SEILINGER, Alois (Griesmayrstraße 16a, Linz, A-4040, AT)
LINZER, Bernd (Ramsauerstraße 52, Linz, A-4020, AT)
GRÜSS, Ansgar (Postfach 1723, Erlangen, 91007, DE)
SEILINGER, Alois (Griesmayrstraße 16a, Linz, A-4040, AT)
LINZER, Bernd (Ramsauerstraße 52, Linz, A-4020, AT)
| Patentansprüche 1. Verfahren zum Einstellen einer Antriebslast für eine Mehrzahl an Antrieben (20, 21, 22, 23) einer Walzstraße (2) zum Walzen von Walzgut (G), wobei die Walzstraße (2) mehrere Walzgerüste (4, 5, 6, 7) aufweist und jedem Walzgerüst (4, 5, 6, 7) wenigstens ein Antrieb (20, 21, 22, 23) zum Antreiben der von dem jeweiligen Walzgerüst (4, 5, 6, 7) umfassten Arbeitswalzen zugeordnet ist, wobei die Antriebslasten basie- rend auf einem Betrieb der Walzstraße (2) gemäß einem ersten Stichplan im Wesentlichen auf einen ersten Sollwert eingestellt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass während des Walzens die Antriebslasten in Richtung eines zweiten, auf ei- nem vom ersten Stichplan verschiedenen zweiten Stichplan basierenden Sollwerts eingestellt werden, wobei wenigstens während der Einstellung der zweiten Sollwerte eine Einlaufgeschwindigkeit (Ve) des Walzguts (G) in die Walzstraße (2) in Abhängigkeit von einer Auslaufgeschwindigkeit (Vg) des WaIz- guts (G) eines in Massenflussrichtung der Walzstraße (2) vorgeordneten Aggregats (3) eingestellt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Walzgut (G) bei Betrieb der Walzstraße (2) nach dem erstem Stichplan und bei Betrieb nach dem zweiten Stichplan auf die gleiche Auslaufdicke (Ha) gewalzt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Verfahren zeitlich nach einer während des Walzens von Walzgut (G) in der Walzstraße (2) vorgenommenen Überführung von einer ersten Auslaufdicke (Ha) der Walzstraße zu einer von der ersten verschiedenen zweiten Auslaufdicke (Ha) der Walzstraße (2) durchgeführt wird. 4. 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 die Walzstraße (2) und wenigstens ein der Walzstraße (2) in Massen- flussrichtung vorgeordnetes Aggregat (3) durch das Walzgut (G) fertigungstechnisch gekoppelt werden. 5. Steuer- und/oder Regeleinrichtung (8) für eine eine mehr- gerüstige Walzstraße (2) umfassende Walzanlage (1), mit einem maschinenlesbaren Programmcode (10), welcher Steuerbefehle aufweist, die bei dessen Ausführung die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (8) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 veranlassen. 6. Maschinenlesbarer Programmcode (10) für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (8) für eine Walzanlage (1), wobei der Programmcode Steuerbefehle aufweist, die die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (8) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 veranlassen. 7. Speichermedium (9) mit einem darauf gespeicherten maschinenlesbaren Programmcode (10) gemäß Anspruch 6. 8. Walzanlage (1) mit einer mehrgerüstigen Walzstraße (2) zum Walzen von, insbesondere metallischem, Walzgut (G) , mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung (8) nach Anspruch 5, mit einer Einrichtung zur Zuführung der Auslaufgeschwindigkeit (Va) des Walzguts (G) eines der Walzstraße (2) in Massen- flussrichtung vorgeordneten Aggregats (3) an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (8) nach Anspruch 5, wobei die Walzgerüste (4, 5, 6, 7) der Walzstraße (2) mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung (8) wirkverbunden sind. 9. Walzanlage nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die WaIz- Straße (2) als eine einem Gießaggregat (3) in Massenfluss- richtung nachgeordnete High Reduction MiIl und/oder eine Fertigstraße ausgebildet ist. 10. Walzanlage nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das vorgeordnete Aggregat (3) ein als Zweirollen-Gießmaschine (3' ) oder als Kokille ausgebildetes Gießaggregat (3) ist. |
Verfahren zum Einstellen einer Antriebslast für eine Mehrzahl an Antrieben einer Walzstraße zum Walzen von Walzgut, Steuer- und/oder Regeleinrichtung, Speichermedium, Programmcode und Walzanlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen von Antriebslasten für eine Mehrzahl an Antrieben einer Walzstraße zum Walzen von Walzgut, wobei die Walzstraße mehrere Walzgerüste aufweist und jedem Walzgerüst wenigstens ein Antrieb zum Antreiben der von dem jeweiligen Walzgerüst umfassten Arbeitswalzen zugeordnet ist, wobei die Antriebslasten basierend auf einem Betrieb der Walzstraße gemäß einem ersten Stichplan im Wesentlichen auf einen ersten Sollwert eingestellt werden. Ferner betrifft die Erfindung eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Walzanlage sowie eine Walzanlage. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Speichermedium sowie einen maschinenlesbaren Programmcode.
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Walzwerkstechnologie. Das Walzen von metallischen Gütern dient in der Regel zur Herstellung von Halbfertigprodukten, welche nachfolgend in der metallverarbeitende Industrie, bei- spielsweise in der Automobilindustrie, eingesetzt werden.
Eine Walzanlage muss in der Regel verschiedenste metallische Halbfertigprodukte herstellen können, welche sich beispielsweise im zu verarbeitenden Metall, in den Gefügeeigenschaften von zu verarbeitendem Stahl und den räumlichen Abmessungen, insbesondere der Dicke, unterscheiden.
Insofern ist es erforderlich, dass ein Betrieb einer Walzanlage derart umgestellt werden kann, dass beispielsweise Bän- der unterschiedlichster Eigenschaften möglichst schnell nacheinander gefertigt werden können, so dass ein hoher Anlagendurchsatz erreicht wird. Dies ist sowohl für das Warmwalzen wie auch für das Kaltwalzen erforderlich. Eine derartige Umstellung des Walzbetriebs hat insbesondere auch Auswirkungen auf die Verteilung der Antriebslasten für die Antriebe einer Walzstraße. Die Antriebslasten sind abhängig von den an den Walzgerüsten stattfindenden Dickenredukti- onen des Walzguts, der Temperatur des zu walzenden Walzguts, der Art des Walzguts, also etwa Stahl, Kupfer, usw.
Die koreanische Offenlegungsschrift KR 2003004835-A offenbart ein Verfahren zur automatischen Einstellung einer Lastvertei- lung für eine kontinuierlich walzende Walzanlage. Hierbei werden Sollwerte für die Lastverteilung vorgegeben, welche bei der Erzielung der gewünschten Auslaufdicke erreicht werden sollen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Durchführung einer Umverteilung von Antriebslasten in einer Walzstraße vorzunehmen, sowie eine entsprechende Steuer- und/oder Regeleinrichtung, einen Programmcode, ein Speichermedium und eine Walzanlage hierzu bereitzustel- len.
Der verfahrensmäßige Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, wobei während des Walzens die Antriebslasten in Richtung eines zweiten, auf einem vom ersten Stichplan verschiedenen zweiten Stichplan basierenden Sollwerts eingestellt werden, wobei wenigstens während der Einstellung der zweiten Sollwerte eine Einlaufgeschwin- digkeit des Walzguts in die Walzstraße in Abhängigkeit von einer Auslaufgeschwindigkeit des Walzguts eines in Massen- flussrichtung der Walzstraße vorgeordneten Aggregats eingestellt wird.
In der Regel ist der zweite Sollwert für die Antriebslast für den jeweiligen Antrieb vom ersten Sollwert für die Antriebs- last dieses Antriebs verschieden. Jedoch erhält ggf. ein Teil der Antriebe der Walzstraße einen zweiten Sollwert basierend auf dem zweiten Stichplan, welcher sich nicht wesentlich vom Betrag des ersten Sollwerts unterscheidet. Dies ist insbeson- dere bei Antrieben zu Walzgerüsten der Fall, welche am Beginn der Walzstraße stehen und ggf. keine Veränderung der Antriebslast erfahren sollen.
Die einzustellende Einlaufgeschwindigkeit dient als feststehende, nicht beliebig anpassbare Eingangsgröße für die Walzstraße, welche insbesondere nicht durch in Massenflussrich- tung dem ersten Walzgerüst der Walzstraße nachgeordnete Prozesse beeinflusst wird. Vielmehr ist die Einlaufgeschwindig- keit des Walzguts in die Walzstraße von einer Auslaufgeschwindigkeit des Walzguts eines oder mehrerer Aggregate abhängig, welche vorzugsweise ausschließlich der Walzstraße in Massenflussrichtung vorgeordnet sind.
Als Auslaufgeschwindigkeit wird vorzugsweise eine Ist-Auslaufgeschwindigkeit des Walzguts eines in Massenflussrichtung der Walzstraße vorgeordneten Aggregats verwendet. Alternativ kann eine Soll-Auslaufgeschwindigkeit des Walzguts eines in Massenflussrichtung der Walzstraße vorgeordneten Aggregats verwendet werden. Vorzugsweise wird die Auslaufgeschwindigkeit desjenigen Aggregats der Walzanlage verwendet, welches die geringste Zeitdynamik aufweist und daher bei Änderungen an dessen Prozess träger reagiert, als die anderen Aggregate bei bei diesen Aggregaten auftretenden Prozessänderungen. Dieses Aggregat mit der geringsten Zeitdynamik stellt in der Regel die Limitation im Hinblick auf die Änderung der Einlaufgeschwindigkeit der Walzstraße dar. Denn dieses kann ggf. relativ schnell stattfindenden Änderungen der Einlaufgeschwindigkeit der Walzstraße prozesstechnisch nicht mehr fol- gen.
Ein Aggregat ist eine ein Walzgut be- bzw. verarbeitende oder erzeugende Einrichtung in einer Walzanlage, welche mit der Walzstraße in indirektem oder direktem Wirkzusammenhang steht. Beispiele hierfür sind etwa Haspel, Ofen, Walzgerüst, Gießmaschine, Schere, Entzunderer, Kühlstrecke usw.. Bei bisherigen Verfahren zur Lastumverteilung in einer Walzstraße, ist die Einlaufgeschwindigkeit in der Regel eine variable Stellgröße, mit welcher beispielsweise auf Massen- flussschwankungen bzw. Bandzugschwankungen in der Walzstraße - verursacht durch die Umstellung des Betriebs der Walzstraße - reagiert wird. Damit können die durch die Änderung der Antriebslasten verursachten Abweichungen in Prozessgrößen, etwa dem Massenfluss, korrigiert werden.
Jedoch pflanzt sich die Änderung der Einlaufgeschwindigkeit gegebenenfalls auf die in Massenflussrichtung vorgeordneten Aggregate der Walzstraße fort. Je nach Aufbau der Walzanlage kann dies zu nicht unerheblichen Problemen bei der Prozessführung der auf den in Massenflussrichtung der Walzstraße vorgeordneten Aggregaten ablaufenden Prozesse führen. Es kann zu unerwünschten Prozessverlangsamungen, um Wartezeiten zu generieren um Walzgutkollisionen zu vermeiden, z.B. im „Batch-Betrieb", bis hin zu Prozessabbrüchen für in Massen- flussrichtung der Walzstraße vorgeordnete Aggregate kommen.
Dies kann jedoch durch die vorliegende Erfindung vermieden werden, indem die Einlaufgeschwindigkeit des Walzguts in die Walzstraße derart bestimmt, eingestellt und eingehalten wird, dass eine Anpassung einer Walzgut-Auslaufgeschwindigkeit ei- nes in Massenflussrichtung vorgeordneten Aggregats auf die
Einlaufgeschwindigkeit der Walzstraße nicht bzw. in geringerem Maße erforderlich ist. In „geringerem Maße" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Prozess des der Walzstraße in Massenflussrichtung vorgeordneten Aggregats durch die Ände- rung der Einlaufgeschwindigkeit nur derart beeinflusst wird, dass das Aggregat diese Prozessbeeinflussung verkraftet und es zu keinem Prozessabbruch bzw. Prozessfehler an diesem Aggregat kommt .
Insbesondere können die der Walzstraße in Massenflussrichtung vorgeordneten Aggregate gemäß ihrer Sollwerte betrieben werden, ohne dass eine Korrektur der Sollwerte aufgrund von in Massenflussrichtung nachgeordneten Prozessen, etwa aufgrund einer Lastumverteilung in der Walzstraße, erforderlich ist.
Mit anderen Worten können durch die Erfindung die durch die Antriebslastenumverteilung verursachten Massenflussturbulen- zen in der Walzstraße vollständig in Massenflussrichtung auskaskadiert werden. D.h. es ist nicht zwingend eine Auskaskadierung entgegen der Massenflussrichtung - wie heute üblich - erforderlich.
Jedoch ist es möglich, auch eine gemischte Auskaskadierung von Massenflussschwankungen in der Walzstraße während der Überführung in Massenflussrichtung und entgegen der Massen- flussrichtung zu verwenden. Bspw. wird die Einlaufgeschwin- digkeit des Walzguts in die Walzstraße während der Änderung der Antriebslasten derart rückwirkend auf in Massenflussrichtung vorgeordnete Prozesse geändert, dass diese der Änderung der Einlaufgeschwindigkeit in die Walzstraße regelungstechnisch noch ausreichend schnell folgen können, d.h. keine ir- reversible Prozessstörung der in den der Walzstraße in Massenflussrichtung vorgeordneten Aggregaten erfolgt. Dazu wird zusätzlich zur Auslaufgeschwindigkeit die zeitliche Dynamik des trägsten der Walzstraße in Massenflussrichtung vorgeordneten Aggregats berücksichtigt, d.h. wie schnell und in wel- ehern Umfang dieses Aggregat auf Änderungen des Prozesses reagieren kann, ohne dass irreversible Prozessstörungen auftreten .
Darüber hinausgehende erforderliche Korrekturen des Massen- flusses werden dann in Massenflussrichtung auskaskadiert.
Dies hat den Vorteil, dass Stellglieder bei der Antriebslastenumverteilung in den hinteren Walzgerüsten bei einer gemischten Vorwärts- und Rückwärtsauskaskadierung von Prozessstörungen in der Walzstraße weniger stark beansprucht werden, da durch die verringerte Einlaufgeschwindigkeit des Walzguts in die Walzstraße auch die Walzgeschwindigkeit des Walzguts an den hinteren Walzgerüsten der Walzstraße sinkt. Insbeson- dere für Anstellwege als auch für die Beschleungigungen an den einzelnen Walzgerüsten kann dies bedeutend sein.
Die vorliegende Erfindung ist sowohl für das Warmwalzen als auch für das Kaltwalzen von Metallbändern anwendbar.
Insbesondere ist es vorteilhaft, bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Automatic Gauge Control (AGC) zeitweise für ein jeweiliges Walzgerüst der Walzstraße auszu- schalten, um fehlerhafte Regeleingriffe bei der Umverteilung der Antriebslasten des Walzguts zu vermeiden.
Von Vorteil ist ebenfalls, dass die Einlaufgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einer Auslaufgeschwindigkeit des Walzguts eines in Massenflussrichtung der Walzstraße vorgeordneten Aggregats im Wesentlichen konstant eingestellt wird. Insbesondere für langsam veränderliche, der Walzstraße vorgeordnete Prozesse können hiermit besonders einfach erfindungsgemäße Vorteile erzielt werden. Dies ist insbesondere von Vorteil bei Gießwalzverbundanlagen, da die Gießgeschwindigkeit in der Regel konstant ist und das Gießaggregat in der Regel das Aggregat mit der geringsten zeitlichen Dynamik ist. Insbesondere ist dies ferner vorteilhaft bei Walzanlagen, deren Aggregate fertigungstechnisch durch das Walzgut miteinander gekop- pelt sind, d.h. das Walzgut bspw. von einem Gießaggregat bis zu einem ein Warmband aufhaspelnden Haspel einteilig ausgebildet ist.
Insbesondere erlaubt es die Erfindung, einen konstanten Mas- senfluss eingangsseitig in die Walzanlage sicherzustellen. Dies führt zur entsprechender Planungssicherheit und einem reibungsloseren Ablauf der Prozesse, welche der Walzstraße in Massenflussrichtung vorgeordnet sind.
Ein Stichplan gibt in der Regel die Dickenreduktionen und Umfangsgeschwindigkeiten der Arbeitswalzen für die jeweiligen Walzgerüste der Arbeitswalzen wieder. Wird die Dickenabnahme für ein Walzgerüst umgestellt, so wird zwangsläufig der ge- samte Stichplan der Walzstraße geändert. Entweder ist die Änderung der Dickenabnahme an einem Walzgerüst durch diesem nachfolgende Walzgerüste zu berücksichtigen, um eine konstante Auslaufdicke aus der Walzstraße bereitzustellen, oder es erfolgt durch die Änderung des Stichplans eine gezielt Änderung der Auslaufdicke aus der Walzstraße. In beiden Fällen wirkt sich dies direkt auf die Antriebslasten der den jeweiligen Walzgerüsten zugeordneten Antriebe aus.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das
Walzgut bei Betrieb der Walzstraße gemäß erstem Stichplan und bei Betrieb gemäß zweitem Stichplan auf die gleiche Auslaufdicke gewalzt. Dies bedeutet, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bei laufendem Walzprozess die Auslaufdicke des Walzguts aus der Walzstraße beibehalten wird, und gleichzeitig die Lastverteilung der Antriebe für die Walzgerüste der Walzstraße - ohne dass eine unerwünschte Rückwirkung auf der Walzstraße in Massenflussrichtung vorgeordnete Aggregate erfolgt - optimiert werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, dass das Verfahren zeitlich nach einer während des Walzens von Walzgut in der Walzstraße vorgenommenen Überführung von einer ersten Auslaufdicke der Walzstraße auf eine von der ersten Auslaufdicke verschiedene zweite Auslaufdicke der Walzstraße durchgeführt wird.
Unter Auslaufdicke wird die Dicke des Walzguts nach dem letzten Walzgerüst der Walzstraße verstanden, unter Einlaufdicke wird die Dicke des Walzguts vor dem ersten Walzgerüst der Walzstraße verstanden. Das Verfahren ist sowohl geeignet eine dünnere Auslaufdicke in eine dickere Auslaufdicke zu Überführung als auch umgekehrt.
Bei der Überführung des Walzguts von einer ersten Auslaufdi- cke aus der Walzstraße in eine von der ersten verschiedenen zweite Auslaufdicke aus der Walzstraße werden in der Regel Stichplanänderungen vorgenommen, welche anlagentechnische Restriktionen berücksichtigen, so etwa das Vermeiden von dauer- haften Überlasten der Antriebe. Bei der Änderung des Betriebs einer Walzstraße gemäß eines ersten Stichplans auf einen Betrieb der Walzstraße gemäß einem zweiten Stichplan während des Walzens sind die Randbedingungen aufgrund von Massen- flussstörungen in der Walzstraße anders definiert als bei einem stationären Betrieb der Walzstraße.
D.h. die Erfindung kann insbesondere vorteilhaft eingesetzt werden, wenn zunächst eine Auslaufdicke gemäß einem ersten Stichplan eingesetzt wird, anschließend eine Änderung der
Auslaufdicke der Walzstraße anhand eines zweiten Stichplans während des Walzens durchgeführt wird. Der zweite Stichplan ist derart berechnet, dass eine problemlose Überführung von der ersten Auslaufdicke auf die zweite Auslaufdicke erfolgen kann. Ist die zweite Auslaufdicke eingestellt, erfolgt vorzugsweise unmittelbar eine weitere Stichplanänderung derart, dass die Antriebslasten der Antriebe der Walzstraße für den stationären Betrieb der Walzstraße bei der Auslaufdicke gemäß zweitem Stichplan optimiert werden. Hierzu wird der zweite Stichplan in einen dritten Stichplan überführt. In diesem Beispiel entspricht der zweite Stichplan dem im Anspruch 3 erwähnten ersten Stichplan und der dritte Stichplan den im Anspruch 3 erwähnten zweiten Stichplan.
Insbesondere die Kombination der Verfahren „Änderung der Auslaufdicke aus der Walzstraße während des Walzens" mit anschließender „Stichplanoptimierung im Hinblick auf die Antriebslasten während des Walzens bei konstanter Auslaufdicke" erhöht die Betriebssicherheit der Anlage und wirkt sich posi- tiv auf die Lebensdauer der Antriebe aus.
Besonders vorteilhaft ist das Verfahren anwendbar, sofern die Walzstraße und wenigstens ein der Walzstraße in Massenfluss- richtung vorgeordnetes Aggregat durch das Walzgut fertigungs- technisch gekoppelt werden. Hierbei ist die Rückwirkung bei einer Änderung der Einlaufgeschwindigkeit aufgrund der Lastumverteilung der Antriebe in die Walzstraße besonders drastisch. Durch das Walzgut wird die Änderung der Einlaufge- schwindigkeit direkt auf das der Walzstraße in Massenfluss- richtung vorgeordnete Aggregat übertragen und damit der auf diesem Aggregat ablaufende Prozess gestört.
Insbesondere, wenn das in Massenflussrichtung vorgeordnete Aggregat das Gießaggregat ist, kann eine zu große bzw. zu schnelle Änderung der Einlaufgeschwindigkeit in die Walzstraße zu Störungen des Gießprozesses bis hin zum Gießabbruch führen. Somit ist die vorliegende Erfindung besonders vor- teilhaft für eine Gießwalzverbundanlage anwendbar, welche vorzugsweise in einem „endless"-Betrieb, d.h. es wird kontinuierlich gegossen und gewalzt, betrieben werden.
Der vorrichtungsmäßige Teil der Aufgabe wird gelöst durch ei- ne Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine eine mehrge- rüstige Walzstraße umfassende Walzanlage, mit einem maschinenlesbaren Programmcode, welcher Steuerbefehle aufweist, die bei dessen Ausführung die Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 veranlassen.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch maschinenlesbaren Programmcode für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Walzanlage, wobei der Programmcode Steuerbefehle aufweist, die die Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 veranlassen.
Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch ein Speichermedium mit einem darauf gespeicherten maschinenlesbaren Pro- grammcode gemäß Anspruch 6.
Schließlich wird die Aufgabe auch gelöst durch eine Walzanlage mit einer mehrgerüstigen Walzstraße zum Walzen von metallischem Walzgut, mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung nach Anspruch 5, mit einer Einrichtung zur Zuführung der Auslaufgeschwindigkeit des Walzguts eines der Walzstraße in Massenflussrichtung vorgeordneten Aggregats an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung nach Anspruch 5, wobei die Walzge- rüste der Walzstraße mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung wirkverbunden sind. Unter Walzanlage wird dabei jede Anlage verstanden, welche eine Walzstraße, vorzugsweise zur Verarbeitung von metallischem Walzgut, umfasst, insbesondere auch Gießwalzverbundanlagen .
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Walzanlage ist die Walzstraße eine einem Gießaggregat in Massenfluss- richtung nachgeordnete High-Reduction-Mill und/oder eine Fer- tigstraße. Eine High-Reduction-Mill ist eine im vorliegenden Fall aus mehreren Gerüsten bestehende Walzstraße, welche das Walzgut mit einer starken Dickenabnahme walzt, während dies noch sehr heiß ist. Es kann dabei unterschieden werden zwischen Liquid Core Reduction und Soft Core Reduction. In der Regel kommt die Liquid Core Reduction in einer High- Reduction-Mill nicht zur Anwendung, jedoch durchaus die Soft Core Reduction des Walzguts. Bei der Soft Core Reduction ist der Walzgutkern bereits fest, aber aufgrund der hohen Temperatur von bspw. 1200 0 C bis 1300 0 C noch sehr weich. Würde das Walzgut in der High Reduction MiIl noch einen flüssigen Kern aufweisen, so wären durch die hohen Kräfte in der High Reduction MiIl erhebliche Prozessstörungen zu erwarten. Durch die High Reduction MiIl können bei der Soft Core Reduction mit vergleichsweise geringen Walzkräften große Dickenabnahmen des Walzguts erzielt werden. Für eine derartige mehrgerüstige
High-Reduction-Mill kann das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft angewendet werden. Darüber hinaus kann die Walzstraße alternativ oder zusätzlich als mehrgerüstige Fertigstraße ausgebildet werden, welche Walzgut auf gewünschte Endabmes- sungen walzt.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend anhand der nachfolgenden schematischen dargstellten Zeichnungen genauer erläutert wird. Es zeigen:
FIG 1 eine schematische Darstellung einer kokillenbetriebenen Gießwalzverbundanlage, FIG 2 eine schematische Ansicht einer Walzstraße mit vier Walzgerüsten, welche gemäß einem ersten Stichplan betrieben wird,
FIG 3 eine schematische Darstellung der Walzstraße aus
FIG 2, welche gemäß einem zweiten Stichplan betrieben wird,
FIG 4 eine schematische Darstellung einer Gießwalzver- bundanlage, welche eine Zweirollengießmaschine um- fasst .
FIG 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Gießwalzver- bundanlage 1. Diese umfasst eine schematisch dargestellte Walzstraße 2, welche eine Mehrzahl an Walzgerüsten umfasst.
Das Verfahren kann für beliebige mehrgerüstige, insbesondere dreigerüstige viergerüste, fünfgerüstige, sechsgerüstige und siebengerüstige Walzstraßen verwendet werden und ist insbe- sondere auch nicht auf Gießwalzverbundanlagen beschränkt.
Ferner zeigt FIG 1 ein Gießaggregat 3, hier als Kokille ausgebildet, welches mit einer Gießgeschwindigkeit Vg Walzgut G vergießt, welches anschließend in der Walzstraße 2 gewalzt wird. Dies Walzgut G wird kontinuierlich verarbeitet, d.h. es findet kein Schneiden von Brammen oder ähnlichem statt. Über das Walzgut G sind die das Walzgut G beeinflussenden Teile bzw. Aggregate der Walzanlage 1 miteinander fertigungstechnisch gekoppelt. D.h. diese sind nicht mehr voneinander unab- hängig betreibbar, sondern sind in der Regel mit Rücksicht auf die in Massenflussrichtung vorgeordneten und nachgeordne- ten Aggregate der Walzanlage 1 zu betreiben, insbesondere im Hinblick auf diejenigen Aggregate mit der geringsten zeitlichen Dynamik bzw. mit der größten Reaktionsträgheit bei Pro- zessänderungen .
Das Gießaggregat 3 sowie die Walzstraße 2, gegebenenfalls darüber hinaus weitere, in FIG 1 nicht dargestellte Aggregate der Gießwalzverbundanlage 1, sind mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung 8 wirkverbunden.
Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 8 ist zur Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ertüchtigt. Hierzu wird der Steuer- und/oder Regeleinrichtung maschinenlesbarer Programmcode 10 beispielsweise auf einem Speichermedium 9 zugeführt. Der Programmcode 10 umfasst Steuerbefehle, welche bei deren Ausführung die Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Durchführung der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens veranlassen. Vorzugsweise ist der Programmcode auf der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 8 speicherprogrammiert hinterlegt, so dass dieser ohne weiteres abrufbar ist.
Insbesondere ist der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 8 ein Maß für die Auslaufgeschwindigkeit des Walzguts G aus einem der Walzstraße in Massenflussrichtung vorgeordneten Aggregat, bspw. dem Gießaggregat 3, zuführbar. Im vorliegenden Beispiel ist das Maß für die Auslaufgeschwindigkeit die Gießgeschwindigkeit Vg.
FIG 1 zeigt eine schematisch dargstellte Walzstraße 2 in Betrieb, wobei das vom Gießaggregat 3 mit der Gießgeschwindig- keit Vg gegossene Walzgut G von einer Einlaufdicke He auf einer Auslaufdicke Ha gewalzt wird. Dabei weist das Walzgut G eine Einlaufgeschwindigkeit Ve in die Walzstraße 2 auf, sowie eine Auslaufgeschwindigkeit Va aus der Walzstraße 2.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nun möglich, eine Lastumverteilung der die Walzgerüste 4, 5, 6 bzw. 7, siehe FIG 2 bzw. FIG 3, der Walzstraße 2 antreibenden Antriebe 20, 21, 22 bzw. 23, siehe FIG 2 bzw. FIG 3, derart während des Walzens von Walzgut G vorzunehmen, dass die Einlaufge- schwindigkeit Ve und die Auslaufgeschwindigkeit Ve konstant bleibt, ohne dass dabei Walzgutausschuss, verursacht durch die Umverteilung der Antriebslasten, erzeugt wird. Wird eine Betrieb einer Walzstraße 2 von einer ersten Auslaufdicke Ha auf eine zweite von der ersten Auslaufdicke unterschiedliche Auslaufdicke Ha umgestellt, so wird die Lastverteilung der Antriebe derart optimiert, dass die Überfüh- rung des Walzbetriebs von der ersten Walzstraßenauslaufdicke Ha auf eine von der ersten verschiedene zweite Walzstraßenauslaufdicke Ha möglichst problemlos erfolgt.
Jedoch sind für diese Fall die Antriebslasten der Antriebe 20, 21, 22 bzw. 23 der Walzstraße 2 nicht auf einen stationären Betrieb der Walzstraße für die neue zweite Walzstraßen- auslaufdicke optimiert, sondern auf die möglichst problemlose Änderung der Auslaufdicke Ha aus der Walzstraße 2.
Die Lastverteilung der Antriebe der Walzstraße 2 ist für einen stationären Betrieb der Walzstraße 2 nach einem kurz zuvor durchgeführten fliegenden Wechsel der Auslaufdicke zunächst nicht optimal. Daher ist es vorteilhaft, die Antriebslasten der Antriebe der Walzstraße 2 nach Abschluss der Um- Stellung der Auslaufdicke Ha aus der Walzstraße 2 derart umzuverteilen, dass eine geringe Wahrscheinlichkeit für Überlasten oder andere Restriktionen besteht, wobei gleichermaßen die gewünschte Auslaufdicke erreicht wird, und daher der stationäre Betrieb der Walzstraße 2 optimiert wird.
Hierzu wird zunächst ein neuer optimierter Stichplan für den stationären Betrieb der Walzstraße 2 ermittelt. Stichplanberechnungen sind grundsätzlich bekannt, bspw. aus DE 37 21 744 Al oder aus DE 44 21 005 B4. Der neue Stichplan wird nachfol- gend als zweiter Stichplan bezeichnet. Derjenige Stichplan, gemäß welchem die Walzstraße 2 direkt nach der fliegenden Änderung der Auslaufdicke Ha betrieben wird, um die neue Auslaufdicke Ha zu erzeugen, wird nachfolgend als erster Stichplan bezeichnet.
Verbunden mit der Bestimmung des zweiten Stichplans ist eine Ermittlung der Sollwerte der Antriebslasten für die Antriebe 20, 21, 22, bzw. 23 der Arbeitswalzen der Walzgerüste 4, 5, 6 bzw. 7. Der zweite Stichplan wird derart bestimmt, dass die gewünschte Auslaufdicke Ha erreicht wird und gleichzeitig die Antriebslasten der Antriebe 20, 21, 22 bzw. 23der Walzstraße 2 optimiert werden, d.h. insbesondere mit möglichst großem Abstand von kritischen Grenzwerten betrieben werden.
Im vorliegenden Fall bleibt die Auslaufdicke Ha der Walzstraße 2 beim Betrieb gemäß erstem Stichplan und beim Betrieb gemäß zweitem Stichplan konstant, d.h. unmittelbar vor, während und nach der Umverteilung der Antriebslasten der Antrieb 20, 21, 22 bzw. 23 der Walzstraße 2 wird die gleiche Auslaufdicke aus der Walzstraße 2 gewalzt.
Erfindungsgemäß wird bei der Einstellung der Antriebslast der Antriebe 20, 21, 22 bzw. 23 die Einlaufgeschwindigkeit Ve des Walzguts G in die Walzstraße 2 in Abhängigkeit von einer Auslaufgeschwindigkeit Vg des Walzguts G eines in Massenfluss- richtung der Walzstraße 2 vorgeordneten Aggregats 3 eingestellt. Dadurch wird sichergestellt, dass während der Umstel- lung der Antriebslasten der Antriebe 20, 21, 22 bzw. 23 der Walzstraße 2 die Prozesse der der Walzstraße 2 in Massen- flussrichtung vorgeordneten Aggregate, bspw. dem Gießaggregat 3, nicht gestört werden.
Vorzugsweise wird die Einlaufgeschwindigkeit Ve in die Walzstraße 2 während der Umverteilung der Antriebslasten der Antriebe 20, 21, 22 bzw. 23 in der Walzstraße 2 konstant gehalten. In der Regel ist der Massenfluss durch die Gießwalzver- bundanlage 1 konstant, da die Gießgeschwindigkeit Vg des Gießaggregats 3 in der Regel versucht wird, konstant zu halten. Aus diesem Grund ist eine derartige Ausgestaltung der Lösung technisch einfach.
Um diesen Vorteil zu nutzen, ist es besonders vorteilhaft auch die Einlaufgeschwindigkeit Ve des Walzguts G in die
Walzstraße 2 auf einen konstanten Wert einzustellen, dessen Betrag in Abhängigkeit von der Gießgeschwindigkeit Vg des Gießaggregats 3 ermittelt wird. Dadurch wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass die der Walzstraße 2 in Massenflussrichtung vorgeordneten Prozesse nicht gestört werden.
Bei der Umverteilung der Antriebslasten für die Antriebe 20, 21, 22 bzw. 23 der Walzstraße 2 kommt es in der Regel auch zu einer Umverteilung der Dickenabnahme an den jeweiligen Walzgerüsten 4, 5, 6 bzw. 7der Walzstraße 2.
Damit verbunden ist in der Regel ein Dickenkeil, welcher durch eine Änderung der Auslaufdicke Hl, H2, H3 - siehe FIG 2 und 3, während des Walzens zustande kommt.
Es wird daher vor der Durchführung der Umverteilung der Antriebslasten der Antrieb 20, 21, 22 bzw. 23 ein Umvertei- lungsabschnitt des Walzguts G ermittelt, bei dessen Walzung im jeweiligen Walzgerüst 4, 5, 6 bzw. 7 die Umverteilung der Antriebslasten der jeweiligen Antriebe 20, 21, 22 bzw. 23 der Walzstraße 2 erfolgt. Die Antriebslasten werden während des Walzens des Umverteilungsabschnitts jeweils von ihrem Istwert in Richtung ihres neuen Sollwerts gemäß zweitem
Stichplan geändert. Dies geschieht vorzugsweise sobald der Umverteilungsabschnitt in das jeweilige Walzgerüst 4, 5, 6 bzw. 7 einläuft. Die entsprechenden Sollwerte der Antriebslasten sind beim Auslaufen des Umverteilungsabschnitts aus dem jeweiligen Walzgerüst 4, 5, 6 bzw. 7 erreicht.
Der Umverteilungsabschnitt weist während des gesamten An- triebslastumverteilungsprozesses der Antriebe 20, 21, 22 bzw. 23 der Walzstraße 2 vorzugsweise eine Länge auf, welche nicht größer ist, als der Abstand zweiter Walzgerüste der Walzstraße 2 voneinander. Dadurch wird die Umverteilung der Antriebslasten besonders einfach möglich, da der während der Umverteilung vorliegende Dickenkeil des Walzguts G nicht gleichzeitig in zwei Walzgerüsten 4, 5, 6 bzw. 7 gewalzt wird.
Die Auslaufdicke Ha bleibt während der gesamten Umverteilung der Lasten der Antriebe 20, 21, 22 bzw. 23 konstant. D.h. die durch die Umverteilung der Antriebslasten verursachten Mas- senflussstörungen werden durch wenigstens ein nachfolgendes Walzgerüst 4, 5 bzw. 7 derart kompensiert, dass die gewünschte Auslaufdicke Ha beibehalten wird.
FIG 2 und FIG 3 zeigen dieselbe Walzstraße 2, aufweisend die Walzgerüste 4, 5, 6 bzw. 7, welchen die Antriebe 20, 21, 22 bzw. 23 zugeordnet sind.
Die Antriebe 20, 21, 22 bzw. 23 dienen zum Antrieb der nicht näher bezeichneten Arbeitswalzen der Walzgerüste 4, 5, 6 bzw. 7 der Walzstraße 2. Die Antriebe 20, 21, 22 bzw. 23 werden mit einer entsprechenden Antriebslast beaufschlagt, so dass eine gewünschte Dickenabnahme am jeweiligen Walzgerüst 4, 5, 6 bzw. 7 bzw. eine gewünschte Walzleistung am jeweiligen Walzgerüst 4, 5, 6 bzw. 7 erreicht wird.
In FIG 2 wird die Walzstraße 2 gemäß einem ersten Stichplan betrieben. In FIG 3 wird dieselbe Walzstraße 2 gemäß einem zweiten Stichplan betrieben. Die Auslaufdicke Ha aus der Walzstraße 2 ist in beiden Fällen gleich.
Der Betrieb der Walzstraße 2 in FIG 2 und FIG 3 unterscheidet sich lediglich dadurch, dass für die Walzgerüste 4, 5 und 6 beim Betrieb der Walzstraße 2 gemäß erstem bzw. zweitem Stichplan unterschiedliche Dickenabnahmen erfolgen.
Während das Walzgerüst 4 gemäß erstem Stichplan, d.h. gemäß FIG 2, das Walzgut G von einer Walzgutdicke He auf eine Walzgutdicke Hl walzt, walzt das gleich Walzgerüst beim Betrieb der Walzstraße 2 gemäß zweitem Stichplan das Walzgut G von einer Dicke He auf eine Dicke Hl' . Die Dicke Hl' ist im vorliegenden Fall ungleich der Dicke Hl. Die Dicke Hl' ist dabei derart gewählt, dass die Antriebslast der dem Walzgerüst 4 zugeordneten Antriebe 20 verbessert ist verglichen mit dem Betrieb gemäß erstem Stichplan.
Analog geschieht dies am Walzgerüst 5, welches gemäß erstem Stichplan, d.h. gemäß FIG 2, das Walzgut von einer Walzgutdi- cke Hl auf eine Walzgutdicke H2 walzt. Gemäß zweitem Stichplan walzt das gleiche Walzgerüst 5 ausgehend von einer ein- laufseitigen Walzgutdicke Hl' eine Auslaufdicke H2' am zweiten Walzgerüst 5. Auch hier ist die Dicke H2' derart be- stimmt, dass die Antriebslast der dem Walzgerüst 4 zugeordneten Antriebe 20 verbessert ist verglichen mit dem Betrieb gemäß erstem Stichplan.
Ebenfalls erfolgt dies am Walzgerüst 6, welches gemäß erstem Stichplan, d.h. gemäß FIG 2, das Walzgut von einer Walzgutdicke H2 auf eine Walzgutdicke H3 walzt. Gemäß zweitem Stichplan walzt das gleiche Walzgerüst 6 ausgehend von einer ein- laufseitigen Walzgutdicke H2' eine Auslaufdicke H3' am dritten Walzgerüst 6 der Walzstraße 2.
Als Optimierungskriterium für die Antriebslasten der Antriebe der Walzstraße 2 kann bspw. die Summe der Abstände der Antriebe der Walzstraße von kritischen Grenzwerten minimiert werden, wobei ein entsprechende Auslaufdicke Ha aus der WaIz- Straße 2 erreicht wird.
Es muss nicht notwendigerweise an jedem Walzgerüst eine Umverteilung der Antriebslast und damit einhergehend eine Änderung der Dickenabnahme erfolgen. Die Umverteilung der An- triebslasten kann auch nur für einen Teil der Walzgerüste bzw. der den Walzgerüsten zugeordneten Antriebe erfolgen.
Die einzelnen Walzgerüste werden sukzessive gemäß dem zweiten Stichplan umgestellt, nämlich jeweils bei Durchlaufen des Um- Verteilungsabschnitts durch das jeweilige Walzgerüst.
In FIG 3 ist die Dickenabnahme an den Walzgerüsten derart eingestellt, dass die Auslaufdicke Ha erreicht wird und gleichzeitig der Abstand der Sollwerte der Antriebslasten der einzelnen Antriebe von nicht zu über- bzw. unterschreitenden Grenzwerten im stationären Betrieb maximal wird. FIG 4 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Umsetzung der Erfindung für eine Gießwalzanlage 1 umfassend eine Zweirollen- Gießmaschine 3' , wobei das gegossene Walzgut G anschließend eine mehrgerüstige, d.h. wenigstens zweigerüstige, Walzstraße 2 durchläuft.
Mittels einer Zweirollen-Gießmaschine 3' wird in der Regel Walzgut G in einem Endlos-Betrieb produziert. Vorteilhaft bei diesem Anlagentyp ist, dass dieser nochmals kompakter ist, als eine endlos arbeitende Anlage, welche mittels Kokille gießt. Ferner ist der Energie- und Ressourcenverbrauch nochmals reduziert.
Die Kompaktheit und der verringerte Einsatz von Ressourcen resultiert daraus, dass mittels einer Zweirollengießmaschine 3' noch näher an den Endabmessungen des gewünschten Endprodukts vergossen werden kann. D.h. das aus der Zweirollengießmaschine G' austretende Walzgut ist i. d. R. bereits deutlich dünner, als das aus einer Kokille, vgl. FIG 1, austretende Walzgut G. Dadurch kann z.B. eine Vorstraße oder High Reduc- tion MiIl entfallen, welche in der Regel einer kokillenbetriebenen Gießmaschine nachgeordnet ist. Diese dient dafür, dass aus der Kokille vergossene Walzgut für die Fertigwalzung vorzubereiten. Im Falle einer Zweirollengießmaschine bedarf es einer solchen umformenden Vorbereitung hingegen regelmäßig nicht, sondern nur noch einer Fertigwalzung des Walzguts G in der Walzstraße 2.
Auch in diesem Fall kann es gewünscht sein, eine Lastumver- teilung für die in FIG 4 nicht dargstellten Walzgerüste der Walzstraße im laufenden Betrieb vorzunehmen.
Um dies zu realisieren, gelten die Ausführungen zu FIG 1 bis 3 analog für eine eine Zweirollengießmaschine 6' umfassende Walzanlage 1.