Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer Wärmebehandlungsanlage zur Wärmebehandlung von Stahlband, die mindestens einen Glühofen umfasst und mindestens eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung aufweist, mittels welcher die in der Wärmebehandlungsanlage ablaufende Wärmebehandlung eines Stahlbandes auf die Einhaltung mindestens einer gewünschten Materialeigenschaft, insbesondere einer mechanischen Eigenschaft, gesteuert und/oder geregelt wird, wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung vorzugsweise eine die Vorhersage oder Vorausberechnung der mindestens einen mechanischen Eigenschaft des Stahlbandes nach Durchlaufen der Wärmebehandlung ermöglichende modellprädiktive Regelung umfasst, in welcher Eingangsdaten, die zumindest einen aus der Gruppe der Daten zum Glühzyklus und/oder der Daten des wärmezubehandelnden Stahlbands und/oder der Daten eines Kaltwalzprozesses und/oder der Daten bezüglich Schnittsetzungen eines Vorbandes und/oder der Daten zu einem oder mehreren Vorprozessen, die das wärmezubehandelnde Stahlband durchlaufen hat, ausgewählten Wert umfassen, zur Einstellung oder zur Steuerung oder Regelung mindestens einer Stellgröße des aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungsprozesses oder -zyklus verarbeitet werden.

Weiterhin richtet sich die Erfindung auf ein Wärmebehandlungsanlage zur Wärmebehandlung von Stahlband, die mindestens einen Glühofen umfasst und mindestens eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung aufweist, die die in der Wärmebehandlungsanlage ablaufende Wärmebehandlung eines Stahlbands auf die Einhaltung mindestens einer gewünschten Materialeigenschaft, insbesondere einer mechanischen Eigenschaft, steuert oder regelt, wobei die Steuer- und/oder

Seite 1 Regeleinrichtung vorzugsweise eine die Vorhersage oder Vorausberechnung mindestens einer mechanischen Eigenschaft des Stahlbands nach Durchlaufen der Wärmebehandlung ermöglichende modellprädiktive Regelung umfasst, die Eingangsdaten, die mindestens einen aus der Gruppe der Daten zum Glühzyklus und/oder der Daten des wärmezubehandelnden Stahlbands und/oder der Daten eines Kaltwalzprozesses und/oder der Daten bezüglich Schnittsetzungen eines Vorbandes und/oder der Daten zu einem oder mehreren Vorprozessen, die das wärmezubehandelnde Stahlband durchlaufen hat ausgewählten Wert umfasst, zur Einstellung oder zur Steuerung oder Regelung mindestens einer Stellgröße des aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungsprozesses oder -zyklus verarbeitet.

Um die stetig steigenden Anforderungen an Stahlbänder zu erfüllen, wurden zahlreiche neuartige Stahlgüten wickelt. Speziell die Automobilindustrie verarbeitet vermehrt Mehrphasenstähle mit hoher Festigkeit und gleichzeitig guter Duktilität. Auch in vielen anderen industriellen Anwendungen werden zunehmend hochfeste Stähle, die zudem gut schweißbar sind, eine makellose Oberfläche besitzen und sich einfach umformen - meist tiefziehen - lassen, eingesetzt. Solche Stähle lassen sich nur in Glühlinien bearbeiten, die über eine moderne Glüh- und Kühltechnik verfügen. Grundsätzlich wird in Glühlinien das durch Kaltwalzen verfestigte Gefüge gezielt neu gebildet, sodass sich die gewünschten mechanischen Eigenschaften innerhalb der Glühlinie einstellen. Der Prozessablauf in einer kontinuierlichen Glühlinie ist dabei wie folgt: Zunächst werden Bänder im Einlauf der Linie von Haspeln abgewickelt und die Enden in einer Schweißmaschine zu einem Endlosband verbunden. Danach durchläuft das Band einen Reinigungsteil, um letzte Oberflächenverunreinigungen vom Kaltwalzen zu entfernen. Es folgt ein Bandspeicher, der einen Einlassbereich vom Prozessbereich entkoppelt. Im daran folgenden Ofen durchläuft das Band einen Glühprozess, der aus mehreren Stufen besteht: Vorheizen, Heizen, Halten, Schnell- und Langsamkühlen, Überaltern und Abschlusskühlen. Hierbei gibt es für jede Stahlgüte und Bandgeometrie spezielle Temperaturkurven, die im Ofen

Seite 2 eingestellt werden. Dies gilt auch für den Übergangsbereich um die Schweißnaht bei Material- und/oder Geometriewechsel. Im Anschluss an den Glühprozess steht ein Bandspeicher bereit, der Stillstandszeiten im Auslauf ausgleicht. Dann läuft das Band ggf. durch ein Dressiergerüst, in dem die Bandoberfläche mit einem definierten Rauheitsgrad versehen wird und die gewünschten Materialeigenschaften eingestellt werden. Es folgt ein Bandspeicher, der die Inspektions- und Coilwechselzeiten kompensiert. Weitere Stationen sind eine Besäumungsschere zur Einstellung der Bandbreite, ein Inspektionsstand zur Prüfung der Qualität und eine Einölmaschine zum Oberflächenschutz. Schließlich wird das Band von einer Schere zerteilt und von Haspeln zu Coils aufgewickelt.

Bisher sind für die Qualität bei der Glühung in einer solchen Konti-Glühe das Temperaturprofil und die Bandgeschwindigkeit die entscheidenden Größen. Während sich ein Band in der Glühlinie befindet, wird im Wesentlichen gewährleistet, dass das Temperaturprofil im Ofen innerhalb von gewissen Grenzen bleibt. Dadurch wird mittelbar die Qualität der mechanischen Eigenschaften eingestellt. Auch für die Übergänge zwischen zwei Bändern ist das Temperaturprofil die wesentliche Größe.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 2 557 183 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem die mechanischen Eigenschaften über die Bandlänge besser eingestellt werden sollen. Dabei reagiert ein Regler auf die vorhergesagten mechanischen Eigenschaften. Dieses Verfahren ist für Änderungen über die Bandlänge oder Teile des Bandes beschrieben, das heißt, auch für Änderungen von Coil zu Coil. Hierbei wird ein Modell verwendet, bei dem mindestens eine bandspezifische Eingangsgröße bezogen auf einen Punkt oder einen Abschnitt des Walzguts zugeführt wird. Die Eingangsgröße simuliert dabei einen Wert nach der Glühe oder nach dem Dressiergerüst. Hierbei kann der simulierte Wert von einem Sollwert abweichen. Weicht der simulierte Wert zudem von einem

Seite 3 tatsächlich gemessenen Wert ab, wird einer oder werden mehrere Modellparameter des Modells angepasst, wobei dies in kontinuierlicher Echtzeitanpassung geschieht. Weicht der simulierte Wert von einem vorgegebenen Sollwert ab, wird mindestens eine Prozessgröße der Wärmebehandlungslinie bzw. der Konti-Glühe gesteuert oder geregelt, sodass eine modellprädiktive Regelung stattfindet. Problematisch ist bei diesem Verfahren, dass bei Beginn eines jeweils neuen Glühzyklus bei Einlauf eines neuen Bandes in den Glühofen die vom Regler vorher abgegebene Stellgröße geändert werden muss. Bei dem bekannten Verfahren liegt zunächst ggf. eine „falsche" Stellgröße vor, die dann erst auf den„richtigen" Wert eingeregelt werden muss. Das bedeutet, dass die Stellgröße zu Beginn eines neuen Glühzyklus erst wieder„eingefangen" werden muss.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die es ermöglicht, eine Verbesserung des Steuerungs- und/oder Regelungsverhaltens zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung einer Wärmebehandlungsanlage zur Wärmebehandlung von Stahlband gemäß Anspruch 1 und eine Wärmebehandlungsanlage zur Wärmebehandlung von Stahlband gemäß Anspruch 3 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Bei einem Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass im Fall, dass sich die mindestens eine Stellgröße im Verlaufe des aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus von einem Ausgangswert auf

Seite 4 einen Endwert verändert diese Stellgröße zu Beginn des nächst nachfolgenden Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus auf ihren Ausgangswert beim aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus zurückgestellt wird.

Ebenso wird die vorstehende Aufgabe bei einer Wärmebehandlungsanlage der eingangs näher bezeichneten Art dadurch gelöst, dass die Regelung einen Regler und/oder ein Stellglied umfasst, welche im Falle, dass sich die mindestens eine Stellgröße im Verlaufe des aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus von einem Ausgangswert auf einen Endwert verändert, diese Stellgröße zu Beginn des nächst nachfolgenden Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus auf ihren Ausgangswert beim aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus rückführen oder zurückstellen.

Als die mindestens eine Stellgröße findet insbesondere die Temperatur nach „Slow Cooling", also die Temperatur nach dem Langsamkühlen, Verwendung.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergeben sich die folgenden Vorteile:

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der Fokus unmittelbar auf die Homogenisierung der mechanischen Eigenschaften gelegt. Dabei wird im Gegensatz zum Stand der Technik auch das Vorgänger- und Nachfolgerband berücksichtigt, d.h. die Homogenisierung ist nicht nur über mehr als eine Bandlänge möglich, sondern auch von Band zu Band. Insbesondere in dem Fall, in dem durch einen Regler die Stellgröße für die Glühung von Band zu Band angepasst wird, sind die Übergänge zwischen den Bändern besonders heikel. In dem erfindungsgemäßen Verfahren geht dies in die Gesamtstrategie ein. Falls die Information vorhanden ist, aus welchen warmgewalzten Bändern sich das geglühte Band zusammensetzt, kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren auch darauf reagiert werden. Für den Fall, dass die vorhergesagten mechanischen

Seite 5 Eigenschaften über die Bandlänge immer steigen oder immer fallen, bedeutet dies für die Stellgröße auch, dass diese sich über die Bandlänge immer monoton ändern muss. Damit für das nächste Band die Stellgröße wieder auf dem Wert vom Anfang des Bandes ist, muss die Stellgröße wieder zurückgeführt werden. In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann berücksichtigt werden, wenn das nächste Band tatsächlich eine andere Stellgröße braucht, die in die richtige Richtung geht. Falls dies nicht der Fall ist, wird die Steuerungsstellgröße im Bereich der Schweißnaht zurückgeführt.

In Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Stellgröße beim Einlauf der Verbindungsschweißnaht zwischen einem dem aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus unterworfenen aktuellen Stahlband und einem nachfolgenden Stahlband in den Glühofen auf den Ausgangswert rückgeführt oder rückgestellt wird.

In Ausgestaltung der Wärmebehandlungsanlage kann vorgesehen sein, die mindestens eine Stellgröße beim Einlauf der Verbindungsschweißnaht zwischen einem dem aktuellen Glüh- oder Wärmebehandlungszyklus unterworfenen aktuellen Stahlband und einem nachfolgenden Stahlband in den Glühofen mittels des Reglers und/oder Stellglieds auf den Ausgangswert rückführbar oder rückstellbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage handelt es sich insbesondere um eine Konti- Glühe, eine Verzinkungslinie oder um eine andere Linie zur Wärmebehandlung von Stahl, die mindestens einen Glühofen umfasst.

Mögliche Eingangsdaten für das Modell für die mechanischen Eigenschaften in der Glühe sind Daten zum Glühzyklus wie beispielsweise die Bandgeschwindigkeit

Seite 6 und das Temperaturprofil des Bandes in der Anlage bzw. dem Ofen, wobei das Temperaturprofil die Beschreibung des Temperaturverlaufs über die Zeit und den Ort ist. Weitere Eingangsdaten für das Modell ist das Modell für die Größen, die den Werkstoff, insbesondere die mechanischen Eigenschaften am Ende des Warmwalzwerkes oder nach dem Warmwalzwerk oder ein Messgerät für die mechanischen Eigenschaften am Ende des Warmwalzwerkes oder nach dem Warmwalzwerk. Weitere mögliche Eingangsdaten sind der Kaltwalzgrad oder ein Modell für Kaltwalzen, sowie Informationen zur Verfolgung von Schnitten und wenn vorhanden, Informationen, aus welchem Teil des Warmbandes bzw. Kaltbandes sich das zu glühende Band zusammensetzt. Wenn ein verzinktes Band aus einem warmgewalzten Band besteht wird hier die Angabe gemacht, wie viel vom warmgewalzten Band abgetrennt wurde. Falls ein geglühtes Band aus verschiedenen warmgewalzten Bändern besteht, wird definiert, wie sich das geglühte Band aus warmgewalzten Bändern zusammensetzt. Gegebenenfalls können weitere Prozessparameter der Anlage oder der Vorprozesse benutzt werden.

Für das Modell sind mindestens Teile des Glühzyklus nötig, um mechanische Eigenschaften auszurechnen. Zyklusstellgröße bzw. Stellgrößen kann/können beispielsweise die Glühtemperatur, die Haltezeit, die Temperatur nach jeglichen Kühlbereich, Heiz- oder Kühlraten, die Bandgeschwindigkeit, der Dressiergrad (falls ein Dressiergerüst vorgesehen ist), der Streckgrad (falls Streckrichter vorhanden sind) sowie andere Prozessparameter, die den Prozess beschreiben, sein. Für jede Stahlgüte gibt es einen Satz von Stellgrößen, der einen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften der Stahlgüte hat.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Fokus auf Abweichungen über die Bandlänge oder Abweichungen von Band zu Band gelegt werden. Werden nur Unterschiede von Band zu Band betrachtet, heißt dass, die Eingangsdaten der

Seite 7 Vorprozesse werden als konstant über die Bandlänge angenommen. Es können sich aber trotzdem Unterschiede über die Bandlänge ergeben. Gerade in diesem Fall ist der Übergang zwischen den Bändern wichtig, da der Bandanfang und das Bandende unterschiedlichen Bedingungen in der Anlage ausgesetzt sind, um den Übergang vom Vorgängerband oder zum nachfolgenden Band zu gewährleisten.

Als Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt es ein Modell, das anhand der oben beschriebenen möglichen Eingangsdaten die mechanischen Eigenschaften am Ende der Glühlinie bestimmt. Bei dem Modell kann es sich um ein Regressionsmodell, ein metallurgisches Modell oder weitere Arten von Modellen handeln. Bei den Vorprozessen basieren die Eingangswerte auf den berechneten oder gemessenen Werten des schon verarbeiteten Bandes. Bei Daten aus der Glühlinie sind es Ist- oder Soll Werte je nachdem, ob das Band die Stelle, an der der jeweilige Wert gemessen wird, passiert hat oder nicht.

Als weiteren Teil des Verfahrens gibt es eine Ofensteuerung für den Glühofen. Diese gibt ein erweitertes Temperaturprofil für den Glühofen und die Bandgeschwindigkeit vor. Dies kann in Form von Temperaturwerten über die Zeit und den Ort geschehen oder für Abschnitte in der Zeit und dem Ort als Heiz- oder Kühlrate. Gemäß Stand der Technik wird in der Ofensteuerung der beste Verlauf für das erweiterte Temperaturprofil und/oder die Bandgeschwindigkeit gewählt, sodass die Bandtemperaturen an den jeweiligen Stellen innerhalb gewisser Grenzen sind. Für die Ofensteuerung des neuen Verfahrens ist neben der Temperatur auch die vorhergesagte mechanische Eigenschaft oder mehrere mechanische Eigenschaften, d.h. zum Beispiel Zugfestigkeit und die Streckgrenze Teil der Optimierung. Dabei richtet sich die Optimierung nach Stahlgüte in einem Fall nur nach den mechanischen Eigenschaften oder im anderen Fall nach einer Kombination aus Abweichungen der mechanischen Eigenschaften und der Temperaturabweichungen. Es kann ferner auch vorgegeben werden, dass ein

Seite 8 gewisser Bereich um die Schweißnaht nicht innerhalb der gewünschten Qualität sein muss. Dieser Bereich kann dann beispielsweise genutzt werden um die Stellgröße wieder auf einen Wert vom Anfang Bandes anzupassen.

Als weiterer Teil des Verfahrens wird, wenn sinnvoll für die Stahlgüte, auf das Dressiergerüst und/oder den Streckrichter eingegriffen. Um die berechnete mechanische Eigenschaft am Ende der Glühe endgültig einzustellen, wird für die Bandteile, die den Glühofen verlassen haben, aber noch nicht im Dressiergerüst sind, zum Beispiel der Dressiergrad bestimmt, mit dem die mechanische Eigenschaft über die Bandlänge homogen wird. Hierbei werden Minimal- und Maximalwerte berücksichtigt.

Bei gewissen Dualphasenstählen ist die Temperatur nach Slow Cooling eine geeignete Stellgröße um die Festigkeit zu beeinflussen. Die neue Ofensteuerung kann im ersten Schritt die bestehenden Mittel zur Bestimmung des Temperaturverlaufs nutzen, dann wird der Verlauf für die Zugfestigkeit bestimmt. Nun wird der Verlauf der Temperatur nach Slow Cooling so angepasst, dass die sich dann ergebende Zugfestigkeit über das Band möglichst konstant ist. Wenn die Zugfestigkeit sich über das Band nicht zu schnell ändert und die Zugfestigkeit sich bei Erhöhung der Temperatur nach Slow Cooling auch immer erhöht, bzw. bei Reduzierung der Temperatur auch reduziert, kann der vorher bestimmte Verlauf korrigiert werden. Wenn die Zugfestigkeit über die Zeit und die möglichen Einstellungen für die Temperatur nach Slow Cooling aufgetragen wird, ergibt sich eine Fläche. Der Schnitt dieser Fläche mit der Ebene, die durch den Anfangswert der Zugfestigkeit geht, ergibt die Werte für die Temperatur nach Slow Cooling, die verwendet werden müssen, um die mechanischen Eigenschaften konstant zu halten.

Seite 9 Bei gewissen Stahlsorten kann sich folgender Verlauf der mechanischen Eigenschaften nach der Glühe über die Bandlänge, bei einem stabilen Betrieb des Glühofens, ergeben, wobei dies aufgrund von Verhalten im Warmwalzwerk geschehen kann. Hierbei kann es sein das aufeinanderfolgende Coils die gleiche Richtung des Verlaufs haben oder die entgegengesetzte Richtung des Verlaufs. Typisch ist, dass aufeinanderfolgende Coils ähnliche Prozessrouten haben und dadurch der Verlauf in die gleiche Richtung geht. Dieses Verhalten kann auch bewusst umgekehrt werden, in dem ein Band umgewickelt wird. Ist dies der Fall, so wird das beste Verhalten des Reglers erreicht.

Wird als wesentliche Stellgröße zum Beispiel die Bandtemperatur nach Slow Cooling gewählt, wird der Verlauf vorgegeben um eine Kompensation der mechanischen Eigenschaften zu erreichen.

Da die Änderung der Bandtemperatur nicht beliebig schnell erfolgen kann, gibt es einen Bereich ab der Schweißnaht zwischen den Coils, bei dem die Kompensation nicht funktioniert.

Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass für den Fall der Temperaturübergänge der Übergang so gestaltet wird, dass der Bereich für den eine völlige Kompensation nicht möglich ist und an der günstigsten Stelle erfolgt. Dies kann genau um die Schweißnaht sein, damit der Bereich dann abgeschnitten wird oder auch völlig in dem ersten oder zweiten Coil liegt, da die Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften für das andere Coil geringer sind als für das eine Coil.

Als mögliche Eingangsgröße für Eingangsdaten können auch Messungen für die Werkstoffeigenschaften am Anfang bzw. im Ofen benutzt werden.

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