Gebiet: Die Erfindung betrifft eine modulare Walzstraße, insbesondere eine Warmwalzstraße, vorzugsweise in Verbindung mit einer vorgeschalteten Gießeinrichtung, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer modularen Walzstraße.

Stand der Technik: Mit Hilfe von Walzstraßen werden metallische Ausgangsprodukte umgeformt. Insbesondere in Warmwalzwerken werden Ausgangsprodukte aus einer Urformung auf eine Zwischen- oder Endabmessung im heißen Zustand umgeformt. Die Warmwalzstraßen können sich dazu beispielsweise direkt an eine Stranggießanlage anschließen. Typischerweise weist eine Warmwalzstraße einen Ausgleichs- bzw. Aufwärmofen zum Aufheizen und / oder Homogenisieren des Vorproduktes auf die gewünschte Umformtemperatur und weitere Aggregate auf. In Abhängigkeit von den zu erzeugenden Endprodukten z.B. dem Werkstoff, der Zielabmessung oder dem gewünschten Umformgrad werden diese Aggregate dann aufeinander abfolgend in einer Linie zu einer Walzstraße kombiniert fest aufgebaut. Typischerweise sind dies Walzgerüste, Transportstrecken, Kühleinrichtungen, Trenneinrichtungen, Heizeinrichtungen und / oder Oberflächenbehandlungseinrichtungen. Dadurch entsteht eine Walzstraße die nur mit hohem Aufwand angepasst werden kann.

Anlog gilt dies auch für Kaltwalzstraßen, wobei typischerweise die Temperaturen und / oder Umformung kleiner und die tolerierten Maß- bzw. Qualitätsabweichungen geringer sind.

Durch die fest vorgegebene Konfiguration der jeweiligen Walzstraße ist eine Optimierung des Herstellprozesses insbesondere vor dem Hintergrund einer steigenden Anforderung an die Fertigprodukte in Bezug auf Werkstoffeigenschaften und Qualität nur begrenzt möglich. Eine kurzfristige Anpassung der Walzstraße, die über die Einstellmöglichkeit eines einzelnen Aggregates hinausgeht, ist aber nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung: Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Walzstraße dahingehend weiterzubilden, dass diese flexibel auf unterschiedliche Fertigprodukte, Prozessführungen, Abmessungen, Werkstoffe und / oder Qualitätsanforderungen angepasst werden kann. Erfindung:

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine modulare Walzstraße mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer modularen Walzstraße mit den Merkmalen des Anspruchs 16. Eine Walzstraße ist in diskrete Einheiten (n) unterteilt und zumindest eine diskrete Einheit (n) weist zumindest zwei Module (m) auf. Zumindest ein Modul (m) der unterteilten diskreten Einheit (n) ist durch ein anderes Modul (m) mittels einer der diskreten Einheit (n) zugeordneten Transporteinrichtungen, vorzugsweise automatisch und / oder mit automatischen Mitteln, austauschbar. Durch die Einteilung der Walzstraße in diskrete Einheiten und die Unterteilung der diskreten Einheiten in Module wird eine Modularisierung der Walzstraße erreicht. Die diskreten Einheiten und / oder Module bilden dabei technische und / oder Verfahrens- bzw. werkstofftechnische Einheiten, durch die bei einem Austausch die Walzstraße und damit die Prozessführung so optimiert und / oder angepasst werden kann, dass bestimmte Eigenschaften eines Fertigproduktes und / oder alternative bzw. neue Fertigprodukte erzeugt werden können. Dies beinhaltet auch eine Optimierung der Produktivität der Walzstraße, wenn z.B. der Austausch eines Ofenmoduls schneller erfolgen kann als die benötigte Zeit zur Anpassung der Prozessparameter des Ofens für ein geändertes Fertigprodukt.

Durch den Austausch eines Moduls mittels einer der diskreten Einheit zugeordneten Transporteinrichtung kann der Austausch der Module gegeneinander schneller und unkomplizierter erfolgen als wenn ein normaler Umbauprozess der Walzstraße stattfindet, wie z. B. in einem Wartungsstillstand. Der Austausch erfolgt vorzugsweise seitlich und im Wesentlichen senkrecht, besonders bevorzugt senkrecht, zur Längserstreckung der Durchlaufstrecke. Dies wird insbesondere durch eine systematische Standardisierung der verwendeten Module unterstützt. Bevorzugt dann, wenn der Austausch automatisch erfolgt, sollten die Schnittstellen der Module in Bezug auf Medienversorgung, Positionierung, Steuerung oder Regelung einheitliche Standards einhalten. Dies erleichtert auch den Ersatz von Modulen bei Wartungsmaßnahmen. Ein Austausch mit einem automatischen Mittel übernimmt vorzugsweise die wesentlichen Arbeitsschritte bei einem Austausch zweier Module und reduziert die manuelle Tätigkeit dabei.

Bevorzugt wird zumindest eine unterteilte diskrete Einheit durch eine technische Anlage, insbesondere durch eine Vorwalzeinheit, eine Fertigwalzeinheit, wenigstens eine Transporteinheit und / oder wenigstens eine Wärmebehandlungseinheit der Walzstraße ausgebildet und ein Modul der unterteilten diskreten Einheit wird durch eine Baugruppe der technischen Einheit, vorzugsweise durch einen Walzensatz eines Vorwalzgerüsts, einen Walzensatz eines Fertigwalzgerüsts, einen Rollgang, einen gekapselter Rollgang, ein Ofenmodul, eine Kühlstrecke, eine Trennanlage, eine Oberflächenbehandlungsanlage und / oder Messeinrichtung ausgebildet. Durch einen Austausch einzelner oder mehrerer derartiger Module kann eine Anpassung an unterschiedliche Fertigprodukte besonders leicht erfolgen.

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die einer diskreten Einheit zugeordneten Module zumindest untereinander austauschbar sind. Bei dieser Ausführung ist es sogar möglich, dass unterschiedliche Module innerhalb der diskreten Einheit eingesetzt und dadurch unterschiedliche Prozessführungen realisiert werden können. Beispielsweise kann in einer mehrteiligen Ofeneinheit ein Ofenmodul durch eine Kühlstrecke oder einen Rollgang ersetzt werden. Dadurch, dass diese an unterschiedlichen Positionen als Ersatz und / oder innerhalb und / oder zusätzlich der Ofeneinheit eingesetzt werden kann, sind sehr unterschiedliche Wärmebehandlungsverläufe flexibel realisierbar. In einer weiteren Ausführungsform sind zumindest bei zwei diskreten Einheiten untereinander Module mittels eines Transportvorganges zwischen den jeweils zugeordneten Transporteinrichtungen austauschbar. Dadurch können Module, die ähnliche Funktionen erfüllen, bei oder in unterschiedlichen diskreten Einheiten eingesetzt werden. Beispielsweise kann ein Rollgang sowohl zwischen den Walzgerüsten als auch im Bereich einer Ofeneinheit eingesetzt werden. Dadurch kann die Anzahl der vorgehaltenen Module reduziert werden und der Investitionsaufwand sinkt. Bevorzugt ist eine Basislänge, vorzugsweise 0,25 m bis 5 m, noch mehr bevorzugt 0,25 m bis 1 m, zur Einteilung der Walzstraße in ein Längenraster vorhanden und die Abmaße der diskreten Einheiten und / oder der Module der Walzstraße entsprechen einer Basislänge oder sind ganzzahlig Vielfache der Basislänge. Dies stellt eine einfache Möglichkeit zur Standardisierung der Einheiten bzw. Module dar. Auch wenn Teile der Walzstraße als konventionell fest installierte Aggregate aufgebaut sind, erleichtert diese Ausführung die Instandhaltung und ggf. einen Umbau der Walzstraße.

Idealerweise wird eine unterteilte diskrete Einheit durch eine Wärmebehandlungseinheit ausgebildet und zumindest ein Modul der

Wärmebehandlungseinheit ist durch ein Ofen-, Rollgang-, gekapseltes Rollgang-, Kühlstrecken-, Oberflächenbehandlungs- und / oder Messstreckenmodul ausgebildet. Die gezielte Wärmebehandlung stellt einen wesentlichen Faktor für die Einstellung der Eigenschaften des Fertigproduktes dar. Durch eine verbesserte Anpassungsmöglichkeit der Linie können schnell neue Eigenschaften oder

Optimierungen vorgenommen werden.

Zumindest ein Ofenmodul ist als Rollenherdofenmodul oder als Induktionsheizmodul ausgebildet. Durch den Austausch dieser Module können schnell bei der Wärmebehandlung ideale Temperaturführungen realisiert werden, die mit fest installierten Anlagen nicht in dieser Form und / oder Geschwindigkeit möglich sind oder geändert werden können. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn eine unterteilte diskrete Einheit durch eine Vorwalzeinheit ausgebildet wird und zumindest ein Modul der Vorwalzeinheit durch ein Vorwalzgerüst, vorzugsweise mit zwei angetriebenen Arbeitswalzen und / oder zwei Stützwalzen, ausgebildet ist. Insbesondere durch Anpassungen des Arbeitswalzensatzes mit einem Durchmesserunterschied von > 6%, bevorzugt von > 10% im Bereich der Vorwalzung kann schnell auf ein geändertes Gießprodukt oder Ausgangsprodukt reagiert werden.

Bevorzugt ist es, wenn eine unterteilte diskrete Einheit durch eine Fertigwalzeinheit ausgebildet wird und zumindest ein Modul der Fertigwalzeinheit durch ein Fertigwalzgerüst, vorzugsweise mit zwei angetriebenen Arbeitswalzen und / oder zwei Stützwalzen ausgebildet ist. Durch einen Austausch von Modulen in dieser Einheit kann insbesondere auf Werkstoffeigenschaften, Produkteigenschaften und / oder Qualitätsanforderungen reagiert werden. Beispielsweise können die vorhandenen Arbeitswalzen in einem Walzgerüst gegen Arbeitswalzen getauscht werden die einen Durchmesserunterschied von > 6%, bevorzugt von > 10% aufweisen. Bei den Walzgerüsten ist es ebenfalls von Vorteil, wenn Arbeits- und / oder Stützwalzen austauschbar sind. Weiterhin können auch Kühlstrecken, Rollgänge oder Heizeinrichtungen ausgetauscht werden.

Bevorzugt ist die Walzstraße eine Warmwalzstraße. Bei Warmwalzstraßen sind üblicherweise hohe Ofentemperaturen vorgesehen und ein Wechsel der Temperaturführung benötigt bei aus dem Stand der Technik bekannten Anlagen entsprechend viel Zeit. Durch beispielsweise einen Austausch eines heißen Ofenmoduls durch ein kälteres Modul kann die Temperaturkurve deutlich schneller an eine geänderte Vorgabe angepasst werden.

Durch eine der Warmwalzstraße bevorzugt vorgeschaltete Gießeinrichtung sind unterschiedliche Gießprodukte, vorzugsweise unterschiedliche Werkstoffe und / oder Abmessungen, erzeugbar und die Gießprodukte, insbesondere Dünnbrammen, Brammen oder Knüppel, sind im direkten Anschluss an den Gieß- und Erstarrungsprozess der Warmwalzstraße zuführbar. Direkt im hier verwendeten Sinne bedeutet, dass die Gießprodukte üblicherweise nicht auf Umgebungstemperatur abkühlen. Dies kann für bestimmte Werkstoffgruppen oder -arten aber notwendig sein. In diesem Fall sollte vorzugsweise eine Möglichkeit zur Aus- bzw. Einschleusung und gezielten Wärmebehandlung der Gießprodukte vorgesehen werden. Insbesondere bei der Warmumformung von Gießprodukten aus einem Kokillenguss mit großer Variabilität der Abmessungen und Werkstoffe kann eine

Walzspaltanpassungvorteilhaft sein. Bei Gießprodukten aus dem Strangguss ist meist eine Optimierung in Bezug auf die Werkstoffe die wirkungsvollste. Idealerweise ist die Gießeinrichtung eine Stranggießanlage und zum

Abmessungswechsel des Gießproduktes ist die Kokille austauschbar. Durch den Wechsel der Kokille kann der Durchsatz der Stranggießanlage bei einer fixen Anzahl von Gießsträngen schnell variiert werden. Dadurch lassen sich Produktionsleistung und Qualität aufeinander anpassen, wobei auch die damit verbundene Warmwalzstraße durch den Austausch von Modulen angepasst werden kann.

Eine Stranggießeinrichtung mit auswechselbarer Kokille, eine Wärmebehandlungseinheit vor einer Vorwalzeinheit, eine Wärmebehandlungseinheit zwischen der Vorwalz- und Fertigwalzeinheit und nach der Fertigwalzeinheit ist vorhanden und die Wärmebehandlungseinheit zwischen Vorwalz- und

Fertigwalzeinheit weist zumindest zwei Module auf. Dies entspricht im Grundaufbau einer üblichen Warmwalzstraße, die durch die erfindungsgemäße Modularisierung auf unterschiedliche Abmessungen und Werkstoffe flexibel anpassbar ist. Das Fertigprodukt ist hier bevorzugt ein Warmband bzw. eine Platine oder ein schwarzer Stab. Durch einen bevorzugten Tausch von Modulen, vorzugsweise der Module der Wärmebehandlungseinheit zwischen Vorwalz- und Fertigwalzeinheit, sowie mindestens einer der beiden Walzeinheiten ist die modulare Walzstraße auf unterschiedliche Werkstoffe und Abmessungen anpassbar. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn eine übergeordnete Steuerung oder Regelung für die Warmwalzstraße und damit jeweils verbundene Steuerungen oder Regelungen für die vorhandenen diskreten Einheiten und / oder Module vorhanden ist und durch die übergeordnete Steuerung oder Regelung ein, vorzugsweise automatischer, Austausch von Modulen veranlassbar und vorzugsweise ausführbar ist. Die Modularisierung erhöht die Flexibilität sowie Komplexität einer Warmwalzstraße deutlich gegenüber eine dem Stand der Technik entsprechenden Warmwalzstraße. Eine entsprechende Steuerung oder Regelung vereinfacht die Anlagenführung und die gezielte Optimierung der Warmwalzstraße auf unterschiedliche Prozessführungen und / oder Fertigprodukte.

Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer modularen Warmwalzstraße, vorzugsweise gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, mit den Merkmalen des Anspruchs 16. Bei einem gewünschten Format-, Eigenschafts- und / oder Werkstoffwechsel des Fertigproduktes wird die Prozessführung in der Warmwalzstraße auf Basis von vorgegebenen Produktionsparametern durch die folgenden Arbeitsschritte angepasst: Prüfen der in Durchlaufstrecke vorhandenen Module dahingehend, ob die Produktionsparameter durch Anpassung mindestens eines der Module, insbesondere Walzspaltanpassungen und / oder Kühlparameter, erreichbar sind. Austauschen, vorzugsweise automatischer Austausch, ungeeigneter Module durch für die Einhaltung der Produktionsparameter geeignete Module. Der Austausch ungeeigneter Module, insbesondere ein automatischer Austausch, ermöglicht eine Anpassung der Warmwalzstraße auf geänderte Anforderungen ohne das ein aufwändiger Umbau stattfinden muss. Durch einen Austausch von Modulen durch eine vorhandene Transporteinrichtung in Verbindung mit einem modularisierten und standardisierten Aufbau kann die notwendige Zeit zum Austausch soweit reduziert werden, dass ein Austausch eines Moduls keine wesentliche Betriebsunterbrechung bedeutet. Bevorzugt erfolgt dazu der Austausch von Modulen innerhalb von 90 min, mehr bevorzugt von 30 min, noch mehr bevorzugt von 10 min. Besonders bevorzugt erfolgt der Austausch seitlich zur Durchlaufstrecke, überaus bevorzugt seitlich und senkrecht zur Längserstreckung der Durchlaufstrecke.

Ein Austausch mittels einer Transporteinrichtung bedeutet im erfindungsgemäßen Sinne, dass durch eine begrenzte Anzahl von Arbeitsschritten ein Modul der Warmwalzstraße durch ein anderes ersetzt werden kann. Dazu werden zunächst beispielsweise Kupplungen zu benachbarten Modulen und / oder Verbindungsbauteilen gelöst. Anschließend wird das Modul durch eine horizontale und / oder vertikale Verschiebung herausbewegt und ein anderes Modul an diese Position gebracht. Die Medienversorgung sollte im Idealfall dabei bestehen bleiben. Dadurch können beispielsweise Ofentemperaturen oder -atmosphären erhalten bleiben. Dazu können die beiden Module lösbar an einer gemeinsamen Vorrichtung angebracht sein und der Austausch erfolgt über eine Querverschiebung auf einem Schienenaufbau. Das nicht in der Durchlaufstrecke befindliche Modul kann bei Bedarf dann von der Vorrichtung gelöst werden und durch ein anderes ersetzt werden. Dadurch erhöht sich die Flexibilität und Anpassbarkeit der Walzstraße im laufenden Betrieb deutlich.

Die bevorzugte übergeordnete Steuerung oder Regelung schlägt alternative Formate und / oder Werkstoffe vor, wenn keine zur Einhaltung der Produktionsparameter geeigneten Module austauschbar sind. Dadurch werden Fehlproduktionen vermieden und die Prozesssicherheit erhöht, insbesondere dann, wenn eine Vielzahl von unterschiedlichen Modulen vorrätig ist. Dieser alternative Vorschlag macht gleichermaßen Sinn mit Blick auf eine logische Produktionsplanung bei vorhandener als auch bei fehlender übergreifender Fertigungsplanung von Stahlwerk und Walzwerk.

Bevorzugt ist es, wenn die übergeordnete Steuerung oder Regelung für die Steuerung oder Regelung der Walzstraße, vorzugsweise Warmwalzstraße Prozessmodelle für diskrete Einheiten und / oder Module verwendet. Hierdurch vereinfacht sich die Optimierung der Prozessvorgaben und verbessert sich die Qualität des Fertigproduktes.

Die übergeordnete Steuerung oder Regelung tauscht idealerweise mit einer Fertigungsplanung Daten aus. Hierdurch können benötigte Module vor dem Austausch vorbereitet werden. Dadurch kann eine Produktionsunterbrechung und / oder Hochlaufkurve verkürzt werden. Beispielsweise kann ein Ofenmodul außerhalb der Linie auf eine Zieltemperatur aufgeheizt werden.

Die übergeordnete Steuerung oder Regelung optimiert in Verbindung mit einer Fertigungsplanung die Produktionsabfolgen in Bezug auf Werkstoff, Abmessung, Durchsatz und / oder Termin. Hierdurch kann die Anzahl von Austauschvorgängen auf ein notwendiges Minimum reduziert werden. Der Beschreibung der Erfindung sind die folgenden drei Figuren beigefügt:

Figur 1 : Anlagenschema Walzstraße

Figur 2: Anlagenschema Warmwalzstraße mit Stranggießanlage

Figur 3: Modulaustausch mit Transportvorrichtung am Beispiel eines

Ofenmoduls

Figur 4: Arbeitsweise der übergeordneten Steuerungseinrichtung

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Figur 1 stellt ein Schema einer Walzstraße 1 mit einer Einteilung in diskrete Einheiten n mit ni bis n _x dar. Einige der diskreten Einheiten n weisen zumindest eine Unterteilung in Module m mit mi bis m _y auf. In diesem Beispiel ist die Walzstraße 1 in die diskreten Einheiten Wärmebehandlungseinheit n ₂ , Vorwalzeinheit n ₃ , Fertigwalzeinheit n sowie Transporteinheit n ₅ aufgeteilt. Die diskreten Einheiten n ₂ und n ₃ weisen in diesem Beispiel austauschbare Module m auf. Der Austausch der Module erfolgt mittels einer der diskreten Einheit zugeordneten Transporteinrichtung T. Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Warmwalzstraße 1 für ein metallisches Flachprodukt mit einer vorgeschalteten Stranggießanlage 6. Die Stranggießanlage 6 besteht aus mindestens einer diskreten Einheit n ₆ , die Warmwalzstraße 1 weist als diskrete Einheiten n eine Vorwärmeinheit n _2i , eine Vorwalzeinheit n ₃ , eine Zwischenerwärmungseinheit n ₂ 2 eine Fertigwalzeinheit n eine Transporteinheit n ₅ sowie eine Aufwickeleinheit n ₈ , sowie diverse Trenneinheiten n ₇ auf. Die Walzstraße 1 kann weitere Einheiten, wie z.B. Zunderwäscher, eventuelle Induktionsheizeinrichtungen etc. zusätzlich zu den in der Figur dargestellten Modulen bzw. Einheiten aufweisen.

Die diskrete Einheit n ₆ der Stranggießanlage 6 weist in diesem Ausführungsbeispiel ein austauschbares Modul m in Form der Kokille auf. Die Kokille m _6.i als Modul m der Stranggießanlage 6 kann dabei trichterförmig ausgeführt sein. Alternativ steht eine parallele Kokillenform m ₆ .2 als Austauschmodul zur Verfügung. Mit einer trichterförmigen Kokille kann bereits im Erstarrungsvorgang eine Dickenverjüngung vorgenommen werden. Sie eignet sich besonders für Gießdicken im Bereich von 100 mm bis 130 mm. Mit einer parallelen Kokille m ₆ .2 lässt sich eine besonders schnelle Erstarrung, sowie eine große Gießdicke realisieren. Sie kann für größere Gießdicken von beispielsweise 150 mm, sowie bevorzugt für die Herstellung von peritektischen Werkstoffen und Röhrenstählen eingesetzt werden.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, gemäß Figur 2, ist die Vorwärmeinheit n _2i als nicht-modulare diskrete Einheit n ausgeführt. Erfindungsgemäß könnte diese jedoch durch eine diskrete Einheit mit zumindest einem austauschbaren Modul ersetzt werden. So könnten vergleichbare Module m mit der später beschriebenen Zwischenerwärmungseinheit m ₂₂ austauschbar sein. Die Vorwalzeinheit n ₃ ist in diesem Ausführungsbeispiel als zweigerüstige

Vorwalzstraße in 4-Walzenbauweise mit angetriebenen Arbeitswalzen ausgeführt. Die Gerüstanzahl kann üblicherweise zwischen 1 bis 3 variieren Die austauschbaren Module m sind in diesem Beispiel die Arbeitswalzensätze m _3.i und m ₃₂ die unterschiedliche Durchmesserbereiche aufweisen. Die Arbeitswalzendurchmesserbereiche zwischen den beiden Walzensätzen unterscheiden sich über den üblichen Abschliffbereich einer Arbeitswalze von etwa 10 % hinaus und erlauben es veränderte Umformbedingungen einzustellen. Beispielsweise kann ein Arbeitswalzenmodul m _3.i einen Durchmesserbereich von 1050 mm bis 950 mm aufweisen und wird zum Vorwalzen von großen Gießdicken bis 150 mm eingesetzt. Das austauschbare Arbeitswalzenmodul m ₃ .2 kann beispielsweise einen Durchmesserbereich von 950 mm bis 850 mm aufweisen. Der Modulaustausch in Form eines Arbeitswalzensatzes gegen einen anderen Arbeitswalzensatz mit einem anderen Arbeitswalzendurchmesserbereich erzeugt eine Walzspaltanpassung im Sinne der Erfindung. Der Modulaustausch der Arbeitswalzensätze m _3.i , m ₃₂ erfolgt durch eine Transporteinrichtung T in Form einer Arbeitswalzenwechselvorrichtung, die die zu wechselnden Arbeitswalzen aus dem Gerüst entfernt und die Austauschwalzen einbringt.

Am aufgeführten Beispiel der der Arbeitswalzendurchmesserbereiche der Arbeitswalzensätze m _3.i und m ₃₂ wird deutlich, dass Übereinstimmungen von Abmessungsbereichen möglich sind. Diese sind durchaus beabsichtigt, da sie eine vollständige und umfassende Abdeckung von technologisch sinnvollen Produktionsmöglichkeiten bietet und somit zur Verbesserung der Flexibilität der Produktion beiträgt.

Die Zwischenerwärmungseinheit n ₂₂ ist in diesem Ausführungsbeispiel in Form einer diskreten Einheit mit einem fixen Anteil und vier Modulen m _22.i , m ₂₂₂ , m ₂₂ und m ₂₂₅ ausgeführt. Die zwei Module m _22.i und m ₂₂₂ sind als individuelle

Rollenherdofenmodule ausgeführt und entlang der Durchlaufstrecke D hintereinander angeordnet. Darüber hinaus stehen die Module m ₂₂ und m ₂₂₅ in Form von offenen Rollgängen als Austauschmodule zur Verfügung. Durch Austausch des Moduls m _22.i gegen das Austauschmodule m ₂₂ und / oder durch Austausch des Moduls m ₂₂₂ gegen das Austauschmodul m ₂₂₅ entsteht eine Teillänge der

Zwischenerwärmungseinheit n ₂₂ aus einem offenen Rollgang wo das Vorband einer entsprechenden Kühlung ausgesetzt ist. Andere Modulzusammensetzungen sind hierdurch ebenfalls denkbar. So kann die Modulanzahl entlang der Durchlaufstrecke D von m _22.i bis m _{22 x} beliebig groß gewählt sein, gleiches gilt für die Anzahl und / oder Art der Austauschmodule. So kann in einer nicht dargestellten Variante ein einzelnes in der Durchlaufstrecke (D) verbautes Rollenherdofenmodul m _22.i gegen ein einzelnes offenes Rollgangsmodul m ₂₂ oder alternativ gegen eine gekapseltes Rollgangsmodul m ₂₂₆ oder alternativ eine Kühlstrecke m ₂₂₇ etc. ausgetauscht werden. Als Transporteinrichtung T kann ein Hallenkran zum Einsatz kommen, bevorzugt sind automatisierbare

Ausführungsformen, wie sie in Figur 3 näher beschrieben sind.

Die Fertigwalzeinheit n ₄ des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist als nicht-modulare diskrete Einheit ausgeführt. Im Ausführungsbeispiel ist die Fertigwalzeinheit n als eine 6-gerüstige Fertigwalzstraße in 4-Walzenbauweise mit angetriebenen

Arbeitswalzen ausgeführt. Die Fertigwalzanlage n kann in einer nicht gezeigten Alternative auch als modulare diskrete Einheit ausgebildet sein. Dann bieten sich dem Prinzip der Vorwalzeinheit n ₃ folgend Austauschmodule mit unterschiedlichen Arbeitswalzendurchmessern oder Kühleinrichtungen an, es können jedoch auch andere Austauschmodule in Form von Zwischengerüsteinrichtungen, wie

Richtaggregaten, zusätzlichen Kühleinrichtungen und/oder

Zwischengerüstheizeinrichtungen vorgesehen werden.

Die Walzstraße 1 weist weiterhin eine Transporteinheit n ₅ , im Ausführungsbeispiel mit einem integrierten Kühlstreckenmodul m ₅₄ , sowie eine Aufwickeleinheit n ₈ auf. Die verschiedenen möglichen Ausführungsformen des Kühlstreckenmoduls m ₅₄ und der Aufwickeleinheit n ₈ sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt.

Die gezeigte Steuereinrichtung C ist hier signaltechnisch mit denjenigen diskreten Einheiten n verbunden, die Module m aufweisen. In der dargestellten Walzstraße 1 sind das die Stranggießanlage 6 mit den Modulen m _8.i und m _8.2 , die Vorwalzeinheit n ₃ mit den Modulen m _3.i und m ₃₂ , sowie die Zwischenerwärmungseinheit n ₂₂ mit den Modulen m _22.i , m ₂₂₂ , m ₂₂₄ und m _22.5 . Die Figur 3a und Figur 3b zeigen schematisch den Austausch eines Moduls m mit einer Transporteinrichtung T am Beispiel einer Zwischenerwärmungseinheit n ₂₂ , sowie einer Transporteinheit n ₅ in Seitenansicht (Figur 3a) und Draufsicht (Figur 3b). In der Figur 3 sind verschiedene Transporteinrichtungen T und Ausführungen zu Beispielszwecken miteinander kombiniert dargestellt.

Die Zwischenerwärmungseinheit n ₂ 2 besteht aus drei in der Durchlaufstrecke D hintereinander angeordneten Modulen m ₂ 2 _.i , m ₂₂₂ und m ₂₂₃ , die als

Rollenherdofenmodule ausgeführt sind. Jedes der Module m ist auf einem der Transporteinrichtungen T zugehörigen Schienensystem S1 gelagert, welches sich quer zur Durchlaufstrecke in Richtung des Doppelpfeils P1 erstreckt und auf dem das in die Durchlaufstrecke hinein, bzw. heraus bewegbare Modul m transportiert werden kann. In der Draufsicht ist diese Schienensystem strichpunktiert dargestellt. In einer benachbarten Position zur Durchlaufrichtung sind zwei Austauschmodule gelagert, im vorliegenden Fall sind ein offener Rollgang m ₂₂ und ein gekapselter Rollgang m ₂₂₆ parallel zur Durchlaufstrecke D positioniert. In einer Ausführungsvariante kann das Rollenherdofenmodul m ₂₂₃ zeitgleich, durch einen verbundenen Arbeitsgang, auf einfache teil- oder vollautomatisierte Weise mit dem offenen Rollgangmodul m ₂₂ ausgetauscht werden. Dazu kuppelt der Zylinder Ti, als weiterer Bestandteil der Transporteinrichtung T an das Rollgangmodul m ₂₂ an und die beiden Module werden gemeinsam senkrecht zur Durchlaufstrecke D verschoben, so dass das Rollgangmodul m ₂₂ nunmehr in der Durchlaufstrecke positioniert ist.

In einer weitere Ausführungsvariante, die am Beispiel des mittleren

Rollenherdofenmoduls m ₂₂₂ dargestellt ist, kann wahlweise das Modul m ₂₂ oder das Modul m _22.6 als Austauschmodul eingesetzt werden. Für diese Ausführungsvariante muss ein zweites zur Transporteinrichtung T gehörendes Schienensystem S2 parallel zur Durchlaufstrecke D vorgesehen werden, welches durch eine Doppellinie mit ganzer und gestrichelter Linie in Richtung des Pfeils P2 verläuft. Für einen Austausch des Rollenherdofenmoduls m ₂₂₂ muss die Position auf dem zweiten Schienensystem S2 quer zur Durchlaufstrecke D zunächst unbelegt sein. Durch eine zur Transporteinrichtung T gehörende Antriebseinrichtung T ₂ , in dieser Variante als Motor mit Ritzel und Zahnstange wird das Rollenherdofenmodul m ₂₂₂ aus der Durchlaufstrecke D heraus auf die Achse der Transportstrecke in Richtung des Pfeils P2 transportiert und anschließend auf dem Schienensatz S2 verschoben. Soll das gekapselte Rollgangmodul m ₂ 2.6 in die Durchlaufstrecke D eingebracht werden, so werden die auf dem Schienensatz S2 befindlichen Module m so bewegt, dass das Modul m ₂ 2.6 vor dem Schienensystem der Transporteinrichtung des mittleren Moduls liegt und anschließend in die Durchlaufstrecke D transportiert werden kann. Das Rollenherdofenmodul m _22.i kann gleichermaßen ausgetauscht werden.

Der Austausch von Modulen m zwischen zwei diskreten Einheiten n ist mit Blick auf die T ransporteinheit n ₅ dargestellt. Die T ransporteinheit n ₅ weist zwei Rollgangmodule

171 _5.1 und m ₅ .2 auf, die über zugeordnete Transporteinrichtungen T auf den Schienen S3 verschoben werden können. Die Transportmöglichkeiten entsprechen denen der Beschreibung zur Zwischenerwärmungseinheit n ₂₂ . Der Transporteinheit n ₅ ist ein zusätzliches induktives Heizmodul m ₅ .3 zugeordnet. Das Rollgangmodul m ₅ .2 kann nach der zuvor beschriebenen Methode beispielsweise aus Reparaturgründen gegen der Zwischenerwärmungseinheit n ₂₂ zugeordnete Rollgangmodul m ₂₂₄ ausgetauscht werden. Die Positionierung und die Verschiebung in Richtung der Pfeile P1 und P2 erfolgt wie bereits beschrieben. Gleichermaßen kann das der Transporteinheit m ₅ zugeordnete induktive Heizmodul m ₅ .3 innerhalb der Transporteinheit n ₅ das Rollgangmodul m _5.i ersetzen und damit die Gesamtheizleistung erhöhen, alternativ kann es bei Bedarf an eine beliebige Position innerhalb der Zwischenerwärmungseinheit n ₂₂ eingebracht werden. Der Austausch von Modulen m zwischen zwei unterschiedlichen diskreten Einheiten n kann somit die Flexibilität der gesamten Anlage zusätzlich erweitern.

Die Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Arbeitsweise einer übergeordneten Steuerung C. Die Steuerungseinheit C erhält Daten über das herzustellende Zielprodukt hinsichtlich der Legierung, der Abmessung und der metallurgischen Eigenschaften. Darüber hinaus muss der Steuerungseinheit C die aktuelle Zusammensetzung aller diskreten Einheiten bis n _x mit ihren Modulen r bis m _y in der Durchlaufstrecke D und den Austauschmodulen bekannt sein. Aus dieser Zusammenstellung ergibt sich eine aktuelle Anlagenkonfiguration. Im nächsten Schritt wird ermittelt, ob die Herstellung des Zielprodukts mit der aktuellen Zusammenstellung aller diskreten Einheiten n mit ihren Modulen m in der Durchlaufstrecke D möglich ist. Dazu stellt die Steuerungseinheit umfangreiche Berechnungen an. Sinnvoll ist es, wenn die Steuereinrichtung für die Berechnungen mit weiteren Berechnungssystemen verknüpft ist oder Daten austauschen kann. Eine Verknüpfung mit einem Gießmodell oder einem Stichplanrechner kann die für die Entscheidung notwendige Berechnung unterstützen und vereinfachen. Weitere Verknüpfungen zu einem Kühlmodell, einem Profil- und Planheitsmodell, einer Energieverbrauchsrechnung, z.B. auf Basis eines Modells sowie weitere Modelle können vorgesehen sein.

Bejaht das Ergebnis der Berechnung, dass eine Herstellung des Zielprodukts bei der aktuellen Anlagenkonfiguration möglich ist, so wird die Herstellung eingeleitet. Wird die Herstellbarkeit verneint, fragt die Steuerungseinheit, ob ein alternatives Zielprodukt hergestellt werden soll.

Wird dies bejaht, wird ein geändertes Zielprodukt gesetzt. Durch das Setzen eines neuen Zielproduktes kann selbst ein kurzer Stillstand für einen notwendigen Modulaustausch zugunsten einer erhöhten Produktivität vermieden werden und Produkte, die auf einer einheitlichen Anlagenzusammenstellung aller diskreten Einheiten hergestellt werden können, können als Sequenz hergestellt werden. Aus diesem Grunde ist es hilfreich das Setzen des neuen Zielprodukts mit einem Produktionsplanungssystem oder einer Produktionsleitplanung zu verknüpfen. Die Verknüpfung mit einer Wartungsplanung, die beispielweise regelmäßige Intervalle zum Walzenwechsel oder Kokillenwechsel vorsieht kann zusätzlich auf diese Entscheidung einwirken.

Wird die Herstellung eines alternativen Zielproduktes abgelehnt, so ermittelt die Steuerungseinheit die notwendige Zusammenstellung der Module m, in Verbindung mit der Zusammenstellung aller diskreten Einheiten n in der Durchlaufstrecke. Im darauffolgenden Schritt wird der notwendige Austausch derjenigen Module m eingeleitet, deren Austausch notwendig ist, um die erforderliche Zusammenstellung zu erreichen. Damit steht eine neue aktualisierte Zusammenstellung aller diskreten Einheiten n mit Modulen m in der Durchlaufstrecke D bereit zur Herstellung des Zielprodukts. Eine veränderte Anlagenkonfiguration liegt vor und die Herstellung kann eingeleitet werden.

Optional kann die Steuerung noch zusätzlich einen Wechsel eines Betriebsmodus zur Herstellung eines Zielprodukts einbinden. Dies ist in Figur 4 mit den gestrichelten zusätzlichen Abfragen und Vorgaben dargestellt. Der Betrieb einer Warmwalzanlage 1 in verschiedenen Betriebsmodi erhöht deren Flexibilität und deren Produktionsspektrum. Betriebsmodi von Endlosfertigung bis zum Batchbetrieb, sowie diverser Zwischenformen sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt und werden hier nicht weiter ausführlich beschreiben. In Verbindung mit dem modularen Aufbau der Warmwalzstraße 1 kann bei Verfügbarkeit mehrerer Betriebsmodi eine noch höhere Flexibilität und ein noch größeres Produktionsspektrum erreicht werden.

Für die Betriebsweise der Steuerung muss der aktuelle Betriebsmodus bekannt sein. Wird die Frage nach der Herstellung eines alternativen Zielprodukts verneint, wird in der Folge ermittelt, ob sich das vorgesehene Zielprodukt durch einen anderen Betriebsmodus hersteilen lässt. Dazu stellt die Steuerung diverse Berechnungen an, die durch die bereits aufgeführten Modelle etc. unterstützt werden können. Wird die Frage bejaht, so wird der Betriebsmodus geändert und die Herstellung des Zielprodukts dadurch ermöglicht. Wird die Frage verneint, so wird der übliche Folgeschritt zur Ermittlung der notwendigen Zusammenstellung der Module m eingeleitet.

Die Steuereinrichtung C kann online mit der Warmwalzstraße 1 und / oder Stranggießanlage 6 signaltechnisch verbunden sein. Sie kann aber auch offline arbeiten. Der Offline-Betrieb kann Produktionsfolgen simulieren und damit eine Vorabplanung der Produktion voroptimieren. Mit der Gesamtbetrachtung der Warmwalzanlage , ihrer Unterteilung in diskrete Einheiten n, von denen mindestens eines mehrere Module m aufweist erfolgt ein Schritt von einer punktuellen Betrachtung von Einzelaggregaten weg hin zu einem Gesamtsystem bestehend aus verbundenen Einheiten n mit Modulen m. Die Zusammenstellung der Module m in Verbindung mit der Summe der diskreten Einheiten n innerhalb der Durchlaufstrecke D, aber auch als zur Verfügung stehenden Austauschmodule erlauben es, die gesamte Warmwalzanlage hinsichtlich ihrer Flexibilität und ihres möglichen Produktionsspektrums zu erweitern.

Tabelle 1 : Bezugszeichen

Nummer Beschreibung Walzanlage

6 Stranggießanlage

C Übergeordnete Steuerung

D Durchlaufstrecke m Modul rri _22.i Rollenherdofenmodul m ₂ 2.2 Rollenherdofenmodul m22.3 Rollenherdofenmodul m ₂ 2.4 Offenes Rollgangmodul m22.5 Offenes Rollgangmodul m22.6 Gekapseltes Rollgangmodul m22.7 Kühlstreckenmodul m _3.i Erster Arbeitswalzensatz als Modul der Vorwalzeinheit m ₃ .2 Zweite Arbeitswalzensatz als Modul der Vorwalzeinheit m _5.i Rollgangmodul m ₅ .2 Rollgangmodul m ₅₃ Induktives Heizmodul m _5.4 Kühlstreckenmodul

Trichterförmige Kokillenform als erstes Modul der m _6.i Stranggießanlage

Parallele Kokillenform als zweites Modul der m ₆ .2

Stranggießanlage m _y Modul y

N Diskrete Einheit

Pi Erste diskrete Einheit als Transporteinheit n ₂ Wärmebehandlungseinheit n ₂ Zweite diskrete Einheit als GI21 Vorwärmeinheit

PI22 Zwischenerwärmungseinheit

P23 Antriebseinrichtung

P24 Antriebseinrichtung n ₃ Vorwalzeinheit n ₃ Vorwalzeinheit n ₄ Fertigwalzeinheit n ₄ Fertigwalzeinheit n ₅ Transporteinheit n ₇ Trenneinheit n _x Diskrete Einheit x

P1 Richtungspfeil

P2 Richtungspfeil

51 Schienen

52 Schienen

53 Schienen T T ransporteinrichtung

Ti Zylinder

T ₂ Antriebseinheit