WO1999024180A1 - Verfahren und einrichtung zum warmwalzen dünner stahlbänder - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum warmwalzen dünner stahlbänder Download PDF

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WO1999024180A1 PCT/DE1998/003275 DE9803275W WO9924180A1 WO 1999024180 A1 WO1999024180 A1 WO 1999024180A1 DE 9803275 W DE9803275 W DE 9803275W WO 9924180 A1 WO9924180 A1 WO 9924180A1
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Sven Kiriczi
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • B21B37/48—Tension control; Compression control
    • B21B37/52—Tension control; Compression control by drive motor control

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for hot rolling thin steel strips with a rolling mill with at least one rolling stand.
  • Hot and cold rolling mills are used for rolling thin steel strips, with the cold rolling mills being subordinate to the hot rolling mills.
  • the object is achieved according to the invention by a method according to claim 1 or a hot rolling mill according to claim 14.
  • the rolling train is set such that the steel strip runs out of the rolling stand with an outlet thickness that is less than 0.75 mm.
  • a downstream cold rolling mill for rolling thin steel strips is not necessary.
  • the invention also drastically reduces the operating costs of a rolling mill since the energy consumption associated with cold rolling is saved. Rolling operation is also simplified.
  • the outlet thickness is less than 0.6 mm, which once again significantly increases the product range of the steel strip to be rolled with a rolling mill designed according to the invention. In a further advantageous embodiment of the invention, the outlet thickness is greater than 0.5 mm.
  • the outlet thickness is greater than 0.4 mm.
  • the outlet thickness is greater than 0.3 mm.
  • the inlet thickness with which the steel strip m enters the rolling stand is greater than 1 mm.
  • the rolling train has a plurality of rolling stands, the embedding thickness in the first rolling stand of a group of rolling stands greater than 1 mm and that the outlet thickness of the steel strip when it leaves the last rolling stand of this group is less than 0.75 mm , in particular less than 0.6 mm.
  • the steel strip runs out of the roll stand at a temperature which is greater than 600 ° C. In this way, the possibility of setting a desired structure in the steel strip is ensured. This applies all the more to a further advantageous embodiment of the invention, according to which the steel strip runs out of the roll stand at a temperature which is greater than 800 ° C. or 1000 ° C.
  • the rolling mill is preset before the rolling of the steel strip, the rolling mill being preset as a function of target values for profile and / or flatness for rolling stands of the rolling mill, the profile being particularly advantageous.
  • a tension control for controlling the draw between the single ⁇ NEN Walzgerusten ALLOWABLE a speed limit and / or train limit value predefined.
  • FIG. 1 shows a rolling mill with a hierarchically structured control concept
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of an optimizer for implementing the invention
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of an optimizer for implementing the invention
  • FIG 5 an optimization using genetic algorithms.
  • a control system 3 is provided for controlling or regulating the rolling mill 1, which control values ST for the actuators of the rolling mill 1, e.g. m as a function of belt parameters BP or framework parameters GP.
  • the control system 3 comprises a tension control and / or a presetting of the rolling mill 1.
  • Input variables m the control system 3 include u.
  • Process parameters VG which are the output variables of a pass schedule calculation 4.
  • an optimizer 5 is provided, which determines output variables OA as a function of input variables OE, which are specified by the pass schedule calculation 4.
  • the optimizer 5 shows a detailed illustration of the optimizer 5 with its input sizes OE and its output sizes OA.
  • 5 input values PR *, PL * and DI * for the profile, the flatness and the thickness of the metal strip 2 are given as input sizes OE of the optimizer when they exit the rolling mill 1 see.
  • 5 parameters MB of the steel strip are provided as the input size OE of the optimizer.
  • These parameters MB of the steel strip can include the geometric dimensions as well as the chemical properties and structural properties of the steel strip at Emerton m the rolling mill 1.
  • the combination of the target values PR * and DI * for profile and thickness, as well as the parameter MB of the steel strip represents a particularly advantageous embodiment of the input size OE of the optimizer 5.
  • the optimizer determines 5 setpoints PR * and / or PL ⁇ for profile and / or flatness behind the individual stands of rolling mill 1. It can be provided that only setpoints PR * and / or PL for profile and / or flatness of the steel strip 2 can be determined behind the rolling stands of the rolling mill.
  • the output variables OA of the optimizer 5 also include a speed limit value VT and / or a tension limit value ⁇ T for the tension in the steel strip 2 behind the lth mill stand.
  • the speed limit value VT represents a minimum speed for the steel strip as it emerges from the last stand of the rolling mill 1.
  • the tension limit value ⁇ Tj represents a permissible maximum value for the train in the steel strip 2 behind the lth mill stand.
  • the optimizer 5 outputs the degree of reduction ⁇ for the individual 1 rolling stands.
  • FIG. 3 shows a particularly advantageous alternative exemplary embodiment of an optimizer.
  • additional values GF * are provided as additional input variables for the optimizer for the material or structural properties of the steel strip 2 running out of the rolling mill 1. These can include tensile strength and hardness of the steel strip 2.
  • Structural properties and the thickness, as well as the parameter MB of the steel strip represent a particularly advantageous embodiment of the input size OE of the optimizer 6.
  • 4 shows the interaction of an optimizer 5 with a tension control 10 and a presetting 11. In this case, an optimizer 5 is provided which, in a particularly advantageous alternative embodiment, also by an optimizer 6
  • FIG 3 can be replaced.
  • the control system 3 comprises the tension control 10 of the rolling mill 1 and the presetting 11 of the rolling mill 1.
  • the tension control 10 can be designed as a minimum tension control or as a tension control with loop lifters.
  • Input variables m the tension control include tension limit values ⁇ T for the train behind the lth mill stands and a speed limit value VT for the speed of the steel strip 2 emerging from the rolling mill 1.
  • the current I tur is the drive for the lth mill stand input size m the tension control 10.
  • the output variable is a current setpoint I for the current of the drive for the lth mill stand.
  • a speed control with m the tension control 10 is implemented.
  • the tension control management setpoints 10 speed and / or Mo outputs for a lower-level control In embodiment of the tension control 10 as a tension control with Schlm- genheber is further contemplated that an ⁇ Schlmgenheberwinkel a lift sling is behind a l-th Walzgerust A large gear ⁇ m, the tension control 10th
  • Input variables m the default setting 11 are the solo profile PR behind the lth mill stand, the nominal flatness PL ⁇ behind the lth mill stand and the degrees of reduction ⁇ x on the l mill stands. Input variables m the default setting 11 are also the process parameters VG as well as belt parameters BP and cooking parameters GP.
  • the band parameters BP and large parameters GP are advantageously used to adapt models that are used in the default setting 11.
  • the band parameters BP include, for example, actual values for profile PR and flatness PL.
  • the grating parameters include, for example, actual values for rolling force WK and
  • Initial values of the presetting 11 are presetting values VO.
  • the default values include VO For example, sizes such as bending rolls, setting the roll gap or shifting sliding rolls. Provision can be made to integrate the functional act of the presetting with the optimizer 5, as a result of which the output variables of such an optimizer are VO according to presetting values.
  • values for the parameters to be optimized are arranged in so-called genes 40, which in turn are assigned to individuals 41 of a so-called population,
  • initial population 34 a certain number of individuals form a so-called initial population 34
  • the factor k So is true of analytical contexts be ⁇ go down in certain properties of the rolling stand and the rolling stock.
  • rolling mill properties such as the work roll diameter D, the i-th roll stand or the load roll gap profile ⁇ x of the i-th roll stand are additional input variables OE of the options.
  • the load roll gap profile Yl ⁇ is advantageously determined by means of preprocessing (see, for example, DE 196 42 918).
  • the input variables OE are supplemented by variables that are necessary for the adaptation of the information processing based on neural networks. These can e.g. be the band parameters BP. Details on the design and adaptation of the models can e.g. DE 41 31 765, the article “Networks for Approximation and Learning", Proceedings of the IEEE, Vol. 78, No. 9, September 1990, and the article “Fast Learning in Networks of Locally-Tuned Processing Units", New Computation 1, pages 281 to 294, Massachussetts Institute of Technology, 1989.
  • m particularly advantageous embodiment of the optimizer au ⁇ ßerdem ensures that the profile no values are inserted ⁇ is that the m EP 0591291 or m the article "Strip Profile Control with Flexible Edge Backup Rolls" VB Gmzburg, Iron and Steel Engmeer, July 1987, pages 23 to 34, violate the limits.
  • the expected actual values for the material or structural properties of the running out of the rolling mill 1 steel strip of individuals 2 are determined, and with the nominal values GF * for the material or Geglageei ⁇ properties of the running out of the rolling mill 1 Stahlban ⁇ of 2 compared. * For the material or structural properties of the running out of the rolling mill 1 Steel strip 2 between individuals is probably a survival ⁇ assigned ness from the magnitude of the deviation between the actual values and the desired values GF.
  • the individuals weighted with their survival probability are selected statistically into surviving individuals 42 and non-surviving individuals 31.
  • an initial thickness of less than 0.75 mm, in particular an initial thickness of 0.6 mm it is particularly advantageous , a simultaneous
  • Structural optimization includes, for example, the method described above or a method according to "An AI System for the Prediction of Flow Response in Hot Working" by JJM Too, K. Ide, P. Matheral, N. Pussegoda, EG Sherwood and T. Gomi , 37 th MWSP Conf. Prod., Vol. XXXIII, 1996, pages 785 to 790.
  • the structure is determined using genetic algorithms or according to the article "An AI System for the Prediction of Flow Response in Hot Working" by JJM Too, K.
  • a particular advantage is the complementary Bestim ⁇ mung a train-limit value and / or a speed limit.
  • This feature is particularly advantageous as a flanking measure for the simultaneous optimization of structure and profile.
  • it also enables an outlet thickness of less than 0.75 mm to be achieved when hot rolling, ie in particular above a temperature of 800 ° C.
  • the invention in particular by hot rolling to an outlet thickness between 0.75 and 0.3 mm, results in a significant cost advantage compared to known rolling mills.
  • the cost advantage is particularly significant with hot rolling below 0.6 mm.
  • the invention is particularly advantageous in a rolling mill with at least four rolling stands. In this way, many degrees of freedom are available for optimization.

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Abstract

Verfahren und Einrichtung zum Warmwalzen dünner Stahlbänder mit einer Warmwalzstrasse mit zumindest einem Walzgerüst, wobei das Stahlband mit einer Einlaufdicke in das Walzgerüst einläuft und mit einer Auslaufdicke aus dem Gerüst ausläuft. Die Auslaufdicke, mit der das Stahlband aus dem Walzgerüst ausläuft, ist kleiner als 0,75 mm.

Description

Beschreibung
Verfahren und Einrichtung zum Warmwalzen dunner Stahlbander
Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zum Warmwalzen dunner Stahlbander mit einer Walzstraße mit zumindest einem Walzgerust.
Zum Walzen dunner Stahlbander werden Warm- und Kaltwalzstra- ßen eingesetzt, wobei die Kaltwalzstraßen den Warmwalzstraßen nachgeordnet sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Kosten für das Walzen von dünnen Stahlbandern zu verringern bzw. zu optimieren.
Die Aufgabe wird erfmdungsgemaß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. eine Warmwalzstraße gemäß Anspruch 14 gelost. Dabei wird zum Warmwalzen eines dünnen Stahlbandes mittels einer Walzstraße mit zumindest einem Walzgerust die Walzstra- ße derart eingestellt, daß das Stahlband mit einer Auslaufdicke, die kleiner ist als 0,75 mm, aus dem Walzgerust auslauft. Auf diese Weise ist es möglich, eine Kaltwalzstraße einzusparen. Dieses stellt einen enormen Kostenvorteil gegenüber bekannten Walzstraßen dar, die zumindest eine Warm- und eine Kaltwalzstraße umfassen. Entgegen der einhelligen Meinung der Fachwelt ist somit eine nachgeschaltete Kaltwalzstraße zum Walzen dunner Stahlbander nicht notwendig. Neben der deutlichen Einsparung von Infrastrukturkosten durch den Wegfall einer Kaltwalzstraße werden zudem durch die Erfindung auch die Betriebskosten einer Walzstraße drastisch reduziert, da der mit dem Kaltwalzen verbundene Energieverbrauch eingespart wird. Ferner vereinfacht sich der Walzbetrieb.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Auslauf- dicke kleiner als 0,6 mm, was die Produktpalette der mit einer erfmdungsgemaß ausgestalteten Walzstraße zu walzenden Stahlbander noch einmal deutlich erhöht. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Auslaufdicke großer als 0,5 mm.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Auslaufdicke großer als 0,4 mm.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Auslaufdicke großer als 0,3 mm.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Einlaufdicke mit der das Stahlband m das Walzgerust einlauft, großer als 1 mm.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Walzstraße mehrere Walzgeruste auf, wobei die Emlaufdik- ke in das erste Walzgerust einer Gruppe von Walzgerusten großer als 1 mm und daß die Auslaufdicke des Stahlbandes bei Auslauf aus dem letzten Walzgerust dieser Gruppe kleiner als 0,75 mm, insbesondere kleiner als 0,6 mm, ist.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung lauft das Stahlband mit einer Temperatur, die großer ist als 600°C, aus dem Walzgerust aus. Auf diese Weise wird die Möglichkeit zur Einstellung eines gewünschten Gefuges im Stahlband ge- wahrleistet. Dies gilt um so mehr bei einer weiterhin vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, gemäß der das Stahlband mit einer Temperatur, die großer ist als 800°C oder 1000°C, aus dem Walzgerust auslauft.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Walzstraße vor dem Walzen des Stahlbandes voreingestellt, wobei die Voreinstellung der Walzstraße m Abhängigkeit von Sollwerten für Profil und/oder Planheit für Walzgeruste der Walzstraße erfolgt, wobei die Berücksichtigung des Profils besonders vorteilhaft ist. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird einer Zugregelung zur Regelung des Zuges zwischen den einzel¬ nen Walzgerusten ein zulassiger Geschwindigkeits-Grenzwert und/oder Zug-Grenzwert vorgegeben.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen der Erfindung. Im einzelnen zeigen:
FIG 1 eine Walzstraße mit einem hierarchisch aufgebauten Steuerungskonzept, FIG 2 eine beispielhafte Ausgestaltung eines Optimierers zur Implementierung der Erfindung, FIG 3 ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel eines Optimierers zαr Implementierung der Erfindung,
FIG 4 aas Zusammenwirken eines Optimierers mit einer
Zagregelung und einer Voreinstellung, und FIG 5 eine Optimierung mittels genetischer Algorithmen.
FIG 1 zeigt eine mehrgerustige Walzstraße 1 zum Walzen eines Stahlbandes 2. Zur Steuerung bzw. der Regelung der Walzstraße 1 ist ein Steuerungssystem 3 vorgesehen, das Stellwerte ST für die Stellglieder der Walzstraße 1, z.B. m Abhängigkeit von Bandparametern BP oder Gerustparametern GP, ermittelt. Das Steuerungssystem 3 umfaßt eine Zugregelung und/oder eine Voreinstellung der Walzstraße 1. Eingangsgroßen m das Steue- rungssysstem 3 sind u.a. Prozeßparameter VG, die Ausgangsgroßen einer Stichplanberechnung 4 sind. Zur Implementierung der Erfindung ist ein Optimierer 5 vorgesehen, der Ausgangsgroßen OA m Abhängigkeit von Eingangsgroßen OE ermittelt, die von der Stichplanberechnung 4 vorgegeben werden.
FIG 2 zeigt eine detaillierte Darstellung des Optimierers 5 mit seinen Eingangsgroßen OE und seinen Ausgangsgroßen OA. Dabei sind als Eingangsgroßen OE des Optimierers 5 Sollwerte PR*, PL* und DI* f r das Profil, die Planheit und die Dicke des Metallbandes 2 bei Auslaufen aus der Walzstraße 1 vorge- sehen. Ferner sind als Eingangsgroßen OE des Optimierers 5 Parameter MB des Stahlbandes vorgesehen. Diese Parameter MB des Stahlbandes können u.a. die geometrischen Abmessungen sowie die chemischen Eigenschaften und Gefugeeigenschaften des Stahlbandes bei Emlauf m die Walzstraße 1 umfassen. Die Kombination aus den Sollwerten PR* und DI* für Profil und Dicke, sowie der Parameter MB des Stahlbandes stellt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Eingangsgroßen OE des Optimierers 5 dar . In Abhängigkeit der Eingangsgroßen OE, er- mittelt der Optimierer 5 Sollwerte PR* und/oder PL^ für Profil und/oder Planheit hinter den einzelnen Gerüsten der Walzstraße 1. Es kann vorgesehen werden, daß nur Sollwerte PR* und/oder PL für Profil und/oder Planheit des Stahlbandes 2 hinter den Walzgerusten der Walzstraße ermittelt werden. Fer- ner umfassen die Ausgangsgroßen OA des Optimierers 5 einen Geschwindigkeits-Grenzwert VT und/oder einen Zug-Grenzwert σT für den Zug im Stahlband 2 hinter dem l-ten Walzgerust. Der Geschwindigkeits-Grenzwert VT stellt eine Mindestgeschwindigkeit für das Stahlband bei Auslauf aus dem letzten Gerüst der Walzstraße 1 dar. Der Zug-Grenzwert σTj stellt einen zulassigen Maximalwert für den Zug im Stahlband 2 hinter dem l-ten Walzgerust dar.
Ferner ist vorgesehen, daß der Optimierer 5 den Reduktions- grad φ für die einzelnen l Walzgeruste ausgibt.
FIG 3 zeigt ein besonders vorteilhaftes alternatives Ausfuh- rungsbeispiel eines Optimierers. Dabei sind als zusätzliche Eingangsgroßen des Optimierers 6 Sollwerte GF* für die Mate- rial- bzw. Gefugeeigenschaften des aus der Walzstraße 1 auslaufenden Stahlbandes 2 vorgesehen. Diese können u.a. Zugfestigkeit und Harte des Stahlbandes 2 umfassen. Die Kombination aus den Sollwerten PR* , GF* und DI* für Profil, für die Material- DZ . Gefugeeigenschaften und die Dicke, sowie der Parameter MB des Stahlbandes stellt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Eingangsgroßen OE des Optimierers 6 dar . FIG 4 zeigt das Zusammenwirken eines Optimierers 5 mit einer Zugregelung 10 und einer Voreinstellung 11. Dabei ist ein Op- timierer 5 vorgesehen, der m besonders vorteilhafter alter- nativer Ausgestaltung auch durch einen Optimierer 6 gemäß
FIG 3 ersetzt werden kann. Das Steuerungssystem 3 umfaßt die Zugregelung 10 der Walzstraße 1 sowie die Voreinstellung 11 der Walzstraße 1. Die Zugregelung 10 kann als Minimalzugrege- lung oder als Zugregelung mit Schlingenhebern ausgeführt sein. Eingangsgroßen m die Zugregelung sind u.a. Zuggrenzwerte σT für den Zug hinter den l-ten Walzgerusten sowie ein Geschwindigkeits-Grenzwert VT für die Geschwindigkeit des aus der Walzstraße 1 auslaufenden Stahlbandes 2. Ferner ist der Strom I tur den Antrieb des l-ten Walzgerustes Eingangsgroße m die Zugregelung 10. Ausgangsgroße ist ein Stromsollwert I für den Strom des Antriebs für das l-te Walzgerust. Im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel ist eine Drehzahlregelung mit m der Zugregelung 10 implementiert. Es kann aber auch vorge¬ sehen werden, daß die Zugregelung 10 Drehzahl- und/oder Mo- mentensollwerte für eine unterlagerte Regelung ausgibt. Bei Ausgestaltung der Zugregelung 10 als Zugregelung mit Schlm- genheber ist ferner vorgesehen, daß ein Schlmgenheberwinkel α eines Schiingenhebers hinter einem l-ten Walzgerust Ein¬ gangsgroße m die Zugregelung 10 ist.
Eingangsgroßen m die Voreinstellung 11 sind das Soliprofil PR hinter dem l-ten Walzgerust, die Sollplanheit PL^ hinter dem l-ten Walzgerust sowie die Reduktionsgrade φx an den l Walzgerusten. Eingangsgroßen m die Voreinstellung 11 sind ferner die Prozeßparameter VG sowie Bandparameter BP und Ge- rustparameter GP . Die Bandparameter BP und Großenparameter GP dienen vorteilhafterweise der Adaption von Modellen, die m der Voreinstellung 11 verwendet werden. Die Bandparameter BP umfassen z.B. Istwerte für Profil PR und Planheit PL. Die Ge- rustparameter umfassen z.B. Istwerte für Walzkraft WK und
Biegekraft BK. Ausgangsgroße der Voreinstellung 11 sind Vor- emstellungswerte VO . Die Voreinstellungswerte VO umfassen z.B. Großen wie Biegung von Walzen, Einstellung des Walzspal¬ tes oder Verschiebung von Schiebewalzen. Es kann vorgesehen werden, die Funktionalltat der Voreinstellung mit m den Op- timierer 5 zu integrieren, wodurch die Ausgangsgroßen eines solchen Optimierers entsprechend Voreinstellungswerte VO sind.
Die Ermittlung der Ausgangsgroßen OA des Optimierers m Ab¬ hängigkeit seiner Eingangsgroßen OE erfolgt vorteilhafterwei- se iterativ. Dazu werden vorteilhafterweise genetische Algo- rithmen verwendet. FIG 5 zeigt vereinfacht das Vorgehen bei der Optimierung mittels genetischer Algorithmen. Die Optimierung erfolgt derart,
- daß Werte für die zu optimierenden Parameter (d.h. m diesem Fall die Ausgangsgroßen OA des Optimierers) m soge- nannten Genen 40 angeordnet sind, denen wiederum Individuen 41 einer sogenannten Population zugeordnet sind,
- daß eine Destimmte Anzahl von Individuen eine sogenannte Initialpopulation 34 bildet,
- daß einige oder alle Werte m den Genen um einen Zufalls- wert, insbesondere einen Zufallswert aus einer Auswahl nor- malverteilter Zufallszahlen, verändert und/oder mit den Genen anderer Individuen rekombiniert werden, so daß sich eine ver nderte Population 39 und 43 ergibt (Schritt 35 m FIG 5) , - daß zusammengehörige Gene auf sogenannten Chromosomen zusammengefaßt werden, die bei der Rekombination gemeinsam vererbt werden,
- daß die Individuen mit ihren Genen, d.h. den Werten für die entsprechenden Parameter, m einen Bewerter 32 mittels ei- ner Optimierungsfunktion bewertet werden und aufgrund dieser Bewertung eine Auswahl von Individuen für eine neue Population erfolgt, wobei Individuen statistisch bevorzugt werden, die die Optimierungsfunktion besser erfüllen als andere Individuen, - daß die verbleibenden Individuen 31 nicht weiter berücksichtigt werden, - daß der Optimierungszyklus mit der neuen Population 41
(d.h. die Population 34 wird in einem Schritt 33 durch die Population 42 ersetzt) solange wiederholt wird, bis eine als optimal erachtete Losung erreicht ist.
Weitere Einzelheiten zur Implementierung einer Optimierung mittels genetischer Algorithmen können dem Artikel "Optimierung mit evolutionären Algorithmen" von F. Kurzawe und H-P. Schwefel, ATP-Automatisierungstechnische Praxis 39 (1997), 9, Seiten 10 bis 17, sowie den darin zitierten Literaturstellen entnommen werden. Die Ausbildung einer neuen Population 39 im Schritt 35 erfolgt wie ausgeführt derart, daß zugehörige Gene auf sogenannten Chromosomen zusammengefaßt werden, die bei der Kombination gemeinsam vererbt werden. Dies erfolgt derart, daß eine Rekombination und eine Veränderung von Modellparametern (gilt auch für die Individuen 43) nur insofern erfolgt, als daß folgender Zusammenhang gilt:
Figure imgf000009_0001
Dabei wird k z.B. gemäß dem Artikel "High Accuracy and Ra- pid-Response-Hot Strip Mill", TECHNO Japan Vol. 20.-No9, Sept. 1987, Seiten 54 - 59 durch
c
■ arctan ιl - In x. π -ι2
x, VD.* h1'5 '3'
B" berechnet . Außerdem sind
PR.- das Profil des Stahlbandes vor dem i-ten Walzgerust PR das Profil des Stahlbandes hinter dem i-ten Walzgerüst DIj.-! die Dicke des Stahlbandes vor dem i-ten Walzgerüst DIX die Dicke des Stahlbandes hinter dem i-ten Walzgerüst IX das Lastwalzspaltprofil des i-ten Walzgerüstes D„ der Arbeitswalzendurchmesser des i-ten Walzgerüstes B die Breite des Stahlbandes und c,-, c. Modellparameter
Der Faktor k. wird also aus analytischen Zusammenhängen be¬ stimmt, in die bestimmte Eigenschaften des Walzgerüstes und des Walzgutes eingehen. In dieser vorteilhaften Ausgestaltung des Optimierers sind Walzstraßeneigenschaften wie etwa der Arbeitswalzendurchmesser D, des i-ten Walzgerüstes oder das Lastwalzspaltprofil πx des i-ten Walzgerüstes zusätzliche Eingangsgrößen OE der Optionen. Das Lastwalzspaltprofil Ylλ wird vorteilhafterweise mittels einer Vorverarbeitung (vgl. z.B. DE 196 42 918) ermittelt.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, das Profil ei¬ nes Stahlbandes hinter einem Walzgerüst mittels der Gleichung (1), und k: mittels einer auf neuronalen Netzen basierenden
Informationsverarbeitung entsprechend der DE-OS 196 42 918 zu bestimmen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die auf neuronalen Netzen basierende Informationsverarbeitung zu adaptieren. Dazu ist in vorteilhafter Ausgestaltung des Optimierers vorgesehen, die Eingangsgrößen OE um Größen zu ergänzen, die für die Adaption der auf neuronalen Netze basierenden Informationsverarbeitung notwendig sind. Diese können z.B. die Bandparameter BP sein. Einzelheiten zur Ausgestaltung und Adaption der Modelle können z.B. der DE 41 31 765, dem Arti- kel "Networks for Approximation and Learning", Proceedings of the IEEE, Vol. 78, No . 9, September 1990, sowie dem Artikel "Fast Learning in Networks of Locally-Tuned Processing Units", New Computation 1, Seiten 281 bis 294, Massachussetts Institute of Technology, 1989 entnommen werden.
Neben der Auswahl von Profil- und Dickenwerten, die untereinander (z.B. gemäß Gleichung (1)) modellkonsistent sind, wird m besonders vorteilhafter Ausgestaltung des Optimierers au¬ ßerdem gewährleistet, daß für das Profil keine Werte einge¬ setzt werden, die die m der EP 0 591 291 oder m dem Artikel "Strip Profile Control with Flexible Edge Backup Rolls", V.B. Gmzburg, Iron and Steel Engmeer, July 1987, Seiten 23 bis 34, formulierten Grenzen verletzen.
Bei Veränderung der Parameter auf den Genen zur Erlangung der Populationen 39 und 43 wird im Schnitt 35 z.B. entsprechend sichergestellt, daß gilt:
Figure imgf000011_0001
Ein Individuum, dessen Parameter nach Veränderung und/oder Rekombination die Gleichung (4) nicht erfüllen, werden verworfen und durch ein neues Individuum mit anderen Parametern ersetzt.
Zur Bewertung der Populationen 39 und 43 mittels des Bewerters 32 werden Modelle und Verfahren eingesetzt, wie sie z.B. aus DE 197 38 943, dem Artikel "Recrystallisation and gram growth hot rolling" von C. M. Seilers und J. A. Whiteman, Material Science, Marz/Apπl 1979, Seiten 187 bis 193, dem Artikel "Controlling the Mechanical Properties of Hot Roll Strip" vor J. Andorfer, D. Auzmger, M. Hirsch, G. Hubmer, R. Pichler, MPT International 5/1997, Seiten 104 bis 110 und "An AI System for the Prediction of Flow Response Hot Workmg" von J.J.M. Too, K. Ide, P. Maheral, N. Pussegoda, E.G. Sher- wood und T. Gomi, 37 ' MWSP Conf. Prod., Vol. XXXIII, 1996, Seiten 785 bis 790 offenbart sind. Mittels dieser Modelle werden (das Gefuge und) die Eigenschaften des Stahlband (2) es bei Verwendung der Parameter gemäß der Population 39 und 43 bestimmt. Aus diesen Eigenschaften wird eine Qualität abge¬ leitet und entsprechend der Qualltat den Individuen eine Überlebenswahrscheinlichkeit zugeordnet. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung bilden Sollwerte GF* für die Ma- teπal- bzw. Gefugeeigenschaften des aus der Walzstraße 1 auslaufenden Stahlbandes 2 einen Teil der Eingangsgroßen OE des Optimierers 6. In diesem Fall werden die Eigenschaften nicht in eine Qualität umgerechnet und entsprechend der Qualität den Individuen eine Überlebenswahrscheinlichkeit zuge¬ ordnet. Vielmehr werden die zu erwartenden Istwerte für die Material- bzw. Gefügeeigenschaften des aus der Walzstraße 1 auslaufenden Stahlbandes 2 der einzelnen Individuen ermittelt und mit den Sollwerten GF* für die Material- bzw. Gefügeei¬ genschaften des aus der Walzstraße 1 auslaufenden Stahlban¬ des 2 verglichen. Aus der Größe der Abweichung zwischen den Istwerten und den Sollwerten GF* für die Material- bzw. Gefügeeigenschaften des aus der Walzstraße 1 auslaufenden Stahlbandes 2 wird den Individuen eine Überlebenswahrscheinlich¬ keit zugeordnet.
Nach Zuordnung einer Überlebenswahrscheinlichkeit werden die mit ihrer Überlebenswahrscheinlichkeit gewichteten Individuen statistisch selektiert in überlebende Individuen 42 und nicht überlebende Individuen 31. Um eine Ausgangsdicke von weniger als 0,75 mm, insbesondere eine Ausgangsdicke von 0,6 mm, zu erzielen, ist es besonders vorteilhaft, eine gleichzeitige
Profil- und Gefügeoptimierung durchzuführen. Oben bezeichne¬ tes Vorgehen mittels genetischer Algorithmen ist dabei nur ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel. Es kommen jedoch auch andere Optimierungsverfahren zur gleichzeitigen Optimierung von Profil und Gefüge in Frage. Unter Gefügeoptimierung ist dabei z.B. vorstehend beschriebenes Verfahren oder ein Verfahren gemäß "An AI System for the Prediction of Flow Response in Hot Working" von J.J.M. Too, K. Ide, P. Ma- heral, N. Pussegoda, E.G. Sherwood und T. Gomi, 37th MWSP Conf. Prod., Vol. XXXIII, 1996, Seiten 785 bis 790, zu verstehen. Dabei wird z.B. das Gefüge mittels genetischer Algorithmen oder gemäß dem Artikel "An AI System for the Prediction of Flow Response in Hot Working" von J.J.M. Too, K. Ide, P. Maheral, N. Pussegoda, E.G. Sherwood und T. Gomi, 37tn MWSP Conf. Prod., Vol. XXXIII, 1996, Seiten 785 bis 790, unter den Nebenbedingungen optimiert, die sich für das Profil gemäß Gleichung (1) und (4) ergeben. Auf diese Weise ist es möglich, beim Warmwalzen, insbesondere oberhalb einer Tempe¬ ratur von 600°C, eine Ausgangsdicke zu erzielen, die kiemer ist als 0,75 mm, insbesondere eine Ausgangsdicke zu erzielen, die kleiner ist als 0, 6 mm. Als flankierende Maßnahme ist es dabei besonders vorteilhaft, die Zugregelung und die Problemstellung zu verknüpfen, wie dies z.B. m FIG 4 beschrieben ist. D.h., von besonderem Vorteil ist die ergänzende Bestim¬ mung eines Zug-Grenzwertes und/oder eines Geschwindigkeits- Grenzwertes. Dieses Merkmal ist von besonderem Vorteil als flankierende Maßnahme zur gleichzeitigen Optimierung von Ge- fuge und Profil. Es ermöglicht jedoch auch für sich genommen beim Warmwalzen, d.h. insbesondere oberhalb einer Temperatur von 800°C, eine Auslaufdicke von weniger als 0,75 mm zu erreichen .
Besonders vorteilhaft ist es, weitere Parameter, insbesondere Optimierungskriterien, wie Energieverbrauch oder Walzenabnutzung, mit m die Optimierung mit emzubeziehen. Entsprechend sind die Gene, die diesen Parametern entsprechen, vorzusehen.
Durch die Erfindung, insbesondere durch Warmwalzen auf eine Auslaufdicke zwischen 0,75 und 0,3 mm, ergibt sich ein signifikanter Kostenvorteil gegenüber bekannten Walzstraßen. Besonders signifikant ist der Kostenvorteil bei einem Warmwal- zen unterhalb von 0, 6 mm. Die Erfindung kommt besonders vorteilhaft zum Tragen m einer Walzstraße mit zumindest vier Walzgerusten. Auf diese Weise stehen der Optimierung viele Freiheitsgrade zur Verfugung.
Für FIG 1 bis FIG 5 sowie die zugeordnete Beschreibung gelten folgende Bezugszeichen:
DI _ Dicke des Stahlbandes vor dem i-ten Walzgerust
DI, Dicke des Stahlbandes hinter dem i-ten Walzgerust DI* Solldicke des Stahlbandes bei Auslauf aus dem Walzgerust π Lastwalzspaltprofil des i-ten Walzgerustes
D Arbeitswalzendurchmesser des i-ten Walzgerustes
B Breite des Stahlbandes und c^, Cj. Modellparameter K Faktor
BP Bandparameter
GF* Sollwerte
GP Gerustparameter
ST Stellgroßen OE Eingangsgrößen des Optimierers
OA Ausgangsgroßen des Optimierers σT Z jg-Grenzwert für den Zug hinter dem i-ten Walzgerust
VT Geschwindigkeits-Grenzwert φ Dickenreduktion am i-ten Walzgerust
MB Parameter
PR Profil
PRL- Profil des Stahlbandes vor dem i-ten Walzgerust
PR Profil des Stahlbandes hinter dem i-ten Walzgerust PR* Scllprofil
PR Sollprofil hinter dem i-ten Walzgerust
PL Planheit
PL* Sollplanheit
PL, Sollplanheit hinter dem i-ten Walzgerust VG Prozeßparameter
VO Voreinstellungen
BK Biegekraft
WK Walzkraft
I Strom I Stromsollwert αx Winkel des Schlmgenhebers hinter dem i-ten Walzgerust Walzstraße Metallband Steuerung Stichplanberechnung , 6 Optimierer Zugregelung (Mmimal zugregelung, Schl genrege- lung ) Voreinstellung nicht überlebende Individuen Bewerter Ersetzen der Population 34 durch die Population 42 Initialpopulation Veränderung und/oder Rekombination mit den Genen anderer Individuen nicht rekombiniertes Individuum (Population) , 38 zur Rekombination vorgesehene Individuen , 43 Populationen Gene Individuen überlebende Individuen

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Warmwalzen eines Stahlbandes (2) mittels ei¬ ner Warmwalzstraße (1) mit zumindest einem Walzgerust, dadurch gekennzeichnet, daß das Stanlband (2) mit einer Auslaufdicke, die kleiner ist als 0,75 mm, aus dem Walzgerust auslauft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaufdicke kleiner als 0,6 mm ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaufdicke großer als 0,3 mm ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge kennzei chnet , daß die Auslaufdicke großer als 0,4 mm ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge kennzei chnet , daß die Ausiaufdicke großer als 0,5 mm ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufdicke mit der das Stahlband (2) das Walzgerust einlauft, großer als 1 mm ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Warmwalzstraße (1) mehrere Walzgeruste aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufdicke in das erste Walzgerust eine Gruppe von Walzgerusten großer als 1 mm und daß die Auslaufdicke des Stahlbandes (2) bei Auslauf aus dem letzten Walzgerust dieser Gruppe kleiner als 0,75 mm, insbesondere kleiner als 0,6 mm,
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichnet , daß das Stahlband (2) mit einer Temperatur, die großer ist als 600°C, aus dem Walzgerust auslauft.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennze ichnet , daß das Stahlband (2) mit einer Temperatur, die großer ist als 1000°C, aus dem Walzgerust auslauft.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Warmwalzstraße (1) vor dem Walzen des Stahlbandes (2) voreingestellt wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Voreinstellung der Warmwalzstraße (1) m Abhängigkeit von Sollwerten für Profil und/oder Planheit für Walzgeruste der Warmwalzstraße (1) erfolgt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zug im Stahlband (2) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet , daß der Zugregelung ein zulassiger Geschwindigkeits-Grenzwert für das auslaufende Stahlband (2) und/oder ein Zug-Grenzwert vorgegeben wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß Profil und Gefuge des Stahlbandes (2) gleichzeitig optimiert werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gefuge des Stahlbandes (2) unter der Nebenbedingung eines vorgegebenen Profils optimiert wird.
14. Warmwalzstraße (1) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Warmwalzen eines dün¬ nen Stahlbandes (2), wobei die Warmwalzstraße (1) zumindest ein Walzgerust aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Warmwalzstraße (1) ein Optimierer (5, 6) zur derarti- gen Einstellung des Walzgerüstes, daß die Auslaufdicke, mit der das Stahlband (2) aus dem Walzgerüst ausläuft, kleiner ist als 0,75 mm, zugeordnet ist.
15. Warmwalzstraße nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Warmwalzstraße (1) eine Voreinstellung (11) und eine Zugregelung (10) zugeordnet sind, die mittels des Optimierers (5, 6) koordiniert werden.
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