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EP1080800B1 - Method for flexibly rolling a metal strip - Google Patents

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Publication number
EP1080800B1
EP1080800B1 EP00116083A EP00116083A EP1080800B1 EP 1080800 B1 EP1080800 B1 EP 1080800B1 EP 00116083 A EP00116083 A EP 00116083A EP 00116083 A EP00116083 A EP 00116083A EP 1080800 B1 EP1080800 B1 EP 1080800B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rolling
metallic strip
strip
rolls
bending
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP00116083A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1080800A2 (en
EP1080800A3 (en
Inventor
Friedrich Dr.-Ing. Klein
Andreas Hauger Dr.-Ing.
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Muhr und Bender KG
Original Assignee
Muhr und Bender KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19962754A external-priority patent/DE19962754A1/en
Application filed by Muhr und Bender KG filed Critical Muhr und Bender KG
Publication of EP1080800A2 publication Critical patent/EP1080800A2/en
Publication of EP1080800A3 publication Critical patent/EP1080800A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1080800B1 publication Critical patent/EP1080800B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/24—Automatic variation of thickness according to a predetermined programme
    • B21B37/26—Automatic variation of thickness according to a predetermined programme for obtaining one strip having successive lengths of different constant thickness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/38—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll bending
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/70—Length control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B2015/0071—Levelling the rolled product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/58—Roll-force control; Roll-gap control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/02—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring flatness or profile of strips

Definitions

  • the invention relates to a method for flexible rolling of a metal strip according to the preambles of claim 1 or 2, wherein the metal strip is guided during the rolling process by one between two Work rolls formed and so adjustable roll gap that over the length of the metal strip Tape sections with different tape thickness can be achieved (See e.g. JP (A) 61172603).
  • the flexible rolling as a process for the production of flat metal strips with over Their length defined different tape thicknesses is already known from practice and characterized in that targeted during the rolling process of the nip is changed to different tape thicknesses over the length of the metal strip achieve.
  • this can be done indirectly by changing the deformation resistance of the material by heating or cooling the metal strip and correspondingly changed springing of the roll stand during the rolling process.
  • the temperature of the rolling stock both below and above the recrystallization temperature.
  • the change of the Roll nip also by direct movement of the nip on the work rolls be made. Below are both options under the flexible rolling to achieve a defined band thickness course understood.
  • the process of flexible rolling is usually called coil rolling of coil Coil designed, but also variants such as coil on circuit board or circuit board on circuit board are known.
  • coil rolling of coil Coil supports the applied over the reel Bandzug the rolling process and significantly improves the straightness of the finished Strip profile in the longitudinal direction, ie in the rolling direction. Moreover, this ensures flexible rolls from coil to coil while maintaining high productivity, since the thickness profiles be generated continuously in the band.
  • a measure, the deviation from the ideal gap - caused by the deflection Rolling - to correct, consists in crowning the roll bale. This includes is understood the barrel-shaped or bulbous execution of the roll barrel. With this type of correction, it is possible to use only the work rolls, only the back-up rolls or to bump both the work rolls and the backup rolls. The bowing should be the deflection, which by the rolling forces and the own weight of the rollers is compensated, so that the gap between the Rolls again evenly, d. H. is constant over the length of the rolls. In usually the correction of the bendline is not complete and the correction, because the roll shape or the crowning is not changeable, only for one certain operating case.
  • both the strip thickness and the Planarity set constant, monitored via complex control loops and when occurring Deviations regulated by corresponding actuators.
  • a regulatory process for compensating the rolling force induced rolling deflection in conventional Strip rolling process is known for example from DE 22 64 333 C3.
  • Such complex control circuits can also be used in flexible rolling become. The problem is that it is in the regulation of a certain response time and a certain amount of time is needed until the regulation has responded and the effect of a disturbance change by the effect of the regulation within the measuring and control accuracy is regulated.
  • the present invention further relates to a method for flexible rolling of a Metal strip, wherein the metal strip is guided during the rolling process by a roll gap formed between two work rolls and thus adjustable, that over the length of the metal strip band sections with different tape thickness be achieved and wherein the metal strip is directed to the flexible rolling becomes.
  • a rolling process Downstream straightening may be required to meet the requirements for further processing To ensure straightness or flatness of the metal strip. This judging can be done for example by bending or stretch bending.
  • the input and output gap adjusted and depending on the number of straightening rollers, the metal strip or Richtgut between the staggered straightening or bending rollers one subjected to multiple bending back and forth with decreasing curvature.
  • the upper leveler set is employed so that the remaining residual stress is minimized in straightening or to be straightened rolling stock.
  • the first elastic-plastic bending must be greater as the largest curvature that existed in the initial state of the Richtgutes. About one further decaying elastic-plastic bending back and forth can the curvature in the Richtgut be further and further reduced.
  • the last elastic-plastic bending process must be designed so that the straightening after the elastic springback is no longer curved.
  • Object of the present invention is a method of the type described above To provide type for flexible rolling of a metal strip, in which no unwanted deviations in the length and / or thickness profile of the finished rolled and optionally directional rolling yield.
  • the previously derived and described object is in a method of the beginning described type according to the invention essentially solved in that a Compensation of the temperature influence on the metal band during the Rolling is performed to deviations from the target thickness and / or desired length the individual band sections at a given end temperature of the metal strip to avoid.
  • a Compensation of the temperature influence on the metal band during the Rolling is performed to deviations from the target thickness and / or desired length the individual band sections at a given end temperature of the metal strip to avoid.
  • the individual band sections are thus deliberately shorter than the predetermined desired length the directional metal strip or thicker than the predetermined target thickness of the directed Rolled metal strip, since after straightening the length of the individual band sections increases and decreases in thickness.
  • the invention thus provides a targeted Compensation or consideration of the directional influence already during the flexible Rolling before, so deviations of the directed profile from the target profile to avoid the metal band. So it becomes the profile of the metal band during the rolling process modified so that the result of the later straightening process the desired target profile is.
  • the compensation of the directional influence during rolling takes place taking into account the knowledge of the profile change of the rolling stock during straightening.
  • the above-described compensations can be controlled on the basis of both Model as well as regulating be performed in the compensation of the temperature influence preferably based on the actual temperature of the metal strip or another parameter representing the temperature, such as. B. change in length a reference route, as well as a combination of these two possibilities.
  • the controlling intervention is always immediately available at the moment when a change in the roll gap is made, as a rule due to the required response and control time does not respond directly can, while the regulatory intervention immediately after the change of Rolling gap should be made.
  • the Compensation during the flexible rolling preferably carried out such that after the rolling process, the desired geometry of the rolled metal strip at room temperature of about 20 ° C is reached.
  • the particular advantage is to combine the compensation according to the invention with a controlling and a subsequent regulatory action to achieve not only the desired desired geometry in terms of thickness and length of the individual band sections at a given final temperature, but at the same time good flatness of the metal strip.
  • the invention further provides that during each change of the roll gap or immediately thereafter the bending lines of the work rolls are controlled in dependence on the set roll gap to achieve the flatness of the metal strip.
  • the knowledge of the bending line change can follow from the given geometry, but can in particular be obtained empirically, namely the fact that corresponding measured variables are returned during the rolling process.
  • the bending line is adjusted directly as a function of the respective roll gaps by applying, ie increasing or reducing, certain bending-back forces in order to obtain a uniform gap dimension along the length of the roll gap.
  • Corresponding to this are to compensate for an imprecision of Metal band adapted to the particular load case bending forces on the work rolls and / or intermediate rolls and / or back-up rolls applied as well a work roll bend and / or an intermediate and work roll bend and / or to achieve a support and work roll bend.
  • the aforementioned control or regulation may preferably be combined with the abovementioned employment and / or and / or support roll bending, since here - the traversing speed the nip accordingly - fast changes can be realized, what just when flexible rolling with sometimes very short tape sections is important. Conceivable, however, would be other ways to influence the flatness, z. B. by moving intermediate rolls in the Six High Mill frame, by hydraulic supported rollers or by the cross-rolling. But the goal is in everyone Case, a flat, flexibly rolled strip with predetermined target geometry at final temperature and at the same time the reelability of such metal bands improve or optimize.
  • the optical measurement of the flatness can be directly behind the work rolls realize in a simple way.
  • the planarity of the metal strip becomes preferably over the entire width of the metal strip behind the nip for each Length increment measured.
  • the Measurement of the flatness over the entire width of the metal strip distributed Laserdikkenmeßstationen are provided and that the laser thickness measurement via triangulation he follows.
  • the laser thickness measurement over the entire width of the metal strip allows in a simple way online optimization of the bending line of the work rolls.
  • the laser thickness measurement via triangulation made possible by the small measurement spot and the high measuring frequencies of 1 kHz and more even with short tape sections of about 50 mm in length determining the cross profile.
  • FIGS. 1 and 2 a part of a roll stand 1 on the one hand without counterbending (FIG. 1) and on the other hand with counter-bending (FIG. 2).
  • a cylindrical work roll 2 with roll barrel 3 and bearing pins 4, 5, the are stored in bearings 6, 7.
  • a support roller 8 with a cylindrical support roll bale 9 and bearing journals 10, 11, which in Bearings 12, 13 are stored.
  • the upper rollers of the roll stand 1 are not shown.
  • the two lower corresponding rollers namely a lower work roll and a lower back-up roll. Between the two work rolls is the nip S.
  • Fig. 1 an application case when rolling a metal strip, not shown, shown in which on the work roll 2, a rolling force F W is exercised.
  • the rolling force F W causes an elastic deflection of the work roll 2, so that the bending line B of the work roll 2 results.
  • the rolling force F W not only leads to a deflection of the work roll 2, but also to a deflection of the support roller 8, but this is not shown in detail.
  • Fig. 2 the state of the work roll 2 and the support roller 8 is shown with a counter-bend.
  • the nip S has, in contrast to the state shown in Figure 1, a constant, uniform gap; So realized is an at least substantially constant constant distance between the two facing surfaces of the work rolls.
  • the work roll 2 is not bent.
  • the rolling force F W counteract against the back-up roller 8 applied bending forces F B.
  • the bending line B that of the central axis runs the work roll 2 corresponds, parallel to the outside of the work roll 2. At a this is not the case with domed roll barrels. In this case is at one over the Length of the work roll constant nip in contrast to the illustration according to Fig. 2, the work roll is bent, although the limiting the nip Line or surface of the work roll is horizontal.
  • the flexible rolling of a metal strip is performed so that the nip S is selectively changed during the rolling process to a predetermined change in thickness to achieve the metal band over its length. It is essential, that during setting of the roll gap S or immediately thereafter Bending lines B of the work rolls 2 as a function of the set roll gap for Achieving the flatness of the metal strip to be controlled. This is through the knowledge Bend line dependence of the various roll gaps possible. hereby becomes the deviation caused due to the different nips compensated by the ideal gap.
  • predetermined back bending forces F B are applied to the back-up rolls 8 in response to the various roll nips to achieve a working and back-up roll bend.
  • bending forces F B are applied to the work rolls 2 to control the unevenness.
  • a measured value acquisition is initially made via appropriate measuring means. Both the longitudinal and the transverse profile are measured. Subsequently, the longitudinal profile or cross profile recognition, whereby the control deviation between the actual and setpoint of the respective controlled variable is determined. The respective correction values are then fed to a control loop.
  • the change ⁇ h of the thickness of the metal strip is corrected to the predetermined target value according to the predetermined setpoint. For this purpose, a corresponding change ⁇ S of the roll gap is required. Of the change in the roll gap S, in turn, in turn depend on the respective work rolls 2 applied bending-back forces F B.
  • the method described above does not take into account the influence of temperature on the metal strip during the rolling process.
  • the invention Method for flexible rolling of a metal strip runs in such a way that the nip and / or the rolling speed during the rolling process influenced is, to the influence of temperature during rolling, the thickness and length influencing of the metal strip has the consequence to compensate. Again, this is first performed a profile recognition, with deviations are detected. By changing the roll gap and / or the feed movement or the Rolling speed can this change in length and at the same time the change in thickness be specifically compensated. As can be seen from the control circuit shown in FIG 15 results, the roll gap control takes place as a function of the measured longitudinal profiles and actual temperatures of the rolling stock.
  • the method described above does not yet consider the profile change the metal band during straightening of the metal band following the flexible Rollers.
  • the inventive method for flexible rolling under consideration the directional influence is such that the nip and / or the rolling speed is specifically influenced during the rolling process to the at Align occurring profile change already during the rolling process to compensate.
  • the nip and / or the feed rate of the rolling speed are changed via a control and / or regulating circuit such that itself a comparison with the directed nominal profile shortened and thicker profile of the metal strip results, which corresponds to the predetermined target profile after straightening.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

A method for the flexible rolling of a metallic band wherein, during the rolling procedure, the metallic strip is lead through a roll gap which is formed between two working rolls and which is set so that, over the length of the metallic strip, strip sections are obtained with different strip thickness. In order to prevent temperature-related deviations in the thickness and length profiles of the metallic strip, a compensation of the temperature influence effecting the metallic strip is carried out during rolling in order to prevent deviations from the theoretical thickness and/or the theoretical length of the individual strip sections at a default temperature of the metallic strip.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum flexiblen Walzen eines Metallbandes nach den Oberbegriffen von Anspruch 1 bzw 2, wobei das Metallband während des Walzprozesses geführt wird durch einen zwischen zwei Arbeitswalzen gebildeten und so einstellbaren Walzspalt, daß über die Länge des Metallbandes Bandabschnitte mit unterschiedlicher Banddicke erzielt werden (Siehe z.B. JP(A)61172603).The invention relates to a method for flexible rolling of a metal strip according to the preambles of claim 1 or 2, wherein the metal strip is guided during the rolling process by one between two Work rolls formed and so adjustable roll gap that over the length of the metal strip Tape sections with different tape thickness can be achieved (See e.g. JP (A) 61172603).

Das flexible Walzen als Verfahren zur Herstellung von planen Metallbändern mit über ihrer Länge definiert unterschiedlichen Banddicken ist bereits aus der Praxis bekannt und dadurch gekennzeichnet, daß während des Walzprozesses der Walzspalt gezielt verändert wird, um über die Länge des Metallbandes unterschiedliche Banddicken zu erzielen. Dies kann einerseits indirekt geschehen durch Veränderung des Verformungswiderstandes des Materials durch Erwärmen oder Abkühlen des Metallbandes und entsprechend veränderte Auffederung des Walzgerüstes während des Walzvorganges. Hierbei kann die Temperatur des Walzgutes sowohl unterhalb als auch oberhalb der Rekristallisationstemperatur liegen. Andererseits kann die Veränderung des Walzspaltes auch durch direktes Verfahren des Walzspaltes über die Arbeitswalzen vorgenommen werden. Nachfolgend werden unter dem flexiblen Walzen beide Möglichkeiten zur Erzielung eines definierten Banddickenverlaufes verstanden.The flexible rolling as a process for the production of flat metal strips with over Their length defined different tape thicknesses is already known from practice and characterized in that targeted during the rolling process of the nip is changed to different tape thicknesses over the length of the metal strip achieve. On the one hand, this can be done indirectly by changing the deformation resistance of the material by heating or cooling the metal strip and correspondingly changed springing of the roll stand during the rolling process. Here, the temperature of the rolling stock both below and above the recrystallization temperature. On the other hand, the change of the Roll nip also by direct movement of the nip on the work rolls be made. Below are both options under the flexible rolling to achieve a defined band thickness course understood.

Beim flexiblen Walzen werden - wie zuvor bereits ausgeführt worden ist - Bandabschnitte mit unterschiedlichen Banddicken gewalzt, die über unterschiedliche Steigungen miteinander verbunden sein können, woraus sich vielfältige Möglichkeiten für Dickenprofile ergeben. Das Ziel des flexiblen Walzens ist es, Walzprodukte mit belastungs- und gewichtsoptimierten Querschnittsformen herzustellen. Das flexible Walzen ermöglicht die prozeßverkürzende Herstellung von Blechen mit einem definierten, bauteilindividuell an den Belastungsfall angepaßten Dickenprofil in Walzlängsrichtung. Derart hergestellte Platinen sind nicht nur für den Automobilbau sondern ebenfalls für die Luft- und Raumfahrttechnik und den Wagonbau geeignet. Sie können durch entsprechende Weiterverarbeitungsschritte, wie z. B. Innenhochdruckumformung oder Tiefziehen umgeformt werden. Die Profilherstellung in nur einem Prozeßschritt trägt dabei wesentlich zu dem hohen Wirtschaftlichkeitspotential dieser Fertigungstechnologie bei. Die technologischen Vorteile liegen insbesondere in der Stetigkeit der Werkstoffeigenschaften des Walzgutes, der Anwendbarkeit auf alle walzbaren Materialien sowie der hohen Flexibilität des Herstellungsverfahrens. When flexible rolling - as previously stated - band sections rolled with different strip thicknesses, over different gradients can be interconnected, resulting in many possibilities for thickness profiles. The goal of flexible rolling is to provide rolled products produce load and weight optimized cross-sectional shapes. The flexible Rolling enables the process-shortening production of sheets with a defined, Component-adapted to the load case thickness profile in the rolling direction. Such manufactured boards are not only for the automotive industry but also suitable for aerospace engineering and wagon construction. she can by appropriate further processing steps, such. B. hydroforming or thermoforming. Profile production in just one Process step contributes significantly to the high profitability potential this manufacturing technology. The technological advantages are in particular in the continuity of the material properties of the rolling stock, the applicability all rollable materials and the high flexibility of the manufacturing process.

Das Verfahren des flexiblen Walzens ist üblicherweise als Bandwalzen von Coil auf Coil ausgelegt, aber auch Varianten wie Coil auf Platine oder Platine auf Platine sind bekannt. Beim Walzen von Coil auf Coil unterstützt der über den Haspel aufgebrachte Bandzug den Walzprozeß und verbessert wesentlich die Geradheit des fertigen Bandprofils in Längsrichtung, also in Walzrichtung. Im übrigen gewährleistet das flexible Walzen von Coil auf Coil gleichzeitig eine hohe Produktivität, da die Dickenprofile kontinuierlich im Band erzeugt werden.The process of flexible rolling is usually called coil rolling of coil Coil designed, but also variants such as coil on circuit board or circuit board on circuit board are known. When rolling from coil to coil supports the applied over the reel Bandzug the rolling process and significantly improves the straightness of the finished Strip profile in the longitudinal direction, ie in the rolling direction. Moreover, this ensures flexible rolls from coil to coil while maintaining high productivity, since the thickness profiles be generated continuously in the band.

Von entscheidender Bedeutung beim flexiblen Walzen und auch im konventionellen Walzprozeß ist es, ein planes Metallband mit einem vorgegebenen Dickenmaß herzustellen. Um diese Vorgabe zu erfüllen, wird beim Walzen stets versucht, ein gleichmäßiges Spaltmaß des Walzspalts beim Walzen zu gewährleisten. Dies ist nicht unproblematisch, da beim Walzen zur Verformung des in der Einlaufzone zum Walzspalt befindlichen Walzgutes erhebliche Kräfte erforderlich sind, welche zu einer elastischen Durchbiegung der Walzen führen. Durch die Durchbiegung der an ihren beiden Enden gelagerten Walzen ergibt sich eine Biegelinie, die meist parabelförmig ist und der Mittelachse der Walze entspricht. Da die Durchbiegung eine Abweichung vom gleichmäßigen Spaltmaß bzw. vom idealen Spalt verursacht, sind Korrekturmaßnahmen erforderlich.Of crucial importance in flexible rolling and also in conventional Rolling process is to produce a flat metal strip with a predetermined thickness. In order to meet this requirement, the rolling always tries to achieve a uniform To ensure gap of the roll gap during rolling. This is not without problems because during rolling to the deformation of the in the inlet zone to the nip considerable forces are required, which results in an elastic Deflection of the rollers lead. By the deflection of the two Ends stored rolls results in a bending line, which is usually parabolic and the center axis of the roller corresponds. Because the deflection is a deviation caused by the uniform gap or the ideal gap, are corrective measures required.

Eine Maßnahme, die Abweichung vom idealen Spalt - verursacht durch die Durchbiegung der Walzen - zu korrigieren, besteht im Bombieren der Walzenballen. Hierunter wird die tonnenförmige oder bauchige Ausführung der Walzenballen verstanden. Bei dieser Art der Korrektur ist es möglich, nur die Arbeitswalzen, nur die Stützwalzen oder aber auch sowohl die Arbeitswalzen als auch die Stützwalzen zu bombieren. Das Bombieren soll die Durchbiegung, welche durch die Walzkräfte und das Eigenwicht der Walzen verursacht wird, so ausgleichen, daß der Spalt zwischen den Walzen wieder gleichmäßig verläuft, d. h. über die Länge der Walzen konstant ist. In der Regel ist die Korrektur der Biegelinie jedoch nicht vollständig und gilt die Korrektur, da die Walzenform bzw. die Bombierung nicht veränderlich ist, nur für einen bestimmten Betriebsfall.A measure, the deviation from the ideal gap - caused by the deflection Rolling - to correct, consists in crowning the roll bale. this includes is understood the barrel-shaped or bulbous execution of the roll barrel. With this type of correction, it is possible to use only the work rolls, only the back-up rolls or to bump both the work rolls and the backup rolls. The bowing should be the deflection, which by the rolling forces and the own weight of the rollers is compensated, so that the gap between the Rolls again evenly, d. H. is constant over the length of the rolls. In usually the correction of the bendline is not complete and the correction, because the roll shape or the crowning is not changeable, only for one certain operating case.

Eine weitere Korrekturmöglichkeit besteht darin, jeweils einen Walzenballen durch Drehung in der Horizontalen um den Mittelpunkt seiner Berührungslinie mit der korrespondierenden Walze schräg zu deren Achse zu stellen. Durch diese Schrägstellung ändert sich der Spalt an den Enden der Walzenballen, während er in der Mitte unverändert bleibt. Das Schrägstellen der Walzen gestattet durch die Variationsmöglichkeit zwar einen angenäherten Ausgleich der Durchbiegung für fast alle Betriebsfälle, ist aber hinsichtlich der erzielbaren Genauigkeit dem zuvor genannten Parabolschliff der Walzenballen gleichzusetzen.Another correction option is, in each case a roll of bales Rotation in the horizontal around the center of its line of contact with the corresponding one To set roller obliquely to its axis. By this inclination The gap changes at the ends of the roll barrel, while it remains unchanged in the middle remains. The tilting of the rollers allowed by the possibility of variation Although an approximate compensation of the deflection for almost all operating cases, is but with regard to the achievable accuracy of the aforementioned parabolic cut the Equate roll bales.

Weiterhin ist es möglich, durch Aufbringen von Kräften auf die Lagerzapfen der Wälzen ein Biegemoment zu erzeugen, welches den Biegemomenten beim Walzen entgegenwirkt. Dieses Vorspannen der Walzen gestattet ebenfalls wie die Schrägstellung einen angenäherten Ausgleich für fast alle Betriebsfälle. Nachteilig ist jedoch die wesentlich erhöhte Lagerbelastung. Hinsichtlich der erzielbaren Kompensation ist das Vorspannen mit dem Parabolschliff vergleichbar.Furthermore, it is possible by applying forces on the bearing journal of the rollers To generate a bending moment, which counteracts the bending moments during rolling. This biasing of the rollers also allows as the inclination an approximate compensation for almost all operating cases. However, the disadvantage is the significantly increased bearing load. With regard to the achievable compensation pretensioning comparable to parabolic grinding.

Schließlich besteht eine weitere Korrekturmöglichkeit in der gezielten Arbeitswalzenkühlung, bei der es sich um eine thermische Bombierung handelt.Finally, there is a further possibility of correction in the targeted work roll cooling, in which it is a thermal crowning.

Es versteht sich, daß die zuvor angesprochenen Korrekturmöglichkeiten zur Erzielung eines idealen Walzspalts in Walzwerken sowohl für sich als auch in Kombination miteinander angewendet werden können.It is understood that the above-mentioned correction options for achieving an ideal rolling gap in rolling mills both in itself and in combination can be applied together.

Letztlich dienen alle vorgenannten Maßnahmen dazu, ein planes Metallband mit einem vorgegebenen Dickenmaß zu erzielen. Dies zu erreichen ist beim flexiblen Walzen besonders problematisch, da während des Walzprozesses aufgrund der häufigen Dickenänderungen des Metallbandes ständig große Lastschwankungen am Walzgerüst auftreten, die zum einen zwar die erwünschte Banddickenänderung erbringen, zum anderen aber insbesondere für breitere Metallbänder eine erhebliche Änderung der Walzenbelastung über die Breite zur Folge haben. Hierdurch wird die Biegelinie der Arbeitswalzen, somit die geometrische Ausbildung des Walzenspaltes und damit die Planheit beeinflußt, sofern keine Korrektur zur Erzielung eines gleichmäßigen Spaltmaßes erfolgt. Wird beim flexiblen Walzen der Walzenspalt entsprechend dem geforderten Bandprofil ohne Korrektur verfahren, so entsteht für diesen Lastwechsel ein charakteristisches unplanes Bandprofil über die Breite. Aufgrund dieser Unplanheit besteht die Gefahr von Randwellen bzw. Bandrissen, da die bezogene Höhenformänderung und dementsprechend bezogene Längenformänderung nicht konstant über die Breite ist. Aufgrund dessen ergeben sich unterschiedliche Dicken über die Breite und hieraus unterschiedliche Längen, die diese Bandfehler verursachen.Ultimately, all the above measures to serve a flat metal strip with a to achieve predetermined thickness. This is achieved with flexible rolling particularly problematic because during the rolling process due to the frequent Changes in thickness of the metal strip constantly large load fluctuations on the rolling stand occur, on the one hand provide the desired band thickness change, on the other hand, but especially for wider metal bands a significant change the roller load across the width result. This will cause the bendline the work rolls, thus the geometric design of the nip and thus the flatness affects, unless corrected to achieve a uniform Gap dimension takes place. Is used in flexible rolling of the nip according to Required band profile process without correction, so arises for this load change a characteristic unplaned band profile across the width. Because of this impurity there is a risk of edge waves or band breaks, since the related change in height shape and accordingly related shape change is not constant across the width. Due to this, different thicknesses result over the Width and hereof different lengths that cause these band errors.

Im konventionellen Bandwalzprozeß zur Herstellung von planen Metallbändern mit über ihre Länge gleichbleibender Dicke werden sowohl die Banddicke als auch die Planheitheit konstant eingestellt, über komplexe Regelkreise überwacht und bei auftretenden Abweichungen über entsprechende Stellglieder geregelt. Ein Regelungsprozeß zum Ausregeln der walzkraftbedingten Walzendurchbiegung im konventionellen Bandwalzprozeß ist beispielsweise aus der DE 22 64 333 C3 bekannt. Grundsätzlich können derartige komplexe Regelkreise auch beim flexiblen Walzen verwendet werden. Problematisch ist aber, daß es bei der Regelung einer bestimmten Ansprechzeit und einer gewissen Regelzeit bedarf, bis die Regelung angesprochen hat und die Wirkung einer Störgrößenänderung durch die Wirkung der Regelung innerhalb der Meß- und Regelgenauigkeit ausgeregelt ist. Dieses Problem des Ansprechens der Regelung und der erforderlichen Regelzeit spielt gerade beim flexiblen Walzen eine erhebliche Rolle, da zum Teil sehr kurze Bandabschnitte mit unterschiedlichen Dicken bei teilweise hohen Walzgeschwindigkeiten gewalzt werden müssen und die Planheit und vorgegebene Banddicke letztlich über die gesamte Länge des flexibel gewalzten Bandes garantiert sein soll. Gerade für breitere Metallbänder ist dies ausgesprochen schwierig.In the conventional strip rolling process for the production of flat metal strips with over their length of constant thickness, both the strip thickness and the Planarity set constant, monitored via complex control loops and when occurring Deviations regulated by corresponding actuators. A regulatory process for compensating the rolling force induced rolling deflection in conventional Strip rolling process is known for example from DE 22 64 333 C3. in principle Such complex control circuits can also be used in flexible rolling become. The problem is that it is in the regulation of a certain response time and a certain amount of time is needed until the regulation has responded and the effect of a disturbance change by the effect of the regulation within the measuring and control accuracy is regulated. This problem of response the control and the required control time is playing in the flexible Rolls a significant role, as sometimes very short band sections with different Thicknesses must be rolled at partially high rolling speeds and the flatness and predetermined strip thickness ultimately over the entire length of the flexible rolled strip should be guaranteed. Especially for wider metal bands is this very difficult.

Wie sich aus den vorstehenden Ausführungen ergibt, sind erkennbar umfangreiche Bemühungen angestellt worden, um ein planes Metallband mit einem vorgegebenen Dickenprofil zu erzielen. Nicht hinreichend ist beim flexiblen Walzen bisher berücksichtigt worden, daß die Temperatur des Walzgutes beim Walzen sowohl deutlich oberhalb als auch unterhalb der Temperatur liegen kann, bei der das Walzgut weiterverarbeitet bzw. später eingesetzt wird. Diese Temperatur wird nachfolgend als Endtemperatur bezeichnet. Darüber hinaus kann die Temperatur während des flexiblen Walzvorganges stark schwanken. Dies resultiert z. B. aus der eingangs genannten gezielten Temperaturänderung oder aus der geschwindigkeits- und verformungsabhängigen Umformenergie beim Walzen. Im Gegensatz zum klassischen Walzen mit möglichst konstanter Dicke können die Temperaturschwankungen und -abweichungen beim flexiblen Walzen zu unzulässigen Abweichungen vom Solldicken- und Sollängenprofil bei der vorgegebenen Endtemperatur des Walzgutes führen.As can be seen from the above, are recognizable extensive Efforts have been made to make a planed metal band with a given Thickness profile to achieve. Not enough is considered in flexible rolling so far been that the temperature of the rolling stock during rolling both clearly can be above and below the temperature at which the rolling processed or used later. This temperature will subsequently be the final temperature designated. In addition, the temperature during the flexible Rolling vary greatly. This results z. B. from the aforementioned targeted temperature change or from the speed and deformation dependent Forming energy during rolling. Unlike classic rolling with As constant as possible thickness, the temperature fluctuations and deviations in flexible rolling to impermissible deviations from the Solldicken- and Sollängenprofil at the specified end temperature of the rolling stock lead.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum flexiblen Walzen eines Metallbandes, wobei das Metallband während des Walzprozesses geführt wird durch einen zwischen zwei Arbeitswalzen gebildeten und so einstellbaren Walzspalt, daß über die Länge des Metallbandes Bandabschnitte mit unterschiedlicher Banddicke erzielt werden und wobei das Metallband nach dem flexiblen Walzen gerichtet wird.The present invention further relates to a method for flexible rolling of a Metal strip, wherein the metal strip is guided during the rolling process by a roll gap formed between two work rolls and thus adjustable, that over the length of the metal strip band sections with different tape thickness be achieved and wherein the metal strip is directed to the flexible rolling becomes.

Bei dem bekannten Verfahren zum flexiblen Walzen kann ein dem Walzvorgang nachgeschaltetes Richten erforderlich sein, um die für die weitere Verarbeitung erforderliche Geradheit bzw. Planheit des Metallbandes zu gewährleisten. Dieses Richten kann beispielsweise durch Biege- oder auch Streckbiegerichten erfolgen.In the known method for flexible rolling, a rolling process Downstream straightening may be required to meet the requirements for further processing To ensure straightness or flatness of the metal strip. This judging can be done for example by bending or stretch bending.

Im konventionellen Richtprozeß mit einer als Walzrichtmaschine mit einer Mehrzahl von Richtrollen ausgebildeten Richtvorrichtung wird der Eingangs- und Ausgangsspalt angestellt und in Abhängigkeit von der Richtrollenanzahl wird das Metallband bzw. Richtgut zwischen den versetzt angeordneten Richt- oder Biegerollen einem mehrfachen Hin- und Herbiegevorgang mit abnehmender Krümmung unterworfen. In der Regel ist dabei der obere Richtwalzensatz so angestellt, daß die verbleibende Eigenspannung im Richtgut bzw. zu richtenden Walzgut minimiert wird. Um Richtgut mit guter Geradheit zu erzielen, muß die erste elastisch-plastische Biegung größer sein als die größte Krümmung, die im Ausgangszustand des Richtgutes vorlag. Über ein weiter abklingendes elastisch-plastisches Hin- und Herbiegen kann die Krümmung im Richtgut immer weiter abgebaut werden. Der letzte elastisch-plastische Biegevorgang muß dabei so ausgelegt sein, daß das Richtgut nach der elastischen Rückfederung nicht mehr gekrümmt ist.In the conventional straightening process with a rolling straightening machine with a plurality straightening rollers formed straightening device is the input and output gap adjusted and depending on the number of straightening rollers, the metal strip or Richtgut between the staggered straightening or bending rollers one subjected to multiple bending back and forth with decreasing curvature. In As a rule, the upper leveler set is employed so that the remaining residual stress is minimized in straightening or to be straightened rolling stock. To straighten To achieve good straightness, the first elastic-plastic bending must be greater as the largest curvature that existed in the initial state of the Richtgutes. About one further decaying elastic-plastic bending back and forth can the curvature in the Richtgut be further and further reduced. The last elastic-plastic bending process must be designed so that the straightening after the elastic springback is no longer curved.

Durch konventionelles Rollenrichten mittels einer Walzrichtmaschine können Fehlerarten wie Mitten- oder Randwellen oft nur unvollkommen beseitigt werden, da hier ausschließlich Biegearbeit und keine Umformarbeit in Längsrichtung verrichtet wird. Um Richtgut, wie insbesondere Metallbänder, besonders hoher Ebenheitsqualität zu erzeugen, wird das Streckbiegerichten eingesetzt. Beim Streckbiegerichten erfolgt das Richten in der Weise, daß das Richtgut einer Reckbeanspruchung über die Streckgrenze unterworfen wird. Das Streckbiegerichten ist besonders für das Richten bei geringfügigen Unebenheiten geeignet.By means of conventional roll straightening by means of a roll leveling machine, it is possible to detect types of defects how middle or edge waves are often imperfectly eliminated, here only bending work and no forming work in the longitudinal direction is performed. To Richtgut, in particular metal strips, particularly high flatness quality generate, the stretch bending is used. When stretch bending done the straightening in such a way that the straightening a stretching stress on the Yield point is subjected. The stretch bending is especially for straightening suitable for minor bumps.

Problematisch ist aber, daß es beim Richten, insbesondere beim Streckbiegerichten, eines flexibel gewalzten Metallbandes in der Regel zu einer Längenänderung des Materials kommen kann, die in Abhängigkeit insbesondere von Werkstoff, Spannungszustand und Materialstärke unterschiedlich groß ist.However, the problem is that when straightening, especially when a flexible rolled metal strip usually to a change in length of Material can come, depending in particular on material, state of stress and material thickness is different.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zum flexiblen Walzen eines Metallbandes zur Verfügung zu stellen, bei dem sich keine unerwünschten Abweichungen im Längen- und/oder Dickenprofil des fertig gewalzten und ggf. gerichteten Walzgutes ergeben.Object of the present invention is a method of the type described above To provide type for flexible rolling of a metal strip, in which no unwanted deviations in the length and / or thickness profile of the finished rolled and optionally directional rolling yield.

Die zuvor hergeleitete und beschriebene Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß eine Kompensation des auf das Metallband wirkenden Temperatureinflusses während des Walzens durchgeführt wird, um Abweichungen von der Solldicke und/oder Sollänge der einzelnen Bandabschnitte bei vorgegebener Endtemperatur des Metallbandes zu vermeiden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird also erstmals der Temperatureinfluß auf das Walzgut während des Walzens berücksichtigt, der zu Längen- und Dickenabweichungen der einzelnen Bandabschnitte führt. Die Kompensation erfolgt durch die Kenntnis der Längen- und Dickenänderung des Metallbandes bei unterschiedlichen Temperaturen, die die Grundlage der Kompensation bildet.The previously derived and described object is in a method of the beginning described type according to the invention essentially solved in that a Compensation of the temperature influence on the metal band during the Rolling is performed to deviations from the target thickness and / or desired length the individual band sections at a given end temperature of the metal strip to avoid. By the method according to the invention is thus the first time the influence of temperature taken into account during rolling, to length and Thickness deviations of the individual band sections leads. The compensation takes place by knowing the change in length and thickness of the metal strip at different Temperatures that form the basis of compensation.

Bei einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, die bevorzugt aber auch in Verbindung mit der zuvor beschriebenen Kompensation des Temperatureinflusses möglich ist, ist zur Lösung der zuvor beschriebenen Aufgabe erfindungsgemäß vorgesehen, daß eine Kompensation des auf das Metallband wirkenden Richteinflusses während des Walzens durchgeführt wird, um Abweichungen von der Solldicke und/oder Sollänge der einzelnen gerichteten Bandabschnitte zu vermeiden. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß die sich beim Richten des Metallbandes ergebende Längung bzw. Streckung des Walzgutes bereits während des vorangehenden flexiblen Walzens berücksichtigt wird, so daß sich nach dem Richten des Walzgutes die vorgegebene Solldicke und/oder Sollänge des Walzgutes ergibt. Die einzelnen Bandabschnitte werden also bewußt kürzer als die vorgegebene Solllänge des gerichteten Metallbandes bzw. dicker als die vorgegebene Solldicke des gerichteten Metallbandes gewalzt, da nach dem Richten die Länge der einzelnen Bandabschnitte zunimmt und deren Dicke abnimmt. Die Erfindung sieht somit eine gezielte Kompensation bzw. Berücksichtigung des Richteinflusses bereits während des flexiblen Walzvorganges vor, um so Abweichungen des gerichteten Profils vom Sollprofil des Metallbandes zu vermeiden. Es wird also das Profil des Metallbandes während des Walzvorganges so modifiziert, daß das Ergebnis des späteren Richtvorganges das gewünschte Sollprofil ist. Die Kompensation des Richteinflusses beim Walzen erfolgt unter Berücksichtigung der Kenntnis der Profiländerung des Walzgutes beim Richten.In an alternative embodiment of the present invention, but preferred also in connection with the previously described compensation of the temperature influence is possible, is for solving the above-described object according to the invention provided that a compensation of the force acting on the metal strip direction influence during rolling, to deviations from the target thickness and / or desired length of the individual directed band sections to avoid. With In other words, this means that when straightening the metal strip resulting elongation or stretching of the rolling stock already during the preceding flexible rolling is taken into account so that after straightening the Rolled good results in the specified target thickness and / or desired length of the rolling stock. The individual band sections are thus deliberately shorter than the predetermined desired length the directional metal strip or thicker than the predetermined target thickness of the directed Rolled metal strip, since after straightening the length of the individual band sections increases and decreases in thickness. The invention thus provides a targeted Compensation or consideration of the directional influence already during the flexible Rolling before, so deviations of the directed profile from the target profile to avoid the metal band. So it becomes the profile of the metal band during the rolling process modified so that the result of the later straightening process the desired target profile is. The compensation of the directional influence during rolling takes place taking into account the knowledge of the profile change of the rolling stock during straightening.

Die zuvor beschriebenen Kompensationen können sowohl steuernd auf der Basis eines Modells als auch regelnd durchgeführt werden, bei der Kompensation des Temperatureinflusses bevorzugt auf der Grundlage der Ist-Temperatur des Metallbandes oder eines anderen, die Temperatur repräsentierenden Parameters, wie z. B. Längenänderung einer Referenzstrecke, als auch als Kombination dieser beiden Möglichkeiten. Der steuernde Eingriff bietet sich insbesondere immer unmittelbar in dem Moment an, wenn eine Veränderung des Walzspalts vorgenommen wird, da eine Regelung aufgrund der erforderlichen Ansprech- und Regelzeit nicht unmittelbar ansprechen kann, während der regelnde Eingriff unmittelbar nach der Veränderung des Walzspalts vorgenommen werden sollte.The above-described compensations can be controlled on the basis of both Model as well as regulating be performed in the compensation of the temperature influence preferably based on the actual temperature of the metal strip or another parameter representing the temperature, such as. B. change in length a reference route, as well as a combination of these two possibilities. In particular, the controlling intervention is always immediately available at the moment when a change in the roll gap is made, as a rule due to the required response and control time does not respond directly can, while the regulatory intervention immediately after the change of Rolling gap should be made.

Als Stellgrößen bei der Steuerung bzw. der Regelung kommen bevorzugt eine Änderund des Walzspalts und/oder der Walzgeschwindigkeit in Frage. Im übrigen wird die Kompensation während des flexiblen Walzen vorzugsweise derart durchgeführt, daß nach dem Walzvorgang die Sollgeometrie des gewalzten Metallbandes bei Raumtemperatur von etwa 20 °C erreicht ist.As manipulated variables in the control or regulation preferably a change and the roll gap and / or the rolling speed in question. Otherwise, the Compensation during the flexible rolling preferably carried out such that after the rolling process, the desired geometry of the rolled metal strip at room temperature of about 20 ° C is reached.

Vom besonderen Vorteil ist es, die erfindungsgemäße Kompensation mit einem steuernden und einem daran anschließenden regelnden Eingriff zu verbinden, um nicht nur die gewünschte Sollgeometrie hinsichtlich Dicke und Länge der einzelnen Bandabschnitte bei vorgegebener Endtemperatur zu erzielen, sondern gleichzeitig eine gute Planheit des Metallbandes. Hierzu ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, daß während jedes Veränderns des Walzspalts oder unmittelbar danach die Biegelinien der Arbeitswalzen in Abhängigkeit vom eingestellten Walzspalt zur Erzielung der Planheit des Metallbandes gesteuert werden. Wesentlich hierbei ist also, daß die Beeinflussung der Biegelinien der Arbeitswalzen beim Einstellen bzw. Verändern des Walzspalts - jedenfalls zunächst - nicht über eine Regelung erfolgt, sondern über eine Steuerung, also einen Vorgang, bei welchem eine Größe - vorliegend die Biegelinien der Arbeitswalzen - von einer anderen Größe - vorliegend dem Walzspalt - in einem vorgegebenen, festen Zusammenhang beeinflußt wird. Die Kompensation der Biegelinienänderung aufgrund der Lastwechsel bei einer Walzspaltänderung erfolgt durch die Kenntnis der Biegelinienabhängigkeit von den jeweiligen Walzspalten. Wird beispielsweise bei einem bestimmten Walzgut der Walzspalt von S1 auf S2 verstellt, so führt diese Verstellung des Walzspalts zu einer Veränderung der Durchbiegung der Arbeitswalzen. Diese Biegelinienänderung ist bekannt und bildet die Grundlage der gesteuerten Kompensation. Das Bekanntsein der Biegelinienänderung kann aus der vorgegebenen Geometrie folgen, kann aber insbesondere empirisch gewonnen werden, nämlich dadurch, daß entsprechende Meßgrößen während des Walzprozesses rückgeführt werden. Die Biegelinie wird im Ergebnis direkt in Abhängigkeit von den jeweiligen Walzspalten durch Aufbringung, d. h. Erhöhung oder Verminderung bestimmter Rückbiegekräfte angepaßt, um ein gleichmäßiges Spaltmaß über die Länge des Walzspalts zu erhalten. Durch diesen steuernden Eingriff auf den Walzprozeß beim Einstellen des Walzspalts kann gezielt auf das Metallband eingewirkt werden, und zwar bevor eine mögliche nachfolgende Regelung überhaupt wirksam wird, um letztlich ein über seine gesamte Breite planes Metallband zur Verfügung zu stellen.The particular advantage is to combine the compensation according to the invention with a controlling and a subsequent regulatory action to achieve not only the desired desired geometry in terms of thickness and length of the individual band sections at a given final temperature, but at the same time good flatness of the metal strip. For this purpose, the invention further provides that during each change of the roll gap or immediately thereafter the bending lines of the work rolls are controlled in dependence on the set roll gap to achieve the flatness of the metal strip. It is therefore essential that the influencing of the bending lines of the work rolls when setting or changing the roll gap - at least initially - not via a regulation, but via a controller, so a process in which a size - in this case the bending lines of the work rolls - another size - in this case the roll gap - is influenced in a predetermined, fixed context. The compensation of the bending line change due to the load change in a roll gap change is made by knowing the Biegelinienabhängigkeit of the respective roll nips. If, for example, the roll gap is adjusted from S 1 to S 2 in a particular rolling stock, this adjustment of the roll gap leads to a change in the deflection of the work rolls. This bendline change is known and forms the basis of the controlled compensation. The knowledge of the bending line change can follow from the given geometry, but can in particular be obtained empirically, namely the fact that corresponding measured variables are returned during the rolling process. As a result, the bending line is adjusted directly as a function of the respective roll gaps by applying, ie increasing or reducing, certain bending-back forces in order to obtain a uniform gap dimension along the length of the roll gap. By this controlling intervention on the rolling process when setting the roll gap can be specifically acted on the metal strip, and before any possible subsequent regulation is ever effective to ultimately provide over its entire width plan metal band available.

Von besonderem Vorteil ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Planheit im Anschluß an die Steuerung und insbesondere unmittelbar nach der Einstellung des Walzspalts über wenigstens einen Regelkreis geregelt wird. Es ist also vorgesehen, daß zunächst, d. h. beim Einstellen des Walzspalts, lediglich eine Steuerung erfolgt. Äußere Störgrößen mit Ausnahme des sich ändernden Walzspalts bzw. der Walzgeschwindigkeit können hierbei nicht berücksichtigt werden. Ist der steuernde Eingriff jedoch abgeschlossen, spricht die Regelung an, um die im Band verbliebene Unplanheit zu beseitigen und damit ein planes Metallband zu erzielen. Entsprechend kann bei der Kompensation des Temperatureinflusses und/oder des Richteinflusses verfahren werden.Of particular advantage in this context, if the flatness following to the controller and in particular immediately after the setting of the Rolling gap is controlled by at least one control loop. So it's planned that first, d. H. when setting the roll gap, only a control takes place. External disturbances with the exception of the changing roll gap or the rolling speed can not be considered here. Is the controlling intervention but completed, the regulation responds to the unclarity remaining in the volume to eliminate and thus achieve a flat metal band. Accordingly in the compensation of the temperature influence and / or the directional influence procedure become.

Während des flexiblen Walzens ist es aufgrund der vorgegebenen Dickenänderungen des Metallbandes erforderlich, mehrfach den Walzspalt zu verstellen. Daher ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, daß kurz vor oder während des erneuten Einstellens des Walzspalts die Regelung unterbrochen und erneut gesteuert wird. Es ergibt sich also ein ständiger Wechsel zwischen Steuerung und Regelung in Abhängigkeit der vorbestimmten Dickenänderung des Metallbandes über seine Länge. Auch dieses Prinzip läßt sich bei der zuvor angesprochenen Kompensation des Temperatureinflusses und/oder des Richteinflusses entsprechend realisieren.During flexible rolling, it is due to the predetermined thickness changes the metal strip required to adjust the nip several times. thats why According to the invention further provided that shortly before or during the renewed Adjusting the roll gap, the control is interrupted and controlled again. It So there is a constant change between control and regulation depending on the predetermined change in thickness of the metal strip over its length. This principle can also be found in the previously discussed compensation of the temperature influence and / or the Richteinflusses realize accordingly.

Zur Steuerung werden in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Walzspalten vorbestimmte Rückbiegekräfte auf die Arbeitswalzen und/oder auf Zwischenwalzen und/oder auf Stützwalzen aufgebracht, um eine Arbeitswalzenbiegung oder eine Zwischen- und Arbeitswalzenbiegung oder eine Stütz- und Arbeitswalzenbiegung zu erzielen. Korrespondierend hierzu werden zum Ausregeln einer Unplanheit des Metallbandes dem jeweiligen Belastungsfall angepaßte Rückbiegekräfte auf die Arbeitswalzen und/oder Zwischenwalzen und/oder Stützwalzen aufgebracht, um ebenfalls eine Arbeitswalzenbiegung und/oder eine Zwischen- und Arbeitswalzenbiegung und/oder eine Stütz- und Arbeitswalzenbiegung zu erzielen. Die vorgenannte Steuerung bzw. Regelung läßt sich bevorzugt mit der erwähnten Arbeits- und/oder Zwischen- und/oder Stützwalzenbiegung umsetzen, da hier - der Verfahrgeschwindigkeit des Walzspalts entsprechend - schnelle Änderungen realisiert werden können, was gerade beim flexiblen Walzen mit zum Teil sehr kurzen Bandabschnitten wichtig ist. Denkbar wären aber auch andere Möglichkeiten, die Planheit zu beeinflussen, z. B. durch das Verschieben von Zwischenwalzen beim Six-High-Mill-Gerüst, durch hydraulisch gestützte Walzen oder durch das Cross-Rolling. Ziel ist es aber in jedem Fall, ein planes, flexibel gewalztes Band mit vorgegebener Sollgeometrie bei Endtemperatur herzustellen und gleichzeitig die Haspelfähigkeit solcher Metallbänder zu verbessern bzw. zu optimieren.For control are predetermined depending on the different roll gaps Rebound forces on the work rolls and / or on intermediate rolls and / or applied to back-up rolls to form a work roll bend or a Intermediate and stripper bend or a backup and stripper bend to achieve. Corresponding to this are to compensate for an imprecision of Metal band adapted to the particular load case bending forces on the work rolls and / or intermediate rolls and / or back-up rolls applied as well a work roll bend and / or an intermediate and work roll bend and / or to achieve a support and work roll bend. The aforementioned control or regulation may preferably be combined with the abovementioned employment and / or and / or support roll bending, since here - the traversing speed the nip accordingly - fast changes can be realized, what just when flexible rolling with sometimes very short tape sections is important. Conceivable, however, would be other ways to influence the flatness, z. B. by moving intermediate rolls in the Six High Mill frame, by hydraulic supported rollers or by the cross-rolling. But the goal is in everyone Case, a flat, flexibly rolled strip with predetermined target geometry at final temperature and at the same time the reelability of such metal bands improve or optimize.

Damit die Regelung im Anschluß an die Steuerung möglichst schnell anspricht, was, wie zuvor bereits ausgeführt worden ist, gerade beim flexiblen Walzen von erheblicher Bedeutung ist, empfiehlt es sich, daß die Messung der Planheit optisch vorgenommen wird. Die optische Messung der Planheit läßt sich unmittelbar hinter den Arbeitswalzen in einfacher Weise realisieren. Dabei wird die Planheit des Metallbandes bevorzugt über die gesamte Breite des Metallbandes hinter dem Walzspalt für jedes Längeninkrement gemessen.So that the control responded as quickly as possible following the control, which, As has already been stated, especially in flexible rolling of considerable Significance, it is recommended that the measurement of the flatness optically made becomes. The optical measurement of the flatness can be directly behind the work rolls realize in a simple way. The planarity of the metal strip becomes preferably over the entire width of the metal strip behind the nip for each Length increment measured.

Besonders bevorzugt im Zusammenhang mit der optischen Messung ist es, daß zur Messung der Planheit über die gesamte Breite des Metallbandes verteilte Laserdikkenmeßstationen vorgesehen sind und daß die Laserdickenmessung über Triangulation erfolgt. Die Laserdickenmessung über die gesamte Breite des Metallbandes ermöglicht in einfacher Weise online eine Optimierung der Biegelinie der Arbeitswalzen. Die Laserdickenmessung über Triangulation ermöglicht durch den kleinen Meßfleck und die hohen Meßfrequenzen von 1 kHz und mehr auch bei kurzen Bandabschnitten von ca. 50 mm Länge das Bestimmen des Querprofils.Particularly preferred in connection with the optical measurement is that the Measurement of the flatness over the entire width of the metal strip distributed Laserdikkenmeßstationen are provided and that the laser thickness measurement via triangulation he follows. The laser thickness measurement over the entire width of the metal strip allows in a simple way online optimization of the bending line of the work rolls. The laser thickness measurement via triangulation made possible by the small measurement spot and the high measuring frequencies of 1 kHz and more even with short tape sections of about 50 mm in length determining the cross profile.

Es versteht sich, daß es grundsätzlich möglich ist, auch andere als optische Meßmittel zur Bestimmung einer nach der Steuerung im Band noch verbliebenen Unplanheit zu verwenden. So kann beispielsweise eine Stressometerrolle verwendet werden.It is understood that it is possible in principle, other than optical measuring means for determining an unevenness remaining after the control in the belt use. For example, a stressometer role can be used.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung nochmals erläutert. Es zeigt

Fig. 1
eine schematische Darstellung eines Teils eines Walzgerüstes ohne Gegenbiegung,
Fig. 2
eine Ansicht des Walzgerüstes aus Fig. 1 mit Gegenbiegung,
Fig. 3
die Darstellung eines Regelkreises und
Fig. 4
die Darstellung eines weiteren Regelkreises.
In the following the invention will be explained again with reference to a drawing showing only one exemplary embodiment. It shows
Fig. 1
a schematic representation of a part of a rolling mill without counter-bending,
Fig. 2
3 is a view of the rolling stand of FIG. 1 with counterbending, FIG.
Fig. 3
the representation of a control loop and
Fig. 4
the representation of another control loop.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Teil eines Walzgerüstes 1 einerseits ohne Gegenbiegung (Fig. 1) und andererseits mit Gegenbiegung (Fig. 2) dargestellt. Im einzelnen sind gezeigt eine zylindrische Arbeitswalze 2 mit Walzenballen 3 und Lagerzapfen 4, 5, die in Lagern 6, 7 gelagert sind. Oberhalb der Arbeitswalze 2 befindet sich eine Stützwalze 8 mit einem zylindrischen Stützwalzenballen 9 und Lagerzapfen 10, 11, die in Lagern 12, 13 gelagert sind. Bei der dargestellten Arbeitswalze 2 und der Stützwalze 8 handelt es sich um die oberen Walzen des Walzgerüstes 1. Nicht dargestellt sind die beiden unteren korrespondierenden Walzen, nämlich eine untere Arbeitswalze und eine untere Stützwalze. Zwischen den beiden Arbeitswalzen befindet sich der Walzspalt S.In FIGS. 1 and 2, a part of a roll stand 1 on the one hand without counterbending (FIG. 1) and on the other hand with counter-bending (FIG. 2). In detail are shown a cylindrical work roll 2 with roll barrel 3 and bearing pins 4, 5, the are stored in bearings 6, 7. Above the work roll 2 is a support roller 8 with a cylindrical support roll bale 9 and bearing journals 10, 11, which in Bearings 12, 13 are stored. In the illustrated work roll 2 and the support roller 8 are the upper rollers of the roll stand 1. Not shown are the two lower corresponding rollers, namely a lower work roll and a lower back-up roll. Between the two work rolls is the nip S.

Es versteht sich, daß die Erfindung sowohl bei einem Duo-Walzgerüst, bei einem Quarto-Walzgerüst, bei einem Sixto-Walzgerüst, bei einem Z-High-Walzgerüst, bei einem Zwölfrollen-Walzgerüst und bei einem Zwanzigrollen-Walzgerüst angewendet werden kann und daß statt zylindrischer Arbeitswalzen 2 und Stützwalzen 8 grundsätzlich auch bombierte Walzen eingesetzt werden können.It is understood that the invention in both a duo-mill, in a Quarto rolling stand, in a Sixto rolling stand, in a Z-high rolling stand, at one Zwölfrollen roll stand and applied to a Zwanzigrollen roll stand can be and that instead of cylindrical work rolls 2 and support rollers 8 in principle also cambered rolls can be used.

In Fig. 1 ist ein Anwendungsfall beim Walzen eines nicht gezeigten Metallbandes dargestellt, bei dem auf die Arbeitswalze 2 eine Walzkraft FW ausgeübt wird. Die Walzkraft FW bewirkt eine elastische Durchbiegung der Arbeitswalze 2, so daß sich die Biegelinie B der Arbeitswalze 2 ergibt. Die Walzkraft FW führt jedoch nicht nur zu einer Durchbiegung der Arbeitswalze 2, sondern auch zu einer Durchbiegung der Stützwalze 8, was jedoch im einzelnen nicht dargestellt ist.In Fig. 1, an application case when rolling a metal strip, not shown, shown in which on the work roll 2, a rolling force F W is exercised. The rolling force F W causes an elastic deflection of the work roll 2, so that the bending line B of the work roll 2 results. However, the rolling force F W not only leads to a deflection of the work roll 2, but also to a deflection of the support roller 8, but this is not shown in detail.

In der Fig. 2 ist der Zustand der Arbeitswalze 2 und der Stützwalze 8 mit Gegenbiegung dargestellt. Der Walzspalt S hat im Gegensatz zum in Fig. 1 dargestellten Zustand ein konstantes, gleichmäßiges Spaltmaß; realisiert ist also ein zumindest im wesentlichen gleichbleibender konstanter Abstand zwischen den beiden einander zugewandten Flächen der Arbeitswalzen. Im in Fig. 2 dargestellten Zustand ist die Arbeitswalze 2 nicht durchgebogen. Der Walzkraft FW wirken über die Stützwalze 8 aufgebrachte Rückbiegekräfte FB entgegen.In Fig. 2, the state of the work roll 2 and the support roller 8 is shown with a counter-bend. The nip S has, in contrast to the state shown in Figure 1, a constant, uniform gap; So realized is an at least substantially constant constant distance between the two facing surfaces of the work rolls. In the state shown in Fig. 2, the work roll 2 is not bent. The rolling force F W counteract against the back-up roller 8 applied bending forces F B.

Bei der dargestellten Ausführungsform verläuft die Biegelinie B, die der Mittelachse der Arbeitswalze 2 entspricht, parallel zur Außenseite der Arbeitswalze 2. Bei einem bombierten Walzenballen ist dies nicht der Fall. In diesem Falle ist bei einem über die Länge der Arbeitswalze konstanten Walzspalt im Gegensatz zu der Darstellung gemäß Fig. 2 die Arbeitswalze durchgebogen, obwohl die den Walzspalt begrenzende Linie bzw. Fläche der Arbeitswalze horizontal verläuft.In the illustrated embodiment, the bending line B, that of the central axis runs the work roll 2 corresponds, parallel to the outside of the work roll 2. At a this is not the case with domed roll barrels. In this case is at one over the Length of the work roll constant nip in contrast to the illustration according to Fig. 2, the work roll is bent, although the limiting the nip Line or surface of the work roll is horizontal.

Das flexible Walzen eines Metallbandes wird so durchgeführt, daß der Walzspalt S während des Walzvorganges gezielt verändert wird, um eine vorbestimmte Dickenänderung des Metallbandes über seine Länge zu erzielen. Wesentlich ist dabei zunächst, daß während des Einstellens des Walzspalts S oder unmittelbar danach die Biegelinien B der Arbeitswalzen 2 in Abhängigkeit vom eingestellten Walzspalt zur Erzielung der Planheit des Metallbandes gesteuert werden. Dies ist durch die Kenntnis der Biegelinienabhängigkeit von den verschiedenen Walzspalten möglich. Hierdurch wird die aufgrund der verschiedenen Walzspalte verursachte Abweichung vom idealen Spalt kompensiert.The flexible rolling of a metal strip is performed so that the nip S is selectively changed during the rolling process to a predetermined change in thickness to achieve the metal band over its length. It is essential, that during setting of the roll gap S or immediately thereafter Bending lines B of the work rolls 2 as a function of the set roll gap for Achieving the flatness of the metal strip to be controlled. This is through the knowledge Bend line dependence of the various roll gaps possible. hereby becomes the deviation caused due to the different nips compensated by the ideal gap.

Im Anschluß an den zuvor beschriebenen steuernden Eingriff beim Einstellen des Walzspalts S wird die Planheit über den in Fig. 3 dargestellten Regelkreis 14 geregelt. Hierdurch wird eine noch im Band nach dem steuernden Eingriff verbliebene Unplanheit ausgeregelt. Wird der Walzspalt S später wieder verstellt, wird die Regelung unterbrochen und in der zuvor erläuterten Weise wieder gesteuert.Following the previously described controlling intervention in setting the Rolling gap S, the flatness is controlled by the control circuit 14 shown in FIG. As a result, a still remaining in the band after the controlling intervention unplanarity corrected. If the roll gap S later adjusted again, the scheme interrupted and again controlled in the manner explained above.

Zur Steuerung werden in Abhängigkeit von den verschiedenen Walzspalten vorbestimmte Rückbiegekräfte FB auf die Stützwalzen 8 aufgebracht, um eine Arbeits- und Stützwalzenbiegung zu erzielen. Mit dem gleichen Ziel werden Rückbiegekräfte FB auf die Arbeitswalzen 2 zum Ausregeln der Unplanheit aufgebracht.For control, predetermined back bending forces F B are applied to the back-up rolls 8 in response to the various roll nips to achieve a working and back-up roll bend. With the same aim, bending forces F B are applied to the work rolls 2 to control the unevenness.

Zur Regelung wird zunächst eine Meßwerterfassung über entsprechende Meßmittel vorgenommen. Dabei wird sowohl das Längs- als auch das Querprofil vermessen. Anschließend erfolgt die Längsprofil- bzw. Querprofilerkennung, wobei die Regelabweichung zwischen Ist- und Sollwert der jeweiligen Regelgröße festgestellt wird. Die jeweiligen Korrekturwerte werden dann einem Regelkreis zugeführt. Bei der Längsprofilerkennung wird entsprechend dem vorgegebenen Sollwert die Änderung Δ h der Dicke des Metallbandes auf den vorgegebenen Sollwert korrigiert. Hierzu ist eine entsprechende Änderung Δ S des Walzspalts erforderlich. Von der Änderung des Walzspalts S hängen schließlich wiederum die auf die jeweiligen Arbeitswalzen 2 aufzubringenden Rückbiegekräfte FB ab. To control a measured value acquisition is initially made via appropriate measuring means. Both the longitudinal and the transverse profile are measured. Subsequently, the longitudinal profile or cross profile recognition, whereby the control deviation between the actual and setpoint of the respective controlled variable is determined. The respective correction values are then fed to a control loop. In the longitudinal profile detection, the change Δ h of the thickness of the metal strip is corrected to the predetermined target value according to the predetermined setpoint. For this purpose, a corresponding change Δ S of the roll gap is required. Of the change in the roll gap S, in turn, in turn depend on the respective work rolls 2 applied bending-back forces F B.

Das zuvor beschriebene Verfahren berücksichtigt aber noch nicht den Temperatureinfluß auf das Metallband beim Walzvorgang. In diesem Zusammenhang darf auf den in Fig. 4 dargestellten Regelkreis 15 verwiesen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zum flexiblen Walzen eines Metallbandes läuft derart ab, daß der Walzspalt und/oder die Walzgeschwindigkeit während des Walzvorganges gezielt beeinflußt wird, um den Temperatureinfluß beim Walzen, der eine Dicken- und Längenbeeinflussung des Metallbandes zur Folge hat, zu kompensieren. Auch hierbei wird zunächst eine Profilerkennung durchgeführt, wobei Regelabweichungen festgestellt werden. Durch Veränderung des Walzspaltes und/oder der Vorschubbewegung bzw. der Walzgeschwindigkeit kann diese Längenänderung und gleichzeitig die Dickenänderung gezielt kompensiert werden. Wie sich aus dem in Fig. 4 dargestellten Regelkreis 15 ergibt, erfolgt die Walzspaltregelung in Abhängigkeit der gemessenen Längsprofile und Ist-Temperaturen des Walzgutes.However, the method described above does not take into account the influence of temperature on the metal strip during the rolling process. In this connection may be up the control circuit 15 shown in Fig. 4 are referenced. The invention Method for flexible rolling of a metal strip runs in such a way that the nip and / or the rolling speed during the rolling process influenced is, to the influence of temperature during rolling, the thickness and length influencing of the metal strip has the consequence to compensate. Again, this is first performed a profile recognition, with deviations are detected. By changing the roll gap and / or the feed movement or the Rolling speed can this change in length and at the same time the change in thickness be specifically compensated. As can be seen from the control circuit shown in FIG 15 results, the roll gap control takes place as a function of the measured longitudinal profiles and actual temperatures of the rolling stock.

Des weiteren berücksichtigt das zuvor beschriebene Verfahren noch nicht die Profiländerung des Metallbandes beim Richten des Metallbandes im Anschluß an das flexible Walzen. Das erfindungsgemäße Verfahren zum flexiblen Walzen unter Berücksichtigung des Richteinflusses läuft derart ab, daß der Walzspalt und/oder die Walzgeschwindigkeit während des Walzvorganges gezielt beeinflußt wird, um die beim Richten auftretende Profiländerung bereits während des Walzvorganges zu kompensieren. Der Walzspalt und/oder die Vorschubgeschwindigkeit der Walzgeschwindigkeit werden derart über einen Steuer- und/oder Regelkreis verändert, daß sich ein gegenüber dem gerichteten Sollprofil verkürztes und dickeres Profil des Metallbandes ergibt, das nach dem Richten dem vorgegebenen Sollprofil entspricht.Furthermore, the method described above does not yet consider the profile change the metal band during straightening of the metal band following the flexible Rollers. The inventive method for flexible rolling under consideration the directional influence is such that the nip and / or the rolling speed is specifically influenced during the rolling process to the at Align occurring profile change already during the rolling process to compensate. The nip and / or the feed rate of the rolling speed are changed via a control and / or regulating circuit such that itself a comparison with the directed nominal profile shortened and thicker profile of the metal strip results, which corresponds to the predetermined target profile after straightening.

Im übrigen versteht es sich, daß die zu den Fig. 1 bis 3 beschriebene Möglichkeiten der Regelung, Steuerung und Messung entsprechend bei der Kompensation des Temperatureinflusses und/oder des Richteinflusses anwendbar sind.Moreover, it is understood that the possibilities described in FIGS. 1 to 3 the regulation, control and measurement according to the compensation of the Temperature influence and / or the directional influence are applicable.

Außerdem sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht nur auf solche Verfahren beschränkt ist, bei denen Metallbänder flexibel gewalzt werden. Die Erfindung läßt sich in gleicher Weise auch bei anderem Walzgut anwenden.It should also be noted that the invention is not limited to such methods is limited, in which metal strips are rolled flexibly. The invention leaves apply equally to other rolling stock.

Claims (15)

  1. Method for the flexible rolling of a metallic strip, wherein during the rolling procedure, the metallic strip is lead through a roll gap which is formed between two working rolls and is thus, setable so that over the length of the metallic strip, strip sections are obtained with different thicknesses
    characterized in, that a compensation of the temperature influence on the metallic strip is carried out during rolling in order to prevent deviations from the set value of the thickness and/or set value of the length of the individual strip sections at the default end temperature of the metallic strip.
  2. Method for the flexible rolling of a metallic strip, wherein during the rolling procedure, the metallic strip is lead through a roll gap which is formed between two working rolls and is thus, setable so that over the length of the metallic strip, strip sections are obtained with different thicknesses and wherein the metallic strip is straightened after flexible rolling, particularly according to claim 1,
    characterized in, that a compensation of the straightening influence on the metallic strip is carried out during rolling in order to prevent deviations from set value of the thickness and/or set value of the length of the individually straightened strip sections of the metallic strip.
  3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the compensation is carried out via a control and/or a feedback control.
  4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the control ensues from the basis of the actual temperature of the metallic strip and/or a parameter from which the actual temperature is derivable, such as, especially the length alteration of a reference section of the metallic strip.
  5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that for compensation, the roll gap and/or the roll speed are deliberately influenced during rolling.
  6. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the default end temperature of the metallic strip is preferably room temperature, particularly approximately 20°C.
  7. Method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that during each alteration of the roll gap, or immediately thereafter, the bending line of the working rolls is controlled to obtain the planeness of the metallic strip, depending on the altered roll gap.
  8. Method according to claim 7, characterized in that the planeness is feedback controlled via at least one control loop after the first control and especially immediately after the setting of the roll gap.
  9. Method according to claim 8, characterized in that shortly before or during the renewed setting of the roll gap, the regulation for planeness is interrupted and the bending line of the working rolls is controlled for the achievement of planeness for the new rolling instance, depending on the new roll gap setting.
  10. Method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that in a control, default counteracting bending forces are applied on the working rolls and/or on the intermediary rolls and/or on the back-up rolls dependent on the different roll gaps in order to obtain a bending of the working rolls, of the intermediary and working rolls and/or of the back-up and working rolls.
  11. Method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that to feedback control non-planeness of the metallic strip, the counteracting bending force adjusted to each load instance is applied to the working rolls and/or intermediary rolls and/or back-up rolls in order to obtain a bending of the working rolls, a bending of the intermediary and working rolls and/or a bending of the back-up and working rolls.
  12. Method according to any one of claims 8 to 11, characterized in that the measurement of the planeness is done without contact, e.g. optically.
  13. Method according to any one of claims 8 to 12, characterized in that the planeness of the metallic strip is preferably measured over the entire width of the metallic band behind the roll gap for each increment of length.
  14. Method according to claim 12 or 13, characterized in that for thickness measuring laser stations are provided over the entire width of the metallic band and that the laser thickness measurement results via triangulation.
  15. Method according to any one of claims 8 to 11, characterized in that the measurement of planeness is done with contact, e.g. via a stress-metering roller.
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