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Patent Searching and Data


Title:
REGULATING A ROLLING PROCESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/145079
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a regulating device for regulating a rolling process, wherein a rolling material (3) is rolled in a rolling gap (9) between two working rollers (7) of a rolling stand (1). According to the invention, an advancement target value (fs) for an advancement (f) of the rolling material (3) is specified, and an advancement actual value (fM) of the advancement (f) of the rolling material (3) is ascertained. The advancement (f) of the rolling material (3) is regulated to the advancement target value (fs) in that a lubricant rate (uR) of a lubricant is applied to the rolling material (3) and/or at least one working roller (7) depending on the advancement actual value (fM) and the advancement target value (fs).

Inventors:
BERGMANN, Martin (Herrenstraße 41, 4020 Linz, 4020, AT)
KRIMPELSTAETTER, Konrad (Amelie-von-Langenau-Weg 6, 4210 Gallneukirchen, 4210, AT)
Application Number:
EP2018/083787
Publication Date:
August 01, 2019
Filing Date:
December 06, 2018
Export Citation:
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Assignee:
PRIMETALS TECHNOLOGIES AUSTRIA GMBH (Turmstraße 44, 4031 Linz, 4031, AT)
International Classes:
B21B37/00
Domestic Patent References:
WO2005065854A12005-07-21
WO2007025682A12007-03-08
Foreign References:
US20160318080A12016-11-03
KR20160101153A2016-08-24
DE102005059653A12007-06-21
EP2651577B12015-01-28
EP2893986A12015-07-15
EP0054172A21982-06-23
US20160318080A12016-11-03
Attorney, Agent or Firm:
ZUSAMMENSCHLUSS METALS@LINZ (Primetals Technologies Austria GmbH, Intellectual Property Upstream IP UPTurmstrasse 44, 4031 Linz, 4031, AT)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Regeln eines Walzprozesses, bei dem ein Walzgut (3) in einem Walzspalt (9) zwischen zwei

Arbeitswalzen (7) eines Walzgerüstes (1) gewalzt wird, wobei

- ein Voreilungssollwert (fs) für eine Voreilung (f) des Walzgutes (3) vorgegeben wird,

- ein Voreilungsistwert (fM) der Voreilung (f) des

Walzgutes (3) ermittelt wird,

- und die Voreilung (f) des Walzgutes (3) auf den

Voreilungssollwert (fs) geregelt wird, indem eine

Schmiermittelrate (uR) eines Schmiermittels auf das

Walzgut (3) oder/und auf wenigstens eine Arbeitswalze (7) in Abhängigkeit von dem Voreilungsistwert (fM) und dem

Voreilungssollwert (fs) aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass eine

Austrittsgeschwindigkeit (vi) des Walzgutes (3) hinter dem Walzgerüst (1) gemessen wird, eine Walzengeschwindigkeit (vN) einer Walzenoberfläche (13) einer Arbeitswalze (7) ermittelt wird und der Voreilungsistwert (fM) aus der

Austrittsgeschwindigkeit (vi) und der

Walzengeschwindigkeit (vN) ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass als Voreilungssollwert (fs) ungefähr 0,05 vorgegeben wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hystereseintervall für die Voreilung (f) vorgegeben wird und die Schmiermittelrate (uR) nur dann geändert wird, wenn der Voreilungsistwert (fM) das Hystereintervall verlässt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine obere Grenze des

Hystereseintervalls etwa 0,03 größer als der

Voreilungssollwert (fs) ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet, dass eine untere Grenze des

Hystereseintervalls mit dem Voreilungssollwert (fs)

übereinstimmt .

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reibungskoeffizient einer Reibung zwischen dem Walzgut (3) und einer Arbeitswalze (7) bestimmt wird und die Schmiermittelrate (uR) auch in

Abhängigkeit von dem Reibungskoeffizienten aufgebracht wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine in dem Walzspalt (9) auf das Walzgut (3) wirkende Walzkraft bestimmt wird und die Schmiermittelrate (uR) auch in Abhängigkeit von der Walzkraft aufgebracht wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufbringen der

Schmiermittelrate (uR) ein Gemisch aus Schmiermittel und einem Trägergas erzeugt und auf wenigstens eine

Arbeitswalze (7) oder/und in den Walzspalt (9) gesprüht wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufbringen der

Schmiermittelrate (uR) eine Schmiermittel enthaltende

Walzemulsion erzeugt und auf das Walzgut (3) oder/und auf wenigstens eine Arbeitswalze (7) aufgebracht wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufbringen der

Schmiermittelrate (uR) reines Schmiermittel vor dem

Walzspalt (9) und von dem Walzspalt (9) beabstandet auf das Walzgut (3) aufgebracht wird.

12. Regelvorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend

- eine Voreilungsermittlungsvorrichtung (15), die zum

Ermitteln des Voreilungsistwertes (fM) der Voreilung (f) des Walzgutes (3) eingerichtet ist,

- eine Schmiermittelausgabevorrichtung (5), die zum Ausgeben des Schmiermittels auf das Walzgut (3) oder/und auf

wenigstens eine Arbeitswalze (7) eingerichtet ist, und

- eine Regelungseinheit (17), die zum Regeln der

Voreilung (f) des Walzgutes (3) auf den

Voreilungssollwert (fs) durch Einstellen einer von der

Schmiermittelausgabevorrichtung (5) ausgegebenen

Schmiermittelrate (uR) des Schmiermittels in Abhängigkeit von dem Voreilungsistwert (fM) und dem Voreilungssollwert (fs) eingerichtet ist.

13. Regelvorrichtung nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, dass die

Voreilungermittlungsvorrichtung (15) zum Messen einer

Austrittsgeschwindigkeit (vi) des Walzgutes (3) hinter dem Walzgerüst (1) und zum Ermitteln einer

Walzengeschwindigkeit (vN) einer Walzenoberfläche (13) einer Arbeitswalze (7) eingerichtet ist.

14. Regelvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13,

dadurch gekennzeichnet, dass die

Schmiermittelausgabevorrichtung (5) zum Erzeugen eines

Gemisches aus Schmiermittel und einem Trägergas und zum Sprühen des Gemisches auf wenigstens eine Arbeitswalze (7) oder/und in den Walzspalt (9), oder/und zum Erzeugen einer Schmiermittel enthaltenden Walzemulsion und zum Ausgeben der Walzemulsion auf das Walzgut (3) oder/und auf wenigstens eine Arbeitswalze (7), oder/und zum Ausgeben reinen Schmiermittels auf das Walzgut (3) in einem Abstand vor dem Walzspalt (9) eingerichtet ist.

Description:
Beschreibung

Regeln eines Walzprozesses

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln eines Walzprozesses, bei dem ein Walzgut in einem Walzspalt zwischen zwei Arbeitswalzen eines Walzgerüstes gewalzt wird.

Durch die Verformung des Walzgutes in dem Walzspalt weist das Walzgut vor dem Walzspalt eine kleinere und hinter dem

Walzspalt eine größere Geschwindigkeit als die

Walzenoberflächen der Arbeitswalzen des Walzgerüstes auf. In dem Bereich des Walzspaltes existiert ein so genannter neutraler Punkt, an dem die Geschwindigkeiten des Walzgutes und der Walzenoberflächen der Arbeitswalzen gleich groß sind. Der neutrale Punkt wird auch als Fließscheide bezeichnet. Die Lage des neutralen Punktes ist wichtig für den Walzprozess, weil der Walzprozess leicht instabil werden und es zum

Durchrutschen des Walzgutes in dem Walzspalt kommen kann, wenn der neutrale Punkt zu nahe an der Austrittsposition liegt, an der das Walzgut aus dem Walzgerüst austritt, andererseits jedoch Reibungsverluste durch die Reibung zwischen den Walzenoberflächen und dem Walzgut mit

zunehmender Entfernung des neutralen Punktes von der

Austrittsposition zunehmen.

DE 10 2005 059 653 Al offenbart ein Verfahren zum Steuern eines Walzprozesses, bei dem ein Metallband flachgewalzt wird. Mit Hilfe eines mathematischen Modells werden aus messbaren Prozessparametern die Größe der ebenen

Fließspannung des Metallbandes und die Größe des

hydrostatischen Druckes in dem neutralen Punkt geschätzt. Die Lage des neutralen Punktes wird auf Basis der geschätzten Größen, einer ersten Gruppe der messbaren Prozessparameter sowie des ebenen Elastizitätsmoduls und der Kompressibilität des Metallbandes berechnet, und der Walzprozess wird

erforderlichenfalls nach Maßgabe der Lage des neutralen Punktes durch Eingreifen mit geeigneten Maßnahmen

stabilisiert .

EP 2 651 577 Bl offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Schmiermittels beim Walzen von

metallischem Walzgut, insbesondere eines in einem Walzspalt zwischen zwei Arbeitswalzen hindurch geführten Walzbandes.

Die Lehre der EP 2 651 577 Bl sieht vor, ein Gemisch aus Schmiermittel und einem Trägergas in einer

Zerstäubungseinrichtung zu erzeugen und mittels Sprühdüsen auf die Oberfläche zumindest einer Arbeitswalze und/oder auf die Oberfläche des Walzbandes aufzutragen.

EP 2 893 986 Al offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Schmieröls beim Walzen eines

metallischen flachen Walzguts in einem Walzgerüst. Das

Schmieröl wird mittels Druckluft in Mischkammern von

Spritzdüsen zu einem Aerosol zerstäubt und mit den

Spritzdüsen auf das Walzgut und/oder mindestens eine Walze des Walzgerüsts aufgespritzt .

WO 2007/025682 Al offenbart ein Verfahren zum Schmieren und Kühlen von Walzen und Metallband beim Walzen von

Metallbändern, bei dem auf der Einlaufseite eine Minimalmenge an reinem Schmiermittel ohne hohen Wasseranteil mit

kontrollierter Viskosität in Abhängigkeit verschiedener Prozessdaten kontinuierlich online dosiert über ein

physikalisches Rechenmodell aufgetragen wird und auf der Auslaufseite ein Kühlmittel durch Sprühen aufgetragen wird.

EP 0 054 172 A2 offenbart ein Verfahren zum Walzen von spannungsfreiem Walzband durch Beeinflussung des Reibwertes zwischen den Bandoberflächen und den

Walzenballenmantelflächen in Abhängigkeit von hinter dem letzten Gerüst in Querrichtung des Bandes liegenden Zonen ermittelten partiellen Zugspannungen, bei welchen die

Mantelflächen des Walzenballens der Arbeitswalzen und/oder der Walzspalt mit Walzemulsion beaufschlagt werden. Dabei wird Grundöl der Emulsion vor dem Einlauf des Bandes in den Walzspalt in durch die ermittelten partiellen Zugspannungen bestimmten Mengen und örtlich begrenzten Bereichen

unmittelbar auf die Bandoberfläche aufgetragen.

Die US 2016/318080 Al offenbart ein Verfahren zum Regulieren von zumindest einem Parameter eines Walzvorganges, bei dem ein Metallprodukt in einem Walzgerüst mit zumindest zwei Arbeitswalzen gewalzt wird, wobei eine Voreilung aus der Geschwindigkeit des Walzproduktes beim Verlassen des

Walzgerüsts und aus der Umfangsgeschwindigkeit der

Arbeitswalzen bestimmt wird und wobei ein Näherungswert für den Reibungskoeffizienten als Funktion der gemessenen

Walzkraft der Arbeitswalzen und der ermittelten Voreilung abgeschätzt wird und anhand dieses Näherungswertes der zumindest eine Parameter des Walzvorganges geregelt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln eines Walzprozesses anzugeben, die insbesondere hinsichtlich der Lage des neutralen Punktes verbessert sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Walzprozess geregelt, bei dem ein Walzgut in einem Walzspalt zwischen zwei Arbeitswalzen eines Walzgerüstes gewalzt wird. Dabei werden ein Voreilungssollwert für eine Voreilung des

Walzgutes vorgegeben und ein Voreilungsistwert der Voreilung des Walzgutes ermittelt. Die Voreilung des Walzgutes wird auf den Voreilungssollwert geregelt, indem eine Schmiermittelrate eines Schmiermittels auf das Walzgut oder/und auf wenigstens eine Arbeitswalze in Abhängigkeit von dem Voreilungsistwert und dem Voreilungssollwert aufgebracht wird.

Die Voreilung des Walzgutes ist folgendermaßen definiert:

Vi-V N

/ = v N [1] wobei f die Voreilung bezeichnet, vi die

Austrittsgeschwindigkeit des Walzgutes hinter dem Walzgerüst bezeichnet und v N die Walzengeschwindigkeit einer

Walzenoberfläche einer Arbeitswalze bezeichnet, mit der das Walzgut gewalzt wird. Die Begriffe „vor" und „hinter" dem Walzgerüst oder Walzspalt beziehen sich dabei auf eine Walzrichtung, in der das Walzgut durch den Walzspalt geführt wird.

Unter einer Schmiermittelrate wird eine Schmiermittelmenge pro Zeiteinheit verstanden. Die Erfindung nutzt aus, dass die durch Gleichung [1] definierte Voreilung ein Maß für die Lage des neutralen Punktes ist. Je näher der neutrale Punkt an der

Austrittsposition des Walzgutes liegt, umso kleiner ist die Voreilung. Negative Werte der Voreilung signalisieren ein Durchrutschen des Walzgutes im Walzspalt. Durch die

erfindungsgemäße Regelung der Voreilung kann daher die Lage des neutralen Punktes optimiert werden und es kann ein Durchrutschen des Walzgutes erkannt beziehungsweise einem Durchrutschen entgegengewirkt werden. Die Verwendung der Voreilung als Regelgröße hat zudem den Vorteil, dass die Voreilung in einfacher und zuverlässiger Weise bestimmt werden kann, da die Austrittsgeschwindigkeit des Walzgutes und die Walzengeschwindigkeit einer Arbeitswalze einfach und direkt ermittelt werden können.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht dementsprechend vor, dass die Austrittsgeschwindigkeit des Walzgutes hinter dem Walzgerüst gemessen wird, eine Walzengeschwindigkeit einer Walzenoberfläche einer Arbeitswalze ermittelt wird und der Voreilungsistwert gemäß Gleichung [1] aus der

Austrittsgeschwindigkeit und der Walzengeschwindigkeit ermittelt wird.

Die Erfindung nutzt ferner aus, dass die Voreilung

beziehungsweise die Lage des neutralen Punktes durch eine Variation einer auf das Walzgut oder/und auf wenigstens eine Arbeitswalze ausgegebenen Schmiermittelrate geändert werden kann. Durch das Schmiermittel wird die Reibung zwischen den Arbeitswalzen und dem Walzgut beeinflusst. Die Änderung der Schmiermittelrate ändert daher die Reibung zwischen den Arbeitswalzen und dem Walzgut und verursacht dadurch auch eine Verschiebung des neutralen Punktes.

Die Regelung der Voreilung durch die Änderung der

Schmiermittelrate ermöglicht auch eine optimierte Verwendung des Schmiermittels während des Walzprozesses, da die

Schmiermittelrate nicht fest vorgegeben oder auf der

Grundlage eines mit Unsicherheiten behafteten mathematischen Walzmodells des Walzprozesses eingestellt wird, sondern in Abhängigkeit von dem durch direkte Messungen ermittelbaren Voreilungistwert eingestellt wird, um die Voreilung auf den Voreilungssollwert zu regeln.

Zudem hat die Erfindung den Vorteil, dass ein gegebenenfalls zusätzlich verwendetes mathematisches Walzmodell des

Walzprozesses, welches gleichzeitig eine Vielzahl von

Prozessparametern (beispielsweise eine Walzkraftverteilung in den einzelnen Walzgerüsten einer Walzstrasse, Bandzüge und/oder Stichabnahmen in den Walzgerüsten) berücksichtigt, um das gewünschte Walzprodukt zu erzeugen, von der

erfindungsgemäßen Regelung, die lediglich auf das

Schmiermittelsystem einwirkt, nicht beeinflusst wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich daher auch besonders gut als eine Nachrüstlösung für bestehende

Walzstraßen, um die Produktqualität zu erhöhen, ohne dass am bestehenden Walzmodell etwas geändert werden müsste. So ist beispielsweise bekannt, dass es besonders bei Arbeitswalzen mit langer Einsatzdauer aufgrund des Verschleißens der

Oberflächentextur der Arbeitswalzen vermehrt zum

unerwünschten Durchrutschen des Walzgutes in dem Walzspalt kommt, was in der Regel in einem klassischen Walzmodell nicht abgebildet wird. Wie oben bereits erwähnt wurde, kann das Durchrutschen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zuverlässig und rechtzeitig erkannt werden und dem Durchrutschen kann durch entsprechende Änderung der Schmiermittelrate

entgegengewirkt werden.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass als

Voreilungssollwert ungefähr 0,05 vorgegeben wird. Ein

Voreilungssollwert von ungefähr 0,05 hat sich als vorteilhaft erwiesen, da bei diesem Wert der Voreilung der neutrale Punkt einerseits nahe an der Austrittsposition des Walzgutes hinter dem Walzspalt liegt, so dass die Reibungsverluste im

Walzspalt minimiert werden, andererseits jedoch noch ein ausreichender Sicherheitsabstand des neutralen Punktes von der Austrittsposition vorhanden ist, um ein Durchrutschen des Walzgutes in dem Walzspalt zu vermeiden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Hystereseintervall für die Voreilung vorgegeben wird und die Schmiermittelrate nur dann geändert wird, wenn der

Voreilungsistwert das Hystereintervall verlässt.

Beispielsweise ist eine obere Grenze des Hystereseintervalls etwa 0,03 größer als der Voreilungssollwert und/oder eine eine untere Grenze des Hystereseintervalls stimmt mit dem Voreilungssollwert überein. Dadurch wird erreicht, dass in die Schmiermittelbeaufschlagung erst dann eingegriffen wird, wenn der Voreilungsistwert das Hystereintervall verlässt, so dass die Regelung nicht zu unruhig wird. Eine mit dem

Voreilungssollwert übereinstimmende untere Grenze des

Hystereseintervalls ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Voreilungssollwert einer Lage des neutralen Punktes nahe an der Austrittsposition des Walzgutes hinter dem Walzspalt entspricht, da in diesem Fall ein Unterschreiten des

Voreilungssollwertes schnell zu einem Durchrutschen des Walzgutes in dem Walzspalt führen kann. Ein Überschreiten des Voreilungssollwertes um etwa 0,03 kann hingegen in der Regel toleriert werden, da dadurch die Reibungsverluste in dem Walzspalt nicht übermäßig ansteigen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass ein Reibungskoeffizient einer Reibung zwischen dem Walzgut und einer Arbeitswalze bestimmt wird und die Schmiermittelrate auch in Abhängigkeit von dem Reibungskoeffizienten

aufgebracht wird, oder/und dass eine in dem Walzspalt auf das Walzgut wirkende Walzkraft bestimmt wird und die

Schmiermittelrate auch in Abhängigkeit von der Walzkraft aufgebracht wird. Diese Ausgestaltungen berücksichtigen, dass die Wirkung des Walzgerüstes auch von dem

Reibungskoeffizienten der Reibung zwischen dem Walzgut und einer Arbeitswalze und der auf das Walzgut wirkenden

Walzkraft abhängt und die Regelung daher durch die

Berücksichtigung dieser Größen verbessert werden kann.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zum Aufbringen der Schmiermittelrate ein Gemisch aus

Schmiermittel und einem Trägergas erzeugt und auf wenigstens eine Arbeitswalze oder/und in den Walzspalt gesprüht wird. Dieses Aufbringen von Schmiermittel, das auch als Minimum Quantity Lubrication bezeichnet wird, ist vorteilhaft, da das direkte Applizieren von reinem Schmierstoff in den Walzspalt beziehungsweise auf die Arbeitswalzen kurze Reaktionszeiten für die Regelung der Voreilung ermöglicht.

Alternativ oder zusätzlich kann zum Aufbringen der

Schmiermittelrate eine Schmiermittel enthaltende Walzemulsion erzeugt und auf das Walzgut oder/und auf wenigstens eine Arbeitswalze aufgebracht werden, oder/und reines

Schmiermittel vor dem Walzspalt und von dem Walzspalt beabstandet auf das Walzgut aufgebracht werden. Durch das Aufbringen einer Schmiermittel enthaltenden Walzemulsion können das Walzgut und die Arbeitswalzen zusätzlich gekühlt werden. Das Aufbringen reinen Schmiermittels vor dem

Walzspalt und von dem Walzspalt beabstandet auf das Walzgut wird auch als Direktapplikation bezeichnet und ermöglicht eine gezielte Verbesserung der Schmierwirkung des

Schmiermittels, hat jedoch aufgrund des Abstandes, in dem das Schmiermittel vor dem Walzspalt auf das Walzgut aufgebracht wird, eine größere Reaktionszeit für die Regelung der

Voreilung als die Minimum Quantity Lubrication.

Eine erfindungsgemäße Regelvorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst eine

Voreilungsermittlungsvorrichtung, die zum Ermitteln des Voreilungsistwertes der Voreilung des Walzgutes eingerichtet ist, eine Schmiermittelausgabevorrichtung, die zum Ausgeben des Schmiermittels auf das Walzgut oder/und auf wenigstens eine Arbeitswalze eingerichtet ist, und eine

Regelungseinheit, die zum Regeln der Voreilung des Walzgutes auf den Voreilungssollwert durch Einstellen einer von der Schmiermittelausgabevorrichtung ausgegebenen

Schmiermittelrate des Schmiermittels in Abhängigkeit von dem Voreilungsistwert und dem Voreilungssollwert eingerichtet ist .

Dabei ist die Voreilungermittlungsvorrichtung vorzugsweise zum Messen einer Austrittsgeschwindigkeit des Walzgutes hinter dem Walzgerüst und zum Ermitteln einer

Walzengeschwindigkeit einer Walzenoberfläche einer

Arbeitswalze eingerichtet.

Die Schmiermittelausgabevorrichtung ist beispielsweise zum Erzeugen eines Gemisches aus Schmiermittel und einem

Trägergas und zum Sprühen des Gemisches auf wenigstens eine Arbeitswalze oder/und in den Walzspalt, oder/und zum Erzeugen einer Schmiermittel enthaltenden Walzemulsion und zum

Ausgeben der Walzemulsion auf das Walzgut oder/und auf wenigstens eine Arbeitswalze, oder/und zum Ausgeben reinen Schmiermittels auf das Walzgut in einem Abstand vor dem Walzspalt eingerichtet.

Eine erfindungsgemäße Regelvorrichtung ermöglicht die

Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Vorteile einer derartigen Regelvorrichtung entsprechen daher den oben genannten Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im

Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von

Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den

Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:

FIG 1 schematisch ein Walzgerüst, ein Walzgut und eine

Schmiermittelausgabevorrichtung,

FIG 2 ein Diagramm einer Walzgutgeschwindigkeit in

Abhängigkeit von einer Walzgutposition,

FIG 3 ein Blockschaltbild eines Regelkreises zum Regeln eines Walzprozesses.

Figur 1 zeigt schematisch ein Walzgerüst 1, mit ein Walzgut 3 gewalzt wird, und eine Schmiermittelausgabevorrichtung 5 zum Ausgeben eines Schmiermittels.

Das Walzgerüst 1 weist zwei Arbeitswalzen 7 auf, die durch einen Walzspalt 9 voneinander beabstandet sind. Das Walzgut 3 ist als ein metallisches Walzband ausgebildet, das in einer Walzrichtung 11 durch den Walzspalt 9 geführt wird. Beim Walzen des Walzgutes 3 drehen sich die beiden Arbeitswalzen 7 mit betragsmäßig gleichen, einander entgegengerichteten Winkelgeschwindigkeiten, so dass ihre Walzenoberflächen 13 eine Walzengeschwindigkeit v N aufweisen, deren Richtung am Ort des Walzspaltes 9 mit der Walzrichtung 11 übereinstimmt. Mit der Schmiermittelausgabevorrichtung 5 ist beispielsweise ein Gemisch aus Schmiermittel und einem Trägergas erzeugbar und auf die Arbeitswalzen 7 oder/und in den Walzspalt 9 sprühbar. Dazu weist die Schmiermittelausgabevorrichtung 5 beispielsweise eine Zerstäubungsvorrichtung, in der das Gemisch erzeugbar ist, und mehrere Sprühdüsen, mit denen das Gemisch ausgebbar ist, auf.

Alternativ oder zusätzlich ist mit der

Schmiermittelausgabevorrichtung 5 beispielsweise eine

Schmiermittel enthaltende Walzemulsion erzeugbar und auf das Walzgut 3 oder/und auf die Arbeitswalzen 7 ausgebbar.

Des Weiteren kann mit der Schmiermittelausgabevorrichtung 5 alternativ oder zusätzlich beispielsweise reines

Schmiermittel vor dem Walzspalt 9 und von dem Walzspalt 9 beabstandet auf das Walzgut 3 ausgebbar sein.

Durch das mit der Schmiermittelausgabevorrichtung 5

ausgegebene Schmiermittel wird der Walzprozess in unten anhand von Figur 3 näher beschriebener Weise geregelt.

Figur 2 zeigt ein Diagramm einer Walzgutgeschwindigkeit v des Walzgutes 3 in Abhängigkeit von einer Walzgutposition x im Bereich des Walzspaltes 9. An einer Eintrittsposition x 0 vor dem Walzspalt 9 hat das Walzgut 3 eine

Eintrittsgeschwindigkeit v 0 . In Walzrichtung 11 nimmt die Walzgutgeschwindigkeit v im Bereich des Walzspaltes 9 zu bis sie an einer Austrittsposition x j hinter dem Walzspalt 9 eine Austrittsgeschwindigkeit v erreicht. Zwischen der

Eintrittsposition x 0 und der Austrittsposition Xi nimmt die Walzgutgeschwindigkeit v an einer den neutralen Punkt definierenden Fließscheideposition x N den Wert der

Walzengeschwindigkeit v N der Walzenoberflächen 13 der

Arbeitswalzen 7 an.

Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Regelkreises zum Regeln des Walzprozesses, bei dem das Walzgut 3 in dem Walzspalt 9 zwischen den Arbeitswalzen 7 des Walzgerüstes 1 gewalzt wird. Der Walzprozess wird mit einer Regelvorrichtung geregelt, die eine Voreilungsermittlungsvorrichtung 15, die Schmiermittelausgabevorrichtung 5 und eine

Regelungseinheit 17 umfasst. Die Regelungseinheit 17 ist der Regler des Regelkreises, die

Schmiermittelausgabevorrichtung 5 ist das Stellglied des Regelkreises, die Voreilungsermittlungsvorrichtung 15 ist das Messglied des Regelkreises und das Walzgerüst 1 und das Walzgut 3 bilden die Regelstrecke 19 des Regelkreises.

Die Regelgröße des Regelkreises ist die Voreilung f des Walzgutes 3, die gemäß Gleichung [1] aus der

Austrittsgeschwindigkeit v und der Walzengeschwindigkeit v N gebildet wird. Figur 2 zeigt, dass die Voreilung f ein Maß für die Lage des neutralen Punktes ist. Je näher der neutrale Punkt an der Austrittsposition Xi liegt, umso kleiner ist die Voreilung f. Die Voreilung f eignet sich daher insbesondere als Regelgröße zur Regelung der Lage des neutralen Punktes.

Zur Regelung des Walzprozesses wird ein Voreilungssollwert f s vorgegeben, auf den die Voreilung f geregelt wird. Als

Voreilungssollwert f s wird beispielsweise etwa 0,05

vorgegeben .

Mit der Voreilungsermittlungsvorrichtung 15 wird ein

Voreilungsistwert f M der Voreilung f ermittelt. Dazu ist die Voreilungermittlungsvorrichtung 15 zum Messen der

Austrittsgeschwindigkeit v des Walzgutes 3 hinter dem

Walzspalt 9 und zum Ermitteln der Walzengeschwindigkeit v N eingerichtet. Die Austrittsgeschwindigkeit v wird

beispielsweise mittels wenigstens einer Bandzugmessrolle gemessen, die hinter dem Walzgerüst 1 angeordnet ist und auf einer Walzgutoberfläche des Walzgutes 3 abrollt. Alternativ wird die Austrittsgeschwindigkeit v optisch gemessen, beispielsweise mittels einer Lasermessung. Die

Walzengeschwindigkeit v N einer Arbeitswalze 7 wird

beispielsweise aus der Winkelgeschwindigkeit und dem Radius der Arbeitswalze 7 ermittelt, wobei die Winkelgeschwindigkeit beispielsweise aus einer Drehzahl eines die Arbeitswalze 7 antreibenden Motors ermittelt wird.

Aus dem Voreilungssollwert f s und dem Voreilungsistwert f M wird eine Regeldifferenz gebildet, indem der

Voreilungsistwert f M von dem Voreilungssollwert f s

subtrahiert wird. Die Regelungseinheit 17 bildet eine von der Regeldifferenz abhängige Steuergröße u, mit der die

Schmiermittelausgabevorrichtung 5 angesteuert wird. Von der Schmiermittelausgabevorrichtung 5 wird als Stellgröße des Regelkreises eine von der Steuergröße u abhängige

Schmiermittelrate u R des Schmiermittels ausgegeben, wobei die Schmiermittelrate u R eine Schmiermittelmenge pro Zeiteinheit bezeichnet. Beispielsweise wird ein Hystereseintervall für die Voreilung f vorgegeben und die Schmiermittelrate u R wird nur dann geändert, wenn der Voreilungsistwert f M das

Hystereintervall verlässt. Beispielsweise wird ein

Hystereseintervall vorgegeben, dessen obere Grenze etwa 0,03 größer als der Voreilungssollwert f s ist und dessen untere Grenze mit dem Voreilungsistwert f M übereinstimmt.

In einer Weitergestaltung des anhand von Figur 3

beschriebenen Verfahrens zur Regelung des Walzprozesses wird die Schmiermittelrate u R zusätzlich in Abhängigkeit von wenigstens einem weiteren Parameter des Walzprozesses eingestellt. Beispielsweise wird als ein weiterer Parameter ein Reibungskoeffizient einer Reibung zwischen dem Walzgut 3 und einer Arbeitswalze 7 bestimmt und die

Schmiermittelrate u R wird auch in Abhängigkeit von dem

Reibungskoeffizienten eingestellt. Alternativ oder zusätzlich wird als ein weiterer Parameter beispielsweise eine in dem Walzspalt 9 auf das Walzgut 3 wirkende Walzkraft bestimmt und die Schmiermittelrate u R wird auch in Abhängigkeit von der Walzkraft eingestellt. Der Reibungskoeffizient und/oder die Walzkraft werden dabei beispielsweise mittels eines

Walz spaltmodells in Echtzeit aus aktuellen Prozessgrößen des Walzprozesses ermittelt. Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der

Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1 Walzgerüst

3 Walzgut

5 Schmiermittelausgabevorrichtung

7 Arbeitswalze

9 Walzspalt

11 Walzrichtung

13 Walzenoberfläche

15 VoreilungsermittlungsVorrichtung

17 Regelungseinheit

19 Regelstrecke

f Voreilung

fjyi Voreilungsistwert

f s VoreilungsSollwert

v Walzgutgeschwindigkeit

Vo Eintrittsgeschwindigkeit

Vi Austrittsgeschwindigkeit

V N Walzengeschwindigkeit

u Steuergröße

UR Schmiermittelrate

X Walzgutposition

xo Eintrittsposition

Xi Austrittsposition

XN FließScheideposition