Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein Computerprogrammprodukt zum Betreiben einer Gieß-Walzanlage mit einer Gießanlage und einer der Gießanlage in Gießrichtung nachgeordneten Walzanlage. Die Gießanlage und die Walzanlage sind in einem Endlos-Betriebsmodus über einen gegossenen endlosen Gießstrang miteinander gekoppelt. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine entsprechende Gieß-Walzanlage.

Im Stand der Technik sind derartige gekoppelte Gieß-Walzanlagen und Verfahren zu deren Betrieb grundsätzlich bekannt. So offenbart die japanische Patentanmeldung JP 2010253450 A ein Verfahren, um die Geschwindigkeit eines ersten Walzgerüstes hinter der Gießanlage zu regeln. Dazu wird die Geschwindigkeitsregelung mit einer zusätzlichen Regeleinheit so lange angepasst, bis die Regelabweichung in einem vorgegebenen Bereich liegt. Alle Treiber in der Gießanlage werden jeweils geschwindigkeitsgeregelt und bekommen alle den gleichen Soll-Wert vorgegeben. Dieses Verfahren hält die Geschwindigkeit des ersten Walzgerüstes in einem definierten Intervall, berücksichtigt aber nicht die Drehmomente der Treiber in der Gießmaschine. Da die Treiber in der Gießanlage alle, wie gesagt, drehzahlgeregelt werden und mit dem gleichen Soll-Wert laufen, kann es hier zu einem Durchrutschen der Treiberrollen kommen.

Eine ähnliche Aussage gilt für die japanische Patentanmeldung JPS 58218304 A. Diese Patentanmeldung beschreibt eine Geschwindigkeitsregelung in einer gekoppelten Gieß-Walzanlage. Dabei dient ein erster Treiber vor einem ersten Walzgerüst als Stellglied für eine Geschwindigkeitsregelung zum Regeln der Ist- Gießgeschwindigkeit auf eine vorgegebene Soll-Gießgeschwindigkeit. Ein Gießring und die weiteren Treiber in der Gießanlage werden ebenfalls geschwindigkeitsgeregelt betrieben und haben die aktuelle Geschwindigkeit des ersten Treibers als Soll-Wert. Ein der Gießanlage nachgeschaltetes Walzgerüst wird ebenfalls geschwindigkeitsgeregelt, wobei der Geschwindigkeits-Soll-Wert so angepasst wird, dass das Drehmoment des ersten Treibers konstant bleibt. Gemäß der Offenbarung dieser Patentanmeldung wird zwar ein Treiberdrehmoment zur Regelung des ersten Walzgerüstes herangezogen, aber alle anderen Antriebe werden jeweils geschwindigkeitsgeregelt mit Vorgabe des gleichen Sollwertes. Dadurch kann es auch hier zu einem Durchrutschen von Treiberrollen kommen.

Die internationale Patentanmeldung WO 2021/140531 sowie die europäische Patentanmeldung EP 3 000 539 A offenbaren ebenfalls jeweils ein Verfahren zum Betreiben einer Gieß-Walzanlage in einem Endlos-Betrieb. Diese Verfahren sehen vor, das erste Walzgerüst hinter der Gießmaschine als „Speed-Master“ zu verwenden und auf eine gewünschte Soll-Gießgeschwindigkeit zu regeln. Aufgrund von sich ändernden Randbedingungen im Gießprozess kommt es jedoch regelmäßig zu Dickenschwankungen über der Länge des Gießstrangs und damit zu unerwünschten Massenflussschwankungen. Wenn dann in dem ersten Walzgerüst mit einer auf einen konstanten Soll-Wert geregelten Gießgeschwindigkeit gewalzt wird und die Auslaufdicke sehr genau geregelt wird, muss die Gießgeschwindigkeit in der vorgelagerten Gießanlage oftmals entsprechend angepasst werden. Dies ist störend für den Gießprozess.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Verfahren und Computerprogrammprodukt zum Betreiben einer gekoppelten Gieß-Walzanlage sowie eine entsprechende bekannte gekoppelte Gieß-Walzanlage dahingehend weiterzubilden, dass die beschriebenen unerwünschten Störungen des Gießprozesses und/oder ein Durchrutschen der Treiberrollen reduziert, vorzugsweise verhindert werden.

Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Treiberrollenpaar um ein Master-Treiberrollenpaar handelt, das in der Strangführung oder an deren Ausgang vor dem ersten Walzgerüst als einziges Stellglied für das Regeln der Gießgeschwindigkeit des Gießstrangs fungiert; dass stromaufwärts des ersten Walzgerüstes, insbesondere in der Strangführung, neben dem Master-Treiberrollenpaar mindestens ein Slave-Treiberrollenpaar vorgesehen ist; und dass das Ist-Drehmoment der Rollen des Slave- Treiberrollenpaares auf ein vorgegebenes Soll-Drehmoment geregelt wird.

Die Soll-Gießgeschwindigkeit wird vor und während des Gieß-Walzprozesses durch die Bedienpersonen der Gieß-Walzanlage oder durch eine zuständige Produktionsplanungseinrichtung vorgegeben.

Der Begriff „stromaufwärts des ersten Walzgerüstes“ oder „vor dem ersten Walzgerüst“ schließt alle Orte bzw. Positionen ein, die - bezogen auf die Gießrichtung - in der Gieß-Walzanlage vor dem ersten Walzgerüst liegen und an denen der Gießstrang bereits existent ist. D.h., es ist der Bereich zwischen dem Ausgang der Kokille und dem ersten Walzgerüst gemeint, inklusive des Bereiches der Strangführung und inklusive des Bereiches zwischen dem Ausgang der Strangführung und dem ersten Walzgerüst, exklusive des ersten Walzgerüstes.

Ein Treiber bzw. eine Treibereinrichtung ist ein angetriebenes Rollenpaar mit Kraftanstellung zur Übertragung eines Drehmomentes auf den durch den Treiber hindurchgeführten Gießstrang. Wenn die Treibereinrichtung in der Strangführung angeordnet ist, handelt es sich bei den Rollen um Strangführungsrollen. Alternativ oder zusätzlich zu einem Strangführungsrollenpaar kann auch ein beliebiges anderes angetriebenes Rollenpaar als Slave-Treibereinrichtung vor dem ersten Walzgerüst fungieren. Wenn die Treibereinrichtung in der Walzanlage angeordnet ist, handelt es sich bei den Rollen beispielsweise um die Arbeitswalzen eines Walzgerüstes. Alternativ oder zusätzlich zu einem Arbeitswalzenpaar kann auch ein beliebiges anderes angetriebenes Rollenpaar als Slave-Treibereinrichtung in der Walzanlage fungieren. Als Dreh-Antrieb für die Rollen fungiert typischerweise ein Elektromotor.

Der Endlos-Betrieb einer Gieß-Walzanlage zeichnet sich dadurch aus, dass alle Anlagenteile, von der Gießanlage über die Walzanlage bis hin zu einem der Walzanlage nachgeordneten Haspelbereich zum Aufwickeln des gewalzten Metallbandes, durch den Gießstrang bzw. das gewalzte Metallband miteinander gekoppelt sind. Bei diesem gekoppelten Betrieb kann nur ein Treiber-Rollenpaar vor dem ersten Walzgerüst „Speed-Master“ sein und die Gießgeschwindigkeit vorgeben, während alle anderen Treiber in der Gießanlage und/oder in der Walzanlage Slave-Treiber sind, die der durch den „Speed-Master“ vorgegebenen Gießgeschwindigkeit folgen bzw. ihre Geschwindigkeit entsprechend anpassen müssen, wie dies von der vorliegenden Erfindung beansprucht wird. Dies bedeutet insbesondere, dass kein Slave-Treiberrollenpaar, weder in der Gießanlage noch in der Walzanlage, gießgeschwindigkeitsgeregelt betrieben werden darf.

Durch die erfindungsgemäße beanspruchte Anordnung des Master- Treiberrollenpaares in der Gießanlage oder zumindest vor dem ersten Walzgerüst wird sichergestellt, dass die Gießanlage so konstant wie möglich gefahren wird. Im realen Betrieb auftretende Störungen des Gießprozesses, wie beispielsweise durch Dickenschwankungen des Gießstrangs, Messfehler oder Rollenverschleiß können durch die beanspruchte Anordnung des „Speed-Masters“ in Gießrichtung vor dem ersten Walzgerüst zumindest weitgehend reduziert oder gar eliminiert werden.

Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin gelöst durch das Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 12 sowie die Gieß-Walzanlage gemäß Anspruch 13. Die Vorteile dieser Lösungen entsprechen den zuvor mit Bezug auf das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des beanspruchten Verfahrens sowie der beanspruchten Gieß-Walzanlage sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Der Beschreibung sind zwei Figuren beigefügt, wobei

Fig. 1 die erfindungsgemäße Walzanlage mit einem

Gießgeschwindigkeits-Regler gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; und

Fig. 2 die erfindungsgemäße Gieß-Walzanlage mit dem

Gießgeschwindigkeits-Regler gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.

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

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Gieß-Walzanlage 100. Sie umfasst eine Gießanlage 110, die ihrerseits aus einer Kokille 112 zum Gießen eines Gießstrangs 20 und aus einer der Kokille in Gießrichtung G nachgeordneten Strangführungseinrichtung 114 mit Strangführungsrollen besteht zum Führen des Gießstrangs 20. Sowohl in dem gekrümmten Abbiegebereich der Strangführungseinrichtung 114 wie auch in deren horizontalem Auslaufbereich können zwei sich gegenüberstehende Strangführungsrollen ein Treiberrollenpaar bilden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist genau ein einziges dieser Rollenpaare oder ein Rollenpaar am Ausgang der Strangführung 114 vor dem ersten Walzgerüst 122 als Master-Treiberrollenpaar 118 vorgesehen als Stellglied zum Regeln der Gießgeschwindigkeit des Gießstrangs 20 mit Hilfe eines Gießgeschwindigkeits-Reglers 142. Der Gießgeschwindigkeits-Regler 142 ist ausgebildet zum Regeln der Ist-Gießgeschwindigkeit auf eine vorgegebene Soll- Gießgeschwindigkeit durch geeignete Variation der Leistung bzw. des Stromes des Antriebs des Masterrollenpaares 118. Insofern handelt es sich bei dem Gießgeschwindigkeits-Regler 142 um den „Speed-Master“ bzw. den Masterregler im Sinne der vorliegenden Erfindung.

Der Gießanlage 110 ist in Gießrichtung G eine Walzanlage 120 nachgeordnet mit mindestens dem ersten Walzgerüst 122 zum Walzen des Gießstrangs 20, wobei die Gießanlage 110 und die Walzanlage 120 insbesondere in einem Endlos- Betriebsmodus betrieben werden, bei dem sie über den endlosen Gießstrang 20 miteinander gekoppelt sind.

Neben dem besagten Master-Treiberrollenpaar 118 ist in der Gießanlage 110 und insbesondere in deren Strangführungseinrichtung 114 mindestens ein Slave- Treiberrollenpaar 116 vorgesehen, das mit Hilfe eines Drehmomenten-Reglers 144 auf ein vorgegebenes Soll-Drehmoment geregelt wird.

Grundsätzlich ist die Gieß-Walzanlage 100 ausgebildet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dieses Verfahren wird nachfolgend erläutert:

In dem Endlos-Betriebsmodus wird der in der Kokille gegossene Gießstrang 20 durch die Strangführungsrollen der Strangführungseinrichtung 114 geführt und in Gießrichtung durch die Gieß-Walzanlage 100 gefördert. Mit Hilfe des Master- Gießgeschwindigkeitsreglers 142 wird die Ist-Gießgeschwindigkeit des Gießstrangs 20 auf eine vorgegebene Soll-Gießgeschwindigkeit geregelt durch geeignete Variation der Leistung bzw. des Stroms des Antriebs des Master- Rollenpaares 118.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Regelung der Gießgeschwindigkeit. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Drehzahl des Antriebs des Master-Treiberrollenpaares 118 als Regelgröße definiert und die Soll- Gießgeschwindigkeit in Form einer Soll-Drehzahl für den Antrieb des Master- Treiberrollenpaares 118 vorgegeben. Bei dieser Regelung wird die Ist- Gießgeschwindigkeit, repräsentiert durch die Ist-Drehzahl des Antriebs des Master-Treiberrollenpaares 118, auf die Soll-Gießgeschwindigkeit geregelt, repräsentiert durch die vorgegebene Soll-Drehzahl des Antriebs des Master- Treiberrollenpaares 118.

Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführung der erfindungsgemäßen Regelung der Gießgeschwindigkeit. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Geschwindigkeit des Gießstrangs 20 oder die Geschwindigkeit von dessen Oberfläche als Regelgröße definiert. Das heißt, es wird die Ist- Gießgeschwindigkeit, repräsentiert durch die Ist-Geschwindigkeit des Gießstrangs 20 oder durch die Ist-Geschwindigkeit der Oberfläche des Gießstrangs 20, auf die vorgegebene Soll-Gießgeschwindigkeit geregelt, repräsentiert durch eine vorgegebene Soll-Geschwindigkeit für den Gießstrang oder für die Oberfläche des Gießstrangs, wobei das Master-Treiberrollenpaar 118 als Stellglied fungiert.

Die nachfolgenden Ausführungen gelten für beide Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Regelung der Gießgeschwindigkeit gleichermaßen:

Neben dem Master-Treiberrollenpaar ist in der Gießanlage 110 mindestens ein weiteres Rollenpaar 116 als sogenanntes Slave-Treiberrollenpaar vorgesehen. Nur das besagte Master-Treiberrollenpaar 118 wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren geschwindigkeitsregelt. Das mindestens eine Slave-Treiberrollenpaar 116 wird dagegen mit Hilfe des Slave-Drehmomenten- reglers 144 Drehmomenten-geregelt. D.h., das Ist-Drehmoment seiner Rollen wird auf ein vorgegebenes Soll-Drehmoment geregelt.

Wenn in der Gießanlage 110 bzw. in Gießrichtung vor dem ersten Walzgerüst 122 eine Mehrzahl von Slave-Treiberrollenpaaren 116 vorhanden ist, so werden diese, wie gesagt, alle jeweils drehmomenten-geregelt. Die Soll-Drehmomente für diese Slave-Treiberrollenpaare 116 entsprechen dann vorzugsweise einer vorbestimmten Verteilung der Antriebsmomente für diese Slave- Treiberrollenpaare. Die Gieß-Walzanlage 100 kann nicht nur in dem besagten Endlos-Betriebsmodus betrieben werden, bei dem der Gießstrang 20 zumindest in ein erstes Walzgerüst 122 der Walzanlage 120 eingelaufen ist und von dem Walzgerüst 122 gewalzt wird. Zeitlich vor diesem Endlos-Betriebsmodus kann die Gieß-Walzanlage in einem Anfahrmodus betrieben werden, in dem der Gießstrang 20 in der Gießanlage 110 gegossen und bis vor das erste Walzgerüst 122 der Walzanlage gefördert wird. In beiden Betriebsmodi kann die Gießgeschwindigkeit gemäß den beiden oben unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 beschriebenen Ausführungsformen geregelt werden. Vorzugsweise wird dann die Soll- Gießgeschwindigkeit für das Master-Treiberrollenpaar 118 in dem Anfahrmodus und in dem Endlos-Betriebsmodus betraglich gleich und zeitlich konstant vorgegeben.

Nicht nur in der Gießanlage 110, sondern auch in der Walzanlage 120 kann mindestens ein Slave-Treiberrollenpaar vorgesehen sein. In der Walzanlage wird ein solches Slave-Treiberrollenpaar typischerweise durch die Arbeitswalzen 124 des Walzgerüstes 122 gebildet, insbesondere durch die Arbeitswalzen des in Gießrichtung G vorgesehenen ersten Walzgerüstes 122. Auch für diese Slave- Treiberrollenpaare in der Walzanlage gilt, dass sie gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht auf die Gießgeschwindigkeit geregelt werden dürfen. Vielmehr werden sie während des Endlos-Betriebsmodus drehmomentengeregelt, d.h., das Ist-Drehmoment der Rollen des Slave-Treiberrollenpaares 124 in dem Walzgerüst wird auf ein vorgegebenes Soll-Drehmoment angepasst bzw. geregelt.

Das Regeln der Drehmomente erfolgt bei den Rollen der Slave-Treiberrollenpaare 116 in der Strangführung 14 und/oder bei den Rollen der Slave-Treiberrollenpaare 124 in der Walzanlage 120 jeweils vorzugsweise durch geeignete Variation des Stromes in den Antrieben der Rollen. Dabei wird der Strom als Stellgröße für die Antriebe dann so variiert, dass das Ist-Drehmoment auf das gewünschte bzw. vorgegebene Soll-Drehmoment angepasst bzw. geregelt wird.

Alternativ dazu kann die Regelung des Drehmomentes bei den Rollen der Slave- Treiberrollenpaare der Strangführung 114 und/oder in der Walzanlage 120 auch durch geeignete Variation der Drehzahl dieser Rollen als Stellgröße erfolgen. D.h., der jeweils zuständige Drehmomenten-Regler 144, 146 gibt eine geeignete Variation der Drehzahl als Stellgröße für die Rollen des betreffenden Slave- Treiberrollenpaares vor und der Strom in den Antrieben wird dann zur Realisierung der erforderlichen Variation der Drehzahl entsprechend eingestellt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die als Stellgröße variierte Drehzahl zumindest bei einer der Drehmomenten-Regelungen 144, 146 mit Hilfe einer unterlagerten Drehzahlregelung 148 auf der bei der Variation vorgegebenen Drehzahl gehalten werden.

Durch die variierte Drehzahl als Stellgröße und die optional unterlagerte Drehzahlregelung bei der überlagerten Drehmomenten-Regelung wird vorteilhafterweise erreicht, dass der Gießstrang 20 zwischen der Gießanlage 110 und dem ersten Walzgerüst 122 nicht ausbeult. Auch wird vorteilhafterweise verhindert, dass in dem Gießstrang 20 zwischen der Gießanlage 110 und dem ersten Walzgerüst 122 zu viel Zug aufgebaut wird und dass einer der Antriebe der Slave-Treiberrollenpaare 116, 124 durchrutscht. Steigen die

Antriebsdrehmomente der Slave-Treiberrollenpaare 116 in der Gießanlage 110, so muss das erste Walzgerüst 122 schneller drehen, d.h. eine höhere Drehzahl als Stellgröße vorgegeben bekommen. Umgekehrt, fallen die Antriebsdrehmomente der Treiberrollenpaare 116 in der Gießanlage 110, so muss das erste Walzgerüst 122 entsprechend langsamer drehen, d.h. eine kleinere Drehzahl als Stellgröße vorgegeben bekommen.

Das Soll-Drehmoment für die Arbeitswalzen 124 des vorzugsweise ersten Walzgerüstes 122 der Walzanlage 120 kann beispielsweise als das Ist- Drehmoment von einem der Slave-Treiberrollenpaare 116 in der Strangführungseinrichtung 114 vorgegeben werden. Alternativ kann das Soll- Drehmoment für die Arbeitswalzen 124 auch als Summen-Drehmoment von mindestens zwei, vorzugsweise von allen Slave-Treiberrollenpaare 116 in der Strangführungseinrichtung 114 vorgegeben werden.

Das Summendrehmoment wird ermittelt, indem während des Anfahrmodus', die Drehmomente von mindestens zwei, vorzugsweise von allen Treiberrollenpaaren 116 vor dem ersten Walzgerüst 122 gemessen, gespeichert und zu dem Summen- Drehmoment aufaddiert werden, bevor der gegossene Gießstrang in das erste Walzgerüst eingelaufen ist.

Bezugszeichenliste

100 Gieß-Walzanlage

110 Gießanlage

112 Kokille

114 Strangführungseinrichtung

116 Slave-T reiberrollenpaar vor dem ersten Walzgerüst

118 Master-T reiberrollenpaar vor dem ersten Walzgerüst

120 Walzanlage

122 Walzgerüst

124 Slave-Treiberrollenpaar in Form der Arbeitswalzen eines

Walzgerüstes

142 Master-Gießgeschwindigkeitsregler für Master-T reiberrollenpaar

144 Slave-Drehmomentenregler für Gießanlage

146 Slave-Drehmomentenregler für Walzanlage

148 Unterlagerter Drehzahlregler

20 Gießstrang

G Gießrichtung