EP4577361A1 - Verfahren, computerprogrammprodukt und kaltwalzgerüst zum kaltwalzen eines metallbandes - Google Patents

Verfahren, computerprogrammprodukt und kaltwalzgerüst zum kaltwalzen eines metallbandes

Info

Publication number
EP4577361A1
EP4577361A1 EP23757221.9A EP23757221A EP4577361A1 EP 4577361 A1 EP4577361 A1 EP 4577361A1 EP 23757221 A EP23757221 A EP 23757221A EP 4577361 A1 EP4577361 A1 EP 4577361A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
work roll
temperature
cold rolling
cooling device
rolling stand
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.)
Granted
Application number
EP23757221.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4577361B1 (de
Inventor
Thomas Daube
Thomas Döring
Markus LANGEJÜRGEN
Jörn Sieghart
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.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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 DE102023200055.5A external-priority patent/DE102023200055A1/de
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP4577361A1 publication Critical patent/EP4577361A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4577361B1 publication Critical patent/EP4577361B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/30—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control
    • B21B37/32—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control by cooling, heating or lubricating the rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B21B2001/221—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length by cold-rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally
    • B21B2027/103—Lubricating, cooling or heating rolls externally cooling externally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2267/00—Roll parameters
    • B21B2267/12—Roll temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally
    • B21B27/106—Heating the rolls

Definitions

  • the invention relates to a method and a computer program product for operating a cold rolling stand of a work roll for cold rolling a metal strip and with at least one inductive heating device extending in the longitudinal direction of the work roll for heating the surface of the work roll.
  • the invention relates to a corresponding cold rolling stand for carrying out the method according to the invention.
  • Such a process and cold rolling stand are basically known in the prior art, for example: B. from European patent application EP 1 336 437 A1.
  • This patent application discloses a roll stand with a work roll for rolling metal strip.
  • the work roll is assigned at least one inductive heating device extending in the longitudinal direction of the work roll for heating the surface of the work roll.
  • a calculation device determines a heat requirement for the areas of the work rolls near the strip edges and a control device is available for controlling the inductive heating device in accordance with the calculated or predetermined heat requirement. This ensures that the work rolls expand thermally homogeneously beyond the strip edge and that the roll gap of the roll stand remains constant even in the area of the strip edges. In this way, the flatness of the metal strip to be rolled is promoted.
  • the heat requirement is predetermined through at least partially continuous process simulation.
  • the process simulation can include the energy flows between the metal strip to be rolled and the work rolls when calculating the heat requirement.
  • the forming work done during rolling, the frictional heat generated and the Heat conduction from the metal strip to the work rolls and vice versa must be taken into account.
  • This known technical teaching has the disadvantage that it is not suitable for calculating the heat requirement if the work roll is assigned a multi-zone cooling device for setting a desired temperature distribution on the surface of the work roll.
  • the invention is based on the object of developing a known method and computer program product as well as a known cold rolling stand with an associated multi-zone cooling device for cold rolling a metal strip in such a way that the multi-zone cooling device can be operated optimally.
  • the method has the following steps: a) determining the current temperature of the surface of the work roll; b) calculating the temperature difference between the working temperature of the surface of the work roll required by a multi-zone cooling device and its current surface temperature; c) calculating a required amount of heat energy that must be supplied to the work roll in at least one operating mode of the cold rolling stand in accordance with the temperature difference in order to warm up the surface of the work roll to the working temperature for the multi-zone cooling device; d) activating the inductive heating device with the control device in accordance with the calculated amount of thermal energy and heating the surface of the work roll to the working temperature; and e) setting a desired temperature distribution on the surface of the work roll in the longitudinal direction of the work roll using the Multi-zone cooling device by cooling the surface zone by zone after the surface of the work roll has previously been warmed up to at least the working temperature required by the multi-zone cooling device.
  • the method according to the invention advantageously ensures that the surface of the work roll is heated in at least one operating mode of the cold rolling stand to the working temperature that the multi-zone cooling device at least requires for its proper operation.
  • This enables proper operation of the multi-zone cooling device and thus the setting of a predetermined temperature distribution on the surface of the work roll by cooling the surface of the work roll in zones.
  • the predetermined temperature distribution for the surface of the work roll is selected in particular so that the roll gap of the cold rolling stand has a desired roll gap profile, e.g. B. has a constant height so that the metal strips can be rolled with good flatness.
  • the term length in relation to the work roll, the body of the work roll and the roll gap refers to the longitudinal direction, i.e. to the axial direction of the work roll.
  • the method according to the invention enables the said good flatness even in metal strips whose rolling required only little forming work and therefore only little Forming heat was created and could be transferred to the surface of the work roll.
  • the missing heat to achieve the required working temperature for the multi-zone cooling device is specifically calculated according to the method according to the invention and supplied with the help of the inductive heating device. In this way, thermal losses can also occur arising during production breaks must be compensated for.
  • the inductive heating device can be arranged inside and/or outside the work roll.
  • Figure 1 shows a cold rolling stand according to the present invention.
  • the cold rolling stand 100 shows two work rolls 110, which face each other and span a roll gap.
  • the metal strip 20 to be rolled is guided through this roll gap and rolled, in particular also reduced in thickness.
  • At least one of the work rolls 110 is assigned an inductive heating device 120, which extends in the longitudinal direction of the work roll, for heating the surface of the work roll.
  • a calculation device 130 is provided for calculating the amount of thermal energy that must be supplied to the work roll 110 in a respective operating mode of the cold rolling stand 100 and finally a control device 140 is provided for controlling the inductive heating device in accordance with the calculated amount of thermal energy for heating the surface of the work roll.
  • the calculated amount of heat energy corresponds to the heat requirement that is delivered to the surface of the Work roll must be fed in order to heat it to a predetermined temperature.
  • the calculation device 130 is designed according to the present invention to calculate the required amount of heat energy in accordance with the temperature difference between a current surface temperature of the work roll and the predetermined working temperature for the multi-zone cooling device 150.
  • the control device 140 controls the inductive heating device 120 according to the present invention in accordance with the requirements the calculated heat requirement for heating the surface of the work roll to the working temperature for the multi-zone cooling device 150.
  • the at least one inductive heating device 120 is preferably formed in the form of a line inductor.
  • the at least one line inductor can be one Zone division for zone-wise heating of the surface of the work roll over its entire length or not.
  • the separately controllable zones of the corresponding line inductor advantageously enable targeted generation of a thermal bale in the range of intermediate coil times, preparation for a change in width of the metal strip to be rolled, support of flatness control when rolling the metal strip and / or when rolling metal strips of different quality and different material , e.g. B. when rolling silicon metal strip.
  • the calculation device 130 is preferably designed to specify or output the intensity and/or duration of the heating of the surface of the work roll to the control device 140 based on rules and/or based on mass data.
  • bulk data here means data that could be collected in the past when heating the surface of work rolls.
  • the calculation results of the calculation device 130 can be made more precise in this way. The precise specifications of the calculation device are particularly helpful in the “rolling” operating mode and/or in intermediate coil phases.
  • intermediate coil phases means the time between the end of a previous winding process for a first metal strip and the start of winding for a subsequent second metal strip.
  • the cold rolling stand 100 can be a single stand, can be a stand in a (tandem) cold rolling mill or can be a reversing roll stand.
  • the control device 140 is designed to switch off the inductive heating device 120 when the current surface temperature of the work roll is greater than the working temperature of the surface of the work roll required by the multi-zone cooling device 150.
  • the method according to the invention provides that the current temperature of the surface of the work roll is first determined.
  • the current temperature of the surface of the work roll is typically the ambient temperature in the vicinity of the work roll, for example room temperature.
  • the steps of the method according to the invention must then be carried out with the ambient temperature as the current temperature.
  • the temperature of the surface of the work roll is then raised in a start-up mode to the working temperature for the multi-zone cooling device.
  • the start-up mode always comes into consideration for the cold rolling stand 100 when the rolling stand needs to be started up again. This may be necessary, for example, after a roll change, after downtimes or after changing the metal strip to be rolled, for example to a different width.
  • the method according to the invention After determining the current temperature, the method according to the invention provides in step b) that a temperature difference is calculated between a working temperature of the surface of the work roll 110, which the multi-zone cooling device 150 requires for its proper operation, and the previously determined current surface temperature. From this temperature difference, the required amount of thermal energy that must be supplied to the work roll 110 in at least one operating mode of the cold rolling stand 100 is then calculated in a method step c). To warm up the surface of the work roll 110 to the working temperature for the multi-zone cooling device 150.
  • the method according to the invention provides, in step d), to control the inductive heating device 120 with the control device 140 with the calculated amount of thermal energy and in this way to bring the surface of the work roll 110 to the working temperature for the multi-zone cooling device 150 to heat up.
  • the inductive heating device 120 can be switched off when the current surface temperature of the work roll 110 has reached a predetermined upper temperature limit, which is above or equal to the minimum working temperature of the surface of the work roll required by the multi-zone cooling device 150.
  • the inductive heating device 120 can be controlled in accordance with method step d) in the manner of a two-point control.
  • the inductive heating device 120 is then switched on or remains switched on until the surface temperature of the work roll 110 has reached the specified upper temperature limit.
  • the inductive heating device is then switched off and optionally only switched on again when the surface temperature of the work roll has fallen to a predetermined lower temperature limit.
  • the lower temperature limit is advantageously below the working temperature.
  • the heating of the surface of the work roll 110 according to step d) is advantageously carried out homogeneously in the longitudinal direction of the work roll.
  • the entire surface of the work roll is then brought to a uniform working temperature.
  • an ultimately desired temperature distribution of the work roll which is required to achieve a desired roll gap profile, is set solely by the multi-zone cooling device 150.
  • a mixed operation is also conceivable, in which the ultimately desired temperature distribution in the work roll is achieved in part in process step d) by heating the surface of the work roll and in which another, remaining part is used to realize the desired temperature distribution in process steps e ) is realized by suitable cooling of the surface temperature of the work roll.
  • the heating of the bale of the work roll 110 is preferably carried out beyond the width of the metal strip 20 to be rolled; it is particularly advantageous to heat the bale of the work roll over its entire length.
  • the working temperature for the multi-zone cooling device 150 is, for example, approximately 100 ° C.
  • This described suitable temperature control of the work roll 110 preferably takes place in the said start-up mode, before the start of an actual rolling operation of the cold rolling stand 100.
  • This start-up operation offers the advantage that - unlike in the prior art - a lot of strip material does not have to be rolled under cold conditions first, so that the work roll heats up before the actual rolling operation due to the resulting forming work.
  • the start-up mode described enables a quick start to production Rolling operations can begin immediately with the work roll at the correct temperature.
  • This has the advantage that the metal strip can be rolled with good quality right from the start of the rolling operation. Thanks to the preheated work roll, the metal strip to be rolled comes to temperature more quickly; This is particularly desirable and advantageous for so-called “self-annealing” grades.
  • the pre-tempered work roll allows more sellable strip material of good quality to be produced within one coil.
  • Productivity can also be achieved through higher rolling speeds, which are possible due to the pre-heating of the work rolls during the start-up mode, for example after a roll change or after a longer system shutdown.
  • targeted warm-up strategies during the start-up mode advantageously enable shorter secondary coil times and better quality of the rolled metal strip, e.g. B. after a product change, especially a change of metal strip with different widths.
  • the cold rolling stand 100 is ready for rolling operation as a second operating mode.
  • the metal strip 20 is cold rolled with the help of the work roll, with the surface of the work roll heating up to a forming temperature.
  • steps a) to e) of the method according to the invention it is advisable to carry out steps a) to e) of the method according to the invention several times, if necessary, with the time-dependent forming temperature changing as the current surface temperature of the work roll.
  • the determination of the forming temperature as the current surface temperature of the work roll during rolling operation is advantageously carried out with the aid of a physical model that simulates and calculates the temperature development on the surface of the work roll due to the forming work carried out during cold rolling.
  • the multi-zone cooling device 150 typically functions as an actuator of a flatness control for the metal strip 20 to be rolled.
  • the multi-zone cooling device 150 serves as such an actuator for setting the desired temperature distribution on the surface of the work roll by spraying the surface with a cooling medium.
  • the operating temperature for the multi-zone cooling device 150 is typically above the temperature of the cooling medium.
  • the heating of the work roll claimed according to the method according to the invention serves to increase the temperature difference between the surface temperature of the work roll 110 and the temperature of the cooling medium, in order in this way to increase the efficiency of the multi-zone cooling device as an actuator of the flatness control.
  • the multi-zone cooling device 150 contributes to the improved flatness of the rolled metal strip, in particular by setting the resulting temperature distribution on the surface of the work roll as homogeneously as possible, because a constant roll gap profile results from the homogeneous temperature distribution.
  • the flatness at the edge area of the metal strip to be rolled is improved in the present invention in that the homogenization of the working temperature on the surface of the work roll takes place not only in the area of the metal strip to be rolled, but also in the edge areas of the strip of the work roll 110, which is via the width of the metal strip to be rolled.
  • the predetermined working temperature on the surface of the work roll is constant over time in the longitudinal direction of the work roll. This preferably applies to both the start-up mode and the rolling operation, especially if the metal strip 20 is rolled in a reversing manner.
  • the predetermined working temperature in particular during rolling operation, can also be a temperature average value over time Variance depends on the rolling speed at which the rolled strip is cold rolled by the cold rolling stand 100. In this way, it can advantageously be achieved that the viscosity of a lubricating medium is influenced by a constant temperature throughout the entire rolling process in such a way that advantages in force constancy and in the flow interface position are achieved.
  • the method according to the invention can be used on all types of metal strips, in particular on aluminum strip, steel strip or a metal strip made of a non-ferrous, non-ferrous metal.
  • the method according to the invention can be repeated at time intervals or preferably continuously during the start-up mode and/or during the rolling operation.
  • Each repetition of the method offers the advantageous possibility of updating the calculated temperature difference and the currently required heat input onto the surface of the work roll in order to warm it up to the working temperature for the multi-zone cooling device 150.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt und ein Kaltwalzgerüst zum Kaltwalzen eines Metallbandes. Das Kaltwalzgerüst verfügt über mindestens eine Arbeitswalze und eine sich in Längsrichtung der Arbeitswalze erstreckende induktive Heizeinrichtung zum Erwärmen der Oberfläche der Arbeitswalze (110). Zur Einstellung einer gewünschten Profilierung des Walzspaltes sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass die Arbeitswalze zunächst von ihrer aktuellen Oberflächentemperatur um eine Temperaturdifferenz auf eine von einer Vielzonenkühleinrichtung (150) benötigte Arbeitstemperatur erwärmt und anschließend von der Vielzonenkühleinrichtung in geeigneter Weise wieder abgekühlt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass auf Basis dieser Temperaturdifferenz eine benötigte Menge an Wärmeenergie berechnet wird, die der Arbeitswalze (110) in einem jeweiligen Betriebsmodus des Kaltwalzgerüstes zugeführt werden muss, um die Oberfläche der Arbeitswalze (110) auf die Arbeitstemperatur für die Vielzonenkühleinrichtung aufzuwärmen. Erst nach entsprechender Erwärmung der Oberfläche der Arbeitswalze erfolgt dann die Einstellung einer gewünschten resultierenden Temperaturverteilung durch zonenweises Abkühlen der Oberfläche der Arbeitswalze mit Hilfe der Vielzonenkühleinrichtung zur Realisierung der gewünschten Profilierung des Walzspaltes.

Description

Verfahren, Computerprogrammprodukt und Kaltwalzgerüst zum Kaltwalzen eines Metallbandes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Computerprogrammprodukt zum Betreiben eines Kaltwalzgerüstes einer Arbeitswalze zum Kaltwalzen von einem Metallband und mit mindestens einer, sich in Längsrichtung der Arbeitswalze erstreckenden induktiven Heizeinrichtung zum Erwärmen der Oberfläche der Arbeitswalze. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein entsprechendes Kaltwalzgerüst zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein derartiges Verfahren und Kaltwalzgerüst sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt, so z. B. aus der europäischen Patentanmeldung EP 1 336 437 A1. Diese Patentanmeldung offenbart ein Walzgerüst mit einer Arbeitswalze zum Walzen von Metallband. Der Arbeitswalze ist mindestens eine sich in Längsrichtung der Arbeitswalze erstreckende induktive Heizeinrichtung zugeordnet zum Aufheizen der Oberfläche der Arbeitswalze. Eine Berechnungseinrichtung ermittelt einen Wärmebedarf der bandkantennahen Bereiche der Arbeitswalzen und eine Steuereinrichtung ist vorhanden zum Ansteuern der induktiven Heizeinrichtung nach Maßgabe des berechneten bzw. vorbestimmten Wärmebedarfs. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass sich die Arbeitswalzen über die Bandkante hinaus homogen thermisch ausdehnen und der Walzspalt des Walzgerüstes damit auch im Bereich der Bandkanten konstant bleibt. Auf diese Weise wird die Planheit des zu walzenden Metallbandes begünstigt. Der Wärmebedarf wird durch eine zumindest teilweise kontinuierliche Prozesssimulation vorherbestimmt. Die Prozesssimulation kann die Energieflüsse zwischen dem zu walzenden Metallband und den Arbeitswalzen in die Berechnung des Wärmebedarfes mit einbeziehen. Insbesondere können so die beim Walzen geleistete Umformarbeit, die entstehende Reibungswärme sowie die Wärmeleitung von dem Metallband auf die Arbeitswalzen und umgekehrt berücksichtigt werden.
Diese bekannte technische Lehre hat den Nachteil, dass sie nicht geeignet ist zur Berechnung des Wärmebedarfes, wenn der Arbeitswalze eine Vielzonenkühleinrichtung zugeordnet ist zum Einstellen einer gewünschten Temperaturverteilung auf der Oberfläche der Arbeitswalze.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Verfahren und Computerprogrammprodukt sowie ein bekanntes Kaltwalzgerüst mit einer zugeordneten Vielzonenkühleinrichtung zum Kaltwalzen von einem Metallband dahingehend weiterzubilden, dass die Vielzonenkühleinrichtung optimal betreibbar ist.
Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: a) Ermitteln der aktuellen Temperatur der Oberfläche der Arbeitswalze; b) Berechnen der Temperaturdifferenz zwischen der von einer Vielzonenkühleinrichtung benötigten Arbeitstemperatur der Oberfläche der Arbeitswalze und deren aktueller Oberflächentemperatur; c) Berechnen einer benötigten Menge an Wärmeenergie, die der Arbeitswalze in mindestens einem Betriebsmodus des Kaltwalzgerüstes zugeführt werden muss nach Maßgabe der Temperaturdifferenz, um die Oberfläche der Arbeitswalze auf die Arbeitstemperatur für die Vielzonenkühleirichtung aufzuwärmen; d) Ansteuern der induktiven Heizeinrichtung mit der Steuereinrichtung nach Maßgabe der berechneten Menge an Wärmeenergie und Erwärmen der Oberfläche der Arbeitswalze auf die Arbeitstemperatur; und e) Einstellen einer gewünschten Temperaturverteilung auf der Oberfläche der Arbeitswalze in Längsrichtung der Arbeitswalze mit Hilfe der Vielzonenkühleinrichtung durch zonenweises Abkühlen der Oberfläche, nachdem die Oberfläche der Arbeitswalze zuvor mindestens auf die von der Vielzonenkühleinrichtung benötigte Arbeitstemperatur aufgewärmt wurde.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorteilhafterweise sichergestellt, dass die Oberfläche der Arbeitswalze in mindestens einem Betriebsmodus des Kaltwalzgerüstes auf diejenige Arbeitstemperatur erwärmt wird, die die Vielzonenkühleinrichtung für ihren ordnungsgemäßen Betrieb mindestens benötigt. Damit ist ein ordnungsgemäßer Betrieb der Vielzonenkühleinrichtung und damit die Einstellung einer vorbestimmten Temperaturverteilung auf der Oberfläche der Arbeitswalze durch zonenweises Abkühlen der Oberfläche der Arbeitswalze möglich. Die vorbestimmte Temperaturverteilung für die Oberfläche der Arbeitswalze wird insbesondere so gewählt, dass der Walzspalt des Kaltwalzgerüstes möglichst über seiner gesamten Länge ein gewünschtes Walzspaltprofil, z. B. eine konstante Höhe aufweist, so dass die Metallbänder mit guter Planheit gewalzt werden können.
Der Begriff Länge in Bezug auf die Arbeitswalze, den Ballen der Arbeitswalze und den Walzspalt bezieht sich auf die Längsrichtung, d.h. auf die axiale Richtung der Arbeitswalze.
Aufgrund der beanspruchten Anhebung der Temperatur der Oberfläche der Arbeitswalze ausgehend von deren jeweils aktueller Temperatur auf die mindestens erforderliche Arbeitstemperatur für die Vielzonenkühleinrichtung, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die besagte gute Planheit auch bei Metallbändern, bei deren Walzung nur geringe Umformarbeit erforderlich war und deshalb auch nur geringe Umformwärme entstanden war und auf die Oberfläche der Arbeitswalze übertragen werden konnte. Die fehlende Wärme für die Erzielung der erforderlichen Arbeitstemperatur für die Vielzonenkühleinrichtung wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren speziell berechnet und mit Hilfe der induktiven Heizeinrichtung zugeführt. Auf diese Weise können auch thermische Verluste, die bei Produktionspausen entstehen, ausgeglichen werden. Die induktive Heizeinrichtung kann innerhalb und/oder außerhalb der Arbeitswalze angeordnet sein.
Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin gelöst durch ein Computerprogrammprodukt gemäß Patentanspruch 16 sowie ein Kaltwalzgerüst gemäß Patentanspruch 17. Die Vorteile dieser beiden Lösungen entsprechen den oben mit Bezug auf das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie des Kaltwalzgerüstes sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der Erfindung ist eine einzige Figur beigefügt, wobei
Figur 1 ein Kaltwalzgerüst gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Das Kaltwalzgerüst 100 gemäß Figur 1 zeigt zwei Arbeitswalzen 110, die einander gegenüberstehen und einen Walzspalt aufspannen. Das zu walzende Metallband 20 wird durch diesen Walzspalt geführt und dabei gewalzt, insbesondere auch dickenreduziert. Mindestens einer der Arbeitswalzen 110 ist eine sich in Längsrichtung der Arbeitswalze erstreckende induktive Heizeinrichtung 120 zugeordnet zum Aufheizen der Oberfläche der Arbeitswalze. Gemäß der Erfindung ist eine Berechnungseinrichtung 130 vorgesehen zum Berechnen der Menge an Wärmeenergie, die der Arbeitswalze 110 in einem jeweiligen Betriebsmodus des Kaltwalzgerüstes 100 zugeführt werden muss und schließlich ist eine Steuereinrichtung 140 vorgesehen zum Ansteuern der induktiven Heizeinrichtung nach Maßgabe der berechneten Menge an Wärmeenergie zum Erwärmen der Oberfläche der Arbeitswalze. Die berechnete Menge an Wärmeenergie entspricht dem Wärmebedarf, der an die Oberfläche der Arbeitswalze zugeführt werden muss, um diese auf eine vorbestimmte Temperatur aufzuheizen.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dieser Temperatur um die Arbeitstemperatur, die eine der Arbeitswalze zugeordnete Vielzonenkühleinrichtung 150 benötigt, um ordnungsgemäß arbeiten zu können. D. h., wenn die Oberfläche der Arbeitswalze auf diese vorbestimmte Arbeitstemperatur eingestellt ist, bewirkt die Vielzonenkühleinrichtung 150 ein zonenweites Abkühlen der Oberfläche der Arbeitswalze gegenüber der voreingestellten Arbeitstemperatur. Diese zonenweise Abkühlung erfolgt in der Weise, dass daraus ein gewünschtes Profil des Walzspalts resultiert, vorzugsweise ein Walzspalt mit konstanter Höhe über seiner gesamten Länge. Zur Realisierung des zonenweisen Abkühlens umfasst die Vielzonenkühleinrichtung 150 eine Mehrzahl von Sprühdüsen 150-n mit n=1-N, die über der Breite bzw. Länge der Arbeitswalze 110 verteilt angeordnet sind, wie in der Figur gezeigt. Die Sprühdüsen 150-n dienen zum Aufsprühen eines Kühlmittels in individuelle Sprühzonen auf die Oberfläche der Arbeitswalze 110. Mit Hilfe der Sprühdüsen ist der Druck, mit dem das Kühlmittel aufgesprüht wird, pro einzelner Sprühdüse individuell oder in Gruppen von Sprühdüsen gruppenweise einstellbar.
Die Berechnungseinrichtung 130 ist gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet zum Berechnen der benötigten Menge an Wärmeenergie nach Maßgabe der Temperaturdifferenz zwischen einer jeweils aktuellen Oberflächentemperatur der Arbeitswalze und der vorbestimmten Arbeitstemperatur für die Vielzonenkühleinrichtung 150. Die Steuereinrichtung 140 steuert die induktive Heizeinrichtung 120 gemäß der vorliegenden Erfindung nach Maßgabe des berechneten Wärmebedarfs an zum Erwärmen der Oberfläche der Arbeitswalze auf die Arbeitstemperatur für die Vielzonenkühleinrichtung 150.
Die mindestens eine induktive Heizeinrichtung 120 ist vorzugsweise gebildet in Form eines Linieninduktors. Der mindestens eine Linieninduktor kann eine Zonenaufteilung für ein zonenweises Aufheizen der Oberfläche der Arbeitswalze über ihrer gesamten Länge aufweisen oder nicht. Vorzugsweise sind mehr als zwei parallel angeordnete Linieninduktoren vorgesehen, wobei dann einer der Linieninduktoren ohne Zonenaufteilung ausgebildet sein kann. Falls eine Zonenaufteilung bei einem der Linieninduktoren vorgesehen ist, so ist diese Zonenaufteilung vorzugsweise analog zu der Zonenaufteilung der Vielzonenkühleinrichtung 150 auszubilden. Die separat ansteuerbaren Zonen des entsprechenden Linieninduktors ermöglichen vorteilhafterweise eine gezielte Erzeugung eines thermischen Ballens im Bereich von Zwischencoilzeiten, eine Vorbereitung auf einen Breitenwechsel des zu walzenden Metallbandes, eine Unterstützung einer Planheitsregelung beim Walzen des Metallbandes und/oder beim Walzen von Metallbändern unterschiedlicher Güte und unterschiedlichen Materials, z. B. beim Walzen von Silicium-Metallband.
Die Berechnungseinrichtung 130 ist vorzugsweise ausgebildet, die Intensität und/oder die Dauer der Erwärmung der Oberfläche der Arbeitswalze regelbasiert und/oder gestützt auf Massendaten an die Steuereinrichtung 140 vorzugeben bzw. auszugeben. Der Begriff „Massendaten“ meint hier Daten, die in der Vergangenheit beim Erwärmen der Oberfläche von Arbeitswalzen gesammelt werden konnten. Die Berechnungsergebnisse der Berechnungseinrichtung 130 können auf diese Weise präzisiert werden. Die präzisierten Vorgaben der Berechnungseinrichtung sind insbesondere hilfreich im Betriebsmodus „Walzen“ und/oder in Zwischencoilphasen. Der Begriff „Zwischencoilphasen“ meint jeweils die Zeit zwischen dem Ende eines vorausgegangenen Aufwickelvorganges für ein erstes Metallband und den Beginn des Aufwickelns für ein nachfolgendes zweites Metallband.
Das erfindungsgemäße Kaltwalzgerüst 100 kann ein Einzelgerüst sein, kann ein Gerüst in einer (Tandem-) Kaltwalzstraße sein oder es kann sich um ein Reversierwalzgerüst handeln. Die Steuereinrichtung 140 ist erfindungsgemäß ausgebildet, die induktive Heizeinrichtung 120 abzuschalten, wenn die aktuelle Oberflächentemperatur der Arbeitswalze größer ist als die von der Vielzonenkühleinrichtung 150 benötigte Arbeitstemperatur der Oberfläche der Arbeitswalze.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben des Kaltwalzgerüstes 100 gemäß der beigefügten Figur wird nachfolgend beschrieben.
Gemäß einem ersten Schritt a) sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass zunächst die aktuelle Temperatur der Oberfläche der Arbeitswalze ermittelt wird. Wenn das Walzgerüst nicht in Betrieb war, handelt es sich bei der aktuellen Temperatur der Oberfläche der Arbeitswalze typischerweise um die Umgebungstemperatur in der Umgebung der Arbeitswalze, beispielsweise um die Raumtemperatur. In diesem Fall sind dann die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der Umgebungstemperatur als der aktuellen Temperatur durchzuführen. Die Temperatur der Oberfläche der Arbeitswalze wird dann jetzt in einem Anfahrmodus auf die Arbeitstemperatur für die Vielzonenkühleinrichtung angehoben. Der Anfahrmodus kommt für das Kaltwalzgerüst 100 immer dann in Betracht, wenn das Walzgerüst neu angefahren werden muss. Dies kann beispielsweise nach einem Walzenwechsel, nach Stillstandszeiten oder nach einem Wechsel des zu walzenden Metallbandes beispielsweise auf eine andere Breite erforderlich sein.
Nach dem Ermitteln der aktuellen Temperatur sieht das erfindungsgemäße Verfahren in einem Schritt b) vor, dass eine Temperaturdifferenz berechnet wird zwischen einer Arbeitstemperatur der Oberfläche der Arbeitswalze 110, die die Vielzonenkühleinrichtung 150 für ihren ordnungsgemäßen Betrieb benötigt, und der zuvor ermittelten aktuellen Oberflächentemperatur. Aus dieser Temperaturdifferenz wird sodann in einem Verfahrensschritt c) die benötigte Menge an Wärmeenergie berechnet, die der Arbeitswalze 110 in mindestens einem Betriebsmodus des Kaltwalzgerüstes 100 zugeführt werden muss, um die Oberfläche der Arbeitswalze 110 auf die Arbeitstemperatur für die Vielzonenkühleinrichtung 150 aufzuwärmen. Wenn die benötigte Menge an Wärmeenergie feststeht, sieht das erfindungsgemäße Verfahren gemäß einem Schritt d) vor, die induktive Heizeinrichtung 120 mit der Steuereinrichtung 140 mit der berechneten Menge an Wärmeenergie anzusteuern und auf diese Weise die Oberfläche der Arbeitswalze 110 auf die Arbeitstemperatur für die Vielzonenkühleinrichtung 150 zu erwärmen.
Während des Erwärmens der Arbeitswalze 110 ändert sich die jeweils aktuelle Oberflächentemperatur zeitabhängig. Das erfindungsgemäße Verfahren und insbesondere einzelne Schritte dieses Verfahrens können immer wieder wiederholt werden. Bei einem erneuten Durchlauf von zumindest dem Verfahrensschritt c), kann die jeweils aktuell erforderliche noch benötigte Wärmemenge immer wieder neu berechnet werden.
Die induktive Heizeinrichtung 120 kann abgeschaltet werden, wenn die aktuelle Oberflächentemperatur der Arbeitswalze 110 eine vorgegebene Temperaturobergrenze, die oberhalb oder gleich der von der Vielzonenkühleinrichtung 150 benötigten Mindestarbeitstemperatur der Oberfläche der Arbeitswalze liegt, erreicht hat. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Ansteuerung der induktiven Heizeinrichtung 120 gemäß dem Verfahrensschritt d) nach Art einer Zweipunktregelung erfolgen. Dabei wird dann die induktive Heizeinrichtung 120 eingeschaltet, bzw. sie bleibt eingeschaltet, so lange, bis die Oberflächentemperatur der Arbeitswalze 110 die vorgegebene Temperaturobergrenze erreicht hat. Danach wird die induktive Heizeinrichtung abgeschaltet und optional erst dann wieder eingeschaltet, wenn die Oberflächentemperatur der Arbeitswalze auf eine vorgegeben Temperaturuntergrenze abgesunken ist. Die Temperaturuntergrenze liegt vorteilhafterweise unterhalb der Arbeitstemperatur. Nachdem die Arbeitswalze schließlich auf die Arbeitstemperatur erwärmt wurde, wird die besagte gewünschte Temperaturverteilung auf der Oberfläche der Arbeitswalze schließlich gemäß Schritt e) mit Hilfe der Vielzonenkühleinrichtung 150 eingestellt.
Das Erwärmen der Oberfläche der Arbeitswalze 110 gemäß Schritt d) erfolgt vorteilhafterweise in Längsrichtung der Arbeitswalze homogen. Dann ist die gesamte Oberfläche der Arbeitswalze auf eine einheitliche Arbeitstemperatur gebracht. In diesem Fall wird eine letztendlich gewünschte Temperaturverteilung der Arbeitswalze, die für die Erreichung eines gewünschten Walzspaltprofils erforderlich ist, alleine von der Vielzonenkühleinrichtung 150 angestellt. Alternativ dazu ist auch ein Mischbetrieb denkbar, bei dem die letztendlich gewünschte Temperaturverteilung bei der Arbeitswalze zu einem Teil im Rahmen des Verfahrensschrittes d) durch Erwärmen der Oberfläche der Arbeitswalze erfolgt und bei dem ein anderer, noch verbleibender Teil zur Realisierung der gewünschten Temperaturverteilung in Verfahrensschritte e) durch geeignete Abkühlung der Oberflächentemperatur der Arbeitswalze realisiert wird.
Das Erwärmen des Ballens der Arbeitswalze 110 erfolgt vorzugsweise über die Breite des zu walzenden Metallbandes 20 hinaus, insbesondere vorteilhaft ist es, den Ballen der Arbeitswalze über seiner gesamten Länge zu erwärmen. Die Arbeitstemperatur für die Vielzonenkühleinrichtung 150 liegt beispielsweise bei ca. 100°C.
Diese beschriebene geeignete Temperierung der Arbeitswalze 110 erfolgt vorzugsweise in dem besagten Anfahrmodus, vor dem Beginn eines eigentlichen Walzbetriebs des Kaltwalzgerüstes 100. Dieser Anfahrbetrieb bietet den Vorteil, dass - anders als im Stand der Technik - nicht erst viel Bandmaterial unter kalten Bedingungen gewalzt werden muss, damit sich die Arbeitswalze durch die dabei entstehende Umformarbeit überhaupt vor dem eigentlichen Walzbetrieb aufheizt. Der beschriebene Anfahrmodus ermöglicht einen schnellen Produktionsstart und der Walzbetrieb kann sogleich mit der richtig temperierten Arbeitswalze beginnen. Dies hat den Vorteil, dass von Beginn des Walzbetriebs an das Metallband sogleich mit guter Qualität gewalzt werden kann. Durch die vorerwärmte Arbeitswalze kommt das zu walzende Metallband schneller auf Temperatur; dies ist insbesondere gewünscht und vorteilhaft bei sogenannten „Self-annealing“ Güten. Durch die vortemperierte Arbeitswalze kann mehr verkaufbares Bandmaterial mit guter Qualität innerhalb eines Coils produziert werden. Die Produktivität kann auch durch höhere Walzgeschwindigkeiten realisiert werden, die aufgrund der Vortemperierung der Arbeitswalzen während des Anfahrmodus, beispielsweise nach einem Walzenwechsel oder nach einem längeren Anlagenstillstand, möglich sind. Schließlich ermöglichen gezielte Aufwärmstrategien während des Anfahrmodusses vorteilhafterweise geringere Nebencoilzeiten und eine bessere Qualität des gewalzten Metallbandes auch z. B. nach einem Produktwechsel, insbesondere einem Wechsel von Metallband mit unterschiedlichen Breiten.
Mit der eingestellten Arbeitstemperatur der Arbeitswalze 110 ist das Kaltwalzgerüst 100 bereit für einen Walzbetrieb als zweitem Betriebsmodus. Im Rahmen des Walzbetriebes erfolgt ein Kaltwalzen des Metallbandes 20 mit Hilfe der Arbeitswalze, wobei sich die Oberfläche der Arbeitswalze auf eine Umformtemperatur aufheizt. Während dieses Walzbetriebes empfiehlt sich die gegebenenfalls auch mehrfache Durchführung der Schritte a) bis e) des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der sich zeitabhängig ändernden Umformtemperatur als der jeweils aktuellen Oberflächentemperatur der Arbeitswalze. Die Ermittlung der Umformtemperatur als der aktuellen Oberflächentemperatur der Arbeitswalze während des Walzbetriebs erfolgt vorteilhafterweise mit Hilfe eines physikalischen Modells, das die Temperaturentwicklung an der Oberfläche der Arbeitswalze aufgrund der beim Kaltwalzen verrichteten Umformarbeit simuliert und berechnet. Die Vielzonenkühleinrichtung 150 fungiert typischerweise als Stellglied einer Planheitsregelung für das zu walzende Metallband 20. Als ein solches Stellglied dient die Vielzonenkühleinrichtung 150 zum Einstellen der gewünschten Temperaturverteilung auf der Oberfläche der Arbeitswalze durch Besprühen der Oberfläche mit einem Kühlmedium. Die Arbeitstemperatur für die Vielzonenkühleinrichtung 150 liegt typischerweise über der Temperatur des Kühlmediums. Die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren beanspruchte Aufheizung der Arbeitswalze dient insofern dazu, den Temperaturunterschied zwischen der Oberflächentemperatur der Arbeitswalze 110 und der Temperatur des Kühlmediums zu erhöhen, um auf diese Weise die Effizienz der Vielzonenkühleinrichtung als Stellglied der Planheitsreglung zu steigern.
Die Vielzonenkühleinrichtung 150 trägt im Rahmen der Planheitsregelung insbesondere durch die Einstellung einer möglichst homogenen resultierenden Temperaturverteilung auf der Oberfläche der Arbeitswalze zur verbesserten Planheit des gewalzten Metallbandes bei, weil aus der homogenen Temperaturverteilung ein konstantes Walzspaltprofil resultiert.
Die Planheit am Kantenbereich des zu walzenden Metallbandes wird bei der vorliegenden Erfindung dadurch verbessert, dass die Homogenisierung der Arbeitstemperatur auf der Oberfläche der Arbeitswalze nicht nur im Bereich des zu walzenden Metallbandes, sondern auch in den Randbereichen des Bandes der Arbeitswalze 110 erfolgt, die über die Breite des zu walzenden Metallbandes hinausgehen.
Vorzugsweise ist die vorbestimmte Arbeitstemperatur auf der Oberfläche der Arbeitswalze in Längsrichtung der Arbeitswalze zeitlich konstant. Das gilt vorzugsweise sowohl für den Anfahrmodus wie auch für den Walzbetrieb, insbesondere wenn das Metallband 20 reversierend gewalzt wird. Alternativ kann es sich bei der vorbestimmten Arbeitstemperatur, insbesondere während des Walzbetriebs, auch um einen zeitlichen Temperaturmittelwert handeln, dessen Varianz abhängig von der Walzgeschwindigkeit ist mit der das Walzband von dem Kaltwalzgerüst 100 kalt gewalzt wird. Dadurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass die Viskosität eines Schmiermediums durch eine über den gesamten Walzvorgang konstante Temperatur so beeinflusst wird, dass Vorteile in der Kraftkonstanz und in der Fließscheidenlage erzielt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist anwendbar auf alle Arten von Metallbändern, insbesondere auf Aluminiumband, Stahlband oder ein Metallband aus einem Nichteisen NE-Metall.
Schließlich sei erwähnt, dass das erfindungsgemäße Verfahren während des Anfahrmodus und/oder während des Walzbetriebs in Zeitabständen oder vorzugsweise auch kontinuierlich wiederholt werden kann. Jede erneute Wiederholung des Verfahrens bietet die vorteilhafte Möglichkeit für eine Aktualisierung der berechneten Temperaturdifferenz und des jeweils aktuell erforderlichen Wärmeeintrags auf die Oberfläche der Arbeitswalze zur Aufwärmung derselben auf die Arbeitstemperatur für die Vielzonenkühleinrichtung 150.
Bezugszeichenliste
100 Kaltwalzgerüst
110 Arbeitswalze 120 induktive Heizeinrichtung
130 Berechnungseinrichtung
140 Steuereinrichtung
150 Vielzonenkühleinrichtung
20 Metallband

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben eines Kaltwalzgerüstes (100) mit mindestens einer Arbeitswalze (110) zum Kaltwalzen von einem Metallband (20) und mit mindestens einer sich in Längsrichtung der Arbeitswalze (110) erstreckenden induktiven Heizeinrichtung, die von einer Steuereinrichtung (140) angesteuert wird zum Erwärmen der Oberfläche der Arbeitswalze, aufweisend folgende Schritte: a) Ermitteln der aktuellen Temperatur der Oberfläche der Arbeitswalze; b) Berechnen der Temperaturdifferenz zwischen der von einer Vielzonenkühleinrichtung (150) benötigten Arbeitstemperatur der Oberfläche der Arbeitswalze (110) und deren aktueller Oberflächentemperatur; c) Berechnen einer benötigten Menge an Wärmeenergie, die der Arbeitswalze (110) in mindestens einem Betriebsmodus des Kaltwalzgerüstes (100) zugeführt werden muss nach Maßgabe der Temperaturdifferenz, um die Oberfläche der Arbeitswalze (110) auf die Arbeitstemperatur für die Vielzonenkühleirichtung aufzuwärmen; d) Ansteuern der induktiven Heizeinrichtung (120) mit der Steuereinrichtung (140) nach Maßgabe der berechneten Menge an Wärmeenergie und Erwärmen der Oberfläche der Arbeitswalze (110) zumindest auf die Arbeitstemperatur; und e) Einstellen einer gewünschten Temperaturverteilung auf der Oberfläche der Arbeitswalze (110) in Längsrichtung der Arbeitswalze mit Hilfe der Vielzonenkühleinrichtung (150) durch zonenweises Abkühlen der Oberfläche, nachdem die Oberfläche der Arbeitswalze zuvor mindestens auf die von der Vielzonenkühleinrichtung (150) benötigte Arbeitstemperatur aufgewärmt wurde.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass - wenn das Kaltwalzgerüst (100) in einem Anfahrmodus als erstem Betriebsmodus betrieben wird - das Verfahren folgende Schritte aufweist: Durchführen der Schritte a) bis e) mit der Umgebungstemperatur in der Umgebung, in der sich die Arbeitswalze (110) aktuell befindet, insbesondere der Raumtemperatur, als der aktuellen Oberflächentemperatur der Arbeitswalze.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kaltwalzgerüst (100) in dem Anfahrmodus neuerlich angefahren wird nach beispielsweise einem Walzenwechsel, nach Stillstandszeiten oder nach einem Wechsel des zu walzenden Metallbandes (20), insbesondere wenn ein neues Metallband (20) mit kleinerer oder größerer Breite gewalzt werden soll.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass - wenn das Kaltwalzgerüst (100) in einem Walzbetrieb als zweitem Betriebsmodus betrieben wird - das Verfahren nach dem Durchlaufen der Schritte a) bis e) folgenden Schritt aufweist: f) Kaltwalzen des Metallbandes (20) mit Hilfe der Arbeitswalze, wobei sich die Oberfläche der Arbeitswalze (110) auf eine Umformtemperatur aufheizt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzbetrieb erst beginnt, wenn die Temperatur der Oberfläche der Arbeitswalze (110) in dem vorgelagerten Anfahrmodus auf zumindest die Arbeitstemperatur angehoben wurde.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die aktuelle Oberflächentemperatur während des Erwärmens der Arbeitswalze (110) gemäß Schritt d) zeitabhängig ändert; und dass - bei einem nachfolgenden erneuten Durchlauf von zumindest einzelnen der Schritte a) bis e) - die benötigte Wärmemenge gemäß Schritt c) während eines jeweiligen Betriebsmodus' des Kaltwalzgerüstes (100) jeweils neu berechnet wird.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die induktive Heizeinrichtung (120) abgeschaltet wird, wenn die aktuelle Oberflächentemperatur der Arbeitswalze (110) eine vorgegebene Temperaturobergrenze erreicht hat, die oberhalb der von der Vielzonenkühleinrichtung (150) benötigten Arbeitstemperatur liegt oder gleich mit dieser Arbeitstemperatur ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuern der induktiven Heizeinrichtung (120) gemäß Verfahrensschritt d) nach Art einer Zweipunktregelung erfolgt, wonach die induktive Heizeinrichtung (120) eingeschaltet wird oder bleibt, solange bis die Oberflächentemperatur der Arbeitswalze (110) die vorgegebene Arbeitstemperatur oder die Temperaturobergrenze erreicht hat, danach abgeschaltet wird und optional erst wieder eingeschaltet wird, wenn die Oberflächentemperatur der Arbeitswalze (110) auf eine vorgegebene Temperaturuntergrenze abgesunken ist, wobei die Temperaturuntergrenze unterhalb der Arbeitstemperatur liegt.
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erwärmen der Oberfläche der Arbeitswalze (110) nach Schritt d) in Längsrichtung der Arbeitswalze (110) homogen oder entsprechend einer beliebigen, insbesondere der gewünschten Temperaturverteilung erfolgt; und dass das Erwärmen des Ballens der Arbeitswalze (110) vorzugsweise über die Breite des Metallbandes (20) hinaus, insbesondere über der gesamten Länge des Ballens der Arbeitswalze (110) erfolgt. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Arbeitstemperatur AT gilt: Mindesttemperatur < AT < 100°C. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzonenkühleinrichtung (150) als Stellglied einer Planheitsregelung für das Metallband (20) fungiert; dass die Vielzonenkühleinrichtung (150) ausgebildet ist zum Einstellen der gewünschten Temperaturverteilung durch Besprühen der Oberfläche der Arbeitswalze (110) mit einem Kühlmedium; und dass die Arbeitstemperatur für die Vielzonenkühleinrichtung über der Temperatur des Kühlmediums festgelegt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Arbeitstemperatur zeitlich konstant ist während des Anfahrmodus und/oder während des Walzbetriebs, insbesondere wenn das Metallband (20) reversierend gewalzt wird; oder dass es sich bei der vorbestimmten Arbeitstemperatur während des Walzbetriebs um einen zeitlichen Temperaturmittelwert handelt, dessen Varianz abhängig von der Walzgeschwindigkeit ist mit der das Metallband (20) von dem Kaltwalzgerüst (100) kaltgewalzt wird. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Metall, aus dem das Metallband (20) besteht, um Aluminium, Stahl oder ein NE-Metall handelt. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren während des Anfahrmodus oder während des Walzbetriebs in Zeitabständen oder vorzugsweise kontinuierlich wiederholt wird; und dass bei einer Wiederholung der Schritte a) bis e) während des laufenden Walzbetriebs mit der jeweils aktuellen Umformtemperatur als der aktuellen Oberflächentemperatur der Arbeitswalze gerechnet wird. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Umformtemperatur während des Kaltwalzens mit Hilfe eines physikalischen Modells erfolgt, das die Temperaturentwicklung an der Oberfläche der Arbeitswalze (110) aufgrund bei der beim Kaltwalzen verrichteten Umformarbeit simuliert und berechnet. Computerprogrammprodukt, das direkt in den digitalen Speicher eines Computers geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte enthält zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wenn das Computerprogrammprodukt auf dem Computer abläuft. Kaltwalzgerüst, aufweisend: mindestens eine Arbeitswalze (110) zum Kaltwalzen von einem Metallband (20); mindestens eine sich in Längsrichtung der Arbeitswalze (110) erstreckende induktive Heizeinrichtung (120) zum Aufheizen der Oberfläche der Arbeitswalze; eine Berechnungseinrichtung (130) zum Berechnen der Menge an Wärmeenergie, die der Arbeitswalze (110) in mindestens einem Betriebsmodus des Kaltwalzgerüstes (100) zugeführt werden muss; und eine Steuereinrichtung (140) zum Ansteuern der induktiven Heizeinrichtung (120) nach Maßgabe der berechneten Menge an Wärmeenergie zum Erwärmen der Oberfläche der Arbeitswalze; dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzonenkühleinrichtung (150) vorhanden ist zum Einstellen einer vorbestimmten Temperaturverteilung auf der Oberfläche der Arbeitswalze (110) durch zonenweises Abkühlen der Oberfläche der Arbeitswalze, wobei Voraussetzung für den ordnungsgemäßen Betrieb der Vielzonenkühleinrichtung (150) eine vorbestimmte Mindest- Arbeitstemperatur der Oberfläche der Arbeitswalze (110) ist; dass die Berechnungseinrichtung (130) ausgebildet ist zum Berechnen der benötigten Menge an Wärmeenergie nach Maßgabe der Temperaturdifferenz zwischen einer jeweils aktuellen Oberflächentemperatur der Arbeitswalze (110) und der vorbestimmten Arbeitstemperatur für die Vielzonenkühleirichtung; und dass die Steuereinrichtung (140) ausgebildet ist zum Ansteuern der induktiven Heizeinrichtung (120) nach Maßgabe der berechneten Menge an Wärmeenergie zum Erwärmen der Oberfläche der Arbeitswalze (110) auf die Arbeitstemperatur für die Vielzonenkühleinrichtung (150). Kaltwalzgerüst (100) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung (130) ausgebildet ist, die benötigte Menge an Wärmeenergie in einem Anfahrbetrieb als einem ersten Betriebsmodus des Kaltwalzgerüstes (100) und/oder in einem Walzbetrieb als einem zweiten Betriebsmodus des Kaltwalzgerüstes (100) zu berechnen. Kaltwalzgerüst (100) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die induktive Heizeinrichtung (120) gebildet ist in Form mindestens eines Linieninduktors mit oder ohne Zonenaufteilung, wobei die Zonenaufteilung ggf. vorzugsweise analog zu der Zonenaufteilung der Vielzonenkühleinrichtung (150) gewählt ist, und wobei ggf. ein zweiter Linieninduktor parallel zu einem ersten Linieninduktor angeordnet ist. Kaltwalzgerüst (100) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung (130) ausgebildet ist, die Intensität und/oder die Dauer der Erwärmung regelbasiert und/oder gestützt auf Massendaten zu dem Erwärmen von Arbeitswalzen in der Vergangenheit zu berechnen und an die Steuereinrichtung (140) vorzugeben. Kaltwalzgerüst (100) nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Kaltwalzgerüst (100) ein Reversierwalzgerüst ist. Kaltwalzgerüst (100) nach einem der Ansprüche 17 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (140) ausgebildet ist, die induktive Heizeinrichtung (120) abzuschalten, wenn die aktuelle Oberflächentemperatur der Arbeitswalze (110) größer ist als die von der Vielzonenkühleinrichtung (150) benötigte Arbeitstemperatur der Oberfläche der Arbeitswalze.
EP23757221.9A 2022-08-24 2023-08-09 Verfahren, computerprogrammprodukt und kaltwalzgerüst zum kaltwalzen eines metallbandes Active EP4577361B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022208755 2022-08-24
DE102023200055.5A DE102023200055A1 (de) 2022-08-24 2023-01-04 Verfahren, Computerprogrammprodukt und Kaltwalzgerüst zum Kaltwalzen eines Metallbandes
PCT/EP2023/072056 WO2024041892A1 (de) 2022-08-24 2023-08-09 Verfahren, computerprogrammprodukt und kaltwalzgerüst zum kaltwalzen eines metallbandes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP4577361A1 true EP4577361A1 (de) 2025-07-02
EP4577361B1 EP4577361B1 (de) 2026-04-01

Family

ID=87695872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23757221.9A Active EP4577361B1 (de) 2022-08-24 2023-08-09 Verfahren, computerprogrammprodukt und kaltwalzgerüst zum kaltwalzen eines metallbandes

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4577361B1 (de)
WO (1) WO2024041892A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102024126693A1 (de) * 2024-09-17 2026-03-19 Sms Group Gmbh Walzenerwärmungsvorrichtung zum Vorwärmen von zumindest zwei Walzen, Walzanlage mit einer Walzenerwärmungsvorrichtung, Verfahren zum Vorwärmen von zumindest zwei Walzen

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63188408A (ja) * 1987-01-28 1988-08-04 Nippon Steel Corp 板圧延機
US5235835A (en) * 1988-12-28 1993-08-17 Furukawa Aluminum Co., Ltd Method and apparatus for controlling flatness of strip in a rolling mill using fuzzy reasoning
DE10206758B4 (de) 2002-02-19 2006-05-18 Hydro Aluminium Deutschland Gmbh Bandkanten-Planheitssteuerung
CN101384382A (zh) * 2006-02-17 2009-03-11 美铝公司 在冷轧机中应用感应加热来控制薄板的平直度

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024041892A1 (de) 2024-02-29
EP4577361B1 (de) 2026-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2539089B2 (de) Verfahren zur kühlung eines blechs mittels einer kühlstrecke, kühlstrecke und steuer- und/oder regeleinrichtung für eine kühlstrecke
DE19540978A1 (de) Produktionsanlage zum kontinuierlichen- oder diskontinuierlichen Auswalzen von Warmband
DE10156008A1 (de) Steuerverfahren für eine einer Kühlstrecke vorgeordnete Fertigstraße zum Walzen von Metall-Warmband
EP1951916B1 (de) Verfahren und fertigwalzstrasse zum warmwalzen von eingangsmaterial
WO2009018957A1 (de) Verfahren zum herstellen eines bandes aus stahl
EP2527053A1 (de) Steuerverfahren für eine Walzstraße
EP2566989B1 (de) Verfahren zum warmwalzen von stahlbändern und warmwalzstrasse
EP0121148A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Walzband mit hoher Bandprofil- und Bandplanheitsgüte
EP3341142B1 (de) Verfahren zum betreiben einer anlage nach dem csp-konzept
EP4281229B1 (de) Kaltwalzvorrichtung und verfahren zum geregelten kaltwalzen von aluminiumfolie
WO2024041892A1 (de) Verfahren, computerprogrammprodukt und kaltwalzgerüst zum kaltwalzen eines metallbandes
DE19618995C2 (de) Verfahren und Einrichtung zur Beeinflussung relevanter Güteparameter, insbesondere des Profils oder der Planheit eines Walzbandes
EP2293889B1 (de) Konti-walzstrasse mit ein- und/oder ausgliedern von walzgerüsten im laufenden betrieb
DE19644132A1 (de) Verfahren zur Optimierung der Bandbreitenverteilung an den Enden eines eine Walzstraße durchlaufenden Bandes
DE3006544A1 (de) Verfahren zur automatischen steuerung oder einstellung der breite einer bramme bzw. metallplatte beim warmvorwalzen derselben
DE102023200055A1 (de) Verfahren, Computerprogrammprodukt und Kaltwalzgerüst zum Kaltwalzen eines Metallbandes
EP3733323B1 (de) Verfahren und stranggiessanlage zum giessen eines giessstrangs
EP2480351B1 (de) Steuerverfahren für eine behandlungsanlage für ein langgestrecktes walzgut
EP2689863A1 (de) Verfahren zur gezielten Beeinflussung der Geometrie eines Walzguts
DE69224596T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Steuerung von mit Strahlrohren beheizten Durchlauföfen
WO2012095250A1 (de) Anlage und verfahren zum erzeugen von warmband
DE3943093C2 (de) Verfahren zur Regelung der Planheit eines in einem Walzgerüst hergestellten Bandes und Vorrichtung zu seiner Durchführung
EP3849729B1 (de) Verfahren zur steuerung oder regelung der temperatur eines giessstrangs in einer stranggiessanlage
DE2040148A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben von Stossofenanlagen
DE3305995C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20250324

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Free format text: CASE NUMBER: APP_31980/2025

Effective date: 20250702

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: B21B 37/32 20060101AFI20250905BHEP

Ipc: B21B 27/10 20060101ALN20250905BHEP

Ipc: B21B 1/22 20060101ALN20250905BHEP

GRAJ Information related to disapproval of communication of intention to grant by the applicant or resumption of examination proceedings by the epo deleted

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSDIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
INTG Intention to grant announced

Effective date: 20250929

INTC Intention to grant announced (deleted)
INTG Intention to grant announced

Effective date: 20251024

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: B21B 37/32 20060101AFI20251017BHEP

Ipc: B21B 27/10 20060101ALN20251017BHEP

Ipc: B21B 1/22 20060101ALN20251017BHEP

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: F10

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: U-0-0-F10-F00 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

Effective date: 20260401

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502023003619

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN