DE19503363A1

DE19503363A1 - Control of properties of cold-rolled strips

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Publication number: DE19503363A1
Application number: DE19503363A
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl Ing Bruestle; Gerhard Dipl Ing Gleisner; Eckhard Dipl Ing Wilke
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1994-02-15
Filing date: 1995-02-02
Publication date: 1995-09-07

Abstract

Equipment and process are claimed for regulating flatness and stress distribution in pref. cold-rolled strips where these qualities are measured by a measuring roll. The resulting signals are used to correct deviations by moving a set of rolls (5, 6, 7) which cover the whole width of the strip, independently in a vertical plane.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Regeln der Planheit und/oder Spannungsverteilung von gewalz ten Metallbändern in einem Walzwerk mit mindestens einem Walzgerüst und einer hinter dem Walzgerüst angeordneten Meß rolle o. ä., wobei über die Breite der gewalzten Metallbänder, vorzugsweise kaltgewalzten Metallbänder, von der Meßrolle o. ä. kontinuierlich, vorzugsweise zonenweise, die Span nungsverteilung und damit z. B. die Planheit des Metallbandes sowie Korrekturwerte für eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Bandspannungsverteilung ermittelt werden und wobei diese Vorrichtung zur Beeinflussung der Bandspannungsverteilung ei nen mit dem Walzgerüst zusammenwirkenden, etwa parallel zu den Walzen des Walzgerüstes angeordneten Rollensatz aufweist, dessen einzelne Rollen unabhängig voneinander vertikal ver stellbar sind.The invention relates to a device and a method for Rules of flatness and / or stress distribution of rolled metal strips in a rolling mill with at least one Roll stand and a measuring arranged behind the roll stand roll or the like, whereby over the width of the rolled metal strips, preferably cold rolled metal strips, from the measuring roller or the like continuously, preferably in zones, the chip distribution and thus z. B. the flatness of the metal strip and correction values for a device for influencing the band tension distribution can be determined and this Device for influencing the belt tension distribution ei NEN interacting with the roll stand, approximately parallel to has the rollers of the roll stand arranged roller set, whose individual roles ver vertically independently are adjustable.

Aus der DT 22 19 323 B2 ist eine Einrichtung der vorbe schriebenen Art und eine Regelung für diese Einrichtung be kannt. Die bekannte, vor einem Walzgerüst angeordnete, Ein richtung weist einen Satz sogenannter Steuerwalzen für die Bandspannungsverteilung über die Breite eines kaltgewalzten Metallbandes auf, die nebeneinanderliegen und eine streifen weise örtliche Erhöhung des Zuges in dem Band vor dem Walz gerüst bewirken. Bei die der Einrichtung wurde nicht erkannt, daß sich die durch die nebeneinanderliegenden Steuerwalzen ergebenden höheren Bandzüge auf dem Weg zum Walzgerüst weit gehend wieder ausgleichen, also wirkungslos bleiben. Nachtei lig ist weiterhin, daß bei einer derartigen Steuerwalzenan ordnung mit Beschädigungen der Bandoberfläche gerechnet wer den muß.From the DT 22 19 323 B2 is a device of the vorbe type and a regulation for this facility be knows. The well-known, arranged in front of a roll stand direction has a set of so-called control rollers for the Strip tension distribution across the width of a cold rolled Metal tape that lie side by side and a strip wise local increase of the train in the strip before the roll effect scaffolding. When the facility was not recognized, that the through the adjacent control rollers resulting higher strip tension on the way to the rolling stand equalize again so stay ineffective. Night egg lig is further that with such a control roller damage to the belt surface that must.

Aus der DE 26 14 642 C2 ist weiterhin eine Bandkanten- Auslenkrollenanordnung bekannt, die demgegenüber, insbeson dere durch ihre Positionierung unmittelbar vor dem Walzge rüst, schon eine bessere Wirkung aufweist. Auch hier ist je doch das Problem des Spannungsabbaus auf dem Weg von den Aus lenkrollen zum Walzgerüst nicht gelöst. Weiterhin kann eine Beschädigung der Bandoberfläche nicht ausgeschlossen werden.From DE 26 14 642 C2 a band edge Deflection roller arrangement known, in contrast, in particular by positioning them directly in front of the roller ready, already has a better effect. Here too is ever but the problem of stress relief on the way from the end Steering castors to the roll stand not released. Furthermore, a Damage to the belt surface cannot be excluded.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung und ein Ver fahren zum Regeln der Planheit und/oder Spannungsverteilung über die Breite von, insbesondere kaltgewalzten, Metallbän dern anzugeben, die die vorstehend geschilderten Nachteile vermeiden, mit Sicherheit nicht zu Beschädigungen der Band oberfläche fuhren und dabei eine gute Regelbarkeit aufweisen.It is an object of the invention, a device and a Ver drive to regulate the flatness and / or stress distribution across the width of, especially cold rolled, metal strips to indicate the disadvantages described above avoid certainly not damaging the tape drive surface and have good controllability.

Die Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Rol len des Rollensatzes jeweils die Breite des Bandes überdecken und ein, zumindest teilweise den Walzen des Walzgerüstes ähnliches, stetig verlaufendes Profil aufweisen. Durch ein stetig verlaufendes Profil ergibt sich zwischen den Rollen des Rollensatzes und dem Walzgerüst eine vorteilhafte flächige Spannungsverteilung ohne Zonen, in denen keine Spannungen aufgebracht werden und einen schnellen Spannungs ausgleich im Raum vor dem Walzgerüst zur Folge haben. Im Ge gensatz zum Stand der Technik werden also nicht nur Streifen, sondern die gesamte Bandfläche beeinflußt. Die Beeinflussung wird noch dadurch verstärkt und darüber hinaus besonders gün stig regelbar, daß die dem Walzgerüst nächstliegende Rolle konvex und die davorliegenden Rolle konkav ausgebildet ist. So sind auch ohne große Auslenkungen der Rollen große, vor teilhaft flächig verteilte, Zugspannungen auf das Band auf bringbar.The task is essentially solved in that the Rol len of the roll set each cover the width of the tape and one, at least partially, the rolls of the roll stand have a similar, continuous profile. Through a steady profile arises between the roles the roller set and the roll stand an advantageous flat stress distribution without zones in which none Tensions are applied and rapid tension compensation in the space in front of the roll stand. In Ge Contrary to the state of the art, not only strips, but affects the entire belt area. Influencing is strengthened by it and also particularly green stig adjustable that the roll closest to the roll stand is convex and the roller in front is concave. So there are large, even without large deflections of the rollers partially distributed tensile stresses on the belt bringable.

Das Aufbringen der Zugspannungen erfolgt durch eine Bewegung der Rollen in vertikaler Richtung, ggf. mit Verschwenkung zur selektiven Kanten-Spannungsbeeinflussung, wobei zur Entkoppe lung der Mitten- und Kanten-Spannungsbeeinflussung, insbeson dere eine auch unsymmetrisch wirksame Biegeeinrichtung vor gesehen ist. Die Biegeeinrichtung kann auf die konvexe Rolle beschränkt sein und z. B. entsprechend den bekannten Biegeein richtungen bei Quartogerüsten ausgebildet sein. Insbesondere bei der konvexen Rolle ist es aber auch möglich, eine hydrau lische Profilregelung oder eine Regelung durch induktive Mit tel einzusetzen, um die Balligkeit (crown) regeltechnisch be einflussen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß überwiegend die dem Walzgerüst nächste, vorzugsweise konvex geschliffene Rolle formkorrigiert, verschwenkt oder ggf. auch verschoben wird, damit die flächige Verspannung zwischen dieser Rolle und dem Walzgerüst entsprechend den regeltechnischen Vorgaben verändert werden kann.The tensile stresses are applied by a movement the rollers in the vertical direction, possibly with pivoting to selective edge voltage influence, whereby for decoupling center and edge stress influence, in particular also an asymmetrically effective bending device is seen. The bending device can on the convex roll be limited and z. B. according to the known Biegeein directions in four-high scaffolding. Especially with the convex roller it is also possible to use a hydrau Profile control or control by inductive co tel in order to regulate the crown influence. According to the invention it is provided that predominantly the one closest to the roll stand, preferably convex ground Roll corrected, swiveled or possibly also shifted is so the flat tension between this role and the roll stand in accordance with the control requirements can be changed.

Zur Berücksichtigung der speziellen Materialeigenschaften, der Beeinflussung des Bandes durch die vorhergehenden Walz gerüste bei einem Walzen in einer Tandemstraße oder der ein zelnen Stiche beim Walzen in einem Reversiergerüst, werden die Korrekturwerte für die Bandzugverteilung vorteilhaft fortlaufend selbsttätig verbessert, insbesondere durch ein Neuro-Fuzzy-System, in dem z. B. die Rückwirkungen der Einzel einflüsse aufeinander und das Trägheits- und Hystereseverhal ten der Meßrolle berücksichtigt werden, ggf. auch durch Me thoden der Mustererkennung. Ein besonders geeignetes Neuro-Fuzzy-System ist aus der PCT/DE 94/00028 bekannt. Erfindungs gemäß wird dieses System, das für die Planheitsregelung an Walzgerüsten entwickelt wurde, auch für die Rollen des Band zugverteilungs-Rollensatzes eingesetzt, die Stellglied-Wirk samkeits-Problematik ist in beiden Fällen prinzipiell die gleiche.To take into account the special material properties, the influence of the strip by the previous roll scaffolding when rolling in a tandem mill or the one individual stitches when rolling in a reversing stand the correction values for the strip tension distribution advantageous continuously improved automatically, especially by a Neuro-fuzzy system in which, for. B. the repercussions of the individual influences and the inertia and hysteresis behavior th of the measuring roller are taken into account, possibly also by measuring methods of pattern recognition. A particularly suitable one Neuro-fuzzy system is known from PCT / DE 94/00028. Invention according to this system is used for flatness control Roll stands were also developed for the rolls of the strip train distribution roller set used, the actuator effect The problem of solitude is in both cases same.

Zur Berücksichtigung der Tatsache, daß sich das Meßgerät, z. B. eine in der DE 29 44 723 A1 beschriebene Meßrolle, hin ter dem Walzgerüst und damit erheblich hinter dem Bandzug-Verteilungsrollensatz befindet, wird mit den Methoden der Mu stererkennung vorteilhaft eine weitere Verbesserung durchge führt. Das gewalzte Band weist bedingt durch mechanische Un genauigkeiten, z. B. die Exzentrizität und Unrundheit der Wal zen und durch die Reaktionen der Regelung auf die Einlauf-Un regelmäßigkeiten etc. meßtechnisch erfaßbare, typische Muster auf, die einer Tendenzsteuerung (dx/dt) dienen können. Dies insbesondere in Verbindung mit einer Erfahrungswertmatrix, in der die auftretenden verschiedenen Muster aufgenommen sind.To take into account the fact that the measuring device, e.g. B. a measuring roller described in DE 29 44 723 A1 ter the rolling stand and thus significantly behind the Belt tension distribution roller set is located using the methods of Mu ster recognition advantageously carried out a further improvement leads. The rolled strip shows mechanical Un accuracies, e.g. B. the eccentricity and out-of-roundness of the whale zen and through the reactions of the control to the Einlauf-Un Regularities, etc., typical patterns that can be measured that can serve to control tendencies (dx / dt). This especially in connection with an empirical value matrix, in of the different patterns that appear.

Die Berechnung von für die Regelung benötigten Größen, wie z. B. der mittleren Banddicke und der Walzkräfte, erfolgt mit Hilfe von Walzmodellen, wobei diese vorzugsweise mit Hilfe von neuronalen Netzen betriebsmäßig optimiert werden. Derar tige Optimierungen erfolgen vorteilhaft durch eine Parame teradaption, wie sie aus dem Walzwerksbereich vielfach be kannt ist. Dabei wird darauf geachtet, daß die Abnahmevertei lung der Banddicken mit ihrem Einfluß auf die Bandplanheit in den Gerüsten derart erfolgt, daß der Regelbereich für die Stellglieder der Bandplanheitsregelung nicht überschritten wird, es erfolgt also eine Planheitsoptimierungsrechnung, die alle Stellgrößen umfaßt.The calculation of sizes required for the control, such as e.g. B. the average strip thickness and the rolling forces is done with With the help of roller models, these preferably using operationally optimized by neural networks. Derar Optimizations are advantageously carried out using a parameter adaptation, as is often the case in the rolling mill sector is known. It is ensured that the purchase distribution strip thicknesses with their influence on strip flatness the scaffolding takes place in such a way that the control range for the Actuators of the flatness control are not exceeded a flatness optimization calculation is carried out, the includes all manipulated variables.

Durch eine Voreinstellung ist es möglich, die geforderte Planheit am Bandanfang schnell zu erreichen. Die Voreinstel lung der Rollen erfolgt mit Hilfe von mathematisch, physika lischen Modellen, die vorzugsweise mit Hilfe von neuronalen Netzen optimiert werden, wobei die Modelle alle planheitsbe stimmenden Einflüsse auf den Walzspalt enthalten, insbeson dere dieBy presetting it is possible to get the required Achieve flatness quickly at the beginning of the line. The default The roles are carried out with the help of mathematics, physics mical models, preferably with the help of neural Networks are optimized, the models all flatness contain influencing influences on the roll gap, in particular other the

- roll deformations, such as roll bending and Roll flattening
- Roll crown temperature
- The wear crown of the rollers
- The rolling force profile depending on the roll gap profile and the traction distribution.

Es ist in Ausgestaltung der Erfindung auch vorgesehen, daß die Rollen in Bezug auf ihre endgültige Position voreinge stellt und dann in Bezug auf ihre Lage geregelt werden, wobei die Voreinstellung durch eine Recheneinrichtung, vorzugsweise mit einem selbstlernende Neuro-Fuzzy-System aus den Werten an den vorhergehenden Gerüsten, insbesondere anhand der Walz kraftverteilung auf die vorhergehenden Gerüste, erfolgt.It is also provided in an embodiment of the invention that advance the roles in relation to their final position and then be regulated in relation to their location, whereby the presetting by a computing device, preferably with a self-learning neuro-fuzzy system from the values on the previous stands, especially using the roller force distribution on the previous scaffolding.

Dabei kann vorteilhaft für unterschiedliche Materialqualitä ten, Eingangs- und Ausgangsdickenverhältnisse etc. unter Ein beziehung der vorgenannten Einflüsse eine Parameter-Erfah rungswertmatrix generiert werden, die eine zuverlässige Ein stellung der Planheit schon am Bandanfang erlaubt.It can be advantageous for different material qualities ten, input and output thickness ratios etc. under On relationship of the aforementioned influences a parameter experience value matrix can be generated, which is a reliable input the flatness can be set at the beginning of the strip.

Es ist erfindungsgemäß durch den Einsatz der Bandzug-Vertei lungseinrichtung auch möglich, zumindest teilweise auf die bisher verwendeten aufwendigen Walzgerüste mit axial ver schieblichen Walzen oder Zwischenwalzen zu verzichten und die Walzstraße lediglich mit einfachen Quartogerüsten o. ä., die kostengünstiger sind und wesentlich weniger Wartungsaufwand benötigen, auszurüsten. Hierdurch werden die Mehrkosten der Bandspannungsverteilungseinrichtung und der Neuro-Fuzzy-Systeme bei weitem aufgewogen. Dabei werden die Betriebs sicherheit und die erreichbare Bandplanheit verbessert.It is according to the invention through the use of the belt tension distributor lungseinrichtung also possible, at least partially on the Previously used roll stands with axial ver to dispense with sliding rollers or intermediate rollers and the Rolling mill only with simple four-high stands or the like are less expensive and require less maintenance need to equip. As a result, the additional costs of Belt tension distribution device and the neuro-fuzzy systems outweighed by far. The operating safety and the achievable band flatness improved.

Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung und ihrer Regelung bei einem regeltechnisch bis auf die Massenflußregelung von den übrigen Gerüsten der Walzstraße entkoppelten letztem Gerüst. In diesem Fall ist eine echte Optimierung durch das geregelte Zusammenwirken der Bandzugverteilungseinrichtung mit dem letzten Gerüst unter Berücksichtigung seines Verhaltens bei der gewünschten Stich abnahme möglich.The use of the invention is particularly advantageous Establishment and its regulation in a control up to on the mass flow regulation of the other scaffolds of the Rolling mill decoupled last frame. In this case a real optimization through the regulated interaction of the Belt tension distribution device with the last scaffold underneath Taking into account his behavior in the desired stitch acceptance possible.

Das Haupteinsatzgebiet der erfindungsgemäßen Einrichtung und ihrer Regelung ist die Planheitsverbesserung von Kaltwalzwer ken. Hier wird die Einrichtung überwiegend vor dem letzten Walzgerüst angeordnet. Da es sich gezeigt hat, daß die Ein richtung auch bei einer Anordnung hinter einem Walzgerüst gut wirksam ist, ist aber auch ein sinnvoller Einsatz beim Warm walzen, hier zur Profileinstellung, vorteilhaft. In diesem Fall wird der Rollensatz vorzugsweise hinter dem sogenannten "kritischen Gerüst", d. h. dem letzten Gerüst, bei dem ein we sentlicher Materialfluß in die Breite stattfindet, einge setzt.The main area of application of the device according to the invention and their regulation is the flatness improvement of cold rolling mills ken. Here the decor is mostly before the last one Roll stand arranged. Since it has been shown that the one direction is also good with an arrangement behind a rolling stand is effective, but is also a useful use in warm rolling, here for profile adjustment, advantageous. In this Case, the role set is preferably behind the so-called "critical framework", d. H. the last scaffolding where a we considerable material flow takes place in the width puts.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert, aus denen, ebenso wie aus den Unteransprüchen, weitere, auch erfindungswesentliche, Einzelheiten entnehmbar sind. Im ein zelnen zeigenThe invention is explained in more detail with reference to drawings, from which, as well as from the subclaims, further, too Details essential to the invention can be found. In one show individual

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung des Rollensatzes in einem Kaltwalzwerk, Fig. 1 is a schematic representation of the roller set in a cold rolling mill,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der Einzelheiten einer Rollen-Einstellschwinge, Fig. 2 is a schematic representation of details of a roller set lever,

Fig. 3 der Rollensatz in perspektivischer Darstellung, Fig. 3 of the roller set in a perspective view;

Fig. 4 eine Erläuterung der Walzkraft- und Eigenspannungs verteilung und Fig. 4 an explanation of the rolling force and residual stress distribution and

Fig. 5 ein beispielhaftes Regelschema für den Rollensatz, Fig. 5 is an exemplary control diagram for the roller set,

Fig. 6 eine Übersicht über die verwendeten Modelle und ihren Bezug zur Basisautomatisierung. Fig. 6 shows an overview of the models used and their relation to basic automation.

In Fig. 1 bezeichnet 1 die Stützwalze und 2 die Arbeitswalze des vorletzten (n-1) Gerüsts. 3 bezeichnet die Stützwalze und 4 die Arbeitswalze des letzten (n) Gerüsts, hinter dem in diesem Beispiel die Meßrolle 8 angeordnet ist. Zwischen den beiden Gerüsten (n-1) und (n) ist der erfindungsgemäße Rol lensatz zur Bandspannungsverteilung angeordnet, der aus den einzelnen Rollen 5, 6 und 7 besteht. Als Standardausführung wird die Rolle 5 zylindrisch, die Rolle 6 konkav und die Rolle 7 konvex ausgeführt. Bei einer noch gut wirksamen An ordnung hinter dem, z. B. letzten (n), Gerüst wäre die Rollen folge umgekehrt. Desgleichen bei einer Verwendung des Rollen satzes - in Verbindung mit einem Profilmeßgerät anstelle der Spannungsmeßrolle - hinter dem kritischen Gerüst eines Warm walzwerks.In Fig. 1, 1 designates the support roll and the work roll 2 of the penultimate (n-1) backbone. 3 denotes the support roller and 4 the work roller of the last stand (s) behind which the measuring roller 8 is arranged in this example. Between the two stands (n-1) and (n), the roller set according to the invention for tension distribution is arranged, which consists of the individual rollers 5 , 6 and 7 . As standard, roller 5 is cylindrical, roller 6 is concave and roller 7 is convex. With a still effective order to behind the z. B. last (n), scaffold the roles would be reversed. Likewise, when using the roller set - in connection with a profile measuring device instead of the tension measuring roller - behind the critical framework of a hot rolling mill.

Das Verfahren zur Durchführung der Erfindung beruht auf folgenden Zusammenhängen:The method for carrying out the invention is based on following relationships:

Die Erhöhung des. Bandzuges wirkt wie eine Verkleinerung des Walzspalts mit der Folge einer erhöhten Dickenabnahme. Diesen Zusammenhang macht sich die Erfindung zunutze, um eine von den Walzen unabhängige Beeinflussung des Bandes zu erreichen. Zur Beeinflussung des Bandes werden die Rollen 5, 6 und 7 je weils nach dem Einfädeln des Bandes 10 in eine Position ge bracht, die zur Bildung eines Bandumschlingungswinkels auf den Rollen führt. Es ist nun ohne weiteres ersichtlich, daß sich hierdurch die Bandlänge, und zwar abhängig von der Rol lenform, vergrößert. Die Verlängerung, die im elastischen Be reich des gewalzten Materials stattfindet, führt zu einer über die Breite des Bandes selektiven Erhöhung des Bandzuges in Abhängigkeit vom Rollenprofil und der Position der Rollen. Bei den üblicherweise angewandten spezifischen Bandzügen bei Kaltwalzwerken bewirken bereits kleine Längendifferenzen zwischen Rand- und Mittenbereich beträchtliche Zugänderungen. So bedeutet z. B. ein spezifischer Bandzug von 20 kg/mm² eine Verlängerung von 1 mm/m. Oder eine Differenz der Verlängerung von 0,1 mm bewirkt eine Änderung der Bandzugverteilung von 2 kg/mm². Dies zeigt, daß schon sehr kleine Verlängerungswer te genügen, um eine relativ hohe Veränderung der Zugspan nungsverteilung quer zur Bandrichtung zu bewirken. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann also schon mit kleinen Posi tions- oder Profiländerungen eine erhebliche Wirkung erzielt werden. Zu berücksichtigen ist dabei natürlich der Zugspan nungsausgleich auf der Strecke zwischen der letzten Rolle und dem Walzgerüst sowie der sich daraus ergebenden nicht propor tionalen Stellgliedwirksamkeit. Diese kann aber durch das erfindungsgemäß vorgesehene, lernende Neuro-Fuzzy-System aus geglichen werden, das in der bereits erwähnten, nicht vorver öffentlichten PCT/DE 94/00028 beschrieben ist und die als Er gänzung dieser Beschreibung anzusehen ist.The increase in the strip tension acts like a reduction in the roll gap with the consequence of an increased decrease in thickness. The invention makes use of this connection in order to influence the strip independently of the rollers. To influence the tape, the rollers 5 , 6 and 7 are each brought after the threading of the tape 10 into a position that leads to the formation of a tape wrap angle on the rollers. It is now readily apparent that this increases the tape length, depending on the len lenform. The extension, which takes place in the elastic region of the rolled material, leads to a selective increase in the strip tension over the width of the strip depending on the roll profile and the position of the rolls. In the case of the specific strip tension usually used in cold rolling mills, even small differences in length between the edge and center area cause considerable changes in tension. So z. B. a specific tape tension of 20 kg / mm² an extension of 1 mm / m. Or a difference in the extension of 0.1 mm causes a change in the strip tension distribution of 2 kg / mm². This shows that very small extension values are sufficient to cause a relatively high change in the tension distribution across the belt direction. With the method according to the invention, a considerable effect can thus be achieved even with small changes in position or profile. Of course, the tension compensation on the route between the last roll and the roll stand and the resulting disproportionate actuator effectiveness must be taken into account. However, this can be compensated for by the learning neuro-fuzzy system provided according to the invention, which is described in the PCT / DE 94/00028 not previously published and which is to be regarded as a supplement to this description.

Im einzelnen läuft das erfindungsgemäße Verfahren ab wie folgt:
Beim Einfädeln des Bandes 10 in das letzte (n) Gerüst sind die Rollen 5 und 7 über die sogenannte pass-line 9 nach oben angehoben, um beim Einfädeln ein Anstoßen des Bandes an diese Rollen zu vermeiden. Nach Fassen des Gerüstes (n) werden die Rollen 5 und 7 in ihre Voreinstellungsposition abgesenkt. Zur Absenkung ist zumindest die Rolle 7 in einem Schwenkarm 12, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, gelagert. Dieser Schwenkarm wird durch einen Motor M, in Fig. 2 mit 13 bezeichnet, in seine Position gebracht. Die Positionsmessung erfolgt über einen Inkrementalgeber 14 und kann in Verbindung mit einer Drehmo mentmessung erfolgen, die entweder die Torsionskraft zwischen dem Motor M und dem Schwenkarm 12 mißt oder die Biegung des Schwenkarms 12 ausnutzt. Die in Fig. 2 angedeutete Rolle ist beidseitig in derartigen Schwenkarmen gelagert, die unabhän gig voneinander eingestellt werden können, um eine Vertikal-Schwenkung der Rolle zu ermöglichen. Im Normalfall werden die beiden Schwenkarme in gleiche Position eingestellt.In detail, the method according to the invention proceeds as follows:
When threading the band 10 into the last stand (s), the rollers 5 and 7 are raised upward over the so-called pass-line 9 in order to prevent the band from bumping into these rollers when threading. After gripping the stand (s), the rollers 5 and 7 are lowered into their preset position. For lowering, at least the roller 7 is mounted in a swivel arm 12 , as shown in FIG. 2. This swivel arm is brought into its position by a motor M, designated 13 in FIG. 2. The position measurement is carried out via an incremental encoder 14 and can be carried out in conjunction with a torque measurement, which either measures the torsional force between the motor M and the swivel arm 12 or uses the bend of the swivel arm 12 . The role indicated in Fig. 2 is supported on both sides in such swivel arms that can be adjusted independently of each other to allow vertical pivoting of the role. The two swivel arms are normally set in the same position.

Zeigt sich nach dem Einfädeln bzw. Fassen des Bandes im Walz gerüst (n), daß die Bandzugverteilung unsymmetrisch ist, so wird eine entsprechende Schwenkung der Rolle vorgenommen. Hierdurch kann die Rand-Bandzugverteilung symmetriert werden. Eine Biegevorrichtung oder eine Profilbeeinflussungs vorrichtung der Rollen kann nun für eine gezielte Beeinflus sung der Bandzugverteilung zwischen den Rändern sorgen. Die sich einstellenden Zugkräfte an den Rändern, der Mitte und den Zwischenzonen stehen so nicht mehr in einem festen Ver hältnis zueinander.Shows up after threading or gripping the tape in the roller framework (s) that the strip tension distribution is asymmetrical, so the roller is pivoted accordingly. In this way, the edge band tension distribution can be symmetrized. A bending device or a profile influencer Device of the rollers can now be used for a targeted influence ensure the distribution of the tension between the edges. The adjusting tensile forces at the edges, the middle and the intermediate zones are no longer in a fixed relationship relationship to each other.

Wie einfach ersichtlich, führt das Einfahren der Rollen 5 und 7 zu einer Erhöhung des Gesamtbandzuges, der häufig uner wünscht ist. Die Rollen 5 und 7 werden daher so eingestellt, daß sich eine mittlere, in ihrem Einfluß berechenbare, Band zugverlängerung ergibt und bei Änderung der Einfahrposition einer Rolle werden dann die Gesamt-Bandzugveränderungen durch eine entsprechende Gegenbewegung einer anderen Rolle kompen siert. So ergibt sich eine konstante mittlere Bandzugeinstel lung, die es erlaubt, unabhängig von den jeweiligen Stellun gen der Rollen 6 oder 7 eine vorherbestimmte mittlere Ban denddicke zu erreichen.As can be easily seen, the retraction of the rollers 5 and 7 leads to an increase in the overall belt tension, which is often undesirable. The rollers 5 and 7 are therefore set so that there is an average, predictable in their influence, tape extension and when changing the retracted position of a roll, the total tape changes are compensated by a corresponding counter movement of another roll. This results in a constant mean strip tension setting, which makes it possible to achieve a predetermined mean final thickness regardless of the respective positions of the rollers 6 or 7 .

In Fig. 3 ist deutlich die vorteilhafte Form der einzelnen Rollen 16, 17 und 18 zu erkennen, zwischen denen das Band 15 geführt ist. In Fig. 3 ist die Mittenerhöhung der Rolle 18 bzw. Taillierung der Rollen 17 zur Verdeutlichung überhöht gezeichnet. In Wirklichkeit genügen jedoch, wie bereits im vorstehenden Text ausgeführt, geringe Profilhöhen, um den ge wünschten Effekt zu erzielen.In Fig. 3 the advantageous shape of the individual rollers 16 , 17 and 18 can be clearly seen, between which the belt 15 is guided. In Fig. 3, the center elevation of the roller 18 or waist of the rollers 17 is shown exaggerated for clarity. In reality, however, as already stated in the text above, small profile heights are sufficient to achieve the desired effect.

In Fig. 4 ist für das letzte (n) Gerüst die ideale Kraft- und Spannungsverteilung in prinzipieller Darstellung gezeigt. Das (n) Gerüst weist eine Stützwalze 19 und eine Arbeitswalze 20 auf, die im Idealfall eine gleichmäßige Walzkraft auf das Band 21 ausübt, das daraufhin eine gleichmäßige Zugspannungs verteilung 23 aufweist. Um dies zu erreichen, wird bei Abwei chungen, wie im anderen Teil von Fig. 4 gezeigt, (mit der Be ziehung zwischen Walzkraft und Eigenspannungsverteilung) kor rigiert.In Fig. 4 (n) is the ideal scaffold force, and voltage distribution shown in basic representation for the last. The (n) stand has a support roller 19 and a work roller 20 , which ideally exerts a uniform rolling force on the belt 21 , which then has a uniform tension distribution 23 . To achieve this, deviations are corrected (with the relationship between the rolling force and residual stress distribution) as shown in the other part of FIG. 4.

Die in Fig. 5 gezeigte Regelung geht von den Meßwerten der Meßrolle 24 als Hauptgröße aus, wobei aus diesen Meßwerten in 26, Anzeige der Meßwerte im Monitor 25, die Planheit des er zeugten Bandes berechnet wird. Die Berechnung bezieht sich überwiegend auf den quadratischen Anteil der Funktion f (x) über die Breite, wobei x der Spannungswert ist. Der quadrati sche Anteil eines aus den Meßwerten gebildeten Polynoms, ggf. auch Anteile höheren Grades, werden in 27 zu einem Korrek turfaktor umgewandelt und ebenso wie der vorausgerechnete Zugwert im Vergleich 36 zum gemessenen Zugwert der Berechnung 32 aufgegeben, in der die Werte für die notwendige Profil überhöhung berechnet werden. Im Regelfall wird mit einer, auch als "crown" bezeichneten, Erhöhung der Zugkraft in der Mitte des Bandes gearbeitet. In 33 erfolgt nun mit den Werten aus 32 die Vorausberechnung der Zugkraftverteilung, um die Positionen der Rollen zu errechnen, die dann den Positions einstelleinrichtungen 35 und 34, z. B. für die Rollen 5 und 7 in Fig. 1 aufgegeben werden. Der Einheit 32 wird noch der Faktor K1, das Verhältnis des notwendigen Mittenüberhöhungs wertes zum tatsächlichen Wert, aufgegeben, der in 31 errech net wird. Dies geschieht mit Hilfe des Walzkraftvergleichs (Ist/Soll) in 29 über die Einheit 30.The control shown in Fig. 5 is based on the measured values of the measuring roller 24 as the main variable, and the flatness of the tape produced is calculated from these measured values in 26 , display of the measured values in the monitor 25 . The calculation mainly relates to the square portion of the function f (x) over the width, where x is the stress value. The quadrati specific proportion of a polynomial formed from the measured values, possibly also play a higher degree, be converted into 27 to a corrective turfaktor and as well as the forward-projected draw value compared 36 given to the measured tension value calculation 32, in which the values for the necessary Profile cant be calculated. As a rule, an increase in the tensile force in the middle of the band, also referred to as "crown", is used. In 33 , the values from 32 are used to calculate the tensile force distribution in advance in order to calculate the positions of the rollers, which are then used for the position setting devices 35 and 34 , for. B. for the roles 5 and 7 in Fig. 1. The unit 32 is still given the factor K1, the ratio of the required mid-rise value to the actual value, which is calculated in 31 . This is done with the aid of the comparison of the rolling force (actual / target) in 29 via the unit 30 .

Die in Fig. 5 gezeigte Regelstruktur ist eine Basisregelstruk tur. Zusätzlich werden den einzelnen Recheneinheiten, vor zugsweise durch ein Neuro-Fuzzy-System, sowohl eine Vorein stellung als auch Parameterverbesserungen aufgegeben, mit dem die unterschiedlichen Stellgliedwirksamkeiten, das Zeitver halten der Meßeinrichtungen etc. berücksichtigt werden.The rule structure shown in Fig. 5 is a basic rule structure. In addition, both the pre-setting and parameter improvements are given to the individual computing units, preferably by a neuro-fuzzy system, with which the different actuator efficiencies, the time behavior of the measuring devices etc. are taken into account.

Aus Fig. 6 sind für den Fachmann üblichen Abkürzungen und Dar stellungsweisen die einzelnen Modelle und ihre Verflechtungen in Bezug auf die Walzstrategie zum Erreichen der optimalen Planheit in Abhängigkeit von der Basisautomatisierung und ihren Eingabedaten angegeben.From Fig. 6 abbreviations and representations customary for the person skilled in the art, the individual models and their interrelationships in relation to the rolling strategy for achieving the optimal flatness as a function of the basic automation and their input data are given.

Die für die Automatisierung gemäß Fig. 6 notwendigen Daten und Werte werden ebenso wie die Werte für ein ggf. benutztes Neuro-Fuzzy-System während der Inbetriebsetzungsphase ermit telt bzw. verifiziert (sofern sie durch vorhergehende Modell untersuchungen ermittelt wurden), ggf., wenn nicht alle Qualitäten während der Inbetriebsetzungsphase verarbeitet werden, auch während der Anfangszeit des Betriebes. Insgesamt ergibt sich so nach einiger Zeit ein Regelsystem, das schließlich zu einem dem herkömmlichen Verhalten überlegenen Arbeitsverhalten der Walzstraße führt, das auch von einem er fahrenen Walzenstraßensteuermann nicht erreicht werden kann.The data and values required for the automation according to FIG. 6, as well as the values for a neuro-fuzzy system that may be used, are ascertained or verified during the commissioning phase (if they were determined by previous model investigations), if necessary not all qualities are processed during the commissioning phase, even during the initial period of operation. Overall, a control system thus results after some time, which ultimately leads to a working behavior of the rolling mill which is superior to conventional behavior and which cannot be achieved even by an experienced roller mill operator.

Claims

1. Device and method for regulating the flatness and / or tension distribution of rolled metal strips in a rolling mill with at least one roll stand and a measuring roller or the like arranged behind the rolling stand, the width of the rolled metal strips, preferably cold-rolled metal strips, from the measuring roller or the like continuously, preferably as zones, the voltage distribution and thus z. B. the flatness of the metal strip and correction values for a device for influencing the strip tension distribution can be determined and this device for influencing the strip tension distribution cooperating with the roll stand, arranged approximately parallel to the rolls of the roll stand, the individual rolls of which are independent of each other vertically are adjustable, characterized in that the rollers ( 5 , 6 , 7 , 16 , 17 , 18 ) of the roller set each cover the width of the belt ( 10 , 15 ) and one, preferably partially, the rollers ( 4 ) of the roll stand (s) have a similar, continuous profile.

2. Device according to claim 1, characterized in that a roller ( 7 , 18 ) of the roller set has a convex profile and a further roller ( 6 , 17 ) has a concave profile, the roller stand (s) preferably the next roller is convex.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized, that the roller set may be designed such that it also behind the rolling stand, e.g. B. behind the last scaffolding Cold rolling mill or the "critical" stand of a hot rolling mill factory, interacting with the rolling stand can.

4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the rollers ( 5 , 6 , 7 , 16 , 18 , 18 ) against each other are designed to be pivoted ver parallel, in particular in the vertical direction.

5. Device according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized, that at least one role is influencing the profile direction, preferably has a bending device, in particular special also an asymmetrically acting device with which the continuously running profile can be changed in a targeted manner.

6. Device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that the strip tension distribution is corrected mainly by adjusting the position and / or shape of the next, preferably convex, roller ( 7 , 18 ).

7. Device according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6, characterized, that the correction values continuously improve themselves, be improved in particular by a neuro-fuzzy system, in the z. B. the repercussions of the individual influences other, in particular the reduction of the built-up voltage distribution on the route to the rolling stand and the beam and the hysteresis behavior of the measuring roller are taken into account is, if necessary by methods of pattern recognition.

8. Device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, characterized in that the rollers ( 5 , 6 , 7 , 16 , 17 , 18 ), at least the rollers arranged closer to the roll, in swivel arms ( 12 ) with positioning devices ( 14 ) are mounted.

9. Device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8, characterized, that in simple rolling mills with simple rolling programs Number of rolls is less than three, preferably only used a role to adjust the tape tension distribution becomes.

10. The device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9, characterized in that the rollers ( 5 , 6 , 7 , 16 , 17 , 18 ) are preset and in relation to their final position then be regulated in relation to their position, the presetting being carried out by a computing device, preferably with a self-learning neuro-fuzzy system, from the values on the preceding stands, in particular on the basis of the rolling force distribution over the previous stands.

11. The device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, characterized, that the calculation of quantities required for the regulation, such as B. the average strip thicknesses and the rolling forces with Roll models are used, this, preferably with With the help of neural networks, operationally optimized.

12. Device according to claim 11, characterized, that with the help of the calculation the decrease distribution of the Band thicknesses on the scaffolding is set so that the Control range for the actuators of the flatness control is held.

13. Device according to claim 11 or 12, characterized in that the presetting of the rolls is carried out with the aid of mathematical, physical models, which are preferably optimized with the aid of neural networks, the models containing all flatness-determining influences on the roll gap, in particular the

- roll deformations, such as roll bending and roll flattening
- Roll crown temperature
- The wear crown of the rollers
- The rolling force profile depending on the roll gap profile and the tensile force distribution.

14. Setup according to one or more of the preceding Claims, characterized, that when used in a multi-stand mill with one, up to the mass flow control from the last, decoupled from the other stands of the rolling mill Scaffold interacts.

15. Roller device for regulating flatness and / or Distribution of stress across the width of metal strips preferably cold-rolled metal strips, especially after a or more of the preceding claims by rolling with a continuously running top area profile, where influencing the belt tension distribution and / or flatness via an adjustment of the successively wrapped around the belt by the belt angle is effected.

16. Device according to claim 13, characterized, that they are in a hot rolling mill, especially behind the "critical" stand of a hot rolling mill, is used.