EP2718035B1 - Verfahren, computerprogramm und walzstrasse zum walzen eines metallbandes - Google Patents
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- EP2718035B1 EP2718035B1 EP12725808.5A EP12725808A EP2718035B1 EP 2718035 B1 EP2718035 B1 EP 2718035B1 EP 12725808 A EP12725808 A EP 12725808A EP 2718035 B1 EP2718035 B1 EP 2718035B1
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Definitions
- the invention relates to a method, a computer program and a rolling train for rolling a metal strip.
- the rolling train comprises N in the rolling direction successively arranged active rolling stands.
- the preamble of claim 1 is based on DE 10 2007 049 062 B3 ,
- FIG. 3 the method shown there, which is state of the art, explained in more detail.
- the starting point is a four-stand tandem rolling mill 10, which has a pay-out reel 8 and a take-up reel 12 downstream. That in the FIG. 3 shown method for cold rolling a metal strip 200 provides that initially all scaffolds of the tandem mill 10 are driven up, so that first the metal strip is passed with the tape head 210 without thickness reduction through the roll nips of the rolling stands to the take-up reel 12 to be wound there; please refer FIGS. 3a and b ). With the winding creates a tensile stress in the metal strip between the take-up reel 12 and the unwinding reel 8; please refer Figure 3c ).
- the work rolls of the rolling stands are all initially placed on the metal strip 200, see 3d figure ) before rolling on the first stand begins by feeding its work rolls to a nip having a predetermined piercing thickness; please refer FIG. 3e ).
- the thickness jump in the metal strip caused in this way by the first roll stand then passes sequentially through all following rolling stands of the tandem mill 10. In this case, a successive start of the rolling takes place on the individual stands, as soon as said thickness jump passes through the respective stand; please refer Figures 3f and 3g ).
- the last rolling mill of the tandem mill is preferably set to the desired target thickness for the metal strip.
- the invention has the object of developing a method, a computer program and a rolling mill for cold rolling a metal strip to the effect that the unwanted65cons be significantly shortened.
- This object is achieved by the method claimed in claim 1.
- This method is characterized in that the piercing thickness of the n'th roll stand of the rolling mill in accordance with the tensile stress between the n'ten and the n + 1'ten roll stand to a second predetermined piercing thickness, which is smaller than the first piercing thickness of the n'ten active rolling mill, is further reduced.
- active rolling stands refers to those rolling stands of the rolling train which contribute to a reduction in the thickness of the metal strip by correspondingly small adjustment of their roll gap heights.
- Rolling mills with open nip do not count to the active rolling stands in the sense of the invention; however, they may well be located between two active rolling stands within the rolling train. In this case, however, the rolling mills with open nip remain irrelevant to the method according to the invention.
- steps a and b as well as the steps d and e can each be interchanged in their order. That is, it does not matter for the inventive method, whether the setting of the roll nip to a predetermined piercing thickness before the metal strip is transported to the respective stand or after the metal strip or the tape head of the metal strip has already arrived on the input side of the rolling stand. In any case, the setting of the roll gap should be completed, however, if the respective relevant point of the metal strip from which a reduction in thickness is to take place, has come into the nip.
- the parameter n designates the rolling mills of the rolling train arranged one behind the other in the rolling direction.
- the parameter k denotes the number of changes made, in particular reductions, the piercing thickness per roll stand per rolling process.
- the parameter x designates the rolling stands upstream of the rolling stand n.
- the piercing thicknesses are parameterized in the present description in each case with the two parameters k and n.
- the piercing thicknesses are typically functions of the time; ie the changes in piercing thicknesses are time-dependent.
- Structure of the tensile stress in the present invention means an increase in the tensile stress.
- the advantage of the method according to the invention is that a built-up and recognized modified tensile stress in the metal strip between the nth and n + 1'th roll stand is used to further reduce the piercing thickness on the n'ten active rolling stand.
- the method according to the invention makes it possible in this way, already with the cold rolling of the metal strip, i. begin with the thickness reduction of the metal strip before the tape head reaches the take-up reel and is wound by this to build up tensile stress.
- the structure of the tensile stress is advanced by the inventive method spatially and temporally from the take-up reel on the first active rolling stands. In this way, a very significant reduction of unwanted span jointly filed.
- the method according to claim 1 is particularly advantageously applied not only to two adjacent active rolling stands n and n + 1 of the rolling train, but preferably to all rolling mills or roll stand pairings of the rolling train.
- the respective settings or changes in the piercing thicknesses of the individual rolling mills just described are precalculated in each case in a control device of the rolling train.
- the calculation and Determining in each case so that in each rolling stand, taking into account the expected tensile stresses and the material properties of the metal strip and taking into account the technological limitations, the inlet thickness and the target thickness, the maximum possible thickness reduction for the metal strip is set. This leads to a further optimization of the method according to the invention and thus to a further reduction of the unwanted dimension lengths.
- All pierce thicknesses k with 1 ⁇ k ⁇ K of all n roll stands of the rolling train are preferably matched to one another such that the predetermined starting piercing thickness D K, N of the N'th rolling stand is the desired target thickness for the metal strip.
- the method according to the invention preferably already starts at the head of the respective metal strip, likewise in order to reduce the dimension lengths.
- the beginning of the strip in the method according to the invention therefore does not first pass through the open nips of all stands, but already when passing through the strip head through the rolling stands of the rolling mill, piercing of the metal strip takes place already at the strip head.
- the reduction of the piercing thicknesses in the individual rolling stands is preferably not discontinuous in the sense of a jump function, but continuous, e.g. ramped over time.
- Reducing the piercing thicknesses in the n + 1'th roll stand advantageously begins only when that of one of the preceding Rolled mills generated, for example, wedge-shaped thickness-reduced portion of the metal strip reaches the n + 1'te mill stand.
- FIG. 4 shows the boundary conditions of a stitch plan calculation for adjusting the nip of the work rolls in a rolling stand, as known from the prior art.
- the stitch plan calculation takes into account technological boundary conditions, such as the features of the metal strip on the inlet and outlet side, the inlet thickness, the desired target thickness and technological limitations.
- the calculation of the maximum possible piercing thickness takes place with additional consideration of the material of the metal strip to be rolled, the friction between the work rolls and the metal strip and taking into account further framework data.
- the rolling model then calculates the required parameters for setting the work rolls, ie the rolling force, the rolling moment, the roll bending, the displacement, the Outlet thickness and gain factors of the technical regulation and in particular also the said maximum possible piercing thickness.
- FIGS. 1 and 2 are the same technical elements designated by the same reference numerals.
- Two pairs of superimposed circles or roles denote in the FIGS. 1 and 2 always a pair of work rolls with a clamped nip.
- the method according to the invention provides in a first method step a) for the nip roll nip to be set to a predetermined first piercing thickness D 1, n before the metal strip 200 with the strip head 210 passes the nth roll stand nip; please refer FIG. 1a ).
- the metal strip 200 is then brought further with its strip head 210 to the n'te roll stand, where it, including its tape head 210 is reduced to the first piercing thickness D 1n in its thickness; please refer Figure 1 b ).
- the metal strip 200 is then according to Figure 1 c ) is transported from the nth roll stand to the n + 1'th roll stand, where it passes through the work rolls of the n + 1 set to the first piercing thickness D 1, n + 1 with D 1, n + 1 ⁇ D 1, n 't Walzgerüstes to learn a further reduction in thickness. It then builds a tensile stress in the metal strip between the n + 1'ten and n'ten roll stand. This tensile stress is measured by means of a tension measuring device 50, for example a tension measuring roller.
- a tension measuring device 50 for example a tension measuring roller.
- the method according to the invention then further provides that then the piercing thickness at the n'th roll stand is further reduced to a second predetermined piercing thickness D 2, n .
- the second piercing thickness of the nth rolling stand is less than its first piercing thickness.
- This reduction of the piercing thickness at the nth roll stand preferably takes place in a ramp over time, resulting in a wedge-shaped decrease in the thickness of the metal strip 200.
- the structure of a tensile stress between the n + 1'ten and the n + 2'ten roll stand can be used to perform a second reduction in thickness to a second predetermined piercing thickness D 2, n + 1 even in the n + 1'ten roll stand.
- This thickness reduction is also preferably ramped as a function of time.
- the second predetermined piercing thickness D 2, n + 1 already corresponds to the desired target thickness for the metal strip, see FIG. 1f ).
- the rolling train may have more than two active rolling stands 300.
- the method according to the invention described is preferably applied to all rolling mills of the rolling train, i. to expand in a horizontal direction.
- the nip of at least one further upstream rolling mills is further reduced to a respective predetermined cutting thickness ,
- FIG. 2 shows how finally the built-up tensile stress between the take-up reel 400 and the last rolling stand of the rolling train, ie the N'ten rolling stand, can be used to achieve a further reduction in thickness at the N'ten rolling stand, preferably towards the desired target thickness.
- the coiling results in the formation of a tensile stress in the metal strip between the take-up reel 400 and the N'ten stand 300, which is detected by the tension measuring device 50; please refer Figure 2c ).
- This recognized increase in draft between the take-up reel 400 and the nth roll stand can then be used to further reduce the piercing thickness at the stand, preferably to the desired target thickness.
- the last setting of the roll gap on the first roll stand takes place when the reduction of the piercing thickness of the metal strip realized thereby is sufficient to roll the desired target thickness at the exit of the N'th roll stand of the rolling train.
- the method according to the invention also applies to a reversing cold rolling mill. After the first pass through the reversing road then reaches the metal strip then on the frame N is not yet the desired target thickness. The process is then repeated for at least one return and re-runs through the road until the desired target thickness is reached.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Computerprogramm und eine Walzstraße zum Walzen eines Metallbandes. Die Walzstraße umfasst N in Walzrichtung hintereinander angeordnete aktive Walzgerüste. Der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert auf der
DE 10 2007 049 062 B3 . - Im Stand der Technik sind derartige Verfahren, Computerprogramme und Walzgerüste grundsätzlich bekannt. So ist aus der internationalen Veröffentlichung
WO 2009/049964 A1 eine Walzstraße mit mindestens zwei Walzgerüsten bekannt, wobei das Metallband beim Passieren der Walzgerüste jeweils eine Dickenreduktion erfährt, weil die Walzspalte der Walzgerüste jeweils auf eine vorbestimmte Anstechdicke eingestellt sind. Der Bandzug insbesondere zwischen zwei Walzgerüsten wird überwacht und erforderlichenfalls mittels geeigneter Stellmittel geeignet eingestellt. Vor dem Eintritt des Walzgutkopfes in den Walzspalt wird dieser in vertikaler Richtung im Wesentlichen auf die einlaufseitige Walzgutkopfdicke eingestellt. Nach dem Eintritt des Walzgutkopfes in den Walzspalt wird dieser auf einen vorbestimmten Wert geschlossen und im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Schließen wird die Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen in Abhängigkeit von der Größe des Walzspaltes geändert, insbesondere erhöht. - Ohne druckschriftlichen Nachweis wird nachfolgend unter Bezugnahme auf
Figur 3 das dort gezeigte Verfahren, welches Stand der Technik ist, näher erläutert. Ausgangspunkt ist eine viergerüstige Tandemwalzstraße 10, welcher ein Abwickelhaspel 8 hervorgelagert und ein Aufwickelhaspel 12 nachgelagert ist. Das in derFigur 3 gezeigte Verfahren zum Kaltwalzen eines Metallbandes 200 sieht vor, dass zunächst alle Gerüste der Tandemstraße 10 aufgefahren werden, so dass zunächst das Metallband mit dem Bandkopf 210 ohne Dickenreduktion durch die Walzspalte der Walzgerüste bis zum Aufwickelhaspel 12 geführt wird, um dort angewickelt zu werden; sieheFiguren 3a und b ). Mit dem Anwickeln entsteht in dem Metallband zwischen dem Aufwickelhaspel 12 und dem Abwickelhaspel 8 eine Zugspannung; sieheFigur 3c ). - Nach dem Aufbau der Zugspannung werden die Arbeitswalzen der Walzgerüste zunächst alle auf das Metallband 200 aufgesetzt, siehe
Figur 3d ), bevor das Walzen am ersten Gerüst beginnt, in dem dessen Arbeitswalzen auf einen Walzspalt mit einer vorbestimmten Anstechdicke zugefahren werden; sieheFigur 3e ). Der auf diese Weise durch das erste Walzgerüst verursachte Dickensprung im Metallband durchfährt dann der Reihe nach alle nachfolgenden Walzgerüste der Tandemstraße 10. Dabei erfolgt ein sukzessiver Start der Walzung an den einzelnen Gerüsten, sobald der besagte Dickensprung das jeweilige Gerüst passiert; sieheFiguren 3f und 3g ). Das letzte Walzgerüst der Tandemstraße wird vorzugsweise auf die gewünschte Zieldicke für das Metallband eingestellt. - Es gibt zwei wesentliche Gründe für die Durchführung dieses Verfahrens: Zum einen ist der Kraft- und Arbeitsbedarf beim Walzen ohne Zug erheblich höher als mit Zug und zum anderen wird das Band speziell bei den dünnen Dicken des Kaltwalzens sehr schnell uneben, wenn das Walzspaltprofil nicht zum einlaufenden Profil des Metallbandes passt und so das Walzgut über der Bandbreite unterschiedliche Längungen erfährt. Metallband mit Unebenheiten kann in der Regel nicht angewickelt werden oder von einem Folgegerüst weitergewalzt, also in der Dicke weiter reduziert werden.
- Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass am Bandkopf eine erhebliche Länge des Metallbandes nicht die gewünschte Dicke aufweist und deshalb als Abmaßlänge wieder verschrottet werden muss. Eine ähnliche Situation ergibt sich am Bandende. Hier fehlt der Rück-Zug, sobald das Band den Abwickelhaspel 8 verlässt bzw. die letzten Windungen des Bundes anliegen. Bei konventioneller Fahrweise werden hier ebenfalls die Walzspalte der einzelnen Walzgerüste geöffnet; auch hier ergeben sich Abmaßlängen.
- Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, ein Computerprogramm und eine Walzstraße zum Kaltwalzen eines Metallbandes dahingehend weiterzubilden, dass die unerwünschten Abmaßlängen deutlich verkürzt werden.
- Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anstechdicke des n'ten Walzgerüstes der Walzstraße nach Maßgabe der Zugspannung zwischen dem n'ten und dem n+1'ten Walzgerüst auf eine zweite vorbestimmte Anstechdicke, welche kleiner ist als die erste Anstechdicke des n'ten aktiven Walzgerüstes, weiter reduziert wird.
- Der Begriff "aktive Walzgerüste" bezeichnet diejenigen Walzgerüste der Walzstraße, welche durch entsprechend geringe Einstellung ihrer Walzspalthöhen zu einer Dickenreduktion des Metallbandes beitragen. Walzgerüste mit geöffnetem Walzspalt zählen nicht zu den aktiven Walzgerüsten im Sinne der Erfindung; sie können jedoch durchaus zwischen zwei aktiven Walzgerüsten innerhalb der Walzstraße angeordnet sein. In diesem Fall bleiben die Walzgerüste mit geöffnetem Walzspalt jedoch für das erfindungsgemäße Verfahren unbeachtlich.
- Die Reihenfolge der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 1 ist nicht notwendigerweise streng einzuhalten. So können die Schritte a und b sowie die Schritte d und e jeweils auch in ihrer Reihenfolge vertauscht sein. Das heißt, es ist für das erfindungsgemäße Verfahren egal, ob das Einstellen der Walzspalte auf eine vorbestimmte Anstechdicke erfolgt, bevor das Metallband an das jeweilige Walzgerüst herantransportiert wird oder nachdem das Metallband bzw. der Bandkopf des Metallbandes bereits auf der Eingangsseite des Walzgerüstes angekommen ist. In jedem Fall sollte die Einstellung des Walzspaltes jedoch abgeschlossen sein, wenn die jeweils relevante Stelle des Metallbandes, ab welcher eine Dickenreduktion erfolgen soll, in den Walzspalt gelangt ist.
- Der Parameter n bezeichnet die in Walzrichtung hintereinander angeordneten aktiven Walzgerüste der Walzstraße.
- Der Parameter k bezeichnet die Anzahl der durchgeführten Änderungen, insbesondere Reduzierungen, der Anstechdicke pro Walzgerüst pro Walzvorgang.
- Der Parameter x bezeichnet die dem Walzgerüst n vorgeordneten Walzgerüste.
- Die Anstechdicken sind in der vorliegenden Beschreibung jeweils mit den beiden Parametern k und n parametriert. Die Anstechdicken sind typischerweise Funktionen der Zeit; d.h. die Veränderungen der Anstechdicken erfolgt zeitabhängig.
- Aufbau der Zugspannung meint bei der vorliegenden Erfindung eine Vergrößerung der Zugspannung.
- Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass eine aufgebaute und erkannte veränderte Zugspannung in dem Metallband zwischen dem n'ten und n+1 'ten Walzgerüst dazu genutzt wird, um die Anstechdicke an dem n'ten aktiven Walzgerüst weiter zu reduzieren. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es auf diese Weise, bereits mit dem Kaltwalzen des Metallbandes, d.h. mit der Dickenreduktion des Metallbandes zu beginnen, bevor der Bandkopf den Aufwickelhaspel erreicht und von diesem angewickelt wird, um Zugspannung aufzubauen. Anders ausgedrückt: Der Aufbau der Zugspannung wird durch das erfindungsgemäße Verfahren räumlich und zeitlich vom Aufwickelhaspel weg auf die ersten aktiven Walzgerüste vorverlagert. Auf diese Weise wird eine sehr deutliche Reduzierung der unerwünschten Abmaßlängen erreicht.
- Eine weitere Reduzierung der Abmaßlängen wird dadurch erreicht, dass die Schritte d) bis h) jeweils für n=n+1 bis n=N-1 wiederholt werden. Anders ausgedrückt: Besonders vorteilhaft wird das Verfahrens gemäß Anspruch 1 nicht nur auf zwei benachbarte aktive Walzgerüste n und n+1 der Walzstraße angewandt, sondern vorzugsweise auf alle Walzgerüste bzw. Walzgerüstpaarungen der Walzstraße. Bei einer derartigen "horizontaler" Ausdehnung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Walzrichtung würden schließlich fast alle Walzgerüste n mit n≤n≤N-1 sequentiell nicht nur jeweils auf eine erste, sondern auch mindestens auf eine zweite weiter reduzierte vorbestimmte Anstechdicke eingestellt werden. Dies würde, wie gesagt, zu einer weiteren Reduzierung der unerwünschten Abmaßlängen führen.
- Eine noch weitergehende Reduzierung der Abmaßlänge lässt sich vorteilhafterweise dadurch erreichen, dass nach dem Aufbau der Zugspannung zwischen dem n'ten und dem n+1'ten Walzgerüst nicht nur der Walzspalt des n'ten Walzgerüstes, sondern auch der Walzspalt von zumindest einem der weiter vorgeordneten Walzgerüste x mit 1≤x≤n-1 auf eine vorbestimmte Anstechdicke weiter reduziert wird. Dies ist technisch möglich, weil die Änderung der Zugspannung zwischen zwei Walzgerüsten auch Auswirkungen auf die Zugspannung des Metallbandes zwischen vorgeordneten Walzgerüsten hat. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Anstechdicken einzelner Walzgerüste nicht nur zweimal k=2, sondern noch häufiger k≥2 sukzessive immer feiner optimiert werden können, im Hinblick auf die letztendlich angestrebt Zieldicke. Anders ausgedrückt, mit dem beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es, bereits bei den ersten Walzgerüsten der Walzstraße im Rahmen quasi eines Itterationsprozesses die Anstechdicke sukzessive weiter zu reduzieren, d.h. eine starke Dickenreduktion auf frühe Gerüste der Walzstraße vorzuverlagern. Auf diese Weise werden die Abmaßlängen noch weiter reduziert.
- Eine darüber hinausgehende noch weitere Reduzierung der Abmaßlängen wird erreicht, wenn der Aufwickelhaspel zum Aufbau einer Zugspannung zwischen dem Aufwickelhaspel und dem N'ten Walzgerüst der Walzstraße genutzt wird und die dadurch entstehende Zugspannung ihrerseits genutzt wird für eine weitere Reduktion der Anstechdicke am N'ten Walzgerüst. Die zweite vorbestimmte Anstechdicke des N'ten Walzgerüstes ist kleiner als die erste Anstechdicke Dk=1,N des N'ten Walzgerüstes und kleiner als die aktuelle Anstechdicke Dk,N-1 des N-1'ten Walzgerüstes.
- Die soeben beschriebenen jeweiligen Einstellungen bzw. Änderungen der Anstechdicken der einzelnen Walzgerüste werden in einer Steuereinrichtung der Walzstraße jeweils vorausberechnet. Dabei erfolgt die Berechnung und Festlegung jeweils so, dass bei jedem Walzgerüst unter Berücksichtigung der zu erwartenden Zugspannungen und der Werkstoffeigenschaften des Metallbandes sowie unter Berücksichtigung der technologischen Begrenzungen, der Einlaufdicke und der angestrebten Zieldicke, jeweils die maximal mögliche Dickenreduzierung für das Metallband eingestellt wird. Dies führt zu einer weiteren Optimierung des erfindungsgemäßen Verfahrens und damit zu einer weiteren Reduzierung der unerwünschten Abmaßlängen.
- Alle Anstechdicken k mit 1≤k≤K aller n Walzgerüste der Walzstraße werden vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, dass es sich bei der K'ten vorbestimmten Anstechdicke DK,N des N'ten Walzgerüstes um die gewünschte Zieldicke für das Metallband handelt.
- Das erfindungsgemäße Verfahren setzt vorzugsweise bereits am Kopf des jeweiligen Metallbandes an, ebenfalls um die Abmaßlängen zu reduzieren. Im Unterschied zum Stand der Technik durchläuft der Bandanfang bei dem erfindungsgemäßen Verfahren also nicht zunächst die geöffneten Walzspalte aller Gerüste, sondern bereits beim Durchlaufen des Bandkopfes durch die Walzgerüste der Walzstraße erfolgt ein Anstechen des Metallbandes bereits am Bandkopf.
- Das Reduzieren der Anstechdicken bei den einzelnen Walzgerüsten erfolgt vorzugsweise nicht unstetig im Sinne einer Sprungfunktion, sondern stetig, z.B. rampenförmig über dem Zeitverlauf.
- Das Reduzieren der Anstechdicken bei dem n+1'ten Walzgerüst beginnt vorteilhafterweise erst dann, wenn der von einem der vorangegangenen Walzgerüste erzeugte, beispielsweise keilförmige dickenreduzierte Bereich des Metallbandes das n+1'te Walzgerüst erreicht.
- Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogrammprodukt gelöst, dessen Programmcode ausgebildet ist zur Ansteuerung der Walzgerüste der Walzstraße und zum Transportieren des Metallbandes gemäß dem beanspruchten Verfahren.
- Schließlich wird die oben genannte Aufgabe weiterhin gelöst durch eine Walzstraße mit einer Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
- Die Vorteile des Computerprogrammproduktes sowie der Walzstraße entsprechen der oben mit Bezug auf das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen.
-
Figur 4 zeigt die Randbedingungen einer Stichplanberechnung zur Einstellung der Walzspalte der Arbeitswalzen in einem Walzgerüst, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Demnach erfolgt die Stichplanberechnung unter Berücksichtigung technologischer Randbedingungen, wie der Züge des Metallbandes auf der Ein- und Auslaufseite, der Einlaufdicke, der angestrebten Zieldicke sowie technologischer Begrenzungen. Darüber hinaus erfolgt die Berechnung der maximal möglichen Anstechdicken unter zusätzlicher Berücksichtigung des Werkstoffes des zu walzendes Metallbandes, der Reibung zwischen den Arbeitswalzen und dem Metallband sowie unter Berücksichtigung weiterer Gerüstdaten. Aus all den genannten Daten berechnet das Walzmodell dann die erforderlichen Parameter für die Einstellung der Arbeitswalzen, d.h. die Walzkraft, das Walzmoment, die Walzenbiegung, die Verschiebung, die Auslaufdicke sowie Verstärkungsfaktoren der technischen Regelung und insbesondere auch die besagte maximal mögliche Anstechdicke. - Der Beschreibung sind insgesamt vier Figuren beigefügt, wobei
- Figur 1 a) - f)
- das erfindungsgemäße Verfahren ohne Aufwickelhaspel;
- Figur 2 a) - d)
- das erfindungsgemäße Verfahren mit Aufwickelhaspel;
- Figur 3 a) - h)
- ein Kaltwalzverfahren gemäß dem Stand der Technik; und
- Figur 4
- die Randbedingungen zur Stichplanberechnung gemäß dem Stand der Technik,
- Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Figuren 1 und2 näher beschrieben. In denFiguren 1 und2 sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Zwei paarweise übereinander angeordnete Kreise bzw. Rollen bezeichnen in denFiguren 1 und2 jeweils immer ein Arbeitswalzenpaar mit einem aufgespannten Walzspalt. - Gemäß
Figur 1 sieht das erfindungsgemäße Verfahren in einem ersten Verfahrensschritt a) vor, dass der Walzspalt des n'ten Walzgerüstes auf eine vorbestimmte erste Anstechdicke D1,n eingestellt wird, bevor das Metallband 200 mit dem Bandkopf 210 den Walzspalt des n'ten Walzgerüstes passiert; sieheFigur 1a ). Das Metallband 200 wird dann mit seinem Bandkopf 210 weiter an das n'te Walzgerüst herangeführt, wo es, inklusive seines Bandkopfes 210 auf die erste Anstechdicke D1n in seiner Dicke reduziert wird; sieheFigur 1 b ). Das Metallband 200 wird dann gemäßFigur 1 c ) von dem n'ten Walzgerüst zu dem n+1'ten Walzgerüst weiter transportiert, um dort durch die auf die erste Anstechdicke D1,n+1 mit D1,n+1 < D1,n eingestellten Arbeitswalzen des n+1'ten Walzgerüstes eine weitere Dickenreduzierung zu erfahren. Es baut sich dann eine Zugspannung in dem Metallband zwischen dem n+1'ten und dem n'ten Walzgerüst auf. Diese Zugspannung wird mit Hilfe einer Zugspannungsmesseinrichtung 50, z.B. einer Zugspannungsmessrolle gemessen. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht dann weiter vor, dass daraufhin die Anstechdicke an dem n'ten Walzgerüst auf eine zweite vorbestimmte Anstechdicke D2,n weiter reduziert wird. Die zweite Anstechdicke des n'ten Walzgerüstes ist geringer als dessen erste Anstechdicke. - Diese Reduzierung der Anstechdicke am n'ten Walzgerüst erfolgt vorzugsweise rampenförmig über der Zeit, woraus eine keilförmige Abnahme der Dicke des Metallbandes 200 resultiert. Der Aufbau einer Zugspannung zwischen dem n+1'ten und dem n+2'ten Walzgerüst kann dazu genutzt werden, um auch bei dem n+1'ten Walzgerüst eine zweite Dickenreduzierung auf eine zweite vorbestimmte Anstechdicke D2,n+1 durchzuführen. Auch diese Dickenreduktion erfolgt vorzugsweise rampenförmig als Funktion der Zeit. Idealerweise entspricht die zweite vorbestimme Anstechdicke D2,n+1 bereits der angestrebten Zieldicke für das Metallband, siehe
Figur 1f ). - Je nach insgesamt erforderlicher Dickenabnahme kann es erforderlich sein, dass die Walzstraße mehr als zwei aktive Walzgerüste 300 aufweisen muss. In diesem Fall ist das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise auf alle Walzgerüste der Walzstraße, d.h. quasi in horizontaler Richtung auszudehnen. In diesem Fall, d.h. bei mehr als zwei Walzgerüsten in der Walzstraße ist es weiterhin vorteilhaft, dass nach dem Aufbau der Zugspannung zwischen dem n'ten und dem n+1'ten Walzgerüst auch der Walzspalt von zumindest einem der weiter vorgeordneten Walzgerüste auf eine jeweils vorbestimmte Abstechdicke weiter reduziert wird.
-
Figur 2 zeigt, wie schließlich auch die aufgebaute Zugspannung zwischen dem Aufwickelhaspel 400 und dem letzten Walzgerüst der Walzstraße, d.h. dem N'ten Walzgerüst, dazu genutzt werden kann, um am N'ten Walzgerüst eine weitere Dickenreduzierung, vorzugsweise hin auf die angestrebte Zieldicke zu erreichen. Dazu verlässt zunächst der Bandkopf 210 das letzte N'te Walzgerüst 300 in Richtung Aufwickelhaspel 400, um dort angehaspelt zu werden; sieheFiguren 2a) und b ). Das Anhaspeln führt zum Aufbau einer Zugspannung in dem Metallband zwischen dem Aufwickelhaspel 400 und dem N'ten Walzgerüst 300, welche durch die Zugspannungsmesseinrichtung 50 detektiert wird; sieheFigur 2c ). Diese erkannte Steigerung des Zugaufbaus zwischen dem Aufwickelhaspel 400 und dem n'ten Walzgerüst kann dann dazu verwendet werden, die Anstechdicke am N'ten Walzgerüst weiter, vorzugsweise auf die gewünschte Zieldicke zu reduzieren. Die letzte Einstellung des Walzspaltes am ersten Walzgerüst erfolgt dann, wenn die dadurch realisierte Reduzierung der Anstechdicke des Metallbandes ausreicht, um am Ausgang des N'ten Walzgerüstes der Walzstraße die gewünschte Zieldicke zu walzen. - Vorteilhaft findet das erfindungsgemäße Verfahren auch bei einer reversierend arbeitenden Kaltwalzstraße Anwendung. Nach dem ersten Durchlauf durch die reversierende Straße erreicht das Metallband dann am Gerüst N in der Regel noch nicht die gewünschte Zieldicke . Das Verfahren wird dann für mindestens einen Rücklauf und erneute Vorläufe durch die Straße solange wiederholt, bis die gewünschte Zieldicke erreicht wird.
Claims (11)
- Verfahren zum Walzen eines Metallbandes (200) in einer Walzstraße mit 1 ≤ n ≤ N und N ≤ 2 in Walzrichtung hintereinander angeordneten aktiven Walzgerüsten, umfassend folgende Schritte:a) Einstellen des Walzspaltes des n'ten Walzgerüstes (300) auf eine vorbestimmte erste Anstechdicke Dk,n mit k=1;b) Transportieren des Metallbandes mit dem Bandkopf (210) voran zum n'ten Walzgerüst (300);c) Anstechen des Metallbandes auf die erste Anstechdicke Dk=1, n in dem n'ten Walzgerüst;d) Einstellen des Walzspaltes des n+1'ten Walzgerüstes (300) auf eine vorbestimmte erste Anstechdicke Dk=1,n+1,welche kleiner ist als die erste Anstelldicke Dk=1, n des n'ten aktiven Walzgerüstes;e) Transportieren des Metallbandes zum n+1'ten Walzgerüst;f) Anstechen des Metallbandes auf die erste Anstechdicke Dk=1,n+1 des n+1'ten Walzgerüstes; undg) Aufbauen einer Zugspannung in dem Metallband zwischen dem n'ten und n+1'ten Walzgerüst;
gekennzeichnet durchh) Reduzieren der Anstechdicke des n'ten Walzgerüstes nach Maßgabe der Zugspannung zwischen dem n'ten und dem n+1'ten Walzgerüst auf eine zweite vorbestimmte Anstechdicke D2,n, welche kleiner ist als die erste Anstechdicke Dk=1,ndes n'ten aktiven Walzgerüstes. - Verfahren nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch:jeweils Wiederholen der Schritte d) bis h) für n=n+1 bis n=N-1. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach dem Aufbau der Zugspannung zwischen dem n'ten und n+1'ten Walzgerüst auch der Walzspalt von zumindest einem der weiter vorgeordneten Walzgerüste x mit 1≤ x ≤ n-1 auf eine jeweils vorbestimmte Anstechdicke weiter reduziert wird. - Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
gekennzeichnet durch:Weitertransport des Metallbandes nach Durchlaufen des N'ten Walzgerüstes mit der ersten Anstechdicke Dk=1, N zu einer Haspeleinrichtung;Aufwickeln des Bandanfangs des Metallbandes auf der Haspeleinrichtung (400); undAufbauen einer Zugspannung in dem Metallband zwischen der Haspeleinrichtung und dem N'ten Walzgerüst; undReduzieren der Anstechdicke des N'ten Walzgerüstes nach Maßgabe der Zugspannung zwischen dem N'ten Walzgerüst und der Haspeleinrichtung (400) auf eine zweite vorbestimmte Anstechdicke D2,N, welche kleiner als die erste Anstechdicke Dk=1,N des N'ten Walzgerüstes und kleiner als die aktuelle Anstechdicke Dk, N-1 des N-1'ten Walzgerüstes ist. - Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die eingestellten Anstechdicken oder Walzspalthöhen für die einzelnen Walzgerüste (300) so vorausberechnet werden, dass sie unter Berücksichtigung der zu erwartenden Zugspannungen und der Werkstoffeigenschaften des Metallbandes jeweils die maximal mögliche Dickreduzierung für das Metallband ermöglichen. - Verfahren nach Anspruch 3 und/oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anstechdicken und die Verteilung der Anstechdicken aller aktiven Walzgerüste (300) der Walzstraße für das Walzen des Metallbandes so vorausberechnet werden, dass es sich bei der k'ten vorbestimmten Anstechdicke Dk,N des N'ten Walzgerüstes um die gewünschte Zieldicke für das Metallband handelt. - Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Durchlaufen des Metallbandes durch die Walzgerüste der Walzstrasse das Anstechen des Metallbandes vorzugsweise auch das Anstechen des Bandkopfes mit einschließt. - Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Reduzieren der Anstechdicken der Walzgerüste rampenförmig über dem Zeitverlauf erfolgt. - Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Reduzieren der Anstechdicke bei dem n+1'ten Walzgerüst erst dann beginnt, wenn der von einem der vorangegangenen Walzgerüst erzeugte, beispielsweise keilförmig dickenreduzierte Bereich des Metallbandes das n+1'te Walzgerüst erreicht. - Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode zum Ablaufen auf einem Mikroprozessor in der Steuereinrichtung einer Walzstraße mit einer Mehrzahl von Walzgerüsten, dadurch gekennzeichnet, dass der Programmcode ausgebildet ist zur Ansteuerung der Walzgerüste und zum Transportieren des Metallbandes gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9.
- Walzstraße mit1 ≤ n ≤ N und N>2 in Walzrichtung hintereinander angeordneten aktiven Walzgerüsten (300);
einer Zugspannungsmesseinrichtung (50) zum Messen der Zugspannung zwischen zwei hintereinander angeordneten aktiven Gerüsten; und einer Steuereinrichtung zum individuellen Einstellen der Walzspalte der Walzgerüste auf eine jeweils vorbestimmte Anstechdicke,
dadurch gekennzeichnet, dass
dass die Steuereinrichtung und die Walzstraße ausgebildet sind zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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