittels des Kaltwalzens wünschenswert hohe Produktqualität hinsichtlich auslaufseitiger Banddicke zu erzielen. Durch frühzeitige Identifikation der Härteschwankung können ebenfalls die Warmwalz- bzw. Glüh- und Lagerbedingungen gleicher Bänder verbessert werden.The particular advantages of the invention are that it is for ensuring a high quality in terms of cold-rolled Bandes of great Importance is variations (fluctuations) of the hardness of the (For example, hot rolled) inlet side band as fast as possible to identify, because this is helpful to the during the Cold rolling due to fluctuating hardness problems dominate to be able to and, consequently, the product quality which is desirably high by means of cold rolling to achieve outlet side strip thickness. By early identification of the hardness variation can also the hot rolling or Annealing and Storage conditions of the same bands be improved.

Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.Further Advantages will be apparent from the following description.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.advantageous Embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the drawing Embodiments explained. It demonstrate:

1 eine Anordnung zur Identifikation, Erfassung und Kompensation eines bei einem Band auftretenden „Christbaum-Effektes", 1 an arrangement for identification, detection and compensation of a "Christmas tree effect" occurring in a band,

2 einen Vergleich der zwischen einer üblichen Massenfluss-Regelung und einer Massenfluss-Regelung & Härte-Kompensation erzielten Resultate, 2 a comparison of the results achieved between a conventional mass flow control and a mass flow control & hardness compensation,

3 interessierende Größen – wie auslaufseitige Dickenabweichung, Walzkraft, einlaufseitige und auslaufseitige Bandgeschwindigkeit, Walzenumfangsgeschwindigkeit und Drehzahl der einlaufseitigen Haspel – am Band-Kopfstück, 3 variables of interest - such as outlet-side thickness deviation, rolling force, inlet-side and outlet-side strip speed, roller circumferential speed and speed of the inlet-side capstan - at the strip head piece,

4 interessierende Größen – wie auslaufseitige Dickenabweichung, Walzkraft, einlaufseitige und auslaufseitige Bandgeschwindigkeit, Walzenumfangsgeschwindigkeit und Drehzahl der einlaufseitigen Haspel – am Band-Endstück, 4 variables of interest - such as outlet-side thickness deviation, rolling force, inlet-side and outlet-side strip speed, roller circumferential speed and speed of the inlet-side capstan - at the strip end piece,

5 eine Skizze zur Erläuterung der physikalischen Ursachen des am Band-Kopfstück auftretenden „Christbaum-Effektes". 5 a sketch explaining the physical causes of occurring at the band header "Christmas tree effect".

In 1 ist eine Anordnung zur Identifikation, Erfassung und Kompensation eines bei einem Band aufgrund schwankender Härte auftretenden „Christbaum-Effektes dargestellt. Die Figur zeigt ein zum Kaltwalzen geeignetes Walzgerüst mit Bandwickelvorrichtungen und Erfassungseinrichtungen (Sensoren) für wichtige Messwerte (Prozesssignale, Größen, Informationen). Es ist ein allgemein bekanntes Walzgerüst 1 mit oberer Stützwalze 2, unterer Stützwalze 3, oberer Zwischenwalze 4, unterer Zwischenwalze 5, oberer Arbeitswalze 6 und unterer Arbeitswalze 7 zu erkennen. Ein Band 8 durchläuft den zwischen den Arbeitswalzen 6, 7 gebildeten Walzspalt. Die Bewegungsrichtung des Bandes 8 ist mit einem Pfeil bezeichnet. Dieses Band 8 wird von einer einlaufseitigen Haspel (Abwickler, Abhaspel) 9 abgewickelt. Das Band 8 gelangt über eine einlaufseitige Umlenkrolle 10 (Messrolle zur Erfassung des Bandzuges des einlaufseitigen Bandes) zum Walzgerüst 1.In 1 is an arrangement for identification, detection and compensation of a band occurring due to fluctuating hardness "Christmas tree effect shown. The figure shows a rolling mill suitable for cold rolling with belt winding devices and detection devices (sensors) for important measured values (process signals, quantities, information). It is a well-known rolling stand 1 with upper support roller 2 , lower back-up roller 3 , upper intermediate roller 4 , lower intermediate roller 5 , upper stripper 6 and lower stripper 7 to recognize. A band 8th goes through the between the work rolls 6 . 7 formed nip. The direction of movement of the tape 8th is indicated by an arrow. This band 8th is from an inlet-side reel (unwinder, uncoiler) 9 settled. The ribbon 8th passes over an inlet side pulley 10 (Measuring roller for detecting the strip tension of the inlet-side belt) to the roll stand 1 ,

Das Band 8 verlässt das Walzgerüst 1 und gelangt über eine auslaufseitige Banddicken-Erfassungseinrichtung 11 zur Erfassung von Schwankungen der auslaufseitigen Banddicke Δh1 und eine auslaufseitige Umlenkrolle 12 (Messrolle zur Erfassung des Bandzuges des auslaufseitigen Bandes) zu einer auslaufseitigen Haspel (Aufhaspel, Aufwickler) 13 zum Aufwickeln des kaltgewalzten Bandes. Eine Messeinrichtung 14 dient zur Erfassung der auslaufseitigen Bandgeschwindigkeit v1.The ribbon 8th leaves the rolling stand 1 and passes over a discharge-side strip thickness detecting means 11 for detecting fluctuations of the outlet side strip thickness Δh 1 and an outlet-side guide roller 12 (Measuring roller for detecting the strip tension of the outlet-side strip) to an outlet-side reel (rewinder, rewinder) 13 for winding up the cold-rolled strip. A measuring device 14 serves to detect the outlet side belt speed v. 1

Eine (vorzugsweise hydraulische) Walzspaltregelung (HGC) 15 beaufschlagt das Walzgerüst 1 mit oberer Stützwalze 2, oberer Zwischenwalze 4 und oberer Arbeitswalze 6. Eine einlaufseitige Bandzugregelung (TC) 16 bzw. eine auslaufseitige Bandzugregelung (TC) 17 beaufschlagen die einlaufseitige Haspel 9 bzw. die auslaufseitige Haspel 13. Im Hinblick auf die Reduzierung bzw. Beseitigung des negativen „Christbaum-Effektes" sind eine Identifikations- und Detektionseinrichtung 18 sowie eine nachgeschaltete Kompensations- und Überwachungseinrichtung 19 von großer Bedeutung. Als eingangsseitige Signale empfangen diese beiden Einrichtungen 18/19:

  • • die Winkelgeschwindigkeit wo respektive Drehzahl, Drehfrequenz, Umlaufgeschwindigkeit der einlaufseitigen Haspel 9,
  • • die Winkelgeschwindigkeit w1 respektive Drehzahl, Drehfrequenz, Umlaufgeschwindigkeit der auslaufseitigen Haspel 17,
  • • die aktuelle Walzkraft Fr der hydraulischen Walzspaltregelung 15,
  • • den mittels einlaufseitiger Umlenkrolle 10 gebildeten Bandzug Ft0 des einlaufseitigen Bandes,
  • • den mittels auslaufseitiger Umlenkrolle 12 gebildeten Bandzug Ft1 des auslaufseitigen Bandes,
  • • die mittels Messeinrichtung 14 gewonnene auslaufseitige Bandgeschwindigkeit v1 und
  • • die mittels Banddicken-Erfassungseinrichtung 11 gewonnenen Schwankungen Δh1 der auslaufseitigen Banddicke.
A (preferably hydraulic) roll gap control (HGC) 15 acts on the rolling stand 1 with upper support roller 2 , upper intermediate roller 4 and upper stripper 6 , An inlet side tension control (TC) 16 or an outlet-side tension control (TC) 17 act on the inlet side reel 9 or the outlet side reel 13 , With regard to the reduction or elimination of the negative "Christmas tree effect" are an identification and detection device 18 and a downstream compensation and monitoring device 19 of great importance. As input-side signals receive these two devices 18 / 19 :
  • • the angular speed where respectively speed, rotational frequency, rotational speed of the inlet side reel 9 .
  • • The angular velocity w 1 or speed, rotational frequency, rotational speed of the downstream reel 17 .
  • • the current rolling force F r of the hydraulic roll gap control 15 .
  • • the inlet side pulley 10 formed band train F t0 of the inlet side band,
  • • by means of the outlet side pulley 12 formed band train F t1 of the outgoing side band,
  • • by means of measuring equipment 14 obtained outlet side belt speed v 1 and
  • • the tape thickness detector 11 obtained fluctuations Δh 1 the outlet side strip thickness.

Die auslaufseitige Bandgeschwindigkeit v1 kann auch mit Hilfe anderer Messgrößen geschätzt werden.The outlet side belt speed v 1 can also be estimated with the aid of other measured variables.

Als ausgangsseitige Signale geben diese beiden Einrichtungen 18/19 bedarfsweise folgende Signale ab:

  • • eine Haspel-Geschwindigkeits-Korrektur Δv0 an die Bandzugregelung 16 für die einlaufseitige Haspel 9,
  • • eine Haspel-Geschwindigkeits-Korrektur Δv1 an die Bandzugregelung 17 für die auslaufseitige Haspel 13 und
  • • ein Korrektursignal Δs an die hydraulische Walzspaltregelung 15 für die Stützwalzen-Position der oberen Stützwalze 2 (bzw. der unteren Stützwalze bei Unterwalzenanstellung) des Walzgerüstes 1.
As output signals give these two facilities 18 / 19 if necessary, the following signals:
  • • a reel speed correction Δv 0 to the strip tension control 16 for the inlet side reel 9 .
  • • a reel speed correction Δv 1 to the strip tension control 17 for the outlet side reel 13 and
  • • a correction signal Δs to the hydraulic roll gap control 15 for the back-up position of the upper back-up roll 2 (or the lower backup roller at Unterwalzenanstellung) of the mill stand 1 ,

Wie bereits aus den vorstehenden Erläuterungen hervorgeht, verursachen die Schwankungen (Variationen) der Härte beim einlaufenden Band relativ große auslaufseitige Dickenabweichungen, Bandzugschwankungen und Walzkraftschwankungen mit einer Frequenz, welche der Drehzahl (bzw. einem Vielfachen der Drehzahl) der einlaufseitigen Haspel 9 entspricht, während gleichzeitig typischerweise keine signifikante Dickenabweichungen beim einlaufseitigen Band mit einer derartigen Frequenz auftreten.As already understood from the above explanations, the variations (variations) in hardness of the incoming strip cause relatively large leakage-side thickness variations, tape tension fluctuations, and rolling force variations having a frequency which is the speed (or a multiple of the number of revolutions) of the upstream side reel 9 At the same time, there are typically no significant thickness variations in the upstream band at such frequency.

Das Prinzip der mittels der Identifikations- und Detektionseinrichtung 18 durchgeführten „Christbaum-Effekt"-Detektion besteht nun darin, Schwankungen (Abweichungen) der auslaufseitigen Banddicke Δh1, Schwankungen (Abweichungen) der Walzkraft Fr, Schwankungen (Abweichungen) des Bandzuges Ft0 des einlaufenden Bandes und Schwankungen (Abweichungen) des Bandzuges Ft1 des auslaufenden Bandes aufzufinden, deren Frequenz gleich ist der Frequenz der Drehzahl der einlaufseitigen Haspel 9 oder deren Frequenz gleich ist einem Vielfachen der Drehzahl der einlaufseitigen Haspel 9. Diese Identifikation und Detektion kann mit Hilfe von Kreuz-Korrelation oder Fast-Fourier-Transformation oder mit Hilfe eines Störgrößenbeobachters erfolgen.The principle of the means of identification and detection device 18 carried out "Christmas tree effect" detection is now, fluctuations (deviations) of the outlet side strip thickness Δh 1 , fluctuations (deviations) of the rolling force F r , fluctuations (deviations) of the strip tension F t0 of the incoming strip and fluctuations (deviations) of the strip tension F t1 of the outgoing band whose frequency is equal to the frequency of the speed of the inlet side reel 9 or whose frequency is equal to a multiple of the speed of the inlet side reel 9 , This identification and detection can be done by means of cross correlation or fast Fourier transformation or with the aid of a disturbance observer.

In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass lokale Erhebungen und Unrundheiten des Coils ebenfalls Bandzugschwankungen und Schwankungen hinsichtlich der auslaufseitigen Banddicke erzeugen, deren Frequenz gleich ist der Frequenz und deren Harmonischen der Drehzahl der einlaufseitigen Haspel 9. Im Unterschied zu den durch den „Christbaum-Effekt", d. h. aufgrund schwankender Härte verursachten Schwankungen nimmt die Amplitude. dieser durch lokale Erhebungen / Unrundheiten des Coils verursachten Schwankungen des Bandzuges und der auslaufseitigen Banddicke jedoch mit zunehmender Umlaufgeschwindigkeit / Drehzahl der einlaufseitigen Haspel zu, während die Amplitude der durch den „Christbaum-Effekt", bei Härteschwankungen in den äußeren Lagen, verursachten Schwankungen mit zunehmender Umlaufgeschwindigkeit / Drehzahl (abnehmender Coil-Durchmesser) der einlaufseitigen Haspel im Gegensatz hierzu abnimmt.In this connection, it should be noted that local bumps and roundnesses of the coil also produce tape tension variations and variations in the outgoing side tape thickness whose frequency is equal to the frequency and whose harmonics are the speed of the upstream side spool 9 , However, unlike the variations caused by the "Christmas tree effect", that is, due to fluctuating hardness, the amplitude of these fluctuations in the strip tension and the outgoing side strip thickness due to local bumps / roundnesses of the coil increases as the revolving speed of the upstream side reel increases the amplitude of the fluctuations caused by the "Christmas tree effect" in case of hardness fluctuations in the outer layers decreases with increasing circulation speed / speed (decreasing coil diameter) of the inlet side reel in contrast thereto.

Bei Auftreten von lokalen Erhebungen und Unrundheiten des Coils weist das Profil der Bandzugschwankungen impulsförmige Anregungen mit nachfolgenden Schwingungen auf und ist keinesfalls rein sinusförmig. Zwar verursachen die Bandzugschwankungen aufgrund von lokalen Erhebungen und Unrundheiten des Coils ebenfalls Schwankungen der auslaufseitigen Banddicke, jedoch sind diese Dickenabweichungen relativ klein im Vergleich zu den Dickenabweichungen aufgrund des „Christbaum-Effektes".When local elevations and roundnesses of the coil occur, the profile of the strip tension fluctuations has pulse-shaped excitations with subsequent oscillations and is by no means purely sinusoidal. Although the tape tension variations due to local bumps and roundnesses of the coil also cause variations in the outgoing side tape thickness, however, these thickness variations are relatively small compared to the thickness variations due to the "Christmas tree effect tes ".

Für die Identifikation eines „Christbaum-Effektes" werden die Abhaspel Drehharmonischen von Banddicke, Walzkraft und Bandzug ermittelt. Mit der Bandzugharmonischen und einem Online-Walzspalt-Modells wird eine Walzkraft-, und Banddickenharmonische berechnet. Ist die gemessene Walzkraft- und Dickenamplitude um einen vorgegebenen Schwellwert größer als die berechnete Werte und liegt keine Haspeldrehzahlabhängigkeit vor, ist damit die Härteschwankung erkannt.For identification of a "Christmas tree effect" become the uncoiler Rotational harmonics of strip thickness, rolling force and strip tension determined. With the Bandzugharmonischen and an on-line roll gap model becomes a rolling force, and band thickness harmonic calculated. Is the measured Rolling force and thickness amplitude around a predetermined threshold greater than the calculated values and is not a reel speed dependency before, is thus the Härteschwankung recognized.

Nach Identifikation und Detektion des „Christbaum-Effektes" werden die Schwankungen (Variationen) der Härte bzw. das Amplituden-Verhältnis der Schwankungen der Härte mit Hilfe eines Online-Walzspalt-Modells geschätzt.To Identification and detection of the "Christmas tree effect" become the fluctuations (variations) the hardness or the amplitude ratio the fluctuations of hardness estimated using an online nip model.

Nach Detektion eines „Christbaum-Effektes" ergeben sich prinzipiell zwei unterschiedliche Vorgehensweisen, um die gewünschte hohe Produktqualität hinsichtlich des Kriteriums „Schwankungen der auslaufseitigen Banddicke" zu erzielen:

  • 1) Das Band wird nach dem Kaltwalzen (erster Stich) geglüht, um die Schwankungen hinsichtlich der Härte zu beseitigen. Die aufgrund der schwankenden Härte des Bandes resultierenden Schwankungen hinsichtlich der auslaufseitigen Banddicke des ersten Durchganges (Stiches) müssen dann im darauffolgenden Stich durch die Dickenregelung kompensiert werden.
  • 2) Es erfolgt online eine Kompensation der aufgrund der Härteschwankungen resultierenden Schwankungen der auslaufseitigen Banddicke.
After detection of a "Christmas tree effect", two different approaches result, in principle, in order to achieve the desired high product quality with regard to the criterion "fluctuations in the outlet side strip thickness":
  • 1) The strip is annealed after cold rolling (first stitch) to eliminate variations in hardness. The resulting due to the fluctuating hardness of the belt fluctuations in the outlet side strip thickness of the first pass (stitch) must then be compensated in the following stitch by the thickness control.
  • 2) There is an online compensation of the fluctuations in the outlet side strip thickness resulting from the hardness fluctuations.

Bei der Vorgehensweise 2) werden die mit Hilfe des vorstehend erwähnten Online-Walzspalt-Modells gewonnenen geschätzten Schwankungen der Härte verwendet, um die resultierenden auslaufseitigen Dickenabweichungen und Bandzugschwankungen durch Einsatz einer dynamischen Walzspalt-Positionierung und durch Vorgabe von Haspel-Geschwindigkeits-Korrekturen für die einlaufseitige und die auslaufseitige Haspel zu kompensieren. Dies erfolgt mit Hilfe der Kompensations- und Überwachungseinrichtung 19, welche folgende Signale abgibt:

  • • eine Haspel-Geschwindigkeits-Korrektur Δv0 an die Bandzugregelung 16 für die einlaufseitige Haspel 9,
  • • eine Haspel-Geschwindigkeits-Korrektur Δv1 an die Bandzugregelung 17 für die auslaufseitige Haspel 13 und
  • • ein Korrektursignal Δs an die hydraulische Walzspaltregelung 15 für die Stützwalzen-Position der oberen Stützwalze 2 (bzw. der unteren Stützwalze bei Unterwalzenanstellung) des Walzgerüstes 1.
In the procedure 2), the estimated variations in hardness obtained by the above-mentioned on-line nip model are used to calculate the resulting leakage side thickness variations and tape tension variations by employing dynamic nip positioning and by setting reel speed corrections for the upstream side and to compensate for the outlet side reel. This is done with the help of the compensation and monitoring device 19 , which gives the following signals:
  • • a reel speed correction Δv 0 to the strip tension control 16 for the inlet side reel 9 .
  • • a reel speed correction Δv 1 to the strip tension control 17 for the outlet side reel 13 and
  • • a correction signal Δs to the hydraulic roll gap control 15 for the back-up position of the upper back-up roll 2 (or the lower backup roller at Unterwalzenanstellung) of the mill stand 1 ,

Bei Tandem-Walzanlagen werden außer der Stützwalzen-Position und Haspel-Geschwindigkeiten auch die Walzenumfangsgeschwindigkeiten der Gerüste korrigiert.at Tandem rolling mills are excluded the backup roller position and reel speeds too corrects the roller peripheral speeds of the stands.

Eine Kompensations-Überwachung schaltet die Kompensation „Haspel-Drehzahl-Korrektur Δv0 + Haspel-Drehzahl-Korrektur Δv1 + Korrektursignal Δs" automatisch auf die Bandzugregelungen 16 + 17 und die hydraulische Walzspaltregelung 15. Falls die bestehen bleibenden Walzkraftschwankungen harmonische Planheits-Schwankungen beim auslaufseitigen Band verursachen, werden diese Effekte durch eine Regelung mit Störgrößenaufschaltung der Walzenbiegung kompensiert. Mit anderen Worten wird der nachteilige Effekt der Walzkraftschwankung auf die Bandplanheit durch eine Biegevorsteuerung kompensiert.Compensation monitoring automatically switches the compensation "reel speed correction Δv 0 + reel speed correction Δv 1 + correction signal Δs" to the tension control 16 + 17 and the hydraulic roll gap control 15 , If the existing rolling force variations cause harmonic flatness fluctuations in the outgoing side band, these effects are compensated for by control with feedforward control of the roll bending. In other words, the adverse effect of the rolling force fluctuation on the band flatness is compensated by a bending precontrol.

2 zeigt einen Vergleich zwischen dem mit Hilfe einer üblichen Massenfluss-Regelung erzielten Resultat und dem Resultat, welches mit Hilfe einer gemäß den vorstehenden Erläuterungen realisierten Massenfluss-Regelung & Härte-Kompensation erzielt wird. Im linken Bildteil ist die Bandgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Bandlänge gezeigt, während im rechten Bildteil die auslaufseitige Banddickenschwankung (um den Idealwert Banddickenschwankung = Null schwankend) in Abhängigkeit der Bandlänge für die beiden Fälle

  • • Einsatz einer Massenfluss-Regelung
  • • Einsatz einer Massenfluss-Regelung und einer Härte-Kompensation.
dargestellt ist. Die positive Wirkung der Härte-Kompensation, d. h. die relativ starke Herabsetzung (Abschwächung) der Schwankungen der auslaufseitigen Banddicke auf einen tolerierbaren Werte, ist deutlich zu erkennen. 2 shows a comparison between the result obtained by means of a conventional mass flow control and the result, which is achieved with the aid of a realized according to the above explanations mass flow control & hardness compensation. In the left-hand part of the picture, the tape speed is shown as a function of the tape length, while in the right-hand part of the picture, the outlet-side tape thickness variation (fluctuating around the ideal value of tape thickness variation = zero) depends on the tape length for the two cases
  • • Use of mass flow control
  • • Use of mass flow control and hardness compensation.
is shown. The positive effect of the hardness compensation, ie the relatively strong reduction (attenuation) of the fluctuations of the outlet side strip thickness to a tolerable values, can be clearly seen.

11
Walzgerüstrolling mill
22
obere Stützwalzeupper supporting roll
33
untere Stützwalzelower supporting roll
44
obere Zwischenwalzeupper intermediate roll
55
untere Zwischenwalzelower intermediate roll
66
obere Arbeitswalzeupper Stripper
77
untere Arbeitswalzelower Stripper
88th
Bandtape
99
einlaufseitige Haspel (Abhaspel)inlet side Reel (uncoiler)
1010
einlaufseitige Umlenkrolle (Messrolle)inlet side Deflection roller (measuring roller)
1111
auslaufseitige Banddicken-Erfassungseinrichtungoutlet side Tape thickness detecting means
1212
auslaufseitige Umlenkrolle (Messrolle)outlet side Deflection roller (measuring roller)
1313
auslaufseitige Haspel (Aufhaspel)outlet side Reel
1414
Messeinrichtung zur Erfassung der auslaufseitigen Bandgeschwindigkeitmeasuring device for detecting the outlet side belt speed
1515
hydraulische Walzspaltregelunghydraulic Gap Control
1616
einlaufseitige Bandzugregelunginlet side Tension Controls
1717
auslaufseitige Bandzugregelungoutlet side Tension Controls
1818
Identifikations- und Detektionseinrichtungidentification and detection device
1919
Kompensations- und Überwachungseinrichtungcompensation and monitoring device
Ft0 F t0
Bandzug des einlaufseitigen BandesBandzug the inlet side band
Ft1 F t1
Bandzug des auslaufseitigen BandesBandzug the outlet side band
Fr F r
Walzkraftrolling force
Δh1 Δh 1
Schwankungen der auslaufseitigen Banddickefluctuations the outlet side strip thickness
Δs.DELTA.s
Korrektursignal für Stützwalzen-Positioncorrection signal for back-up roller position
v1 v 1
auslaufseitige Bandgeschwindigkeitoutlet side tape speed
Δv0 Δv 0
Haspel-Geschwindigkeits-Korrektur für einlaufseitige HaspelReel speed correction for inlet side reel
Δv1 Δv 1
Haspel-Geschwindigkeits-Korrektur für auslaufseitige HaspelReel speed correction for outlet side reel
w0 w 0
Winkelgeschwindigkeit respektive Drehzahl der einlaufseitigen Haspelangular velocity respectively speed of the inlet side reel
w1 w 1
Winkelgeschwindigkeit respektive Drehzahl der auslaufseitigen Haspelangular velocity respectively speed of the outlet side reel

Claims (6)

Verfahren zum Kaltwalzen metallischen Bandes (8), welches von einer einlaufseitigen Haspel (9) abgewickelt wird, einen zwischen zwei Arbeitswalzen (6, 7) gebildeten, mittels einer Walzspaltregelung (15) eingestellten Walzspalt durchläuft und von einer auslaufseitigen Haspel (13) aufgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass unzulässig große Schwankungen der Härte des einlaufseitigen Bandes aufgefunden werden, indem mittels Kreuz-Korrelation oder Fast-Fourier-Transformation oder mit Hilfe eines Störgrößenbeobachters in Abhängigkeit von Abhaspel-Drehharmonischen Schwankungen der auslaufseitigen Banddicke (Δh1) und/oder Schwankungen der Walzkraft (Fr) und/oder Schwankungen des Bandzuges (Ft0) des einlaufenden Bandes und/oder Schwankungen des Bandzuges (Ft1) des auslaufenden Bandes ermittelt werden.Method for cold rolling metallic strip ( 8th ), which by an inlet side reel ( 9 ), one between two work rolls ( 6 . 7 ) formed by means of a roll gap control ( 15 ) passes through the roll gap and from an outlet side reel ( 13 ) is wound, characterized in that impermissibly large fluctuations in the hardness of the inlet-side band are found by means of cross-correlation or fast Fourier transform or with the help of a Störgrößenbeobachter depending on unwinding-Drehharmonischen fluctuations of the outlet side strip thickness (.DELTA.h 1 ) and / or fluctuations in the rolling force (F r ) and / or fluctuations in the strip tension (F t0 ) of the incoming strip and / or fluctuations in the strip tension (F t1 ) of the outgoing strip are determined. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass unter Verwendung eines Online-Walzspalt-Modells die Walzkraft und die Dickenschwankung für die gemessene Bandzugschwankung berechnet und mit den gemessenen Werten verglichen werden, wobei – unter Beachtung zunehmender / abnehmender Drehzahl der einlaufseitigen und/oder auslaufseitigen Haspel (9, 13) – eine Härteschwankung detektiert ist, wenn die Differenz zwischen gemessenen und berechneten Werten einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.Method according to claim 1, characterized in that the rolling force and the thickness variation for the measured strip tension fluctuation are calculated and compared with the measured values using an on-line nip model, wherein - taking into account increasing / decreasing speed of the upstream and / or downstream reel ( 9 . 13 ) - a hardness variation is detected when the difference between measured and calculated values exceeds a predetermined threshold. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwankungen der Härte mit Hilfe eines Online-Walzspalt-Modells geschätzt werden.Method according to claim 1 and / or 2, characterized that the fluctuations of hardness be estimated using an online nip model. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch unzulässig große Schwankungen der Härte des einlaufseitigen Bandes verursachten Schwankungen der auslaufseitigen Banddicke und/oder des Bandzuges online kompensiert werden, indem Haspel-Drehzahl-Korrekturen (Δv0, Δv1) an die Bandzugregelungen (16, 17) für die einlaufseitige und auslaufseitige Haspel (9, 13) sowie Korrektursignale (Δs) an die Walzspaltregelung (15) abgegeben werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fluctuations in the outlet side strip thickness and / or the strip tension caused by unacceptably large fluctuations in the hardness of the inlet side strip are compensated for online by reel speed corrections (Δv 0 , Δv 1 ) to the Bandzugregelungen ( 16 . 17 ) for the inlet side and outlet side reel ( 9 . 13 ) as well as correction signals (Δs) to the roll gap control ( 15 ). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Tandemgerüsten zusätzlich die Walzenumfangsgeschwindigkeiten korrigiert werden.Method according to claim 4, characterized in that that with tandem stands additionally the roll peripheral speeds are corrected. Verfahren nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der nachteilige Effekt der Walzkraftschwankung auf die Bandplanheit durch eine Biegevorsteuerung kompensiert wird.Method according to claim 4 and / or 5, characterized that the adverse effect of rolling force variation on strip flatness is compensated by a bending precontrol.
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