Unter Betriebsparametern werden beispielsweise die Walzenanstellungen in einer Walzstrecke oder die Kühiparameter in einer Kühlstrecke verstanden.

Aus der DE 199 41 600 A1 sowie aus der DE 199 41 736 A1 sind Verfahren zur Prozessführung und Prozessoptimierung beim Warmwalzen von Metall be- kannt, wobei die vom heißen Metall emittierte elektromagnetische Strahlung als Spektrum online erfasst und ausgewertet wird oder wobei die von einem Rönt- genstrahler emittierte elektromagnetische Strahlung des Metalls, hier ein Me- tallband, durchdringt und auf der Rückseite des Metallbandes online erfaßt und ausgewertet wird, mit der Auswertung kristallografische und/oder Gefügeum- wandungen und/oder chemische Umwandlungen, die bei bestimmten Tempe- raturen des Metalles erfolgen, ermittelt werden und in Abhängigkeit vom Um- wandlungsgrad bzw. vom Umwandlungsverlauf geeignete Prozesssteuer- und/oder Prozessregelgrößen zur Prozeßoptimierung abgeleitet werden und/oder eine online Adaption der Prozessmodelle durchgeführt wird.

Es ist ebenfalls bekannt, die Prozesssteuerung alleine mittels Gefügemodellen vorzunehmen. Nach der WO 99/24182 sollen die Betriebsparameter einer hüt- tentechnischen Anlage zur Behandlung von Stahl oder Aluminium mittels eines Gefügeoptimierers in Abhängigkeit der gewünschten Materialeigenschaften des

Metalls bestimmt werden. Mittels eines Gefügebeobachters werden die zu er- wartenden Material-und Gebrauchseigenschaften ermittelt. Es folgt ein Ver- gleich zwischen Sollwerten und den von dem Gefügebeobachter ermittelten Werten für die Material-und Gebrauchseigenschaften. Sofern eine Differenz zwischen den beobachteten bzw. berechneten und den ermittelten Werten vor- liegt, werden die Betriebsparameter, wie Eingangs-und Ausgangstemperatur der Walzstrecke sowie die Reduktionsgrade, verändert.

In der WO 99/24182 sind zudem die Veränderungen des Gefüges von Stahl beim Walzen erläutert, während die DE 199 41 600 A1 bzw. DE 199 41 736 A1 die-oc-Gefügeumwandlung von Stahl näher beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Prozesssteuerung oder Pro- zessregelung einer Anlage zur Umformung, Kühlung und/oder Wärmebehand- lung von Metall, insbesondere von Stahl oder Aluminium, bereitzustellen, mit dem es möglich ist, online gewünschte Gefügebesonderheiten und unter Ver- wendung von Gefüge-Eigenschaftsrelationen gewünschte Werkstoffeigen- schaften gezielt einzustellen.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen be- schrieben.

Verfahrensgemäß wird vorgeschlagen, dass online mindestens ein aktueller, für das Gefüge aussagekräftiger Wert erfasst und in Abhängigkeit dieses Wertes geeignete Prozesssteuerung-und/oder Prozessregelgrößen zur Einwirkung auf die Anlagen-Stellglieder ermittelt werden unter Verwendung eines Gefügemo- dells, das die während der Umformung, Kühlung und/oder Wärmebehandlung ablaufenden Festkörperreaktionen beschreibt, sowie des dem Prozess zugrun- deliegenden Verfahrensmodells, das zur Sicherstellung des automatisierten Prozessablaufes dient. Hierzu wird der erfasste aktuelle Ist-Gefügekennwert mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen und ein sich ergebender Differenzwert

als Regelungsgröße für den Prozess unter Nutzung von Gefüge-und Verfah- rensmodellen verwendet.

Die Aufgabe wird durch gezielte Verknüpfung des Verfahrensmodells, einer on- line Erfassung mindestens eines aktuellen Gefügekennwertes, beispielsweise am Ende des zu steuernden Prozesses, sowie eines Gefügemodells gelöst.

Verfahrensgemäß sollen die Vorhersagemodelle ein Gefügemodell einschlie- ßen, d. h. ein Prognosemodell zur Vorhersage der während der Umformung, beispielsweise im Walzwerk, oder einer Abkühlung in der Kühlstrecke ablaufen- den Festkörperreaktionen und der sich dabei einstellenden Gefügebesonder- heiten.

Vorzugsweise soll in Abhängigkeit des für das Gefüge aussagekräftigen er- fassten Wertes eine online Adaption des Verfahrensmodells und/oder des Ge- fügemodells durchgeführt werden. Wenn bei einem Ist-Sollwert-Vergleich die Differenz einen bestimmten Wert überschreitet, erfolgt eine neue Berechnung des Verfahrensmodells (beispielsweise des Stichplanmodells oder des Kühlstreckenmodells) und des Gefügemodells.

Als der für das Gefüge aussagekräftige Wert wird vorzugsweise ein aktueller Gefügekorngrößen-Wert und/oder ein Gefügeumwandlungs-Zeitpunkt oder das Gefügeumwandlungs-Zeitintervall erfasst.

Die Erfassung des aktuellen Gefügekennwertes, insbesondere eines Gefüge- korngrößen-Wertes, erfolgt bevorzugt mittels Geräten der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, wie mittels Ultraschallmessgeräten, und hier insbesondere lasergenerierten Ultraschallmessgeräten, sowie Röntgengeräten.

Für die Erfassung der Gefügeumwandlung sollen vorzugsweise das Metall be- rührende Meßeinrichtungen zur Anwendung kommen. Hierunter fallen Walz- kraftmessgeräte sowie Messrollen zur Erfassung von auf das Metallband wir- kenden Dehn-und Zugspannungen bei der Umformung. Die mit der-oc-

Umwandlung verbundene Längendehnung des metallischen Stahlgitters kann somit als Maß für die Gefügeumwandlung über diese berührenden Messgeräte erfasst werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform wird die Umwandlungstemperatur als der für das Gefüge aussagekräftige Wert mittels mindestens einer Temperatur- Erfassungseinheit online erfasst, die jeweils längs zur Metallförderrichtung rela- tiv beweglich angeordnet ist und in Abhängigkeit des zu erwartenden Ortes der Gefügeumwandlung, der nach dem Gefügemodell vorhergesagt wird, positio- niert wird. Vorzugsweise sind mehrere Temperatur-Erfassungseinheiten vorge- sehen.

Nachfolgend wird das vorgeschlagene Verfahren anhand von bevorzugten Ausführungsformen näher beschrieben.

Für die Stahigruppe eines C-Mn-Stahles erfolgt unter Anwendung von Gefüge- modellen, ausgehend von der chemischen Zusammensetzung, und unter Be- rücksichtigung des Stichplans im Walzwerk eine Vorausberechnung der Austenitkorngröße des Gefüges des zu bearbeitenden Metalls zu einem be- stimmten Verfahrenszeitpunkt bzw. an einem bestimmten Ort im Prozess. Es wird online-in diesem Fall bei einem Walzprozess-hinter dem letzten Walzge- rüst der Walzstraße die aktuelle Austenitkorngröße des metallischen Gefüges berührungslos bzw. zerstörungsfrei erfasst. Der aktuell erfasste Austenitkorn- größen-Wert wird mit einem vorgegebenen Sollwert für die Größe des Austenti- korns des Gefüges an dieser Stelle im Prozess verglichen. Tritt eine Abwei- chung zwischen dem Ist-und dem Sollwert auf, wird aus dem Differenz-Wert ein Korrekturwert zur Steuerung der Stellglieder der Walzstraße, unter Nutzung des Gefüge-und Verfahrensmodells, das der Walzstraße zugrundeliegt, abge- leitet und den Stellgliedern entsprechend aufgegeben. Ist beispielsweise die gemessene Austentitkorngröße kleiner als ein Sollwert, wird ein Korrekturwert auf die Stellglieder für die Zwischengerüstkühlung der Walzstraße aufgegeben, um die Zwischengerüstkühlung zu reduzieren und somit eine Erhöhung der

Endwalztemperatur zu erreichen. Durch Erhöhung der Endwalztemperatur wird eine größere Korngröße des austenitischen Gefüges am Ende der Walzstraße eingestellt. Da bereits geringfügige Änderungen der Endwalztemperatur die Austenitkorngröße signifikant beeinflussen, wirkt die Steuerung bzw. Regelung der Anlage noch auf das aktuell behandelte Metallband oder Blech zurück, d. h. die Einstellung der Korngröße auf den Sollwert ist noch am gleichen Band mög- lich.

Bei einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante erfolgt die online-Erfassung des aktuellen, für das Gefüge aussagekräftigen Wertes während des Prozesses der Metallbearbeitung durch Umformung, Kühlung und/oder Wärmebehandlung an einem bestimmten Punkt, d. h. am Gerüst (n) oder Stich (n) mit einer geziel- ten Steuerung der Prozeßparameter für die vorherigen Gerüste (n-1) oder Sti- che (n-1) in Abhängigkeit des vorgenommenen Ist-Soll-Wertvergleiches.

Es wird beispielsweise die Gefügekorngröße des Metallbandes bzw. Metallble- ches vor der Umformung im Gerüst (n) einer Warmbreitbandstraße oder vor der Umformung im Stich (n) einer Grobblechstraße erfasst, beispielsweise mit ei- nem Ultraschallgerät. Bei einer zu großen Abweichung des Istwertes von einem Sollwert erfolgt eine neue Berechnung des Verfahrensmodells, insbesondere des Stichplanmodells, und des Gefügemodells mit Auswirkungen auf die Steu- ersignale für die Stellglieder der vorherliegenden Gerüste oder die Stellglieder zur Durchführung der vorherigen Stiche, so dass die gewünschte Sollgröße er- reicht werden kann. Die Umstellung der vorherigen Gerüste kann schon für das aktuell gewalzt Band oder Blech online erfolgen und/oder für das nachfolgen- de Band oder Blech genutzt werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante erfolgt eine online- Gefügesteuerung in einer Kühlstrecke einer Drahtstraße mit einem Wasser- kühlstreckenteil und einem Luftkühlstreckenteil, indem ein aktueller Gefüge- korngrößen-Wert, hier die Austentitkorngröße, des Metalldrahtes nach Durch- laufen der Wasserkühistrecke mittels einer Ultraschallmesseinrichtung erfasst

und die Temperatur der Gefügeumwandlung sowie der zeitliche Verlauf der Gefügeumwandlung, d. h. der y a-Umwandlung, mit in Transportrichtung be- wegbaren und/oder unterschiedlich ausrichtbaren Temperaturmesseinrichtun- gen erfasst wird. Sofern die erfassten Werte von den geplanten Sollwerten ab- weichen, erfolgt eine neue Berechnung unter Nutzung der Kühlstrecken-und Gefügemodelle sowie online eine entsprechende Einstellung der Stellglieder der Kühlstrecke.

Die vorgeschlagene Online-Gefügesteuerung bzw.-regelung findet nicht nur Verwendung auf Warmbreitband-, ggf. auch Dünnbrammenwalz-, Grobblech-, Profil-, Stabstahl-und Drahtstraßen, sondern auch bei Kaltband-und Alumini- umstraßen.