Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Lage eines eine Walzstraße durchlaufenden Metallbands, Steuer- und/oder Re- geleinrichtung und Walzstraße

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Lage eines eine Walzstraße durchlaufenden Metallbands, wobei die Lage des Metallbands relativ zu einem von der Walzstraße umfassten, zum Transport des Bands vorgesehenen Transportbereich erfasst wird, wobei das Metallband mittels einer Arbeitswalze während des Durchlaufens der Walzstraße beeinflusst wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Walzstraße sowie eine Walzstraße mit wenigstens einem Walzgerüst, wobei das wenigstens eine Walzgerüst ein Paar Arbeitswalzen umfasst, mit einer Einrichtung zum Schmieren der Arbeitswalzen, mit einer Einrichtung zur Erfassung einer Lage des Bandes relativ zu einem von der Walzstraße umfassten Transportbereich für das Metallband.

Beim Walzen von Metallband ist es für eine hochwertige

Prozessierung erforderlich, dass das Band möglichst mittig durch eine Walzstraße läuft. Gewisse Abweichungen von einer mittigen Lage in der Walzstraße können verkraftet werden. Es werden jedoch in der Regel Anstrengungen unternommen, um eine möglichst mittige Bandlage eines Metallbands beim Durchlaufen einer Walzstraße sicherzustellen. Hierzu ist beispielsweise aus der Patentschrift DE 31 16 278 C2 bekannt, die Lage eines Bandes beim Walzen, insbesondere bei Fertigstraßen von Warmbreitbandwalzwerken, zu steuern. Dazu wird die Bandlage mittels Bandkantengebern erfasst und die Bandlage durch starre Seitenführungen in Kombination mit einer Balkenbiegung beeinflusst. Nachteilig hierbei ist, dass zusätzliche mechanische Einrichtungen erforderlich sind, um eine Bandlagenkorrektur zu erreichen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel bereitzustellen, mittels derer eine Bandlage in einer Walzstraße möglichst unaufwendig und einfach steuerbar bzw. regelbar ist. Der verfahrensmäßige Teil der Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass zur Steuerung und/oder Regelung der Bandlagen ein Schmiermittel in Abhängigkeit von der erfassten Bandlage auf die Arbeitswalze aufgebracht wird. Zur Einstellung der Rei- bungsverhältnisse im Walzspalt ist in der Regel ohnehin stets eine Schmiereinrichtung zum Schmieren der Arbeitswalzen vorhanden. Durch gezielte Einstellung der Reibungswerte in Längsrichtung der Arbeitswalzen, d.h. in Breitenrichtung des Metallbands, können im Walzspalt unterschiedliche Geschwin- digkeiten des Metallbands realisiert werden. Dadurch kann ein gezieltes Verlaufen des Bandes in eine gewünschte Richtung realisiert werden, d.h. eine Bandlage eingestellt werden. Diese Lösung ist unaufwendig und bedarf keiner zusätzlichen mechanischen Komponenten, wie etwa Seitenführungen und/oder zusätzliche Biegerollen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann für den gesamten Walzprozess eingesetzt werden, d.h. beim Einfädeln, beim Walzen sowie beim Ausfädeln des Metallbands.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfin- düng wird das Schmiermittel derart auf die Arbeitswalze aufgebracht, dass die Bandmitte des Metallbands einer Transportmittenachse des Transportbereichs angenähert wird. Die Transportmittenachse ist in der Regel die Symmetrieachse der Walzstraße in Transportrichtung des Metallbands . Es kann also durch das Aufbringen von Schmiermittel die Bandlage derart korrigierend beeinflusst werden, dass das Metallband für einen Walzprozess möglichst optimal positioniert ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Schmiermittel in Längsrichtung der Arbeitswalzen mit variabler Menge auf die Arbeitswalze aufgebracht. Hierdurch können in besonders einfacher Weise über die Breitenrichtung des Metallbands verschiedene Reibungsverhältnisse eingestellt werden, die ein Steuern und/oder Regeln des Bandlaufs ermöglichen .

Alternativ könnten auch für unterschiedliche Abschnitte der Arbeitswalze in Längsrichtung unterschiedliche Schmiermittel eingesetzt werden, welche wiederum unterschiedliche Reibungsverhältnisse im Walzspalt bedingen könnten. Diese könnten dann gegebenenfalls in konstanter Menge über die Arbeitswalze in Längsrichtung aufgebracht werden. Dies ist jedoch tech- nisch aufwendig und schwieriger in der Handhabung. Zudem bedarf es einer Mehrzahl an zu verwendenden Schmiermitteln.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden verschiedene Mengen an

Schmiermittel auf eine antriebseitige Hälfte der Arbeitswalze und auf eine bedienseitige Hälfte der Arbeitswalze aufgebracht. Durch diesen effektiven Unterschied in der Schmiermittelmenge für antriebsseitige Hälfte der Arbeitswalze und bedienseitige Hälfte der Arbeitswalze, kann ein effektiver Verlauf des Bandes - je nach Einstellung der Schmiermittelmenge - in Richtung Antriebseite oder Bedienseite realisiert werden .

Vorteilhaft ist es auch, dass zum Steuern und/oder Regeln der Bandlage zusätzlich ein Stelleingriff einer Einrichtung zur Beeinflussung der Bandlage, insbesondere eines Walzgerüsts, verwendet wird. Durch Kombination der verschiedenen Möglichkeiten zur Beeinflussung der Bandlage kann die Bandlage in der Walzstraße mittels verschiedener technischer Beiträge eingestellt werden. Hierdurch wird die Flexibilität des Verfahrens erhöht, da durch die kombinierte Beeinflussung der Bandlage die Grenzen der Beeinflussung der Bandlage weiter ausgedehnt werden können. Als Einrichtung zur Beeinflussung der Bandlage kann jegliche Einrichtung Verwendung finden, welche hierzu geeignet ist. Insbesondere sind hier Walzgerüste zu nennen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als zusätzlicher Stelleingriff die Schräglage und/oder die Biegung der Arbeitswalzen des Walzgerüsts verwendet. Die Verwendung der Schräglage und/oder der Biegung der Arbeitswalzen kann besonders vorteilhaft mit der Schmierung der Arbeitswalzen zur Einstellung der Bandlage kombiniert werden, da sich hierdurch ein kombinatorischer Effekt von Anstellung der Walzen, im Sinne von Schräglage und/oder Biegung, und Schmieren der Walzen ergibt. Durch Anwendung der Walzenschmierung zur Einstellung der Bandlage und zusätzlich der Schräglage und/oder Biegung der Arbeitswalzen können die Reibungsverhältnisse im Walzspalt zusätzlich variiert werden und für eine Korrektur der Bandlage eingesetzt werden. Der vorrichtungsmäßige Teil der Aufgabe wird gelöst, durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Walzstraße, mit einem maschinenlesbaren Programmcode, welcher Steuerbefehle aufweist, die bei deren Ausführung die Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 veranlassen.

Ferner wird der vorrichtungsmäßige Teil der Aufgabe gelöst durch eine gattungsgemäße Walzstraße, bei der eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung nach Anspruch 7 vorgesehen ist, wo- bei die Einrichtung zum Schmieren und die Einrichtung zur

Banderfassung und gegebenenfalls eine zusätzliche Einrichtung zur Beeinflussung der Bandlage, insbesondere ein Walzgerüst, mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung wirkverbunden sind. Das Wirkverbinden der zusätzlichen Einrichtung zur Beeinflus- sung der Bandlage mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung ist davon abhängig, ob zusätzlich ein Stelleingriff zur Einstellung der Bandlage mittels dieser zusätzlichen Einrichtung vorgesehen werden soll. Falls nicht, ist es auch nicht erforderlich diese mit der Steuereinrichtung nach Anspruch 7 der- art wirkzuverbinden, dass diese im Hinblick auf die Einstellung der Bandlage des Metallbands steuerbar und/oder regelbar ist. Übernimmt jedoch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung nach Anspruch 7 noch weitere Aufgaben, z.B. die Umsetzung des Stichplans mittels der Walzgerüste, so sind die Walzgerüste bereits aus diesen Gründen mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung wirkzuverbinden . In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen

Walzstraße umfasst die Schmiereinrichtung eine Mehrzahl an in Längsrichtung der Arbeitswalzen angeordneten Schmiersegmente, mittels derer Schmiermittel auf die Arbeitswalze aufbringbar ist, wobei die Abgabe von Schmiermittel mittels der einzelnen Schmiersegmente für jedes Schmiersegment einzeln steuerbar und/oder regelbar ist. Dadurch kann individuell in Breitenrichtung des Metallbands Schmiermittel auf die Arbeitswalze gegeben werden, und damit individuell in Breitenrichtung des Metallbands die Reibungsverhältnisse im Walzspalt bereitge- stellt werden.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch maschinenlesbaren Programmcode für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Walzstraße, wobei der Programmcode Steuerbefehle um- fasst, welche bei deren Ausführung die Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 veranlassen.

Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch ein Speichermedium mit einem darauf gespeicherten maschinenlesbaren Programmcode gemäß Anspruch 10.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem Ausführungsbeispiel, welches anhand der nachfolgenden, schematisch dargestellten Figuren genauer erläutert wird. Es zeigen:

FIG 1 eine schematische Draufsicht auf eine Walzstraße im idealen Betrieb, FIG 2 eine schematische Draufsicht auf eine Walzstraße mit einem zu korrigierenden Bandlauf, und

FIG 3 eine schematische Seitenansicht der Walzstraße. FIG 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Walzstraße 1. Dieser Ausschnitt zeigt zwei Walzgerüste Gl und G2, wobei durch die Walzgerüste Gl und G2 Metallband B

hindurchläuft und dabei gewalzt wird.

Die Walzgerüste Gl bzw. G2 umfassen jeweils ein paar Arbeitswalzen 3, wobei jeweils nur die obere Arbeitswalze 3 des jeweiligen Walzgerüsts Gl bzw. G2 in der Darstellung der FIG 1 sichtbar ist. Etwaige Stützwalzen, Walzgerüstständer, An- Stellsysteme usw. sind in FIG 1 nicht dargestellt, jedoch für die Bearbeitung des Metallbands vorhanden.

Das Metallband B wird entlang eines Transportbereichs 2 durch die Walzstraße transportiert. Die Transportbereich 2 kann beispielsweise für den Bereich des Warmwalzens einen Rollengang oder einen Schiingenheber umfassen. Die Transportbereich 2 weist eine Mittenachse M auf. Diese verläuft in der Regel mittig durch die Walzgerüste in Massenflussrichtung. Idealerweise stimmt während des Bearbeitens des Metallbands B die Mitte BM des Metallbands B in Breitenrichtung mit der Transportmittenachse M überein. Weichen die Bandmitte BM und die Transportmittenachse M an irgendeiner Stelle der Walzstraße voneinander ab, so ist die Bandlage für den Walzprozess nicht mehr optimal.

Zur Beeinflussung der Lage BM des Bandes B bzw. der Bandmitte BM relativ zur Transportmittenachse M, ist jeweils in Massen- flussrichtung vor dem jeweiligen Walzgerüst Gl und G2 eine Schmiereinrichtung 4 vorgesehen.

Diese dient dem Schmieren der Arbeitswalzen 3 mit Schmiermittel S und damit der Einstellung gewünschter Reibungsverhältnisse im Walzspalt des jeweiligen Walzgerüsts Gl bzw. G2. Erfindungsgemäß wird die Schmiereinrichtung 4 zum Steuern bzw. Regeln der Lage des Metallbandes innerhalb des Transportbereichs 2 verwendet. Gemäß FIG 1 ist die Schmiereinrichtung 4 in einer Vielzahl von Schmiersegmenten 5 unterteilt. Ein derartiges Schmiersegment 5 kann bspw. als einzelne Schmiermitteldüse oder als Gruppe von Schmiermitteldüsen ausgebildet sein.

Jedes Schmiersegment 5 kann unabhängig von den anderen

Schmiersegmenten 5 der Schmiereinrichtung 4 betrieben werden. Insbesondere kann die Menge des Schmiermittels S, welches durch dieses auf die Arbeitswalze 3 aufgebracht werden soll, individuell eingestellt werden. Dies geschieht gesteuert bzw. geregelt durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 7 mit der die Schmiereinrichtung 4, insbesondere die einzelnen Schmiersegmente 5, wirkverbunden ist bzw. sind. Mittels einer Einrichtung 6 zur Erfassung der Bandlage BM relativ zu einem gewünschten Transportbereich 2 des Bandes, beispielsweise mittels Bandkantensensoren oder mittels einer Videokamera, wird eine Bandlage BM, insbesondere eine Abweichung einer Ist-Bandlage BM von einer gewünschten SoIl- Bandlage, erfasst.

Anhand einer dieser Abweichung von Ist-Bandlage BM zur Soll- Bandlage ermittelt die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 7 Stellsignale für die Schmiereinrichtung 4, insbesondere für die Schmiersegmente 5, und beaufschlagt die Arbeitswalzen 3 derart mit Schmiermittel S, dass der Bandlauf durch die im Walzspalt wirkende Reibung derart verändert wird, dass sich die Ist-Bandlage BM einem gewünschten Soll-Bandlage für einen in Massenflussrichtung nachfolgenden Transportabschnitt auf dem Transportbereich 2 annähert.

Zusätzlich kann die Menge und/oder Verteilung des Schmiermittels S in Längsrichtung der Arbeitswalzen 3 in Abhängigkeit von der antriebsseitigen und bedienseitigen Walzkraft und/oder Anstellung sowie der Walzgeschwindigkeit mit diesem Gerüst erfolgen. Aus diesem Grund werden daher vorzugsweise diese Informationen an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 7 übermittelt, welche diese zur Steuerung der Schmiereinrich- tung 4 bzw. der Schmiersegmente 5 heranzieht, bspw. im Rahmen einer Verwendung eines Materialflussmodells zur Beschreibung des Materialflusses im Walzspalt zur Berechnung entsprechender Stellgrößen für die Schmiereinrichtung 4 bzw. der

Schmiersegmente 5.

Die Ermittlung der Schmiermittelmengen zum Steuern und/oder Regeln des Bandlaufs kann bspw. mittels eines Modells erfolgen oder aber auch anhand historischer Daten.

Vorzugsweise ist in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 7 ein Modell hinterlegt, welches die Reibungsverhältnisse in Verbindung mit den in Querrichtung wirkenden Kräften auf das Band B beschreibt. Ferner berücksichtigt das Modell den Mate- rialfluss im Walzspalt, welcher durch Keiligkeiten und Säbelbildung ebenfalls Einfluss auf den Bandlauf bzw. die Bandlage nimmt .

Damit ist es möglich, ausgehend von einer erfassten Ist- Bandlage Stellsignale für die Schmiereinrichtung 4, insbesondere für die Stellsegmente 5, derart einzustellen, dass die Bandlage gezielt hin zu einer Sollbandlage verändert wird.

Insbesondere erfolgt die Schmiermittelverteilung im Hinblick auf die Transportmittenachse vorzugsweise asymmetrisch für antriebsseitige Hälfte AH und bedienseitige Hälfte BH der Arbeitswalze 3 bzw. des Walzgerüsts Gl bzw. G2, je nachdem in welche Richtung der Bandlauf beeinflusst werden soll. Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 7 ist mittels eines maschinenlesbaren Programmcodes 9 dazu ertüchtigt, obiges Verfahren zu veranlassen. Insbesondere kann dieser maschinenlesbare Programmcode 9 mittels eines Speichermediums 8 auf der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 7 hinterlegt werden.

Zusätzlich zu den Stelleingriffen an der Schmiereinrichtung 4 kann mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 7 zusätzlich ein Stelleingriff an dem Walzgerüst Gl oder G2 vorgese- hen werden. Insbesondere kann hierzu die Schräglage der Arbeitswalzen 3 und/oder die Walzenbiegung der Arbeitswalzen genutzt werden. Kann bspw. mit der Schmiereinrichtung 4 alleine kein ausreichend mittiger konstanter Bandlauf herge- stellt werden, so können diese zusätzlichen Stellglieder unterstützend eingreifen.

Ferner wird mittels eines Walzmodells 10 sichergestellt, dass der gewünschte Stichplan trotz der veränderten Reibungsver- hältnisse im Walzspalt zur Korrektur des Bandlaufs des Metallbands B eingehalten werden kann.

In FIG 1 ist keine asymmetrische Schmierung der Walzen erforderlich, da das Band eine Soll-Bandlage in der Walzstraße 1 einnimmt .

In FIG 2 hingegen ist ein Bandverlauf gezeigt, der in dieser Art und Weise unerwünscht ist. In diesem Fall liegt die Bandmitte BM des Bandes B nicht auf der Transportmittenachse M.

Vielmehr ändert sich die Relativlage der Bandmitte BM von der Transportmittenachse M zwischen den beiden Walzgerüsten Gl und G2 kontinuierlich. Dies kann zu Problemen führen, beispielsweise durch Kollision des Metallbands mit Seitenführun- gen, welche zumindest abschnittsweise längs des Transportbereichs 2 ggf. vorgesehen sind. Darüber hinaus führt ein derartiges variables Auswandern des Bandes zu nicht unerheblichen Problemen beim Einfädeln, Walzen und Ausfädeln des Metallbands .

Mittels des oben beschriebenen Verfahrens, d.h. durch gezielten Einsatz der Schmiereinrichtungen 4, welche dem jeweiligen Walzgerüst Gl und G2 vorgeordnet sind, kann eine derartige Bandlage in eine Soll-Bandlage überführt werden, bei der die Bandmitte BM und die Transportmittenachse M im Wesentlichen übereinstimmen. Dadurch treten dann beispielsweise in dem Walzgerüst G2 nachgeordneten weiteren Walzgerüsten nur gerin- ge Probleme auf. Auch treten keine durch den Bandlauf bedingten Probleme beim Aufhaspeln des Bandes B auf.

FIG 3 zeigt eine schematische Seitenansicht der Walzstraße 1 aus FIG 1 und 2. Aus dieser Ansicht ist ersichtlich, dass für die jeweilige Arbeitswalze 3 oberhalb und unterhalb des Transportniveaus des Metallbands B eine Schmiereinrichtung 4 existiert, mittels derer die Reibverhältnisse für Ober- und Unterseite des Metallbands B im Walzspalt individuell einge- stellt werden können. Dadurch wird ein größtmögliches Maß an Flexibilität für die Einstellung der Reibbedingungen im Walzspalt erreicht.

Im Übrigen unterscheidet sich FIG 3 nicht wesentlich von den in FIG 1 und FIG 2 dargestellten Ausführungen, wobei jedoch in FIG 3 nicht alle vorhandenen Einheiten dargestellt sind. In FIG 3 wurde lediglich die Einrichtung 6 zur Erfassung der Bandlage als Kamera konkretisiert. Mittels des vorliegenden Verfahrens kann somit in einfacher Art und Weise eine Einstellung der Reibverhältnisse im Walzspalt erfolgen, wodurch eine Einstellung des Bandlaufs bzw. der Bandlage möglich ist, ohne aufwendige zusätzliche Einrichtung in der Walzstraße zu installieren.