Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Computerprogrammprodukt zum Betreiben einer Walzstraße mit einer in Walzrichtung hintereinander angeordneten Gesamtanzahl von M Walzgerüsten zum Walzen von Walzgut, insbesondere einem Metallband, von einer vorherigen Endwalzabmessung auf eine geänderte neue Endwalzabmessung.

Wenn sich eine Endwalzabmessung des Walzgutes ändern soll, kann nur mit einer geeigneten neuerlich berechneten Lastumverteilung bei den einzelnen Walzgerüsten einer Walzstraße und mit entsprechend neu eingestellten Walzspalten eine optimale Verschleißverteilung der einzelnen Walzgerüste sowie eine optimale Qualität des gewalzten Walzgutes sichergestellt werden. Üblicherweise erfolgt der Übergang auf die neue Endwalzabmessung in einem festen Abschnitt des Walzgutes, d. h. einem sogenannten virtuellen Bandabschnitt. Dieser Bandabschnitt wird durch die gesamte Walzstraße hindurch nachverfolgt und jedes Walzgerüst ändert in genau diesem selben Bandabschnitt die Größe seines Walzspaltes gemäß der besagten Lastumverteilung. Beim Walzen entstehen dann in dem Walzgut Keile. Das sind Übergangsbereiche, in denen sich die Dicke oder die Breite des Walzgutes von einer vorherigen Endwalzabmessung hin zu einer neuen Endwalzabmessung ändert.

Wenn alle beteiligten Walzgerüste der Walzstraße die für sie im Rahmen der Lastumverteilung vorgesehen Stichänderungen, d.h. die neuen Größen ihrer Walzspalte gleichzeitig anfahren, kann dies zu Massenflussproblemen führen. Um derartige Massenflussprobleme möglichst gering zu halten, erfolgt traditionell die gewünschte Änderung der Endwalzabmessung wie folgt: Jedes Walzgerüst der Walzstraße walzt einen Keil in dem Walzgut bzw. Bandabschnitt so, dass dieser Keil in dem Walzgut jeweils dort beginnt, wo ihn auch das jeweils vorangegangene Walzgerüst begonnen hat zu walzen (Keil-Auf-Keil). Dieses Verfahren ist z. B. in der europäischen Patentschrift EP 3 346 625 B1 beschrieben.

Dieses sogenannte „Keil-auf-Keil-Walzen“ hat bei Anwendung bei einem endloslangen Walzgut, über das eine Gießmaschine, in der das Walzgut gegossen wird, und die Walzstraße, in der das Walzgut nachfolgend gewalzt werden soll, miteinander gekoppelt sind, einen Nachteil. Dieser besteht darin, dass aufgrund der besagten Kopplung an die Gießmaschine nicht nur die Transportgeschwindigkeit des Walzgutes durch die Walzgerüste begünstigt ist. Darüber hinaus muss auch die Anstellzylinder-Verfahr-Geschwindigkeit von insbesondere den ersten Walzgerüsten in der Walzstraße künstlich begrenzt werden. Der Grund für diese notwendige Begrenzung liegt in folgendem Sachverhalt:

Je größer die Anstellzylinder-Verfahrgeschwindigkeit, d.h. insbesondere die Geschwindigkeit mit der der z. B. Walzspalt zugefahren wird, ist, desto größer ist die Auslaufgeschwindigkeit und die Beschleunigung des Walzgutes aus dem Walzgerüst, weil der Massenfluss konstant bleiben musss. Je größer die Auslaufgeschwindigkeit ist, desto größer ist die Einlaufgeschwindigkeit des Walzgutes in das nachfolgende Walzgerüst. D.h.: Die Arbeitswalzen des nachfolgenden Walzgerüstes müssten dann entsprechend schnell beschleunigen können, um die größere Einlaufgeschwindigkeit des Walzgutes bewältigen zu können. Weil die Beschleunigungsfähigkeit der Arbeitswalzen eines Walzgerüstes jedoch begrenzt ist, sind in den Zwischen-Walzgerüstbereichen einer Fertigwalzstraße typischerweise Looper eingesetzt, die das schneller aus einem vorherigen Walzgerüst auslaufende Walzgut so lange Zwischenspeichern bzw. puffern, bis die Arbeitswalzen des nachfolgenden Walzgerüstes so weit beschleunigt haben, dass sie das schneller einlaufende Walzgut mit der notwendigen Walzgeschwindigkeit walzen können. Wenn aber die Anstellzylinder- Verfahrgeschwindigkeit des vorhergehenden Walzgerüstes zu groß ist, kann es passieren, dass sowohl die Beschleunigungsfähigkeit der Arbeitswalzen des nachfolgenden Walzgerüst als auch die Aufnahmekapazität des Loopers nicht mehr ausreichen, um das dann sehr schnell einlaufende Walzgut verarbeiten zu können; dann kommt es zwangsläufig zu einer Stauchung bzw. einem „Hochgehen“ des Walzgutes in der Walzstraße. Um eine solche Situation zu verhindern, muss die Anstellzylinder-Verfahrgeschwindigkeit hinreichend begrenzt sein, d.h. sie liegt dann in der Regel deutlich unter der Anstellzylinder- Verfahrgeschwindigkeit, die für das Walzgerüst technisch maximal möglich wäre.

Aus der künstlich reduzierten Anstellzylinder-Verfahrgeschwindigkeit resultiert - wiederum aufgrund des notwendigerweise konstanten Massenflusses - ein sehr langer Keil im Walzgut, insbesondere am Ausgang des letzten Walzgerüstes, obwohl dieses letzte Walzgerüst aufgrund seiner Technik durchaus schneller auf- oder zufahren könnte. Der lange Keil bedeutet eine lange Übergangszeit und einen langen Bandabschnitt in dem der Übergang auf die neue gewünschte Endabmessung erfolgt. Der Keil in dem Walzgut ist i.d.R. Ausschuss bzw. Verlustmaterial.

Der lange Keil und die lange Übergangszeit resultieren im Stand der Technik aus dem Vorgehen, dass die gewünschte Endabmessung in nur einer einzigen zeitlichen Phase durch reines Keil-auf-Keil Walzen realisiert wird. Die dabei zugrundeliegende Lastumverteilung schließt auch eine Stichänderung für das letzte Walzgerüst mit ein.

Im Hinblick auf eine Erhöhung des Produktionsdurchsatzes und eine Verringerung des Verlustmaterials ist es sinnvoll, eine geplante Änderung der Endwalzabmessung innerhalb einer kürzeren Übergangszeit und auf einem möglichst kurzen Bandabschnitt des Walzgutes zu realisieren.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Verfahren und ein bekanntes Computerprogramm zum Betreiben einer Walzstraße dahingehend weiterzubilden, dass eine Änderung der Endwalzabmessung bei dem Walzgut innerhalb einer kürzeren Übergangszeit vollzogen und auf einen möglichst kurzen Abschnitt des Walzgutes begrenzt wird.

Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Lastumverteilung für das letzte der M Walzgerüste keine Stichänderung vorgesehen wird; und es ist weiterhin gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Ermitteln einer zweiten Lastumverteilung für eine zweite zeitliche Phase in Form von zweiten Stichänderungen für zumindest das letzte Walzgerüst im Hinblick auf die neue Endwalzabmessung; und

- in der zweiten zeitlichen Phase (II) in Walzrichtung gesehen:

Walzens des Walzgutes auf die neue Endwalzabmessung durch sequentielles Fahren der Stichänderungen bei den Walzgerüsten soweit von der zweiten Lastumverteilung vorgesehen.

Das Merkmal, wonach „... für das letzte Walzgerüst keine Stichänderung vorgesehen wird“ meint, dass die Größe des Walzspaltes des letzten Walzgerüstes in der ersten zeitlichen Phase unverändert bleibt gegenüber seiner Größe, die er zu Beginn der ersten zeitlichen Phase aufgrund seiner letzten Einstellung während des vorherigen Walzens hat.

Der Begriff „Endwalzabmessung“ meint Endwalzdicke oder Endwalzbreite des Walzgutes am Ausgang des letzten Walzgerüstes der Walzstraße.

Der Begriff „Walzgerüst“ im Sinne der Erfindung meint ein aktives Walzgerüst, das die Abmessungen, d. h. die Dicke oder die Breite, des Walzgutes aktiv durch Krafteinwirkung ändert. Bei dem Begriff „aktiv“ sind zwei Varianten zu unterscheiden. Ein aktives Walzgerüst kann seinen Walzspalt dynamisch, d.h. während eines Zeitintervalls mit einer Anstellzylinder-Verfahrgeschwindigkeit ändern oder sein Walzspalt ist statisch fest eingestellt. Im ersten Fall wird nachfolgend von einem „dynamischen Walzgerüst“ und im zweiten Fall wird nachfolgend von einem „statischen Walzgerüst“ gesprochen. In beiden Fällen erfolgt eine Änderung der Abmessungen, d. h. der Dicke oder Breite, des auslaufenden Walzgutes gegenüber den Abmessungen des einlaufenden Walzgutes. Insofern sind bei der vorliegenden Erfindung nur aktive Walzgerüste der Walzstraße an Bearbeitung des Walzgutes im Hinblick auf die gewünschte neue Endabmessung beteiligt. D. h., sofern über ein Walzgerüst keine besondere Aussage getroffen ist, handelt es sich um ein aktives Walzgerüst.

Das schließt nicht aus, dass in der Walzstraße weitere inaktive Walzgerüste folgen/stehen können, die aber das Walzgut in seiner (End-)Abmessung nicht (mehr) beeinflussen, insbesondere keine Kraft auf das Walzgut ausüben. Die inaktiven Walzgerüste können den aktiven Walzgerüsten in der Walzstraße vor-, zwischen- oder nachgelagert sein. Das erfindungsgemäße Verfahren beginnt erst bei dem ersten aktiven Walzgerüst in der Walzstraße.

Der Begriff „Walzstraße“ kann eine Mehrzahl von Vorwalzgerüsten oder eine Fertigwalzstraße mit einer Mehrzahl von Fertigwalzgerüsten oder eine Kombination aus Beidem meinen.

Der Begriff „Keil“ meint eine von einem Walzgerüst gewalzte Dicken- oder Breitenänderung über einem begrenzten (Band-)Abschnitt des Walzgutes. Ein Keil entsteht, weil das Walzgut während der Dauer einer Stichänderung mit einer Transportgeschwindigkeit durch den Walzspalt hindurchbewegt wird. Der Keil kann, in Massenflussrichtung gesehen, eine positive oder eine negative Steigung haben. D. h. Unter Keil versteht man sowohl einen Keil, welcher von einer kleineren Auslaufdicke zu einer größeren Auslaufdicke als auch umgekehrt verfahren wird. Der Keil kann physisch linear oder nicht-linear gefahren werden und ausgebildet sein; das hängt davon ab, wie die Anstellzylinder- Verfahrgeschwindigkeit der Anstellzylinder des Walzgerüstes zur Veränderung des Walzspaltes und die gleichzeitige Transportgeschwindigkeit des Walzgutes durch den Walzspalt jeweils zeitlich verlaufen. Der Begriff „Stichänderung“ kann eine Stichabnahme oder eine Stichzunahme, d.h. eine Verkleinerung oder eine Vergrößerung des Walzspaltes und damit einhergehend eine Abnahme oder eine Zunahme der Dicke oder Breite des Walzgutes bedeuten.

Der Begriff „Sequentielles Verfahren“ schließt auch ein Belassen der Walzspalte von statischen Walzgerüsten auf ihren vorherigen Walzspaltgrößen ein, wenn die neuen Walzspaltgrößen dieser Walzgerüste gemäß der Lastumverteilung unverändert bleiben. Die Walzspalteinstellungen dieser Walzgerüste sind dann statisch. Aber diese Walzgerüste sind dennoch aktiv, denn sie tragen durch die von ihr bewirkte statische Änderung der Abmessung des Walzgutes ebenfalls zu dem Ziel der neuen Endwalzabmessung bei, auch wenn sie aufgrund der nur statischen Einstellung ihres Walzspaltes keinen Keil in dem Walzgut generieren.

Das Verfahrensmerkmal, wonach in der ersten zeitlichen Phase „bis zu M-1“ Keile ausgebildet werden, erklärt sich dadurch, dass in dieser Phase zumindest das letzte Walzgerüst in seiner Walzspaltgröße unverändert bleibt, d.h. keinen Keil ausbildet. Für das letzte Walzgerüst gilt dies zwingend. Darüber hinaus kann die Lastverteilung für die erste zeitliche Phase aber auch vorsehen, dass zusätzlich andere der M Walzgerüste keine Stichänderung fahren und somit keine Keile ausbilden.

Das erfindungsgemäße Verfahren erfolgt typischerweise als Teil oder im Rahmen eines laufenden Walzprozesses. Während des laufenden Walzprozesses ergeht die Anweisung, dass die aktuell (vorherig) gefahrene Endwalzabmessung geändert werden soll auf eine neue Endwalzabmessung. Dann werden erfindungsgemäß die besagte erste und zweite Lastumverteilung ermittelt. Beide Lastumverteilungen werden im Hinblick auf die gewünschte Endabmessung und im Hinblick auf eine möglichst gleichmäßige Belastung der beteiligten Walzgerüste gestaltet. Möglichst gleichmäßige Belastung bedeutet möglichst gleichmäßigen Verschleiß der Walzen in den Walzgerüsten. Zu einem Anfangszeitpunkt to wird dann bei dem laufenden Walzprozess begonnen, die erste Lastumverteilung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren umzusetzen. Ausgangspunkt für das erfindungsgemäße Verfahren sind insofern die statischen Einstellungen der Walzspalte der Walzstraße zum Zeitpunkt to.

In der ersten zeitlichen Phase erfolgt erfindungsgemäß ein traditionelles Keil-auf- Keil-Walzen, allerdings mit der Besonderheit, dass in dieser ersten zeitlichen Phase die vorherige Endwalzabmessung bei dem letzten Walzgerüst unverändert bleibt. Das beanspruchte sequentielle Fahren der Stichänderungen bei den Walzgerüsten, außer bei dem letzten Walzgerüst, auf Zwischen-Walzspaltgrößen gemäß der ersten Lastumverteilung dient zum Erzielen von Zwischenabmessungen bei dem Walzgut. Insofern bildet die erste zeitliche Phase eine Zwischenstufe auf dem Weg hin zu einer Walzspalt- und Abmessungsverteilung, wie sie zum Erreichen der Endabmessung am Ausgang des letzten Walzgerüstes erforderlich sein wird. Die beanspruchten Stichänderungen in der ersten Phase sind typischerweise geringer als im Stand der Technik, wo, wie oben gesagt, keine zweite Phase vorgesehen ist, sondern die gewünschte neue Endabmessung in nur einer einzigen Phase durch Keil auf Keil - Walzung generiert wird. Die Lastumverteilung für die erste zeitliche Phase erfolgt dergestalt, dass die Belastung und damit der Verschleiß der Walzen in allen beteiligten aktiven Walzgerüsten vergleichmäßigt und minimiert wird. Das gilt gleichermaßen auch für die Lastumverteilung für die zweite zeitliche Phase.

Durch die gefahrenen Stichänderungen bei den Walzgerüsten kommt es zu einer Keilbildung in dem Walzgut. Aufgrund des Keil-auf-Keil-Walzens liegen die durch die einzelnen dynamisch betriebenen Walzgerüste generierten Keile übereinander. Sie können unterschiedlich lang sein. Vorteilhafterweise werden jedoch die in der ersten zeitlichen Phase generierten Keile am Ende der ersten Phase durch das letzte statische Walzgerüst wieder geglättet, weil das letzte statische Walzgerüst keine Stichänderung fährt, d.h. in seiner Walzspaltgröße statisch eingestellt bliebt. Daraus resultiert der große Vorteil, dass am Ende der ersten Phase kein keiliges Walzgut generiert wird. Das auslaufende Walzgut hat eine gegenüber der vorherigen Endabmessung mindestens eine geänderte Zwischenabmessung. Die geänderten Zwischenabmessungen werden im Walzgut generiert durch die Walzgerüste der Walzstraße, außer durch das letzte Walzgerüst, das auf seiner vorherigen Einstellung verbleibt. Weil das letzte Walzgerüst auf seiner vorherigen Einstellung verbleibt, ist das auslaufende Walzgut in seiner Abmessung konstant. Und insofern ist der durch die erste zeitliche Phase bearbeitete Teil des Bandabschnittes grundsätzlich verwendbar und muss nicht als Ausschuss verworfen werden.

Außerdem treten in der ersten zeitlichen Phase Massenfluss- oder Prozessstörungen vorteilhafterweise nur vergleichsweise selten und - wenn überhaupt - dann in nur gemäßigter Ausprägung auf. Das hat folgenden Grund: Die angefahrenen Zwischenwalzspaltgrößen und die dadurch realisierten Zwischenabmessungen sind bei dem Walzgut betraglich geringer als im Stand der Technik. Auch der Keil kann länger und somit die Prozessstörung kleiner sein.

In den Zeitintervallen, in denen die Walzgerüste die vorgegebenen dynamischen Stichänderungen fahren, entstehen die Keile in dem Walzgut und die Auslaufgeschwindigkeit des Walzgutes aus den Walzgerüsten ändert sich. Bei einem Auffahren der Walzgerüste erfolgt eine Abbremsung, bei einem Zufahren erfolgte eine Beschleunigung wegen der Konstanz des Massenflusses. Am Ende der jeweiligen Verfahr-Zeitintervalle, d. h. nach erfolgter Abbremsung oder Beschleunigung bleibt die Auslaufgeschwindigkeit jeweils konstant. Das gilt grundsätzlich für jedes dynamische Fahren von Stichänderungen sowohl in der ersten wie auch in der zweiten zeitlichen Phase. Deshalb ist dann speziell auch die Geschwindigkeit des Bandabschnittes zu Beginn der zweiten zeitlichen Phase konstant, wenn die zweite zeitliche Phase der ersten Phase nachfolgt. In der zweiten zeitlichen Phase des erfindungsgemäßen Walzvorganges wird der Walzspalt von zumindest dem letzten Walzgerüst der Walzstraße durch eine zweite Stichänderung auf die neue Endwalzabmessung gefahren. Diese und optional weitere Stichänderungen erfolgen gemäß einer vorher definierten zweiten Lastumverteilung, die auch wieder auf eine möglichst gleichmäßige Belastung aller beteiligten Walzgerüste abzielt. Anders als die erste Lastumverteilung berücksichtigt die zweite Lastumverteilung aber das dynamische Fahren der Stichänderung am letzten Walzgerüst auf die neue Endabmessung für das Walzgut. Ein Großteil der notwendigen Änderungen der Abmessungen des Walzgutes im Hinblick auf die neue Endabmessung sind bereits in der ersten zeitlichen Phase realisiert worden, so dass in der zweiten zeitlichen Phase nur noch eine vergleichsweise betraglich kleine restliche Änderung der Abmessung bzw. Stichänderung erfolgen muss, um die neue Endabmessung zu erreichen. Die verbleibende kleine restliche Änderung der Abmessung kann deshalb auf einem im Vergleich zum Stand der Technik recht kurzen keiligen Bandabschnitt erfolgen. Dieser Bandabschnitt ist auch deshalb vergleichsweise kurz, weil die Verfahrgeschwindigkeit der Anstellzylinder des letzten Walzgerüstes maximal gewählt werden kann und daraus eine maximale Auslaufgeschwindigkeitsänderung des Walzgutes aus dem letzten Walzgerüst in der zweiten Phase resultiert.. Die Verfahrgeschwindigkeit ist nicht limitiert durch eine nur begrenzte Beschleunigungsfähigkeit des nachfolgenden Walzgerüstes; es gibt typischerweise schlicht kein solches nachfolgendes Walzgerüst. Nur der Haspel wäre hier noch ein limitierendes Element. Der kürzere keilige Bandabschnitt für den Übergang auf die neue Endabmessung bedeutet vorteilhafterweise zum einen eine Reduzierung des Ausschussmatenals. Zum anderen ist die notwendige Zeit für die Realisierung der letzten Stichabnahme in der zweiten zeitlichen Phase ebenfalls vergleichsweise kurz aufgrund der hohen möglichen Anstellzylinder-Verfahrgeschwindigkeit. Daraus resultiert vorteilhafterweise eine Erhöhung des Produktionsdurchsatzes. Die nur noch verbleibende betraglich kleine und kurzzeitige restliche Änderung der Abmessung - aufgrund einer nur kurzeitigen Änderung der Auslaufgeschwindigkeit des Walzgutes - führt vorteilhafterweise auch zu einer zeitlichen Reduzierung von Störungen in der dem letzten Walzgerüst nachgeschalteten Kühlstrecke und damit zu einer Reduzierung von Störungen in der Qualität bzw. den Materialeigenschaften des Walzgutes.

In der ersten und der zweiten zeitlichen Phase werden typischerweise jeweils andere Walzgerüste aus der Menge aller Walzgerüste der Walzstraße dynamisch betrieben. Es können jedoch auch teilweise dieselben Walzgerüste dynamisch betrieben werden. Das letzte Walzgerüst ist erfindungsgemäß in beiden Phasen aktiv beteiligt; in der ersten Phase statisch betrieben und in der letzten Phase dynamisch betrieben.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist es nicht vorgesehen, dass die erste und/oder die zweite Lastumverteilung zwingend notwendig für jedes Walzgerüst der Walzstraße eine Stichänderung vorsieht. Vielmehr kann für einzelne der Walzgerüste auch keine Stichplanänderung vorgesehen sein. Diese Walzgerüste werden dann statisch betrieben; d.h. ihre Walzspalte bleiben unverändert.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Walzgut, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gewalzt wird, um einen „endlosen“ Gießstrang, durch den die Walzstraße mit einer in Walzrichtung vorgelagerten Gießmaschine gekoppelt wird. Der Begriff „endlos“ meint, dass das Walzgut in der Gießmaschine in Form eines endlosen Gießstrangs gegossen wird, ohne nachfolgend quer durchtrennt zu werden.

Alternativ kann es sich bei dem Walzgut auch um eine Bramme handeln, die durch Portionierung, d. h. mindestens einfache Querteilung des endlos gegossenen Gießstrangs entsteht. Aufgrund der Querteilung sind dann die Gießmaschine und die Walzstraße nicht mehr miteinander gekoppelt. Daraus resultiert der Vorteil, dass das Walzgut in der Walzstraße mit einer höheren Geschwindigkeit gewalzt werden kann, als dies die Gießmaschine aufgrund ihrer vergleichsweise nur geringen Gießgeschwindigkeit erlauben würde.

Der endlose Gießstrang oder die von dem endlos gegossenen Gießstrang abgetrennte Bramme kann einen oder mehrere Bandabschnitte enthalten, auf denen das erfindungsgemäße Verfahren mit der ersten und zweiten zeitlichen Phase jeweils separat durchgeführt wird. Enthält die Bramme mehrere Bandabschnitte, spricht man auch von „Semiendlos“-Walzen. Ein Bandabschnitt entspricht vorzugsweise einer später auf einem Haspel aufzuwickelnden Coillänge. Umfasst die Bramme dagegen lediglich einen Bandabschnitt, der typischerweise auch nur einer Coillänge entspricht, so spricht man von Batchwalzen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Walzspalte sukzessive aufgefahren, wenn die neue Endabmessung größer ist als die vorherige Endabmessung. Dies setzt natürlich voraus, dass die Abmessung des Walzgutes entsprechend größer war. Alternativ werden die Walzspalte zugefahren, um die Endwalzabmessung des Walzgutes zu verringern.

Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Anstellzylinder in den Walzgerüsten für das Auffahren oder das Zufahren der Walzspalte für die Keilbildung in dem Walzgut - abgesehen von einer Anfangsbeschleunigung und einer Abbremsung - mit konstanter Verfahrgeschwindigkeit verfahren werden. In Verbindung mit einer jeweils zur Dicke proportionalen Auslaufgeschwindigkeit, mit der das Walzgut aus einem Walzgerüst ausläuft, resultiert daraus vorteilhafterweise ein näherungsweise linearer Keil in dem Walzgut. Bei nicht konstanten Verfahrgeschwindigkeiten der Anstellzylinder und/oder in Verbindung mit nicht konstanten Auslaufgeschwindigkeiten des Walzgutes für dasselbe Walzgerüst können die in dem Walzgut resultierenden Keile auch nicht - linear sein, d. h. sie können dann eine unebene, z. B. kurvige Oberfläche haben. Typischerweise folgen die erste und die zweite Phase mit einer Pause nacheinander. Alternativ kann die Pause jedoch auch entfallen, so dass die erste und die zweite zeitliche Phase unmittelbar aufeinander folgen. Außerdem ist es alternativ möglich, dass sich die erste und die zweite Phase in der Weise überlappen, dass die zweite Phase beginnt, bevor die erste Phase beendet ist. Die letzten beiden Alternativen führen vorteilhafterweise zu einer Verkürzung der Durchführungszeit für das erfindungsgemäße Verfahren und zu einer Verkürzung der für die Änderung der Endabmessung notwendigen Länge des Übergangsbandabschnitts.

Vorteilhafterweise erfolgt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Warmwalzstraße und bei Warmband als Walzgut, weil dann die Änderung der Walzspaltgrößen bzw. die Änderung der Abmessungen des Walzgutes aufgrund der hohen Temperatur relativ einfach, d. h. ohne allzu großen Kraftaufwand erfolgen können. Das schließt jedoch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für das Kaltwalzen von Walzgut nicht aus.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Verfahrensansprüche.

Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogrammprodukt gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Die Vorteile dieses Computerprogramm Produktes entsprechen den oben mit Bezug auf das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen. Der Begriff „Computerprogrammprodukt“ schließt auch in Speicherbausteine eingebrannte Software und Software in speziell hergestellten IC’s (Integrated ciruits) ein. Die Speicherbausteine und/oder die IC’s sind dann die „Speicher eines digitalen Computers“ im Sinne des Anspruchs.

Der Beschreibung sind 5 Figuren beigefügt, wobei Figur 1 das erfindungsgemäße Verfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Figur 2 einen Keil mit negativer Steigung in Walzrichtung zur Vergrößerung der Abmessung des auslaufenden Walzgutes;

Figuren 3a und 3b ein zweites Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren;

Figur 4 eine Keilform mit positiver Steigung in Walzrichtung gesehen, wie sie bei Ausführung des Verfahrens gemäß Figur 3 a +b entsteht; und

Figur 5 einen Vergleich von Keillängen bei verschiedenen Betriebsweisen von Walzgerüsten zeigt.

In allen Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Figur 1 veranschaulicht die Abfolge der einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens an den einzelnen Walzgerüsten einer Walzstraße. Die Walzgerüste der Walzstraße tragen die Bezeichnung F1 bis F6, wobei die Walzgerüste F1 und F2, d. h. die ersten beiden Walzgerüste der Walzstraße nicht aktiv an der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem Beispiel in Figur 1 beteiligt sind und deshalb in der Figur 1 nicht erwähnt sind. In der Figur 1 verläuft die Walzrichtung, d. h. die Bewegungsrichtung des Walzgutes durch die Walzgerüste F1 bis F6 von links nach rechts. Dagegen verläuft die Zeitachse in umgekehrter Richtung von rechts nach links.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft einen einzelnen zumindest softwareseitig definierten (virtuellen) Bandabschnitt 10, in der Figur 1 mit dem schwarzen horizontalen Doppelpfeil gekennzeichnet. Dieser Bandabschnitt entsteht durch virtuelle oder später vor dem Haspel reale Querteilung eines gegossenen endlosen Gießstranges zu zwei verschiedenen Zeitpunkten, wie in Figur 1 markiert. Durch die beiden Schnitte entsteht nicht nur der besagte Bandabschnitt, sondern es wird gleichzeitig auch die Walzstraße von einer vorgelagerten Gießmaschine, die den endlosen Gießstrang erzeugt, abgetrennt.

Bezogen auf den einen (virtuellen) Bandabschnitt erfolgt die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in zwei separaten Phasen, einer ersten zeitlichen Phase I und einer zweiten zeitlichen Phase II, die hier beispielhaft mit einer Pause P zeitlich aufeinanderfolgen. Die Gesamtanzahl von M aktiven Walzgerüsten beträgt bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel 4; sie umfasst die Walzgerüste F3, F4, F5 und F6 einer Walzstraße. Davon sind die Walzgerüste F3, F4 und F5, nicht aber das Walzgerüst F6 in der ersten zeitlichen Phase I aktiv. Das Walzgerüst F6 ist alleine nur in der zweiten zeitlichen Phase II aktiv. Diese Walzgerüste werden hier beispielhaft alle dynamisch betrieben. Dabei werden sie gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht gleichzeitig, sondern sequentiell von ihren anfänglichen Walzspaltgrößen auf neue Walzspaltgrößen gefahren. Die dazu gefahrenen Stichänderungen (Ordinate h _x ) erfolgen in der ersten zeitlichen Phase I gemäß einer zuvor ermittelten ersten Lastumverteilung und in der zweiten zeitlichen Phase II gemäß einer zuvor ermittelten zweiten Lastumverteilung. Beide Lastumverteilungen werden im Hinblick auf eine gewünschte neue Endabmessung des Walzgutes und im Hinblick auf eine möglichst gleichmäßige Abnutzung der Walzen der Walzgerüste von einem Prozessmodell ermittelt. Die Stichänderungen erfolgen während des Walzens des Walzgutes. Durch die gefahrenen Stichänderungen bilden sich in dem Walzgut Keile aus.

Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die angestrebte neue Endwalzabmessung, hier beispielhaft die neue angestrebte Endwalzdicke, für den hier betrachteten Bandabschnitt 10 des Walzgutes größer als die Endwalzdicke bei zuvor gewalzten Bandabschnitten. Insofern werden die Walzspalte der beteiligten Walzgerüste hier jeweils aufgefahren.

In Figur 1 ist zu erkennen, dass während der ersten zeitlichen Phase I zunächst das Walzgerüst F3 als erstes aktives Walzgerüst der Walzstraße seinen Walzspalt für eine Stichänderung auffährt über dem Zeitintervall Ats, beginnend ab dem Zeitpunkt ti ; siehe den rampenförmigen Anstieg in Fig. 1 . Durch das Auffahren des Walzspaltes vergrößert sich wunschgemäß die Zwischenabmessung des durchlaufenden Walzgutes von einer Anfangsdicke D3E am Eingang des Walzgerüstes F3 hin zu einer Dicke D3A am Auslauf des Walzgerüstes F3. Diese Auslaufzwischendicke D3A entspricht der Einlaufdicke D4E am Eingang des Walzgerüstes F4. Der Walzspalt des Walzgerüstes F4 wird während der Zeit t4 ebenfalls für eine Stichänderung weiter aufgefahren mit dem Ergebnis, dass sich die Dicke des Walzgutes am Ausgang des Walzgerüstes F4 auf die neue Zwischendicke D4A vergrößert. Gemäß dem Keil-auf-Keil-Walzen beginnt das Walzgerüst F4 vorteilhafterweise bereits dann mit dem Auffahren seines Walzspaltes, wenn der Anfang des von dem vorherigen Walzgerüstes F3 erzeugten ersten Keils an seinem Eingang, d. h. am Eingang des Walzgerüstes F4 ankommt. Dies ist typischerweise um das Zeitintervall Aki zeitlich versetzt der Fall. In Figur 1 ist auch zu erkennen, dass das Auffahren des Walzspaltes des Walzgerüstes F3 noch nicht ganz abgeschlossen ist, wenn das Walzgerüst F4 bereits mit dem Auffahren seines Walzspaltes beginnt; deshalb gilt: Aki < Ats.

Das Auffahren auf jeweils neue Zwischengrößen für die Walzspalte gemäß der zuvor berechneten ersten Lastumverteilung für die erste zeitliche Phase wiederholt sich dann auch noch an dem Walzgerüst F5.

Bei allen drei Walzgerüsten F3, F4 und F5 wird der Walzspalt bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel immer weiter aufgefahren, so dass die jeweils resultierenden Zwischenwalzabmessungen des Walzgutes an den Ausgängen der Walzgerüste sukzessive steigen. Das ist keineswegs zwingend immer der Fall, wie einleitend beschrieben. Konkret wurde aber bereits gesagt, dass die Eingangsdicke am Walzgerüst F4 von der Dicke D4E = D3A auf D4A > D4E steigt. Analog steigt die Endwalzdicke des Walzgutes noch einmal beim Durchlaufen durch das Walzgerüst F5, wenn auch dessen Walzspalt während eines Zeitintervalls Ats weiter aufgefahren wird; dann steigt die Endabmessung des Walzgutes von D5E = D4A auf D5A > D5E. Die Verstellzeit, die die Walzgerüste F4 und F5 benötigen für das jeweilige Auffahren ihrer Walzspalte beträgt t4 bzw. Ats. Die einzelnen Walzgerüste F3 bis F5 generieren auf diese Weise jeweils Keile, die sich alle in dem Walzgut überlagern (Keil-auf-Keil). Dadurch kann der gewünschte Übergang von der vorherigen Endwalzabmessung des Walzgutes auf die neue Endwalzabmessung in einem vergleichsweise kurzen Abschnitt des Bandabschnittes realisiert werden.

Die Zwischendicke D5A findet Eingang in das Walzgerüst F6 als Eingangs- Zwischenwalzabmessung D6E. Das Walzgerüst wird in der ersten zeitlichen Phase I statisch betrieben, d.h. sein Walzspalt bleibt unverändert. Weil die Größe des Walzspaltes bei F6 aber typischerweise anders ist als D5A, erfährt das Walzgut in der ersten zeitlichen Phase auch im Walzgerüst F6 eine Änderung seiner Abmessung. Diese Änderung der Abmessung ist aber nicht mit einer Keilbildung verbunden, weil der Walzspalt von F6 nicht über einem Zeitintervall verändert wird. Die Auslaufgeschwindigkeit des Walzgutes und dessen Zwischenabmessung am Ende der ersten zeitlichen Phase sind zeitlich konstant. Bezüglich der damit verbunden Vorteile wird auf den obigen allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.

Weil das Walzgut am Ende der ersten zeitlichen Phase seine gewünschte neue Endabmessung noch nicht erreicht hat schließt sich eine zweite zeitliche Phase II an. In dieser ist bei dem in Fig.1 gezeigten Beispiel nur das Walzgerüst F6 aktiv beteiligt. Das ist keineswegs immer der Fall. Vielmehr können auch andere Walzgerüst in der zweiten zeitlichen Phase beteiligt sein, die statisch oder dynamisch betrieben werden können. Das letzte Walzgerüst F6 wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren - anders als in der ersten zeitlichen Phase - nun dynamisch betrieben. D.h. es fährt eine Stichänderung während eines Zeitintervalls At6. Konkret wird der Walzspalt von F6 aufgrund der von der zweiten Lastumverteilung vorgegebenen Stichänderung von seiner Anfangsöffnung D6E auf die neue Endabmessung D6A hier beispielhaft aufgefahren. Der dabei entstehende Keil ist im Vergleich zum Stand der Technik sehr kurz. Außerdem können die Anstellzylinder von F6 sehr schnell verfahren werden, wie in der oberen Zeile von Fig. 1 gezeigt. Dadurch kann das Zeitintervall Ate sehr kurzgehalten werden. Bezüglich der damit verbunden Vorteile wird ebenfalls auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.

Schließlich zeigt Figur 1 unterhalb der Darstellung des Bandes den Geschwindigkeitsverlauf des Walzgutes am Ausgang des letzten Walzgerüstes F6. In der ersten zeitlichen Phase I wird die Auslaufgeschwindigkeit geringer, weil die Gerüste F3 - F5 bei ihren Stichänderungen auffahren und der Massenfluss erhalten bleiben muss. Das Walzgerüst F6 leistet gemäß Figur 1 in der ersten zeitlichen Phase keinen Beitrag zu einer Änderung der Abmessung des Walzgutes und auch nicht zu einer Änderung seiner Auslaufgeschwindigkeit.

In der zweiten zeitlichen Phase II wird alleine F6 aufgefahren. Wiederum aus dem Grund der Erhaltung des Massenflusses sinkt deshalb dessen Auslaufgeschwindigkeit während des Zeitintervalls Ate. Danach bleibt die Auslaufgeschwindigkeit des Walzgutes am Ausgang von F6 konstant.

Figur 2 veranschaulicht einen Walzenkeil mit negativer Steigung, wie er durch das Auffahren der Walzgerüste gemäß Figur 1 entstehen kann.

Die Figuren 3a und 3b veranschaulichen ein zweites Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem die Walzspalte der beteiligten Walzgerüste jedoch nicht aufgefahren, sondern zugefahren werden, um die Dicke des Walzgutes zu reduzieren. In diesem Beispiel sind die Walzgerüste F1 bis F5 an dem Walzen des Walzgutes beteiligt und zwar sowohl während der ersten zeitlichen Phase I wie auch während der nachfolgenden zweiten zeitlichen Phase II. Die Gerüste F1 bis F4 werden in der ersten zeitlichen Phase I dynamisch betrieben, d. h. sie fahren die ihnen von einer ersten Lastumverteilung zugewiesenen Stichänderungen jeweils in den Zeitintervallen Atil, At2l, Atsl und At ₄ l. Demgegenüber wird das fünfte Walzgerüst F5 in der ersten zeitlichen Phase I statisch betrieben, d. h., sein Walzspalt bleibt auf derjenigen Stellung fest eingestellt, die der Walzspalt auch bereits vor Beginn der ersten zeitlichen Phase hatte. Am Ende der ersten zeitlichen Phase I wird von dem Walzgerüst F5 kein Keil in dem Walzgut realisiert und alle von den vorherigen Walzgerüsten generierten Keile, wie sie in Figur 3a erkennbar sind, werden von dem Gerüst F5 plattgewalzt. Deshalb ist die Auslaufdicke des Walzgutes am Auslauf des Walzgerüstes F5 in der ersten zeitlichen Phase I konstant.

An die erste zeitliche Phase schließt sich, hier beispielhaft mit einer kleinen Pause P, die zweite zeitliche Phase II an. In dieser zweiten zeitlichen Phase II werden alle Walzgerüste F1 bis F5, hier beispielhaft dynamisch betrieben, d. h. sie walzen in den Zeitintervallen Ati II, At2ll, Atsll, At ₄ ll und Atsll jeweils einen Keil, wobei sich die Keile in dem Walzgut jeweils überlagern (Keil-Auf-Keil-Walzen), siehe Figur 3a und vergrößert in Figur 3b. Auch das Walzgerüst F5 wird jetzt, anders als in der ersten zeitlichen Phase I, dynamisch betrieben. Konkret sieht die zweite Lastumverteilung vor, dass das Walzgerüst F5 eine Stichänderung fährt, wobei sein Walzspalt von seiner statischen Einstellung in der ersten zeitlichen Phase I auf die neue kleinere Endwalzdicke zugefahren wird. Aufgrund dieser dynamischen Betriebsweise des Walzgerüstes F5 entsteht in dem Walzgut ein kurzer keilförmiger Übergang auf die neue Endwalzdicke. Dieser keilförmige Teil des insgesamt durch das erfindungsgemäße Verfahren geänderten Bandabschnittes 10 ist jedoch im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich kürzer. Dies bedeutet weniger Ausschußmaterial und der Übergang auf die neue Endwalzdicke erfolgt in kürzerer Zeit. Figur 4 veranschaulicht die Ausbildung eines Keils mit positiver Steigung in Walzrichtung, wie er im Rahmen des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß den Figuren 3a und 3b von den Walzgerüsten F1 bis F5 insbesondere in der zweiten zeitlichen Phase II generiert wird.

Die Figuren 2 und 4 zeigen jeweils lineare Keile. Alternativ dazu könnte die Keiloberfläche auch kurvig bzw. gekrümmt ausgebildet sein, je nach dem zeitlichen Verlauf der Anstellzylinder-Verfahrgeschwindigkeiten und nach dem zeitlichen Verlauf der Auslaufgeschwindigkeiten des Walzguts aus den Walzgerüsten.

Figur 5 zeigt einen Vergleich von Keillängen, wie sie am letzten Gerüst F5 einer Walzstraße auslaufen, wenn die Walzgerüste F1 bis F5 der Walzstraße in verschiedenen Betriebsweisen betrieben werden. Neben der gleichen Walzstraße mit den gleichen Walzgerüsten F1 bis F5 wird bei allen drei Ausführungsbeispielen auch eine gleiche Voreinstellung der Walzgerüste unterstellt. D. h. konkret: Das Walzgerüst F1 ist jeweils auf eine Walzspaltgröße von 16 mm, das Walzgerüst F2 auf eine Walzspaltgröße von 8 mm, das Walzgerüst F3 auf eine Walzspaltgröße von 4 mm, das Walzgerüst F4 auf eine Walzspaltgröße von 2 mm und das Walzgerüst F5 ist jeweils auf eine Walzspaltgröße von 1 mm voreingestellt (Auslaufdicken Ausgangszustand). Die Gerüste F1 bis F5 sind damit derart voreingestellt, dass an jedem Gerüst eine Abnahme bzw. Dickenreduktion des Walzgutes um 50 % erfolgt. Neben diesem Ausgangszustand wird in allen drei Ausführungsbeispielen weiterhin vorgegeben, dass sich die Anfangsdicke des Walzgutes von 16 mm auf 0,8 mm am Ausgang des letzten Walzgerüstes F5 reduzieren soll. Soweit die Ausgangssituation.

Das erste Beispiel gemäß Figur 5 betrifft das aus dem Stand der Technik bekannte Keil-Auf-Keil-Walzen. Ausgehend von ihren besagten Ausgangszuständen werden die Gerüste gemäß diesem Stand der Technik jeweils um den in der Zeile „Delta“ angegebenen Betrag zugefahren. Die daraus resultierende Ausgangsdicke ist in der vorletzten Zeile erkennbar.

Die Tabelle für das Ausführungsbeispiel gemäß dem Stand der Technik zeigt, dass bei der besagten Dickenreduktion am Ausgang des letzten Walzgerüstes F5 das Walzgut mit einer Keillänge von 16 m austritt. Diese große Austrittskeillänge ist ungünstig, weil sie im Zweifelsfall als Ausschussmaterial verworfen werden muss. Die vorliegende Erfindung zielt bekanntlich auf eine Reduktion dieser Keillänge, was anhand der beiden Beispiele Extremfälle 1 und 2 veranschaulicht ist.

Im Unterschied zum Stand der Technik wird bei den beiden Ausführungsbeispielen zwischen einer ersten zeitlichen Phase I und einer zweiten zeitlichen Phase II unterschieden. Angegeben sind für diese beiden Phasen jeweils die Auslaufdicken an den jeweiligen Gerüsten und die jeweilige Dickenreduktion in den einzelnen Phasen, in den beiden Tabellen für die Ausführungsbeispiele jeweils mit Delta bezeichnet. Der wesentliche Verfahrensschritt bei den beiden erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen im Unterschied zum Stand der Technik besteht darin, dass das Walzgerüst F5 während der Phase I in seinem Ausgangszustand verbleibt, hier 1 mm. Dementsprechend beträgt das Delta in der Phase I jeweils 0 mm. Erst am Ende der zweiten zeitlichen Phase II wird das letzte Walzgerüst jeweils dynamisch von seiner Ausgangsstellung auf die gewünschte neue Endabmessung, hier 0,8 mm verfahren. Das zugehörige Delta für das Gerüst F5 in der zeitlichen Phase II beträgt deshalb, wie angegeben, bei beiden Extremfällen 0,2 mm.

Der Extremfall 1 ist insofern extrem, als dass die Gerüste F1 bis F4 hier analog zum Stand der Technik verfahren werden, das Gerüst F5, aber wie gesagt, auf seinem Ausgangszustand verbleibt. In der zweiten zeitlichen Phase bleiben die Gerüste F1 bis F4 auf ihren Einstellungen entsprechend der ersten zeitlichen Phase I und lediglich das Gerüst F5 verfährt wie oben erläutert. Im Ergebnis resultiert daraus eine ultrakurze Keillänge im Auslauf des Gerüstes F5 von nur 0,5 m im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem die Auslauflänge 16 m beträgt.

Der Extremfall 2 sieht ein jeweils sukzessives Zufahren jedes einzelnen der Gerüste F1 bis F5 vor mit dem Ergebnis, dass die Auslauflänge am Ende der zweiten Phase am Ausgang des letzten Walzgerüstes F5 hier 8 m beträgt.

Beide Extremfälle veranschaulichen insofern, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Aufgabe der Erfindung, nämlich eine Verkürzung der Auslaufkeillängen am letzten Walzgerüst zu erzielen, gut erreicht werden kann; die

Auslaufkeillängen verkürzen sich gegenüber dem Stand der Technik jeweils um einen recht erheblichen Faktor: bei dem Extremfall 1 beträgt der Faktor 16 : 0,5 = 32 und bei dem Extremfall 2 beträgt er 16 : 8 = 2.

Bezugszeichenliste

I erste zeitliche Phase II zweite zeitliche Phase

10 Bandabschnitt

P Pause h _x Dicke des Walzgutes bzw. Auffahrweg eines Walzgerüstes bzw. Stichgröße