DE3545769C2

DE3545769C2 - Verfahren zur Vorausbestimmung der optimalen Dickenverteilung

Info

Publication number: DE3545769C2
Application number: DE19853545769
Authority: DE
Inventors: Guenter Uetz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Alstom Anlagen und Automatisierungstechnik GmbH
Priority date: 1985-12-20
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1994-01-13
Anticipated expiration: 2005-12-21
Also published as: DE3545769A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Ein solches Verfahren ist durch die DE-OS 20 08 014 bekannt.

Bei der Herstellung von Blechen in einer Warmbreitbandstraße ist es erwünscht, die Walzgerüste so optimal voreinzustellen, daß die unterlagerten Regelungen nur kleine Veränderungen auszugleichen haben. Wegen der Vielfalt des Produktionsspektrums und um möglichst kleine Bandfolgezeiten zu erreichen, ist es notwendig, die Dickenverteilung an den Walzgerüsten möglichst schnell vorbestimmen zu können.

Ein Verfahren zur Bestimmung der Einstellung der Walzgerüste einer Warmbreitbandstraße ist bereits durch den Aufsatz von B. Avitzur: "Pass reduction schedule for optimum production of a hot strip" in: "Iron and Steel Engineer", 1962, Seiten 104 bis 114 bekannt. Dieses bekannte Verfahren ist jedoch nicht für alle Warmbreitbandstraßen anwendbar, weil es anlagebedingte Parameter nicht in ihrer Variabilität berücksichtigt und daher nicht genau genug ist.

Das eingangs angegebene, durch die DE-OS 20 08 014 bekannte Verfahren berücksichtigt zwar die anlagenbedingten Parameter, gelangt zu der Einstellung der Walzgerüste jedoch durch Bildung von Mittelwerten von Abweichungen. Damit sind jedoch in der Regel mehrere iterative Schritte notwendig, bevor durch dieses Herantasten an die Profilkonstanz des Walzgutes die optimale Einstellung der Walzgerüste gefunden ist. Dieses kostet Rechenzeit und führt zur Verzögerung der Einstellung.

Durch die DE 30 26 229 A1 ist ebenfalls ein Verfahren zur Einstellung einer mehrstufigen Walzstraße bekannt, bei dem das zu walzende Band in Abhängigkeit von zumindest drei Bandgrößen in eine von mehreren Dickengruppen einklassifiziert wird und dann durch lineare Funktionen den Dickengruppen zugeordnete Standardwerte in angepaßte Größen umgewandelt werden. Die Dickenkorrektur erfordert ebenfalls einen zusätzlichen, zeitkostenden Anpassungsvorgang, bevor eine endgültige Einstellung der Walzgerüste erfolgen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die optimale Dickenverteilung bei der Einstellung der Walzgerüste als absolute Einstellgröße bereits in einem Schritt vorausbestimmt wird, so daß für beliebige sinnvolle Eingangskombinationen alle benötigten Walzgerüste einmalig schnell derart genau einstellbar sind, daß alle gesetzten Walzziele in ihren vorgegebenen Toleranzen erreicht werden und keine der Anlagengrenzen überschritten werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Die Einstellung der Walzgerüste erfolgt mithin absolut gezielt über eine geschlossene analytische Lösung. Der Weg zur Einstellung der Walzgerüste ist damit äußerst schnell und einfach. Es benötigt bei Verwendung eines Rechners eine minimale Rechenzeit.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In Fig. 1 ist der Ablauf eines Walzprozesses in einer Warmbreitbandstraße mit n Walzgerüsten dargestellt. Das Walzgut wird mit der Eingangsdicke h₀ dem ersten Walzgerüst mit der Eintrittsgeschwindigkeit v₀ zugeführt. Nach Durchlaufen des ersten Walzgerüstes beträgt die Dicke des Walzgutes h₁, die Abnahme der Dicke ist daher Δh₁. Dieser Vorgang setzt sich bis zum n-ten Walzgerüst fort, aus dem das Walzgut mit der Dicke h_n und der Endgeschwindigkeit v_E austritt. Hierbei müssen die Anstellungspositionen der einzelnen Walzgerüste so voreingestellt werden, daß die unterlagerten Regelungen (Dicken-, Schlingen-, Drehzahlregelung) nur kleine Veränderungen auszuregeln haben. Hierbei sind eine Reihe von Bedingungen zu beachten, um den Walzprozeß zu optimieren So sollen zusätzliche Walzziele, wie zum Beispiel eine bestimmte Endtemperatur erreicht und keine Anlagengrenzen, wie zum Beispiel die Walzkraftgrenze, die Momentengrenze oder die Geschwindigkeitsgrenze überschritten werden.

Nach der Erfindung kann dies dadurch erzielt werden, daß eine analytische Dickenreduktionsfunktion zur Berechnung der Anstellungspositionen verwendet wird.

Es bedeuten:
i 1, 2, . . ., n
n Anzahl der an der Walzung beteiligten Gerüste oder Anzahl der notwendigen Stiche
h₀ Eingangsdicke; Dicke des Bleches vor der Walzung
h_i Ausgangsdicke aus dem Gerüst i oder Ausgangsdicke nach dem Stich i
a_k Einstellungsparameter (Anzahl ist abhängig von den gewünschten Bedingungen)
Es gilt m n

Die Einstellungsparameter geben die Bedingungen an, die an die Walzung gestellt werden. Für eine Warmbreitbandfertigstraße ist nach dem Ausführungsbeispiel m = 4. Es sind dann mindestens vier Stiche an vier Walzgerüsten erforderlich. Die Dickenreduktionsfunktion hat dann die Form:

Mit den Einstellungsparametern a₂, a₃, a₄ werden nun folgende Vorgaben erfüllt:
1. Dickenabnahme im n-1-ten Stich,
2. Dickenabnahme im n-ten Stich,
3. Zieldicke h_n.

Durch die Vorgaben 1 und 2 werden die Anforderungen an die Planheit, Ebenheit und an das Profil des Endproduktes erfüllt.

Durch den Einstellungsparameter a₁ wird die Abnahme der Dicke im ersten Walzgerüst so bestimmt, daß alle Walzziele erreicht werden und keine der Anlagengrenzen überschritten wird.

Sind die Ziele der Walzung sowie die Anzahl der zur Walzung benötigten Stiche (Walzgerüste) bekannt, dann wird die Dickenabnahme Δh₁ im ersten Walzgerüst geschätzt. Danach wird die Dicke nach dem ersten Walzgerüst mit h₁ = h₀-Δh₁ bestimmt.

Daraus folgt:

daraus folgt nach Division durch h₀ und Logarithmierung der Gleichung (4) mit

folgendes Gleichungssystem:

y₁ = a₁ + a₂ + a₃ + a₄ (10)

y_n-2 = (n-2) · a₁ + (n-2)² a₂ + (n-2)³ a₃ + (n-2)⁴ a₄ (11)

y_n-1 = (n-1) a₁ + (n-1)² a₂ + (n-1)³ a₃ + (n-1)⁴ a₄ (12)

y_n = na₁ + n²a₂ + n³a₃ + n⁴a₄ (13)

= GM · (14)

mit

Damit gilt für die Einstellungsparameter a_k:

= GM^-1 · (17)

Fig. 2 zeigt das Funktionsschaltbild des Walzprozesses nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die Berechnung der Gerüstmatrix GM und der Einstellungsparameter a_k kann mit einem Rechner erfolgen, der die Verarbeitung der vorgegebenen Werte und die Steuerung der Einstellung ausführt. Die Dicken-, die Schlingen- und die Drehzahlregelung haben dann nur noch geringfügige Veränderungen auszugleichen.

Durch das Verfahren nach der Erfindung werden die gesetzten Walzziele in der kürzest möglichen Zeit in den vorgegebenen Toleranzen erreicht und die Anlagengrenzen nicht überschritten.

Claims

Verfahren zur Vorausbestimmung der optimalen Dickenverteilung bei der Einstellung von mehreren Walzgerüsten bei der Regelung des Walzprozesses in einer Warmbreitbandstraße mit unterlagerten Regelungen, bei dem nach Messung der Eingangsdicke h₀ des Walzgutes vor dem ersten Walzgerüst und weiterer system- und anlagenbedingter Parameter diese mit den Einstellungsparametern a_k zur Ausgangsdicke h_i aus dem Walzgerüst i durch eine Dickenreduktionssfunktion verknüpft wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickenreduktionsfunktion die Form aufweist, wobei i = 1, 2 . . . n und n die Anzahl der an der Walzung beteiligten Gerüste ist und wobei m n gilt,
und daß aus dieser Dickenreduktionsfunktion eine Gerüstmatrix gewonnen wird, aus welcher die Einstellungsparameter a₁ . . . a_k der Walzgerüste bestimmt werden, wonach durch die unterlagerten Regelungen (Dicken-, Drehzahl- und Schlingenregelung) nur noch geringfügige Veränderungen ausgeglichen werden.