Aus der Veröffentlichung"DOMA auf fiz technik", Frankfurt am Main AN50021 (US Report 1973, Report-Nr. CE/B/25/72) ist ei- ne Betriebsanalyse und eine Optimierung des Walzprozesses speziell von Flacheisen als Metallband vorbekannt, aus der sich ein Zusammenhang zwischen maximalen Durchsatz von Stahl- Brammen und den Endabmessungen der daraus erzeugten Flachei- senplatten ergibt. Insbesondere wird dort eine Beziehung zwi- schen Durchsatz und der Einhaltung der Abmessung des Walzpro- duktes angegeben, wobei der Durchsatz umso geringer wird, je präziser gewalzt wird. Dies ist für die Praxis des Walzens von Metallband unbefriedigend. Es müssen jeweils geeignete Walzprogramme bestimmt werden, die die Einhaltung der Endab- messungen gewährleisten.

Bei bestimmten Walzprogrammen, d. h. bestimmten Stichplänen, kommt es in den Walzstraßen beispielsweise aufgrund der ther- mischen Belastbarkeit der Antriebe der einzelnen Walzgerüste ebenfalls zu einer Beschränkung des Durchsatzes der Walzstra- ße. Geringe Durchsatzsteigerungen können jedoch absolut gese- hen einen erheblichen Kostenvorteil bewirken.

Ausgehend vomn Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfin- dung, Verfahren anzugeben, die den Durchsatz einer Walzstraße

erhöhen bzw. optimieren, und zugehörige Einrichtungen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die Maßnahmen des Patentanspru- ches 1 oder 2 bzw. bei einer Einrichtung der eingangs genann- ten Art durch die Merkmale des Patentanspruches 6 oder 7 ge- löst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils ab- hängigen Ansprüchen angegeben.

Bei der Erfindung wird zum Walzen von Metallband, insbesonde- re eines Stahlbandes, mittels einer Walzstraße mit zumindest einem Walzgerüst, die Geschwindigkeit des Walzgerüstes der- art, insbesondere in Abhängigkeit des Materialdurchsatzes, durch die Walzstraße, eingestellt, daß der Durchsatz des Me- tallbandes durch die Walzstraße maximiert oder zumindest er- höht wird. Auf diese Weise läßt sich eine Erhöhung des Durch- satzes des gewalzten Metallbandes durch eine Walzstraße er- reichen, was mit einem erheblichen absoluten Kostenvorteil verbunden ist.

In erfinderischer Alternative dazu wird zum Walzen von Me- tallband, insbesondere eines Stahlbandes, mittels einer Walz- straße mit zumindest zwei Walzgerüsten die Leistung, die zum Walzen des Metallbands notwendig ist, derart auf die zumin- dest zwei Walzgerüste, insbesondere in Abhängigkeit des Mate- rialdurchsatzes, durch die Walzstraße verteilt, daß der Durchsatz von Metallband durch die Walzstraße maximiert oder zumindest erhöht wird. Auf diese Weise läßt sich eine Erhö- hung des Durchsatzes des gewalzten Metallbandes durch eine Walzstraße erreichen, was mit einem erheblichen absoluten Ko- stenvorteil verbunden ist. Dabei wird insbesondere vorgese- hen, die Leistung bei vorgegebener Geschwindigkeit durch Ver- änderung des Reduktionsgrades eines einzelnen Walzgerüstes zu beeinflussen. Auf diese Weise läßt sich eine gleichzeitige

Optimierung von Leistungsumverteilung und Optimierung der Ge- schwindigkeit besonders gut erzielen.

Bei den zugehörigen erfindungsgemäßen Einrichtungen ist be- sonders vorteilhaft, wenn zum Walzen von Metallband, insbe- sondere eines Stahlbandes, mittels einer Walzstraße mit zu- mindest zwei Walzgerüsten, die Einstellung der Geschwindig- keit der Walzgerüste und gleichzeitig die Verteilung der Lei- stung auf die Walzgerüste derart erfolgt, daß der Durchsatz von Metallband durch die Walzstraße maximiert oder zumindest erhöht wird. Dabei wird insbesondere vorgesehen, die Leistung bei vorgegebener Geschwindigkeit durch Veränderung des Reduk- tionsgrades eines einzelnen Walzgerüstes zu beeinflussen. Auf diese Weise läßt sich eine gleichzeitige Optimierung von Lei- stungsumverteilung und Optimierung der Geschwindigkeit beson- ders gut erzielen. Speziell durch die Verbindung von Lei- stungsumverteilung, insbesondere Umverteilung der Reduktions- grade oder einer äquivalenten Größe, und Geschwindigkeit läßt sich die Erhöhung des Durchsatzes signifikant erhöhen. Dies gilt um so mehr wenn eine Online-Umverteilung der Leistung auf die einzelnen Walzgerüste vorgesehen ist.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weisen die Walz- gerüste elektrische Antriebe auf, wobei zumindest ein elek- trischer Antrieb zumindest eines Walzgerüstes unterhalb sei- ner Nennleistung betrieben wird. Dabei kommen z. B. Antriebe gemäß der DE 196 47 637 Al zum Einsatz. Vorteilhafterweise werden dabei die elektrischen Antriebe mehrerer, insbesondere aller, Walzgerüste der Walzstraße unterhalb ihrer Nennlei- stung betrieben, wobei die Antriebe entsprechend der DE 196 47 637 Al ausgebildet sind.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus den in den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen. Im einzelnen zeigen

FIG 1 eine viergerüstige Walzstraße bei beispielhaftem Einsatz der Erfindung, FIG 2 einen Durchsatzoptimierer mit einem Verteilungsop- timierer und einen Geschwindigkeitsoptimierer und FIG 3 die Struktur eines in Figur 2 verwendeten Erwär- mungsmodells.

FIG 1 zeigt eine Walzstraße 1 zum Walzen von Metallband 7.

Die Walzstraße 1 weist vier Walzgerüste 2,3,4,5 auf. Die Reduktionsgrade (pi mit i = 1,2,3,4 und die Geschwindigkei- ten vi mit i = 1,2,3,4 bzw. die Drehzahlen der einzelnen Walzgerüste 2,3,4,5 werden mittels eines sogenannten Durchsatzoptimierers 6 ermittelt.

Einen derartigen Durchsatzoptimierer 6 zeigt FIG 2 in detail- lierterer Darstellung. Der Durchsatzoptimierer 6 weist ein Erwärmungsmodell 10, einen Verteilungsoptimierer 11, einen Geschwindigkeitsoptimierer 12 sowie einen Reduktionsgradbe- rechner 13 auf. Das Erwärmungsmodell 10 berechnet in Abhän- gigkeit der Lange Li des aus dem i-ten Walzgerüst auslaufen- den gewalzten Metallbands 7 sowie der Geschwindigkeit vi des i-ten Walzgerüstes den Durchsatz m durch die Walzstraße.

Der Verteilungsoptimierer 11 ermittelt aus der Lange Li des gewalzten Metallbands 7 bei Auslauf aus dem i-ten Walzgerüst beim letzten Optimimierungszyklus sowie dem Durchsatz m und einen neuen Wert für die Lange Li des gewalzten Metallbandes 7 beim Auslauf aus dem i-ten Walzgerüst.

Der Geschwindigkeitsoptimierer ermittelt in Abhängigkeit des Durchsatzes m, der Lange Li des gewalzten Metallbandes 7 ei- nen neuen Wert für die Geschwindigkeit vi des i-ten Walzgerü- stes. Die Schleife, gebildet durch das Erwärmungsmodell 10

und den Verteilungsoptimierer 11, sowie die Schleife, gebil- det durch das Erwärmungsmodell 10 und den Geschwindigkeitsop- timierer 12, werden iterativ solange durchlaufen, bis der Durchsatz m maximal ist.

Der Reduktionsgradberechner 13 ermittelt u. a. aus der Länge Li des gewalzten Metallbands 7 bei Auslauf aus dem i-ten Walzgerüst den Reduktionsgrad (pi des Walzgerüstes.

Alternativ kann vorgesehen werden, daß der Reduktionsgrad (pi direkt berechnet wird, d. h. daß Li durch (pi ersetzt wird. In diesem Falle sind das Erwärmungsmodell 10, der Verteilungsop- timierer 11 und der Geschwindigkeitsoptimierer 12 entspre- chend anzupasssen.

Der in FIG 2 dargestellte Durchsatzoptimierer 6 ist ein be- sonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für einen Durchsat- zoptimierer, da sowohl ein Verteilungsoptimierer 11 als auch ein Geschwindigkeitsoptimierer 12 vorgesehen sind. Alternativ dazu kann vorgesehen werden, einen Durchsatzoptimierer entwe- der ohne einen Verteilungsoptimierer oder ohne einen Ge- schwindigkeitsoptimierer vorzusehen. Die gleichzeitige Ver- wendung eines Verteilungsoptimierers 11 und eines Geschwin- digkeitsoptimierers 12 führt jedoch zu besonders günstigen Ergebnissen in bezug auf den Durchsatz m. Allerdings ist es in der Praxis besonders günstig, den Durchsatz m des Metall- bands 7 durch die Walzstraße 1 gleichermaßen mit dem Vertei- lungsoptimierer 11 und dem Geschwindigkeitsoptimierer 12, d. h. parallel, zu optimieren.

FIG 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Erwärmungsmodell 10. Dabei gelten im folgenden folgende Abkürzungen :

Pm mittlere Leistungsaufnahme eines Antriebs während des Walzprozesses PN Nennleistung eines Antriebs eines Walzgerüstes 2,3,4,5 tw Dauer des Walzens des Metallbands 7 tp Dauer der Pause zwischen dem Ausfädeln eines zu walzenden Metallbands 7 und dem Einfädeln des Kopfes eines darauffolgenden Gewalztes Metallband 7s m Masse eines Gewalztes Metallband 7s m Durchsatz M Walzmoment Mm mittleres Walzmoment R Radius der Arbeitswalzen vi Geschwindigkeit eines Gewalztes Metallband 7s bei Auslauf aus dem i-ten Walzgerüst Li Lange eines Gewalztes Metallband 7s eines Gewalz- tes Metallband 7s bei Auslauf aus dem i-ten Walz- gerüst kapa Voreilung (zur Vereinfachung mit 0,05 angenommen) Das Erwärmungsmodell 10 weist einen Walzzeit-Berechner 20, einen Walzpausenzeit-Berechner 21 sowie einen Durchsatzbe- rechner 22 auf. Der Walzzeit-Berechner 20 berechnet in bei- spielhafter Ausgestaltung die Walzzeit tw gemäß Gleichung (1) : Li vi- (1 + kapa)( Der Walzpausenzeit-Berechner 21 berechnet in beispielhafter Ausgestaltung die Mindestpausenzeit tp zwischen zwei Walzgän- gen gemäß Gleichung (2) :

wobei die Mindestpausenzeit tp zwischen zwei Walzgängen Null ist, wenn die mittlere Leistungsaufnahme Pm eines Antriebs während des Walzens kleiner ist als dessen Nennleistung Pu Die mittlere Leistungsaufnahme Pm eines Antriebs während des Walzens wird in beispielhafter Ausgestaltung u. a. aus der Länge Li, aus der der Reduktionsgrad C1 ableitbar ist, des gewalzten Metallbandes 7 bei Austritt aus dem i-ten Walzge- rüst berechnet.

In alternativer Ausgestaltung dazu erhält der Walzpausenzeit- Berechner 21 die mittlere Leistungsaufnahme Pm eines Antriebs beim Walzen als Eingangsgröße. Der Walzpausenzeit-Berechner 21 erhält ebenfalls als Eingangsgröße die Nennleistung PN des Antriebs, was aus Gründen der Übersichtlichkeit in FIG 3 nicht dargestellt ist.

Der Durchsatzberechner 22 berechnet den Durchsatz m gemäß Gleichung (3) : m .m= (3)<BR> <BR> tW + tP Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in den FIG 1 bis 3 nicht alle Ein-und Ausgangsgrößen der Funktionsblöcke 6,10, 11,12,13,20,21,22 dargestellt, sondern nur die, die für das Verständnis ihres Zusammenwirkens notwendig sind.