EP3642372B2 - Verfahren zum betreiben eines glühofens - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines glühofens

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EP3642372B2
EP3642372B2 EP18729646.2A EP18729646A EP3642372B2 EP 3642372 B2 EP3642372 B2 EP 3642372B2 EP 18729646 A EP18729646 A EP 18729646A EP 3642372 B2 EP3642372 B2 EP 3642372B2
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EP
European Patent Office
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metal strip
annealing furnace
target
temperature distribution
computer
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EP3642372A1 (de
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Thomas Daube
Markus Jaenecke
Lutz Kümmel
Ulrich Sommers
Alexandre LHOEST
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SMS Group GmbH
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SMS Group GmbH
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Publication date
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Publication of EP3642372B1 publication Critical patent/EP3642372B1/de
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    • F27D2019/0028—Regulation
    • F27D2019/0059—Regulation involving the control of the conveyor movement, e.g. speed or sequences

Definitions

  • Controlling the material properties of a metal strip to achieve a desired target material property requires significant computing power and processing time.
  • the control is achieved through interactive modification of process parameters, temperature, and/or speed to produce the desired material properties for the metal strip.
  • the increased processing time is a disadvantage because it results in a reduction of possible calculation scenarios or iteration steps.
  • Disclosing a method for operating an annealing furnace for annealing a metal strip comprises the following steps: According to claim 1: specifying at least one desired target material property that a point or section of the metal strip is to have after passing through the annealing furnace; providing at least one piece of information (E) about the metal strip before or in the annealing furnace; calculating a target temperature distribution and/or a target velocity of the metal strip in the annealing furnace using a computer-aided model as a function of the desired target material property and the information about the metal strip; and setting the target temperature distribution and/or the target velocity of the metal strip in the annealing furnace using a furnace control as an actuator.
  • E information
  • the US patent application US 5,673368A The patent application also discloses a method for operating an annealing furnace using a computer-aided model. According to the US patent application, this model is adjusted after each complete heat treatment cycle.
  • the invention is based on the objective of further developing a known method for operating an annealing furnace for annealing a metal strip with a view to improving product quality and increasing output.
  • the method claimed in claim 1 constitutes a control system, but not a regulation system.
  • a target temperature distribution and/or a target speed of the metal strip in the annealing furnace are calculated and specified such that the metal strip exhibits a desired target material property upon exiting the annealing furnace.
  • the presence of this desired target material property is not monitored within the framework of the method claimed in claim 1; in particular, the desired target material property is not compared with a measured actual material property of the metal strip after exiting the annealing furnace to establish a material property control deviation, and this control deviation is not reduced to zero.
  • temperature distribution refers to a section of the metal strip.
  • temperature distribution also implies a singular temperature value at a specific point on the metal strip.
  • annealing furnace includes not only heating equipment but also cooling equipment downstream of the heating equipment in the direction of flow.
  • Calculating and specifying a target temperature distribution and/or a target speed of the metal strip in the annealing furnace is less computationally intensive than simulating material properties. Furthermore, the control system does not require feedback of a process parameter. Overall, this allows for increased output.
  • the claimed method is designed to perform a desired self-correction or self-adaptation.
  • the actual material properties of the metal strip are measured after passing through the annealing furnace, and a comparative temperature distribution and/or a comparative velocity of the metal strip in the annealing furnace are calculated using a computer-aided model of the annealing furnace, depending on the measured actual material properties and information provided about the metal strip before or in the annealing furnace.
  • the temperature distribution and/or velocity are then adjusted accordingly. of the metal strip in the annealing furnace to the previously determined comparative temperature distribution and/or the comparative speed by appropriately adapting the computer-aided model.
  • the self-correction or self-adaptation process involves performing the method according to claim 1 for specifying a temperature distribution and/or the speed of the metal strip in the annealing furnace, with the sole difference being that the computer model receives the actually measured material properties of the metal strip after passing through the annealing furnace as its input, instead of the target material properties.
  • the output variables of the computer-aided model are referred to as reference variables in this case, specifically the reference temperature distribution and/or the reference speed.
  • the actual temperature distribution and/or the actual speed of the metal strip in the annealing furnace are recorded as actual values and compared with the previously calculated reference variables.
  • This comparison may result in a non-zero deviation for the temperature distribution and/or the speed of the metal strip in the annealing furnace.
  • at least one suitable adaptation value is calculated in an adaptation value calculation unit based on these deviations.
  • the computer-aided model is then subsequently adapted using the calculated adaptation value.
  • the inventive method for operating an annealing furnace described above is then preferably carried out for future metal strips using the adapted computer-aided model. This results in optimized target temperature distributions and/or target speeds for the metal strip, which are set in the annealing furnace using a furnace control system as an actuator.
  • the computer-aided model can, for example, work with an experience database, a statistical model, or stored annealing curves, and is therefore applicable to any type of steel.
  • This model can be used immediately, especially for newly developed steel grades.
  • the statistical model used according to the invention is easier to generate.
  • the adaptation of the computer-aided model does not take place during the passage of the metal strip through the annealing furnace, the strip whose measured or simulated actual material properties formed the basis for calculating the at least one adaptation value or for adapting the computer-aided model.
  • the adaptation preferably takes place only for metal strips to be annealed in the future.
  • material property of the metal strip refers in the context of this description to, for example, the yield strength, the tensile strength, the elongation at break or the uniform elongation of the metal strip after it has passed through the annealing furnace.
  • Figure 1 illustrates the inventive method for operating an annealing furnace 200.
  • metal strip 100 is annealed as it passes through the furnace in the direction of the arrow.
  • the core element of the inventive method is the calculation A target temperature distribution T ⁇ sub>target ⁇ /sub> and/or a target velocity V ⁇ sub>target ⁇ /sub> for the metal strip in the annealing furnace are calculated. This calculation is performed using a computer-aided model 220 of the annealing furnace, depending on a predefined desired target material property ME ⁇ sub>target ⁇ /sub> of the metal strip and depending on information E about the metal strip.
  • This information relates to properties of the metal strip before or in the annealing furnace 200, or it relates to information about previous processing steps in the production of the metal strip.
  • material property please refer to the definition given above in the general section of the description.
  • the corresponding values are output to a furnace control unit 230 as an actuator and implemented or set by this unit in the annealing furnace 200.
  • This setting of the target temperature distribution and/or the target velocity V ⁇ sub>target ⁇ /sub> of the metal strip in the annealing furnace is carried out with the aim of converting the actual material property ME ⁇ sub>actual ⁇ /sub> of the metal strip downstream of the annealing furnace into the specified desired target material property ME ⁇ sub>target ⁇ /sub> , also downstream of the annealing furnace.
  • the calculation of the target temperature distribution T ⁇ sub>target ⁇ /sub> and/or the target velocity V ⁇ sub>target ⁇ /sub> of the metal strip in the annealing furnace is carried out as long as at least one point or section of the metal strip to which the said target material property ME ⁇ sub>target ⁇ /sub> of the metal strip refers is located in front of or inside the annealing furnace.
  • the computer-aided model 220 can, when calculating the target temperature distribution T target in the annealing furnace 200 and/or when calculating the target speed V target at which the metal strip passes through the annealing furnace 200, draw on an experience database, a statistical model and/or stored annealing curves.
  • the comparative temperature distribution T ⁇ sub>Vgl ⁇ /sub> and comparative velocity V ⁇ sub>Vgl ⁇ /sub> are calculated using the same computer model 220, taking into account the same information E about the metal strip as the first input variable as the target temperature distribution and the target velocity of the metal strip in the annealing furnace according to Figure 1
  • the computer model 220 does not consider the desired target material property ME ⁇ sub>target ⁇ /sub> as the second input parameter, but rather the actual material property ME ⁇ sub> actual ⁇ /sub> of the metal strip measured behind the annealing furnace.
  • the temperature distribution and/or the velocity of the metal strip in the annealing furnace are then adjusted to the calculated corresponding comparative parameters, i.e., the comparative temperature distribution T ⁇ sub>cf ⁇ /sub> and/or the comparative velocity V ⁇ sub>cf ⁇ /sub> , by appropriately adapting the computer model 220.
  • the aforementioned adjustment comprises the following sub-steps; see Figure 2 :
  • the actual temperature distribution T ⁇ sub>actual ⁇ /sub> and/or actual velocity V ⁇ sub>actual ⁇ /sub> of the metal strip 100 in the annealing furnace 200 is/are measured; see Figure 1 and 2
  • These measured quantities are compared in a comparison device 250 with the previously calculated corresponding reference quantities; i.e., a temperature deviation ⁇ T and/or a velocity deviation ⁇ V are determined, if applicable:
  • At least one of these deviations is fed into an adaptation value calculation device 240, which calculates at least one suitable adaptation value a from these input variables for adjusting or adapting the computer-aided model 220.
  • the computer-aided model 220 is then adapted with this adaptation value.
  • this adaptation of the computer model 220 does not take place while a metal strip is passing through the annealing furnace, but preferably only after a complete metal strip has passed through. Therefore, the adaptation of the computer-aided model 220 only affects future metal strips. The adjustment to the reference value is thus extremely slow.
  • the adaptation and the associated measurement data acquisition enable good documentation and thus also conclusive proof of past production conditions; this is valuable quality documentation for downstream processors.

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Description

  • Die in dem EP - Patent EP 2 742 158 B1 beanspruchte Regelung der Materialeigenschaft eines Metallbandes auf eine gewünschte Soll-Materialeigenschaft inklusive einer Simulation von Ist-Materialeigenschaften eines Metallbandes mit Hilfe eines computergestützten Modells erfordert viel Rechnerleistung und Rechenzeit. Die Regelung erfolgt durch eine interaktive Modifikation von Prozessparametern, Temperatur und/oder Geschwindigkeit so, dass sich daraus die gewünschten Materialeigenschaften für das Metallband ergeben. Die erhöhte Rechenzeit ist nachteilig, weil sie in einer Reduktion der möglichen Berechnungsfälle bzw. Iterationsschritte resultiert.
  • Der Aufsatz Yahiro K et al: "Development of strip temperature control system for a continuous annealing line", Plenary Session, Emerging Technologies, and Factory Automation. MAUl, Nov. 15 - 19, 1993; [Proceedings of the International Conference on Industrial Electronics, Control, and Instrumentation (IECON)], New York, IEEE, Us, Bd. 1, 15. November 1993 (1993-11-15, Seiten 481 - 486, XP000451844 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Glühofens zum Glühen eines Metallbandes mit folgenden Schritten: Gemäß Patentanspruch 1: Vorgeben mindestens einer gewünschten Soll-Materialeigenschaft, die einen Punkt oder einen Abschnitt des Metallbandes aufweisen soll nach Durchlaufen des Glühofens; Bereitstellen von mindestens einer Information (E) über das Metallband vor oder in dem Glühofen; Berechnen einer Soll-Temperaturverteilung und/oder einer Soll-Geschwindigkeit des Metallbandes in dem Glühofen mit Hilfe eines computergestützten Modells in Abhängigkeit der gewünschten Soll-Materialeigenschaft und der Information über das Metallband; und Einstellen der Soll-Temperaturverteilung und/oder der Soll-Geschwindigkeit des Metallbandes in dem Glühofen mit Hilfe einer Ofensteuerung als Stellglied.
  • Der Aufsatz von Vallee G et al: "Ligne de recuit tout asynchrone pour ugine gueugnon", Revue de Metallurgie - Cahiers d'Informations Techniques, Revue de Metallurgie. Paris, FR, Bd. 90, Nr. 6, 1. Juni 1993 /1993-06-01), Seiten 843-847, XP000393745, ISSN: 0035-1563 offenbart ein ähnliches Verfahren wie der zuvor erwähnte Aufsatz von Yahiro, wobei jedoch die Eigenschaften des zu behandelnden Metallbandes und die tatsächlichen Eigenschaften des Verfahrens in einem Modell verwendet werden, um die für den Ofen zu verwendende Geschwindigkeit und Temperatur zu bestimmen.
  • Die US-Patentanmeldung US 5, 673 368 A offenbart ebenfalls ein Verfahren zu Betreiben eines Glühofens unter Verwendung eines computergestützten Modells. Dieses Modell wird gemäß der US-Patentanmeldung nach einem vollständigen Wärmebehandlungszyklus jeweils angepasst.
  • Der Aufsatz von Smith M A et al: "Application of distributet control on UPI'S KM/CAL", Aise Steel Technology, Aise, Pittsburg, PA, US, Bd. 70, Nr. 6, 1 Juni 1993 (1993-06-01), Seiten 17-22, XP000387767, ISSN: 0021-1559 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Glühofens zum Glühen eines Metallbandes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Verfahren zum Betreiben eines Glühofens zum Glühen eines Metallbandes im Hinblick auf eine Verbesserung der Produktqualität und eine Erhöhung der Ausbringung weiterzubilden.
  • Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst.
  • Das gemäß Anspruch 1 beanspruchte Verfahren stellt eine Steuerung, aber keine Regelung dar. Im Rahmen dieser Steuerung erfolgt die Berechnung und Vorgabe einer Soll-Temperaturverteilung und / oder einer Soll-Geschwindigkeit des Metallbandes in dem Glühofen so, dass das Metallband nach Verlassen des Glühofens eine gewünschte Soll-Materialeigenschaft aufweist. Das Vorliegen dieser gewünschten Soll-Materialeigenschaft wird im Rahmen des in Anspruch 1 beanspruchten Verfahrens - anders als bei einer Regelung - nicht überwacht; insbesondere erfolgt kein Vergleich der gewünschten Soll-Materialeigenschaft mit einer gemessenen Ist-Materialeigenschaft des Metallbandes hinter dem Ausgang der Glühe zwecks Bildung einer Materialeigenschaft-Regeldifferenz und es erfolgt keine Regelung dieser Regeldifferenz auf Null.
  • Der Begriff "Temperaturverteilung" bezieht sich streng genommen jeweils auf einen Abschnitt des Metallbandes. Im Sinne der vorliegenden Beschreibung impliziert der Begriff "Temperaturverteilung" jedoch auch einen singulären Temperaturwert an einer bestimmten Stelle des Metallbandes.
  • Der Begriff "Glühofen" im Sinne der vorliegenden Beschreibung schließt neben Heizeinrichtungen auch die Heizeinrichtungen in Durchlaufrichtung nachgelagerte Kühleinrichtungen mit ein.
  • Die Berechnung und Vorgabe einer Soll-Temperaturverteilung und / oder einer Soll-Geschwindigkeit des Metallbandes in dem Glühofen ist weniger rechenzeitintensiv als die Simulation von Materialeigenschaften. Außerdem erfolgt im Rahmen der beanspruchten Steuerung keine Rückkopplung einer Prozessgröße. Insgesamt ist damit eine Erhöhung der Ausbringung möglich.
  • Das beanspruchte Verfahren ist ausgebildet, eine gewünschte Selbst-Korrektur bzw. Selbst-Adaption auszuführen. Zu diesem Zweck wird die Ist-Materialeigenschaft des Metallbandes nach Durchlauf durch den Glühofen gemessen, und es werden eine Vergleichs-Temperaturverteilung und / oder eine Vergleichs-Geschwindigkeit des Metallbandes in dem Glühofen mit Hilfe des computergestützten Modells des Glühofens in Abhängigkeit der gemessenen Ist-Materialeigenschaft und bereitgestellter Informationen über das Metallband vor oder in dem Glühofen berechnet. Es erfolgt dann eine Anpassung der Temperaturverteilung und / oder der Geschwindigkeit des Metallbandes in dem Glühofen an die zuvor ermittelte Vergleichs-Temperaturverteilung und / oder die Vergleichsgeschwindigkeit durch geeignetes Adaptieren des computergestützten Modells.
  • Anders ausgedrückt: Im Rahmen der Selbst-Korrektur bzw. Selbst-Adaption ist vorgesehen, das Verfahren nach Anspruch 1 zur Vorgabe einer Temperaturverteilung und / oder der Geschwindigkeit des Metallbandes in dem Glühofen durchzuführen mit dem einzigen Unterschied, dass dem Computermodell anstelle der Soll-Materialeigenschaft die tatsächlich gemessene Materialeigenschaft des Metallbandes nach Durchlauf durch den Glühofen als Eingangsgröße zugeführt wird. Zur besseren begrifflichen Unterscheidung werden in diesem Fall die Ausgangsgrößen des computergestützten Modells Vergleichsgrößen genannt, hier konkret die Vergleichs-Temperaturverteilung und / oder die Vergleichs-Geschwindigkeit. Die tatsächliche Temperaturverteilung und / oder die tatsächliche Geschwindigkeit des Metallbandes im Glühofen werden als Ist-Größen erfasst und mit den zuvor berechneten Vergleichsgrößen verglichen. Aus diesem Vergleich kann eine Abweichung ungleich Null für die Temperaturverteilung und / oder für die Geschwindigkeit des Metallbandes in dem Glühofen resultieren. In einer Adaptionswert-Berechnungseinheit wird dann nachfolgend mindestens ein geeigneter Adaptionswert auf Basis der besagten Abweichungen berechnet. Das computergestützte Modell wird dann nachfolgend mit Hilfe des berechneten Adaptionswertes adaptiert. Das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Glühofens wird dann für zukünftige Metallbänder vorzugsweise mit dem adaptierten computergestützten Modell durchgeführt. Daraus resultieren dann optimierte Soll-Temperaturverteilungen und / oder Soll-Geschwindigkeiten für das Metallband, die mit Hilfe einer Ofensteuerung als Stellglied in dem Glühofen eingestellt werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das computergestützte Modell z. B. mit einer Erfahrungsdatenbank oder mit einem statistischen Modell oder mit hinterlegten Glühkurven arbeiten und ist daher für jede Stahlsorte einsetzbar. Gerade bei neuentwickelten Stahlsorten kann dieses Modell sofort eingesetzt werden. Im Unterschied zu einem physikalischen Modell, welches für jede neue Stahlsorte erst implementiert werden muss, ist das erfindungsgemäß verwendete statistische Modell einfacher zu generieren.
  • Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt das Adaptieren des computergestützten Modells nicht während des Durchlaufens desjenigen Metallbandes durch den Glühofen, auf Basis von dessen gemessener oder simulierter Ist-Materialeigenschaft die Berechnung des mindestens einen Adaptionswertes bzw. die Adaption des computergestützten Modells erfolgt war. Stattdessen erfolgt die Adaption vorzugsweise erst für zukünftig zu glühende Metallbänder.
  • Der Begriff "Materialeigenschaft des Metallbandes", egal ob Soll- oder Ist-Größe, meint im Rahmen der vorliegenden Beschreibung beispielsweise die Streckgrenze, die Zugfestigkeit, die Bruchdehnung oder die Gleichmaßdehnung des Metallbandes nach dessen Durchlauf durch den Glühofen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Der Beschreibung sind zwei Figuren beigefügt, wobei
    • Figur 1 das erfindungsgemäße Verfahren; und
    • Figur 2 die erfindungsgemäße Adaption des computergestützten Modells veranschaulicht.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Figur 1 veranschaulicht das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Glühofens 200. In dem Glühofen 200 wird Metallband 100 geglüht, während es durch den Glühofen in Pfeilrichtung hindurchläuft. Kernelement des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Berechnung einer Soll-Temperaturverteilung TSoll und / oder einer Soll-Geschwindigkeit VSoll für das Metallband in dem Glühofen. Diese Berechnung erfolgt mit Hilfe eines computergestützten Modells 220 des Glühofens in Abhängigkeit einer vorgegebenen gewünschten Soll-Materialeigenschaft MESoll des Metallbandes sowie in Abhängigkeit von Informationen E über das Metallband. Die Informationen betreffen Eigenschaften des Metallbandes vor oder in dem Glühofen 200 oder sie betreffen Informationen über vorangegangene Bearbeitungsschritte bei der Herstellung des Metallbandes. Bezüglich einer weitergehenden Bedeutung der Begriffe "Materialeigenshaft" sei an dieser Stelle auf die oben im allgemeinen Teil der Beschreibung gegebene Definition verwiesen.
  • Nach erfolgter Berechnung der Soll-Temperaturverteilung TSoll und / oder der Soll-Geschwindigkeit VSoll durch das computergestützte Modell 220 werden die entsprechenden Werte an eine Ofensteuerung 230 als Stellglied ausgegeben und von dieser in dem Glühofen 200 realisiert bzw. eingestellt. Das besagte Einstellen der Soll-Temperaturverteilung und / oder der Soll-Geschwindigkeit VSoll des Metallbandes in dem Glühofen erfolgt mit dem Ziel, die Ist-Materialeigenschaft MEIst des Metallbandes hinter dem Glühofen in die vorgegebene gewünschte Soll-Materialeigenschaft MESoll, ebenfalls hinter dem Glühofen, zu überführen.
  • Das Berechnen der Soll-Temperaturverteilung TSoll und / oder der Soll-Geschwindigkeit VSoll des Metallbandes in dem Glühofen erfolgt, solange sich noch mindestens ein Punkt oder ein Abschnitt des Metallbandes auf den sich die besagte Soll-Materialeigenschaft MESoll des Metallbandes bezieht, vor oder in dem Glühofen befindet.
  • Das computergestützte Modell 220 kann bei der Berechnung der Soll-Temperaturverteilung TSoll in dem Glühofen 200 und / oder bei der Berechnung der Soll-Geschwindigkeit VSoll, mit welcher das Metallband den Glühofen 200 durchläuft, auf eine Erfahrungsdatenbank, ein statistisches Modell und / oder auf hinterlegte Glühkurven zurückgreifen.
  • Um die Qualität des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben des Glühofens 200 stetig zu verbessern, sieht das erfindungsgemäße Verfahren optional eine gelegentliche Adaption des computergestützten Modells 220 vor, siehe Figur 2. Für diese Adaption sieht das erfindungsgemäße Verfahren folgende Teilschritte vor:
    • Messen der Ist-Materialeigenschaft MEIst des Metallbandes 100 nach Durchlauf durch den Glühofen 200, siehe Figur 1. Die Messung erfolgt vorzugsweise an dem Punkt oder Abschnitt des Metallbandes, für den die gewünschte Soll-Materialeigenschaft vorgegeben wurde.
    • Berechnen einer Vergleichstemperaturverteilung TVgl und / oder einer Vergleichsgeschwindigkeit VVgl des Metallbandes 100 in dem Glühofen mit Hilfe des computergestützten Modells 220 in Abhängigkeit der gemessenen Ist-Materialeigenschaft MEIst des Metallbandes 100 und in Abhängigkeit der bereitgestellten Informationen E über das Metallband vor oder in dem Glühofen 200.
  • Die Vergleichstemperaturverteilung TVgl und Vergleichsgeschwindigkeit VVgl werden zwar mit demselben Computermodell 220 unter Berücksichtigung derselben Informationen E über das Metallband als erster Eingangsgröße berechnet wie die Soll-Temperaturverteilung und die Soll-Geschwindigkeit des Metallbandes in dem Glühofen gemäß Figur 1. Allerdings berücksichtigt das Computermodell 220 für die Berechnung der Vergleichsgrößen als zweite Eingangsgröße nicht die gewünschte Soll-Materialeigenschaft MESoll, sondern die tatsächlich hinter dem Glühofen gemessene Ist-Materialeigenschaft MEIst des Metallbandes. Die Temperaturverteilung und / oder die Geschwindigkeit des Metallbandes in dem Glühofen werden dann an die berechneten entsprechenden Vergleichsgrößen, d. h. die Vergleichstemperaturverteilung TVgl und / oder die Vergleichs-Geschwindigkeit VVgl angepasst durch ein entsprechend geeignetes Adaptieren des computergestützten Modells 220.
  • Konkret umfasst die besagte Anpassung folgende Teilschritte; siehe Figur 2:
    Die Ist-Temperaturverteilung TIst und / oder Ist-Geschwindigkeit VIst des Metallbandes 100 in dem Glühofen 200 wird/werden messtechnisch erfasst; siehe Figuren 1 und 2. Diese Messgrößen werden in einer Vergleichseinrichtung 250 mit den zuvor berechneten zugehörigen Vergleichsgrößen verglichen; d. h. es werden gegebenenfalls eine Temperaturabweichung ΔT und / oder eine Geschwindigkeits-abweichung ΔV ermittelt: ΔT = TVgl - TIst, ΔV = VVgl - VIst.
  • Zumindest eine dieser Abweichung findet Eingang in eine AdaptionswertBerechnungseinrichtung 240, welche aus diesen Eingangsgrößen mindestens einen geeigneten Adaptionswert a zur Anpassung bzw. Adaption des computergestützten Modells 220 berechnet. Das computergestützte Modell 220 wird dann mit diesem Adaptionswert adaptiert. Diese Adaption des Computermodells 220 erfolgt erfindungsgemäß nicht während des Durchlaufens eines Metallbandes durch den Glühofen, sondern vorzugsweise immer erst nach dem Durchlaufen eines kompletten Metallbandes. Deshalb wirkt sich die Adaption des computergestützten Modells 220 erst auf zukünftige Metallbänder aus. Die Anpassung an die Vergleichsgröße erfolgt insofern extrem langsam. Vorteilhafterweise ermöglicht die Adaption und die dafür durchgeführte Messwerterfassung eine gute Dokumentation und damit auch einen schlüssigen Nachweis über die Produktionsbedingungen in der Vergangenheit; dies ist eine wertvolle Qualitätsdokumentation für Weiterverarbeiter.
  • Nach erfolgter Adaption des Computermodells 220 erfolgen zukünftige Berechnungen der Soll-Temperaturverteilung TSoll und / oder der Soll-Geschwindigkeit VSoll des Metallbandes mit Hilfe des adaptierten computergestützten Modells. Der Glühofen 200 wird dann mit den neu berechneten Soll-Werten für die Temperaturverteilung oder die Geschwindigkeitsverteilung betrieben.
    • Bezugszeichenliste
    • 100
    Metallband
    200
    Glühofen
    220
    computergestütztes Modell
    230
    Ofensteuerung als Stellglied
    240
    Adaptionswertberechnungseinrichtung
    E
    Information über das Metallband
    MEIst
    Ist-Materialeigenschaft des Metallbandes
    MESoll
    Soll-Materialeigenschaft des Metallbandes
    TIst
    Ist-Temperaturverteilung des Metallbandes in dem Glühofen
    TSoll
    Soll-Temperaturverteilung des Metallbandes in dem Glühofen
    TVgl
    Vergleichstemperaturverteilung für das Metallband
    VIst
    Ist-Geschwindigkeit des Metallbandes in dem Glühofen
    VSoll
    Soll-Geschwindigkeit des Metallbandes in dem Glühofen
    VVgl
    Vergleichsgeschwindigkeit für das Metallband in dem Glühofen
    ΔT
    Temperaturabweichung
    ΔV
    Geschwindigkeitsabweichung

Claims (5)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Glühofens (200) zum Glühen eines Metallbandes, aufweisend folgende Schritte:
    - Vorgeben mindestens einer gewünschten Soll-Materialeigenschaft (MESoll), wie z. B. der Streckgrenze, der Zugfestigkeit, der Bruchdehnung und / oder der Gleichmaßdehnung, die ein Punkt oder Abschnitt des Metallbandes (100) aufweisen soll nach Durchlaufen des Glühofens (200);
    - Bereitstellen von mindestens einer Information (E) über das Metallband vor oder in dem Glühofen (200);
    - Berechnen einer Soll- Temperaturverteilung (TSoll) und/oder einer Soll-Geschwindigkeit (VSoll) des Metallbandes (100) in dem Glühofen (200) mit Hilfe eines computergestützten Modells (220) in Abhängigkeit der gewünschten Soll-Materialeigenschaft (MESoll) und der Information (E) über das Metallband; und
    - Einstellen der Soll-Temperaturverteilung (TSoll) und/oder der Soll-Geschwindigkeit (VSoll) des Metallbandes (100) in dem Glühofen (200) mit Hilfe einer Ofensteuerung (230) als Stellglied;
    gekennzeichnet durch
    Messen der Ist-Materialeigenschaft (MEIst) des Metallbandes (100) nach Durchlauf durch den Glühofen (200), vorzugsweise an dem Punkt oder Abschnitt des Metallbandes, für den die Soll-Materialeigenschaft vorgegeben wird;
    Berechnen einer Vergleichstemperaturverteilung (TVgl) und/oder einer Vergleichsgeschwindigkeit (VVgl) des Metallbandes (100) in dem Glühofen (200) mit Hilfe des computergestützten Modells (220) in Abhängigkeit der gemessen Ist-Materialeigenschaft (MEIst) nach dem Durchlauf und der bereitgestellten Information (E) über das Metallband vor oder in dem Glühofen (200); und Anpassen der Temperaturverteilung und/oder der Geschwindigkeit des Metallbandes (100) in dem Glühofen (200) an die Vergleichstemperaturverteilung (TVgl) und/oder die Vergleichsgeschwindigkeit (VVgl) durch geeignetes Adaptieren des computergestützten Modells, wobei das Adaptieren des computergestützten Modells erst nach Durchlaufen von mindestens dem gesamten Metallband, optional auch mehrerer Metallbänder durch den Glühofen (200) erfolgt;
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schritt des Adaptierens des computergestützten Modells folgende Teilschritte umfasst:
    Messen einer Ist-Temperaturverteilung (Tlst) und/oder einer Ist-Geschwindigkeit (Vlst) des Metallbandes (100) in dem Glühofen (200);
    Vergleichen der Ist-Temperaturverteilung (Tlst) mit der berechneten Vergleichstemperaturverteilung (TVgl) und Ermitteln einer Temperaturabweichung (ΔT); und/oder
    Vergleichen der Ist-Geschwindigkeit (Vlst) des Metallbandes (100) in dem Glühofen (200) mit der Vergleichsgeschwindigkeit (VVgl) und Ermitteln einer Geschwindigkeitsabweichung (ΔV);
    Berechnen mindestens eines geeigneten Adaptionswertes (a) zur Anpassung des computergestützten Modells (220) auf Basis der Temperatur-abweichung (ΔT) und/oder der Geschwindigkeitsabweichung (ΔV);
    Adaptieren des computergestützten Modells (220) auf Basis des Adaptionswertes (a); und
    erneutes Berechnen der Soll-Temperaturverteilung (TSoll) und / oder der Soll-Geschwindigkeit (VSoll) eines neuen Metallbandes (100) mit Hilfe des adaptierten computergestützten Modells (220).
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Berechnen der Soll-Temperaturverteilung und / oder der Sollgeschwindigkeit des Metallbandes erfolgt, solange sich der mindestens eine Punkt oder Abschnitt des Metallbandes, auf den sich die gewünschte Soll-Materialeigenschaft (MESoll) des Metallbandes bezieht, noch vor oder in dem Glühofen (200) befindet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das computergestützte Modell (220) bei der Berechnung der Soll-Temperaturverteilung (TSoll) und/oder der Soll-Geschwindigkeit (VSoll) auf eine Erfahrungsdatenbank, ein statistisches Modell oder auf hinterlegte Glühkurven zurückgreift.
  4. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Ist-Materialeigenschaft des Metallbandes nach dem Durchlaufen des Metallbandes (100) durch den Glühofen direkt online oder an einer aus dem Metallband entnommenen Probe gemessen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch
    Wiederholen der Schritte nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit dem adaptierten computergestützten Modell beim Glühen eines zukünftigen Metallbandes (100).
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