- 其中,精軋機組具有多個軋制機架,金屬帶材連續傳遞通過這些軋制機架,
- 其中,對于金屬帶材的每個區段,在其進入精軋機組之前,檢測其實際寬度和實際溫度。
本發明此外涉及計算機程序,其包括機器代碼,其可通過用于精軋機組的控制單元執行,其中,機器代碼通過控制單元的執行導致機器單元根據這樣的方法操作精軋機組。
本發明此外涉及用于精軋機組的控制單元,其中,所述控制單元被編程為使用這樣的計算機程序,使得控制單元根據這樣的方法操作精軋機組。
本發明此外涉及用于軋制金屬帶材的精軋機組,
- 其中,精軋機組具有多個軋制機架,金屬帶材連續傳遞通過這些軋制機架,
- 其中,精軋機組具有這樣的控制單元,其根據這樣的方法操作精軋機組。
用于軋制金屬帶材的熱軋機組大體由粗軋機組、精軋機組和卷取裝置組成。金屬帶材首先傳遞通過粗軋機組,且然后通過精軋機組,且最后供應到卷取裝置。在許多情形中-通常至少在用于軋制鋼帶材的熱軋帶材機組中-還提供冷卻線。冷卻線,如果其提供的話,布置在精軋機組的下游且在卷取裝置的上游。
通常對金屬帶材的軋制指定有限的寬度公差。維持這些寬度公差是重要的品質特征。金屬帶材的寬度的主動影響因此產生經濟效用。
金屬帶材的寬度既在粗軋機組中以及在精軋機組中又還在到卷取裝置的途中受影響。在一些情形中,這種影響被積極地執行。
因此,例如,從M. Nakayama等的技術文章“Development of Automatic Width Control System for Hot Strip Finishing Mills(用于熱軋帶材精軋機的自動寬度控制系統的發展)”(關于塑性技術的第三屆國際會議的會刊,京都,1990,7月1/6,第II卷,第791到796頁)已知一種方法,其中,在精軋機組的多個(而不是全部)軋制機架之后執行寬度測量。使用所有提供的寬度測量,借助于模型估計缺失的寬度測量值。通過計算和開啟用于每個活套挑(loop lifter)控制器的額外帶材張力(bandzuges),執行寬度偏差的補償。
從Harald Natusch等的技術文章“Automatische Breitenregelung in der Warmbandstra?e Borl?nge der SSAB Tunnplat [SSAB Tunnplat的博朗厄市,熱軋帶材機組中的自動寬度調整”(鋼鐵,122(2002),第11期,第93到100頁)中已知執行用于寬度偏差的先導控制。以通過模型支持的方式確定精軋機組中的寬度。在粗軋機組之前和之后以及在精軋機組之后執行寬度的測量。
從Y. Hoshi等的技術文章“Automatic width control System using interstand tension in hot strip finishing mill(使用在熱軋帶材精軋機中的機架間張力的自動寬度控制系統)”(La Revue de Metallurgie-CIT,1996,11月,第1413到1420頁)中已知在各個情況下在精軋機組的第二軋制機架之后和在最后的軋制機架之后檢測金屬帶材的寬度。在第一和第二軋制機架之間的張力(Züg)借助于前者測量被調整。在第三和最后的軋制機架之間的張力借助于后者測量被調整。
從DE 103 38 470 B4已知檢測表征在每兩個軋制機架之間的質量流動的變量,且基于所檢測的變量,設定在兩個軋制機架之間的帶材張力,以便減少寬度改變。
從DE 198 51 053 A1已知用于調整在具有至少兩個軋制機架的軋制機組中的寬度的方法,金屬帶材連續傳遞通過軋制機架。在該方法中,在傳遞通過最后的軋制機架之后檢測寬度。調整在兩個軋制機架之間的張力以影響金屬帶材的寬度。
從EP 0 375 095 B1已知一種用于在熱扎帶材在多機架軋制機組的精軋期間調整帶材寬度的方法。在該方法中,在倒數第二個機架之前和在最后的機架之后測量帶材寬度。執行使用先導控制的寬度調整。在軋制機組的最后的軋制機架之前的帶材張力用作控制變量。
從Atsushi Ishii等的技術文章“Strip width Variation behaviour and its mathematical model in hot strip finishing mills(帶材寬度變化性能及其在熱軋帶材精軋機中的數學模型)”(關于鋼軋制的第七屆國際會議的會刊,1998年,日本千葉,第93到98頁)已知用于精軋機組的寬度模型。在輥縫中的寬度影響,例如相對帶材輪廓改變、軋輥彎曲、壓縮長度和入口側和出口側張力被考慮在內。此外,在兩個軋制機架之間的區域中的寬度影響被考慮在內,例如,溫度、在金屬帶材中普遍的張力、屈服強度、帶材溫度和持續時間。
在Cheol Jae Park等的技術文章“Direct Width Control Systems Based on Width Prediction Models in Hot Strip Mill(在熱軋帶材軋機中基于寬度預測模型的直接寬度控制系統)”(ISIJ國際,第47卷(2007),第1期,第105到113頁)中依賴基于有限元的寬度模型得到簡化的寬度模型。使用神經元網絡補充簡化的寬度模型。其根據金屬帶材中的入口側張力、當前寬度、厚度減少、壓縮長度和尺寸改變阻力模擬精軋機組中的寬度。
現有技術的方法已經使得金屬帶材的實際寬度接近目標寬度。然而,這些方法通常僅不充分地起作用。此外,在沒有卷取箱的熱軋帶材機組中,從金屬帶材的長度上來看,溫度分布通常不均勻,這繼而導致金屬帶材在精軋機組中的不均勻變寬。
本發明的目的是提供可能性,借助于其,能夠以簡單且有效的方式精確地設定金屬帶材的寬度。
該目的通過具有權利要求1的特征的方法實現。方法的有利的實施例是從屬權利要求2到10的主題。
根據本發明,提供一種用于在精軋機組中軋制金屬帶材的方法,精軋機組具有多個軋制機架,金屬帶材連續傳遞通過軋制機架,
- 其中,對于金屬帶材的每個區段,在其進入精軋機組之前,檢測其實際寬度和實際溫度,
- 其中,來源于所檢測的實際寬度的實際寬度、初始目標寬度、來源于所檢測的實際溫度的實際溫度和目標溫度與金屬帶材的每個區段關聯,
- 其中,在穿過精軋機組期間,金屬帶材的區段的路徑被追蹤,
- 其中,寬度控制單元至少與每個軋制機架關聯,除了最后的軋制機架,
- 其中,用于在關聯軋制機架中軋制的金屬帶材的區段的相應寬度控制單元
-- 基于在關聯軋制機架中軋制之前的其目標寬度、在關聯軋制機架之前在金屬帶材中期望的目標張力、在關聯軋制機架之后在金屬帶材中期望的目標張力、與相應區段關聯的目標溫度和在關聯軋制機架中執行的軋制程序的參數,確定在關聯軋制機架中軋制之后的目標寬度,且將其與金屬帶材的相應區段關聯,
-- 基于在關聯軋制機架中軋制之前的其實際寬度、在關聯軋制機架之前在金屬帶材中期望的目標張力(其通過上游額外目標值校正)、在關聯軋制機架之后在金屬帶材中期望的目標張力(其通過下游額外目標值校正)、與相應區段關聯的實際溫度、及在關聯軋制機架中執行的軋制程序的參數,確定在關聯軋制機架中軋制之后的實際寬度,且將其與金屬帶材的相應區段關聯,
- 其中,相應寬度控制單元基于在關聯軋制機架之后在金屬帶材中期望的目標張力、在關聯軋制機架中軋制的金屬帶材的區段的目標溫度和實際溫度、位于關聯軋制機架之后的預先確定的點處的金屬帶材的區段的目標寬度和實際寬度的差異及軋制程序的參數確定下游額外目標值,
- 其中,相應寬度控制單元確定下游額外目標值,使得在關聯軋制機架中軋制的金屬帶材的區段的實際寬度接近軋制區段的目標寬度,
- 其中,相應寬度控制單元供應下游額外目標值到相應張力調整器,張力調整器設定在關聯軋制機架之后在金屬帶材中普遍的實際張力,對應于由下游額外目標值校正的目標張力。
因此僅要求單個寬度測量和單個溫度測量,具體地在粗軋機組和精軋機組之間。寬度偏差能夠高度準確地被補償。如果額外地還實現寬度調整,那么出于該目的在精軋機組之后要求額外的寬度測量。然而通常提供這樣的寬度測量,且因此不要求額外的硬件支出。
在最簡單的情況下,與區段關聯的實際寬度和實際溫度與檢測的實際寬度和實際溫度相同。然而,優選地至少所檢測的實際寬度,優選地還有所檢測的實際溫度被濾波,尤其是低通濾波。借助于該程序,尤其能夠相對平靜地執行金屬帶材的軋制(即,沒有高頻控制干預)。經由帶材張力操縱實際寬度因此對于軋制過程沒有負面影響。
濾波能夠尤其使得,通過濾波不在濾波變量中(實際寬度或實際溫度)引起關于未濾波變量的相位偏移。因此,在零相位濾波器中執行濾波。出于該目的,例如,能夠提供對應的對稱濾波器。替代地,可能的是所檢測的實際寬度經受第一濾波,且因此初步濾波的實際寬度被確定,且然后初步濾波的實際寬度經受第二濾波,且濾波的實際寬度因此被確定。替代地,所檢測的實際寬度能夠并行經受第一濾波以及第二濾波兩者,且兩個濾波的平均值能夠用作濾波的實際寬度。在兩種情況下,兩個濾波能夠具有相位調整。僅要求兩個濾波關于彼此具有相反的相位調整,以便通過一個濾波導致的相位偏移能夠通過另一個濾波補償或平衡掉。如果必要的話,類似的程序對于實際溫度是可能的。
可能的是預定初始目標寬度。替代地,能夠基于與區段關聯的實際寬度確定初始目標寬度。
可能的是永久地指定預先確定的點。替代地,可能的是對寬度控制單元指定預先確定的點(可選地單獨地用于每個寬度控制單元)。例如,在關聯軋制機架和直接下游的軋制機架之間的中間能夠被指定為用于相應寬度控制單元的預先確定的點。可選地還能夠將活套挑接合在金屬帶材上的位置設置為預先確定的點。
至少對于金屬帶材首先傳遞通過其的精軋機組的軋制機架,優選地檢測金屬帶材進入該軋制機架的時間點。在該情況下,路徑追蹤能夠基于該時間點調整,即,尤其以及時的方式開始。
替代地能夠檢測在粗軋機組的出口處或者在精軋機組的入口處的實際寬度。還替代地能夠檢測在粗軋機組的出口處或者在精軋機組的入口處的實際溫度。此外替代地,能夠首先檢測整個金屬帶材(即,金屬帶材的所有區段)的相應實際寬度和相應實際溫度,且然后僅執行低通濾波。替代地,能夠在檢測實際寬度和實際溫度的同時執行低通濾波。預先執行低通濾波是可取的,尤其是在粗軋機組的出口處檢測實際寬度和實際溫度的情況下。連同實際寬度和實際溫度的檢測執行低通濾波是可取的,尤其是在精軋機組的入口處檢測實際寬度和實際溫度的情況下。取決于在低通濾波和金屬帶材的區段進入精軋機組的第一軋制機架之間經過多長時間,能夠有必要借助于溫度模型取得區段的溫度隨時間的發展。
能夠按照需要確定精軋機組的軋制機架的數目。通常,軋制機架的數目是3到8個,通常4到7個,尤其是5或6個。
尤其,考慮鋼、鋁和銅作為該金屬。然而,還可能的是金屬帶材由另一金屬組成。
在本發明的范圍中,有必要在不同點處知道金屬帶材的速度。出于該目的,能夠直接地執行對應速度測量。替代地,能夠確定相應速度,因為-關于金屬帶材的速度待檢測的點–上游軋制機架的軋輥的周向速度被檢測,并由此在考慮導程時確定金屬帶材的速度。以類似方式,能夠確定相應速度(反之亦然),因為下游軋制機架的軋輥的周向速度被檢測,且由此在考慮到滯后時確定金屬帶材的速度。
在許多情況下,指定金屬帶材將在精軋機組的出口處具有的最終軋制溫度。在該情況下,最終軋制溫度優選地用作目標溫度。相比之下,在金屬帶材的區段穿過精軋機組期間,優選地以模型-支持方式連續追蹤金屬帶材的區段的實際溫度。
能夠按照需要確定軋制程序的參數。通常,關于關聯軋制機架,軋制力、軋制力矩、在關聯軋制機架的入口側和/或出口側上的帶材速度、輥縫、道次壓下量、金屬帶材的壓縮長度、及金屬帶材的材料變量能夠用作軋制程序的參數。
在最簡單的情況下,在根據本發明的方法的范圍中,僅考慮在軋制機架自身中軋制期間的變寬。然而,優選地規定,用于已經在關聯軋制機架中軋制的金屬帶材的區段的相應寬度控制單元
- 根據距下游軋制機架的間距、在關聯軋制機架的出口側上的帶材速度、在關聯軋制機架之后在金屬帶材中期望的目標張力、目標溫度和金屬帶材的材料特性變量追蹤軋制之后的目標寬度,以及
- 根據距下游軋制機架的間距、在關聯軋制機架的出口側上的帶材速度、在關聯軋制機架之后在金屬帶材中期望的目標張力(其通過下游額外目標值校正)、實際溫度、及金屬帶材的材料特性變量,追蹤在軋制之后的實際寬度。
該程序還能考慮在軋制機架之間的寬度的蠕變。
該目的此外通過具有權利要求11的特征的計算機程序實現。根據本發明規定,通過控制單元執行機器代碼導致控制單元依據根據本發明的方法操作精軋機組。
該目的此外通過具有權利要求12的特征的用于精軋機組的控制單元實現。根據本發明,精軋機組被編程為使用根據本發明的計算機程序,以便控制單元依據根據本發明的方法操作精軋機組。
該目的此外通過具有權利要求13的特征的用于軋制金屬帶材的精軋機組實現。根據本發明,精軋機組的控制單元設計成使得其依據根據本發明的方法操作精軋機組。
結合示例性實施例的以下描述,本發明的上述性能、特征和優勢及其實現的方式將變得更清楚且更全面,示例性實施例結合附圖更詳細地解釋。在示意圖中:
圖1示出熱軋帶材機組,
圖2示出金屬帶材的區段,
圖3示出流程圖,
圖4到6示出濾波,以及
圖7示出精軋機組的區段和寬度控制單元。
根據圖1,用于軋制金屬帶材1的熱軋帶材機組具有粗軋機組2、精軋機組3和卷取裝置4。在個別情況下,例如,在其中金屬帶材1已經被鑄造地相對薄的情況下,能夠省略粗軋機組2。根據圖1,精軋機組3具有多個軋制機架5,金屬帶材1連續傳遞通過軋制機架5。軋制機架5的數目通常在三個和八個之間,尤其在四個和七個之間,例如是五個或六個。金屬帶材1能夠例如是鋼帶材、鋁帶材、銅帶材或由另一金屬制成的帶材。
熱軋帶材機組-尤其是精軋機組3-通過控制單元6控制。控制單元6使用計算機程序7編程。計算機程序7包括機器代碼8,其可通過控制單元6執行。機器代碼8通過控制單元6的執行導致控制單元6根據一種方法操作精軋機組3,該方法此后將結合圖2和其他圖更詳細地解釋。由于使用計算機程序7的編程,所以控制單元6因此相應地操作精軋機組3。
金屬帶材1在控制單元6內虛擬地分成多個區段9。區段9能夠例如根據圖2通過一致長度l、通過一致質量m、或通過在時間上等距離的步驟處的檢測被限定。
根據圖3,在步驟S1中,針對金屬帶材1的每個區段9檢測其實際寬度b0和實際溫度T0。在對應區段9進入到精軋機組3中之前執行實際寬度b0和實際溫度T0的檢測。例如,根據圖1,對應測量單元能夠布置在粗軋機組2的出口處。替代地,測量單元能夠布置在精軋機組3的入口處。可能的是甚至在金屬帶材1的最前部區段9進入精軋機組3之前,完成對所有區段9的實際寬度b0和實際溫度T0的檢測。替代地,可能的是雖然金屬帶材1的前部區段9已經進入精軋機組3,但是對于金屬帶材1的后部區段9仍然執行實際寬度b0和實際溫度T0的檢測。獨立于所使用的特定程序,執行檢測,然而,對于每個區段9,在對應區段9進入精軋機組3之前,完成隨后在步驟S2中執行的實際寬度b和實際溫度T的關聯。
在最簡單的情況下,在步驟S2中,所檢測的實際寬度b0和實際溫度T0直接與區段9關聯。然而,至少所檢測的實際寬度b0以及優選地所檢測的實際溫度T0都優選地被濾波。尤其,能夠根據在圖4到6中的圖示執行低通濾波。在濾波的情況下,在步驟S2中,對于每個區段9,確定相應濾波的實際寬度bF和相應濾波的實際溫度TF。
優選地執行步驟S2的濾波,使得濾波的實際寬度bF關于原始的未濾波實際寬度b0沒有相位偏移(零相位濾波)。例如,出于該目的,根據圖4,能夠使用高斯鐘形曲線(或另一、對稱的鐘形曲線)執行濾波。替代地,使用兩個隨后程序中的一個。
一方面,根據在圖5中的圖示,可能的是所檢測的實際寬度b0首先在第一濾波器塊10中經受第一濾波。因此確定初步濾波的實際寬度bV。初步濾波的實際寬度bV然后在下游第二濾波器塊11中經受第二濾波。第二濾波的結果是濾波的實際寬度bF。在該情況下,在第一濾波器塊10中的第一濾波以及在第二濾波器塊11中的第二濾波兩者能夠經受相位調整。在該情況下決定性的是,在兩個濾波器塊10、11中的兩個濾波經受關于彼此相反的相位調整。在第二濾波器塊11中的第二濾波因此補償由在第一濾波器塊10中的第一濾波導致的相位偏移。
替代地,能夠根據在圖6中的圖示在兩個濾波器塊10、11中并行執行兩個濾波。在該情況下,所檢測的實際寬度b0因此經受第一濾波以及第二濾波兩者。兩個濾波的結果在該情況下被供應到節點,其中,計算兩個濾波的平均值。平均值在該情況下對應于濾波的實際寬度bF。
類似的程序能夠用于確定濾波的實際溫度TF。通常,與用于確定濾波的實際寬度bF相同類型的濾波被用于確定濾波的實際溫度TF。然而,這不是絕對需要的。關于實際溫度T0還優選地是執行零相位濾波。
在濾波的情況下,針對金屬帶材1的相應區段9確定的濾波的實際寬度bF和針對金屬帶材1的相應區段9確定的濾波的實際溫度TF因此相應地作為(新的)實際寬度b或(新的)實際溫度T與相應區段9關聯。此外,在步驟S3中,初始目標寬度b0*作為目標寬度b*與相應區段9關聯,且初始目標溫度T0*作為目標溫度T*被關聯。
可能的是初始目標寬度b0*例如由更高階控制單元(未示出)或由操作員12在外部指定給控制單元6。替代地,可能的是控制單元6基于與區段9關聯的實際寬度b確定初始目標寬度b0*。例如,控制單元6能夠在金屬帶材1的所有區段9上執行平均值計算。通常,最終軋制溫度被指定給控制單元6,即,金屬帶材1從精軋機組3離開時所具有的溫度。該溫度能夠用作初始目標溫度T0*,或者基于最終軋制溫度確定初始目標溫度T0*。
在步驟S4中,控制單元6基于計算機程序7的執行實現針對金屬帶材1的區段9的路徑追蹤。因此控制單元6知曉在每個時間點金屬帶材1的哪一個區段9位于精軋機組3的哪個點處。本領域技術人員通常已知路徑追蹤的實施方式,且因此不必再更詳細地解釋。
為了金屬帶材1的區段9的正確的路徑追蹤,通常有必要檢測金屬帶材1(更精確地:金屬帶材1的最前區段9)進入軋制機架5的時間點t1,金屬帶材1首先穿過軋制機架5。能夠檢測時間點t1,例如,因為該軋制機架5的軋制力突然增加。以類似方式,針對精軋機組3的其他軋制機架5,也能檢測對應時間點t2、t3等。能夠基于所檢測的時間點t1、t2等以該方式調整路徑追蹤。
在步驟S5中,基于計算機程序7的執行,控制單元6此外至少針對每個軋制機架5(除了精軋機組3的最后的軋制機架5之外)實施寬度控制單元13。相應寬度控制單元13與相應軋制機架5關聯。可能的是這樣的寬度控制單元13也針對精軋機組3的最后的軋制機架5設置。然而,這不是絕對需要的。此后將結合圖7解釋寬度控制單元13中的一個的構造和功能–作為所有寬度控制單元13的代表。類似的陳述適用于其他寬度控制單元13。
寬度控制單元13與特定軋制機架5關聯。在圖7的圖示中,這是中間的軋制機架5,此后稱為關聯軋制機架且設有附圖標記5b。在關聯軋制機架5b上游的軋制機架5此后設有附圖標記5a。以類似方式,在關聯軋制機架5b下游的軋制機架5此后設有附圖標記5c。
寬度控制單元13具有至少功能塊14到19。
以下變量被供應到功能塊14:
- 目標寬度b*,其與目前正在關聯軋制機架5b中軋制的金屬帶材1的區段9在關聯軋制機架5b中軋制之前相關聯。在與精軋機組3的第一軋制機架5關聯的寬度控制單元13的情況下,目標寬度b*對應于初始目標寬度b*。在其他寬度控制單元13的情況下,目標寬度b*由與上游軋制機架5a關聯的寬度控制單元13的功能塊15提供。
- 目標張力Z1*,其在關聯軋制機架5b之前在金屬帶材1中是普遍的。目標張力Z1*由來自更高階控制單元的對應指定確定。如果必要的話,操作員12的額外控制干預能夠被考慮在內。
- 目標張力Z2*,其在關聯軋制機架5b之后在金屬帶材1中是普遍的。目標張力Z2*由來自更高階控制單元的對應指定確定。在此如果必要的話,操作員12的額外控制干預也能被考慮在內。
- 目標溫度T*,其與目前正在關聯軋制機架5b中軋制的金屬帶材1的區段9在關聯軋制機架5b中軋制之前相關聯。
- 在關聯軋制機架5b中發生的軋制程序的參數P。例如,總是關于關聯軋制機架5b,軋制力、軋制力矩、在關聯軋制機架的入口側和/或出口側上的帶材速度、輥縫、道次壓下量、金屬帶材1的壓縮長度、及–可能地金屬帶材1的溫度相關的材料變量M能夠用作軋制程序的參數P。材料特性變量M能夠包括例如彈性模數、屈服強度、成形阻力等。
基于應用到功能塊14的變量,功能塊14確定在關聯軋制機架5b中軋制之后的目標寬度。功能塊14將確定的目標寬度作為新的目標寬度b*與金屬帶材1的對應區段9關聯。功能塊14供應新的目標寬度b*到功能塊15。功能塊14因此關于金屬帶材1的相應區段9的目標值b*、T*,在內部模擬其在關聯軋制機架5b的輥縫中的變寬行為。功能塊14因此在內部包括關聯軋制機架5b的模型,其基于數學-物理等式–尤其是代數和微分等式。這樣的模型本身為本領域技術人員已知,參見在開端處提到的兩篇技術文章:Atsushi Ishii等的“Strip width Variation behaviour and its mathematical model in hot strip finishing mills(帶材寬度變化性能及其在熱軋帶材精軋機中的數學模型)”,和Cheol Jae Park等的“Direct Width Control Systems Based on Width Prediction Models in Hot Strip Mill(在熱軋帶材軋機中基于寬度預測模型的直接寬度控制系統)”。
在最簡單的情況下,功能塊15以移位寄存器等的方式設計為簡單的緩沖存儲器,其中,僅僅模擬金屬帶材1的區段9(包括與區段9關聯的目標變量b*、T*)到下游軋制機架5c的運輸。然而,在關聯軋制機架5b之后在金屬帶材1中期望的目標張力Z2*和金屬帶材1的材料特性變量M優選地被供應到功能塊15。在該情況下,除了金屬帶材1的區段9的簡單運輸,功能塊15還實現在功能塊15中緩存的金屬帶材1的區段9的目標寬度b*的蠕變行為。功能塊15因此根據在關聯軋制機架5b之后在金屬帶材1中期望的目標張力Z2*、目標溫度T*和金屬帶材1的材料特性變量M,針對緩存的區段9追蹤在關聯軋制機架5b中軋制之后的相應目標寬度b*。此外,關于下游軋制機架5c的間距a(更精確地:間距a加上儲存在關聯軋制機架5b和下游軋制機架5c之間的帶材儲備)和在關聯軋制機架5b之后的帶材速度v隱含性地并入到功能塊15的確定中。這是因為這兩個變量a、v確定金屬帶材1的區段9位于關聯軋制機架5b和下游軋制機架5c之間的機架間區域中的運輸時間。在金屬帶材1的相應區段9在下游軋制機架5c中軋制的時間點處,功能塊15提供在下游軋制機架5c中軋制之前的目標寬度b*到與下游軋制機架5c關聯的寬度控制單元13。
間距a是固定變量,其僅需要進行一次參數化。如果儲存的帶材儲備還被考慮在內,則這容易實現。這是因為所儲存的帶材儲備能夠通過活套挑20的位置以簡單的方式確定,活套挑20布置在關聯軋制機架5b和下游軋制機架5c之間。帶材速度v能夠在操作中變化。能夠直接地借助于對應測量單元測量帶材速度v。替代地,能夠測量關聯軋制機架5b的軋輥的周向速度,且結合已知導程能夠由此確定帶材速度v。此外替代地,能夠測量下游軋制機架5的軋輥的周向速度,且結合已知的滯后能夠由此確定帶材速度v。使用哪一個程序是本領域技術人員的選擇。
關于該方法,功能塊16在結構和功能上等效于功能塊14。然而,以下輸入變量被改變:
- 代替目標寬度b*,使用目前正在關聯軋制機架5b中軋制的金屬帶材1的區段9的實際寬度b。在與精軋機組3的第一軋制機架5關聯的寬度控制單元13的情況下,實際寬度b對應于在圖3的步驟S2中與區段9關聯的實際寬度b。在其他寬度控制單元13的情況下,實際寬度b由與上游軋制機架5a關聯的寬度控制單元13的功能塊17提供。
- 代替目標張力Z1*,使用由上游額外目標值δZ1*校正的目標張力。在與精軋機組3的第一軋制機架5關聯的寬度控制單元13的情況下,上游額外目標值δZ1*具有值0。在其他寬度控制單元13的情況下,上游額外目標值δZ1*由與上游軋制機架5關聯的寬度控制單元13的功能塊19提供。
- 代替目標張力Z2*,使用由下游額外目標值δZ2*校正的目標張力。根據圖7由相應寬度控制單元13的功能塊19提供下游額外目標值δZ2*。
- 代替目標溫度T*,使用實際溫度T。在與精軋機組3的第一軋制機架5關聯的寬度控制單元13的情況下,實際溫度T對應于在圖3的步驟S2中與區段9關聯的實際溫度T。在其他寬度控制單元13的情況下,實際溫度T由與上游軋制機架5a關聯的寬度控制單元13提供。
其余變量與功能塊14的那些相同。
基于供應到功能塊16的變量,功能塊16確定在關聯軋制機架5b中軋制之后的實際寬度。功能塊16將確定的實際寬度作為新的實際寬度b與金屬帶材1的對應區段9關聯。功能塊16供應新的實際寬度b到功能塊17。功能塊16因此關于金屬帶材1的相應區段9的實際值b、T,在內部模擬其在關聯軋制機架5b的輥縫中的變寬行為。
關于該方法,功能塊17在結構和功能上等效于功能塊15。然而,如果功能塊17–類似于功能塊15–不僅實現金屬帶材1的區段9(包括與區段9關聯的實際變量b、T)到下游軋制機架5c的運輸,而且還實現在功能塊15中緩存的金屬帶材1的區段9的實際寬度b的蠕變行為,那么通過下游額外目標值δZ2*校正的目標張力Z2*和此外–如也在功能塊15中那樣–金屬帶材1的材料特性變量M被供應到功能塊17。在該情況下,功能塊17因此根據通過下游額外目標值δZ2*校正的目標張力Z2*、實際溫度T和金屬帶材1的材料特性變量M追蹤緩存的區段9在關聯軋制機架5b中軋制之后的相應實際寬度b。如先前在功能塊15中那樣,關于下游軋制機架5c的間距a和在關聯軋制機架5b之后的帶材速度v也隱含性地并入到功能塊17的確定中。
此外-且此處與功能塊15存在差異–功能塊17大體以模型支持方式連續地追蹤區段9的實際溫度T,其儲存在功能塊17中。從上述兩篇技術文章以及以其他方式,本領域技術人員已知對應的模型。因此,在金屬帶材1的區段9穿過精軋機組3期間,因此以模型支持方式連續地追蹤區段9的實際溫度T。
新確定的目標寬度b*通過功能塊14供應到功能塊18,且新確定的實際寬度b通過功能塊15供應到功能塊18。功能塊15計算在目標寬度b*和實際寬度b之間的差異δb。此外,功能塊18緩沖因此確定的差異δb。緩沖被確定,使得與確定的差異δb相關的金屬帶材1的區段9在差異δb通過功能塊18輸出的時間點處位于關聯軋制機架5b和下游軋制機架5c之間的預先確定的點處。
能夠按照需要確立預先確定的點。預先確定的點能夠例如是在關聯軋制機架5b下游的活套挑20作用在金屬帶材1上的位置。替代地,其能夠是在關聯軋制機架5b和下游軋制機架5c之間的中間的區域中的位置,尤其精確地在中間處。預先確定的點能夠優選地指定給相應寬度控制單元13,尤其通過操作員12或通過上述更高階控制單元。
功能塊18供應差異δb到功能塊19。此外,目標張力Z2*、目標溫度T*和實際溫度T、以及發生在相應軋制機架5中的軋制程序的參數P被供應到功能塊19。此外,從功能塊14和16輸出的寬度b*、b通常本身被供應到功能塊19。功能塊19基于供應到其的變量確定下游額外目標值δZ2*。該確定被執行,使得在關聯軋制機架5b中軋制的金屬帶材1的區段9的實際寬度b接近軋制區段9的目標寬度b*。尤其,該確定優選地被執行,使得針對區段9(對于其下游額外目標值δZ2*被確定)離開下游軋制機架5c的時間點優化該接近。
能夠執行該確定,使得實際寬度b等于目標寬度b*,即,執行完整的校正。替代地,能夠僅執行部分校正。在個別情況下利用的程序是本領域技術人員的選擇。尤其,對于精軋機組3的上游軋制機架5,能夠執行完整的或差不多完整的校正,以便在精軋機組3的下游軋制機架5中,沒有或僅殘留的校正仍不得不執行。
功能塊19進一步供應下游額外目標值δZ2*到張力調整器21。此外,在關聯軋制機架5b之后在金屬帶材1中普遍的實際張力Z2和目標張力Z2*被供應到張力調整器21。張力調整器21根據通過下游額外目標值δZ2*校正的目標張力Z2*設定在關聯軋制機架5b之后在金屬帶材1中普遍的實際張力Z2。例如,根據圖7中的圖示,張力調整器21能夠出于該目的作用在活套挑20上。替代地或額外地,張力調整器21能夠作用在關聯軋制機架5b和/或下游軋制機架5c的軋輥周向速度上。替代地或額外地,張力調整器21能夠作用在下游軋制機架5c的設定上。
總之,本發明因此涉及以下實質性問題:
在精軋機組3中軋制金屬帶材1之前,對于金屬帶材1的區段9在各個情況下檢測其實際寬度b0和實際溫度T0。來源于所檢測的變量b0、T0的變量bF、TF和對應目標變量b*、T*與區段9關聯。在穿過精軋機組3期間追蹤金屬帶材1的區段9。寬度控制單元13與每一個軋制機架5關聯。寬度控制單元13基于各種輸入變量,確定在關聯軋制機架5b中軋制之后的目標寬度b*和實際寬度b。寬度控制單元13還確定下游額外目標值δZ2*,通過其在關聯軋制機架5b之后校正目標張力Z2*,以使實際寬度b接近目標寬度b*。下游額外目標值δZ2*既在確定實際寬度b時考慮,并且還被供應到張力調整器21,張力調整器21根據校正的目標張力Z2*設定在關聯軋制機架5b之后在金屬帶材1中普遍的實際張力Z2。尤其對于下游額外目標值δZ2*的確定,使用金屬帶材1的區段9的目標寬度b*和實際寬度b的差異δ b,該區段位于關聯軋制機架5之后的預先確定的點處。
本發明具有許多優勢。因此例如,在本發明的范圍中,在精軋機組3內不要求溫度T和寬度b的測量。僅在精軋機組3之前要求這樣的檢測。這些檢測典型地被提供。此外,寬度b能夠在精軋機組3的出口處檢測用于品質控制、用于調整所使用的過程模型和可能地用于可選的寬度調整。然而,這不是絕對需要的。如果根據本發明除了寬度控制還實現寬度調整,則寬度調整根據在精軋機組3之后的實際寬度b和這時候的目標寬度b*校正至少目標寬度b*,可能地還校正實際寬度b。對于寬度控制單元13與其關聯的單個軋制機架5執行校正。執行校正,使得確定的輔助目標值δZ1*、δZ2*補償在精軋機組3的出口處的寬度偏離。控制干預被分配到精軋機組3內的多個軋制機架5上。在上游軋制機架5中的補償優選地在該情況下占主導。優選地,在下游軋制機架5中僅補償殘余偏差。
盡管通過優選示例性實施例更詳細地圖示和描述了本發明,但是本發明不因此受限于公開的示例,且在不脫離本發明的保護范圍的情況下,本領域技術人員能夠從其得到其他變型。
附圖標記列表
1 金屬帶材
2 粗軋機組
3 精軋機組
4 卷取裝置
5、5a到5c 軋制機架
6 控制單元
7 計算機程序
8 機器代碼
9 區段
10、11 濾波器塊
12 操作員
13 寬度控制單元
14到19 功能塊
20 活套挑
21 張力調整器
a 間距
b、b0 實際寬度
b*、b0* 目標寬度
bF 濾波的實際寬度
bV 初步濾波的實際寬度
l 長度
m 質量
M 金屬帶材的材料特性變量
P 軋制程序的參數
S1到S5 步驟
t 時間跨度
t1、t2、… 時間點
T、T0 實際溫度
T*、T0* 目標溫度
TF 濾波的實際溫度
TV 初步濾波的實際溫度
v 帶材速度
Z1、Z2 實際張力
Z1*、Z2* 目標張力
δb 在目標寬度和實際寬度之間的差異
δZ1*、δZ2* 輔助目標值。