专利名称：带有过渡区的轧件的轧制方法
技术领域：
本发明涉及一种在轧机机列内轧制轧件的方法，该轧机机列有至少两个分别有一个辊隙的轧机机座，其中，要轧制的轧件有至少一个过渡区。本发明还涉及一种用于相应地调整轧机机列的计算设备。
尤其在连续运行的轧机机列中，轧件有多个由于尺寸不同和/或材料特性(还有温度)不同可以互不相同的分区。轧件的两个彼此相继的分区借助一个过渡区互相连接。一个轧件的多个分区例如由于逐个供应金属盘卷并在轧制前互相焊接形成。在这种情况下轧件的分区与各盘卷相对应。在轧制后轧件通常重新分成各单个盘卷。
在DE10159608A1中介绍了一种用于在有多个轧机机座和至少一个拉力检测元件的轧机机列内轧制有一条焊缝的盘卷的方法。按DE10159608A1，根据焊缝在轧机机列内部的位置，确定轧制速度和轧机机座调整装置的调节量。
已知的用于轧制带过渡区的轧件的方法只有提供下列过渡区才能可靠工作在过渡区前的轧件分区与过渡区后的分区之间至少一个尺寸和/或至少一种材料特性的改变比较小。若按已知的方法直接先后轧制特性和/或尺寸有巨大差别的分区，则通常对过程参数带来严重的干扰。在极端情况下这些干扰会导致轧件产生裂纹。
本发明的目的是避免先有技术的缺点并提供一种方法，借助这种方法能可靠地轧制有至少一个过渡区的轧件，即使在借助过渡区连接的轧件分区之间在轧件的尺寸和/或特性方面有时可能存在巨大的差别。
上述目的通过一种前言所述类型的方法来实现，其中，当过渡区处于需要打开的状况时，至少一个轧机机座的辊隙依据以一速度通过轧机机列运动的轧件过渡区所在位置地打开。除此之外上述目的通过一种相应的用于调整轧机机列的计算设备达到。
本发明允许可靠地轧制彼此相继的轧件分区例如带材厚度、带材硬度和/或合金有巨大差别的轧件。按本发明不再要求在长期计划过程中的轧件务必由那些在彼此相继的带材之间差别小的分区亦即各个盘卷或各个带材组成。因此，按本发明例如在短期的生产期限时，可以在无需考虑各盘卷或带材的特性或尺寸的情况下，由这些盘卷或带材组成轧件并可靠地连续轧制此轧件。由此显著提高设备的适应性和可靠性。
至少一个轧机机座辊隙的打开只是在危险的过渡区走近时，亦即当过渡区的状况需要打开辊隙时才进行。危险的过渡区指的是连接轧件性质或尺寸如此不同的分区的过渡区，以致当它们通过辊隙闭合的轧机机座运行时会对过程参数带来严重干扰。若一个过渡区是危险的，则它处于要求打开辊隙的状况。这也适用于本发明后续的一些进一步发展。按本发明避免在危险的过渡区进入前关停设备，由此提高流量。
恰当的是，轧机机座的辊隙最迟在过渡区到达此轧机机座时打开。
有利地，在本发明方法的任何实施时刻总是最多打开轧机机列其中一个轧机机座的辊隙。按本发明的这一和上述进一步发展，根据所要求的产品特性轧制轧件尽可能大的部分并因而明显减少废料的份额。
此外恰当的是，在危险的过渡区通过此轧机机座后闭合此轧机机座的辊隙。
有利地，在打开轧机机座的辊隙前，均衡在此轧机机座前和后轧件内的带材拉力，以便使轧制过程对参与的轧机机座，亦即对此轧机机座和在附近的轧机机座的影响尽可能小。
有利地，在辊隙闭合时，轧机机座轧辊中至少一个，尤其工作辊的旋转速度与轧件的速度相适应。通过这种具有速度同步性的有控制地闭合辊隙，基本上避免了对轧辊表面不希望的损坏。
有利地，在这里测量轧件的速度。由此提高同步性的精度。
有利地，借助至少一种模型确定轧件的速度。由此提供了一种特别有效的速度确定方法。
有利地，时间优化地鉴于过渡区在轧机机列内的位置调整轧机机座内的压缩。在轧机机列内的压缩在过渡区接近时减少。在这种情况下对轧机机座轧辊速度进行超前改变的补偿。
有利地，辊隙在过渡区经过前，通过有控制地打开调整装置卸荷。除此之外优选地跟踪轧机机列其余轧机机座驱动器的相关速度。以此方式预防干扰过程参数。
有利地，在针对危险的过渡区减少在此轧机机座内压缩的期间，通过其余轧机机座的旋转速度，调整在轧机机座前的所述轧件内的带材拉力。
由下面结合附图所示实施方式对本发明的其他优点和详情予以详细说明。附图中
图1表示带有计算设备的轧机机列；图2和3举例表示带焊缝的轧件；图4举例表示带斜楔的轧件；图5表示带过渡区的轧件处于两个轧机机座之间；图6示意表示当辊隙闭合时带材拉力变化曲线；以及图7举例表示轧件内带材拉力的调整装置。
图1表示用于轧制轧件1的轧机机列10，轧件以速度v通过轧机机列10运动。轧机机列10有至少两个通过轧件1的轧机机座2。轧件1沿带材运行方向x通过轧机机列10。在轧机机列10内连续轧制轧件1，优选地金属带。轧机机列10优选地涉及一种通常有三个以上轧机机座2的冷轧钢机。在轧机机座2下游设卷取设备3，轧制好的轧件2卷取在卷取设备3上。
轧机机列10，尤其轧机机列10的机座2与计算设备4连接。在轧机机列10内存在附图中没有详细表示的传感器，它们例如向计算设备4提供测量信号。计算设备4优选地将控制信号传给轧机机列10内的促动器。计算设备4优选地有一种模型12，它借助例如涉及轧件1的数据模拟轧机机列10内的过程。
在图1中指出的方向，亦即带材运行方向x、带材厚度方向y和带材宽度方向z，原则上仅针对轧件1的位置和轧机机座2的位置，并不涉及计算设备4相对于轧机机列10的布局。轧机机座2各有一个辊隙11，如仅在图1中表示的那样。轧机机座2有至少两个工作辊，其中至少一个设置在沿带材厚度方向y轧件1的上方以及至少一个布置在轧件1的下方。辊隙11处于这些工作辊之间。除工作辊外，通常还设附图中未进一步表示的支承辊。
尤其在冷轧时，轧件1，例如金属薄板，越来越多地在连续式轧机机列10内生产。在这种情况下，通常逐个供应的盘卷在轧机机列10也是其组成部分的生产设备进口互相焊接。轧机机列10连续，亦即不停车地轧制由多个焊接在一起的盘卷组成的轧件1。在生产设备出口，轧件重新分成一些盘卷。这例如通过剪或切实现。尤其在短生产期限的情况下，轧件1在连续式轧机机列10内无需考虑构成轧件1的各盘卷的特性轧制。各盘卷例如在其沿带材厚度方向y或带材宽度方向z的厚度和/或宽度和/或在其合金和/或硬度方面互不相同。
图2表示有两个对应于两个不同盘卷和在它们的厚度方面不同的分区1a、1b的轧件1的局部图。轧件1的这两个分区1a、1b通过过渡区9互相连接，在这里过渡区9有一条焊缝5。
图3表示有两个分别对应于不同盘卷分区1a、1b的轧件1的局部图。这两个分区1a、1b通过过渡区9互相连接，在这里过渡区9有一条焊缝5。在图3中与在图2中一样仅暗示焊缝5。在图3中表示的分区1a、1b或盘卷在其宽度方面彼此不同。
图4表示轧件1的一部分，在这里两个分区1a、1b通过两个优选地对应于两个盘卷的分区1a、1b之间的过渡区9连接。过渡区9在图4中仅作为举例表示为近似斜楔状。过渡区9在许多情况下有不同于图示的厚度变化过程。例如在过渡区9内轧件1的厚度也可以首先增大然后减小。以上所述也类似地适用于轧件1的宽度。
在过渡区9中的各种特性如带材厚度、带材宽度、带材硬度和/或合金会变化。若轧件不考虑各盘卷或以后各分区的特性组合在一起，则轧件1尤其在焊缝5处的性质会突然改变。
图5举例表示在两个轧机机座2′、2″之间设计为斜楔6的过渡区9。在这里轧机机座2′设在轧机机座2″的上游。轧机机座2′有一个上工作辊7′和一个下工作辊8′。同样，轧机机座2″有一个上工作辊7″和一个下工作辊8″。辊隙11′或11″处于轧机机座2′或2″的上工作辊7′或7″与下工作辊8′或8″之间。
轧件1的分区1a、1b一方面具有在进入第一个轧机机座2之前便已经存在的带材厚度之间的差别。另一方面轧件1的带材厚度在通过具有闭合的辊隙11′、11″的轧机机座2′、2″运行时也在发生改变。例如轧件1的分区1b在轧机机座2′前有带材厚度h1，它大于其在轧机机座2′后的带材厚度h2。同样，在轧机机座2″前的带材厚度h3比轧机机座2″后的带材厚度h4大。带材厚度h1与h2或h3与h4之间的差别是通过在轧机机座2′、2″内的压缩造成的。
在轧机机座2、2′、2″内的压缩通过由工作辊7′、7″、8′、8″施加在轧件1上的轧制力造成。当一个轧机机座2、2′、2″的不仅所述至少一个上工作辊而且所述至少一个下工作辊7′、7″或8′、8″与轧件1接触时，人们便说此时辊隙11、11′、11″已闭合。当在一个轧机机座2、2′、2″内在轧件1沿带材厚度方向y的至少一侧，尤其在轧件1上侧，轧件1不再接触所述至少一个工作辊7′、7″或8′、8″，尤其所述至少一个上工作辊7′、7″，则人们便说此时轧机机座2、2′、2″的辊隙11、11′、11″已打开。
如上面已说明的那样，轧件1有时有一个或多个过渡区9，它们的状况引起在这种过渡区9通过辊隙11闭合的轧机机座2运行时导致严重干扰过程参数。在轧件1通过过渡区9连接的分区1a、1b在其至少一种特性和/或至少一个尺寸有巨大差别时，存在过渡区9这种危险的状况。危险的过渡区9在通过闭合的辊隙11运行时有引起轧件1断裂的严重危险。因此，轧机机座2的辊隙11根据这种过渡区9的位置打开。若轧件1的过渡区9以速度v通过轧机机列10运动，则在过渡区9的状况需要打开辊隙时，就将轧机机座2的辊隙11打开。
在连续式轧制作业时，危险的过渡区9先后通过轧机机列10的这些轧机机座2。在这里，计算设备4控制轧机机列10，使轧机机座2的辊隙11在轧件1运动时逐个轧机机座地和平行于危险的过渡区9的位置地打开。在这里，轧机机座2″的辊隙11″最迟在危险的过渡区9到达此轧机机座2″时打开。轧机机座2的辊隙11优选地在危险的过渡区9进入此轧机机座2之前不久才打开，以及在危险的过渡区9通过此轧机机座2后将其闭合。在轧件1通过轧机机列运动期间，在一个规定的时刻优选地最多打开或尤其完全打开轧机机座2的一个辊隙11。通过各轧机机座2的辊隙11只是尽可能短地打开，产生份额很小的废料以及可以有控制地轧制轧件1的极大部分。这除了节省时间外与所谓的“open gap”法(按此方法在危险的过渡区9进入前轧机机列停车，然后打开所有的辊隙11、11′、11″)相比的一个突出的优点是，危险的过渡区9在辊隙11、11′、11″逐个打开时通过整个轧机机列10运行，并在这之后接着重新闭合所有的辊隙11、11′、11″，然后重新开始实施此轧制方法。
图6示意表示沿带材在轧机机列10内的运行方向x带材拉力T的变化曲线。轧机机列的机座2处于位置x1、x2、x3、x4。在位置x5设卷取装置3。在规则的轧制作业时，在位置x1的第一个轧机机座2后轧件1内的带材拉力T在每个轧机机座2直至卷取装置3逐渐下降。为避免辊隙11打开时轧件1受冲击或断裂，在轧机机座2的辊隙11打开前，均衡在此轧机机座2前与后轧件1内的带材拉力T。这就是说，若打开一个轧机机座2的辊隙11，则在此轧机机座2环境内的带材拉力T在辊隙11打开前不久、打开期间和打开后不久理想地连续变化。
此外有利的是，通过补偿轧辊速度的超前变化进行时间优化地减少轧机机座2内的压缩。优选地，辊隙11的减荷，根据以位置调整或轧制力调整的运行方式过渡，通过有控制地打开轧机机座2内的装置实现。在这种情况下跟踪轧机机列10其余轧机机座2驱动器的相对速度。以此方式预防干扰过程参数。所述的相对速度是一个轧机机座2内与轧机机列10其他轧机机座2相比的速度。
若在辊隙11闭合时过渡区9不能通过有控制地打开轧辊调整装置可靠地轧制，则如上所述打开此辊隙11。若辊隙11为了危险的过渡区9已打开，则辊隙11在危险的过渡区9通过后有控制地闭合直至与带材接触。在这里轧制速度与轧件1测得的和/或模拟的速度v同步化。
图7表示两个轧机机座2′、2″，其中轧机机座2″设在轧机机座2′的下游。这两个轧机机座2′和2″有一个用于轧机机座装置2a′或2a″的设备以及一个轧机机座驱动器2b′或2b″。设一个带材拉力调整器13。向带材拉力调整器13有利地输入在两个轧机机座2′和2″之间轧件1内带材拉力T的测量值和/或借助模型确定的值。下面说明按本发明在轧机机座2″前调整轧件1内带材拉力的一种有利的方案。在正常的轧制作业时，带材拉力T借助轧机机座2″的轧机机座调整装置2a″通过轧机机座2″的后滑来调整。只要在轧机机座2″内的压缩已针对危险的过渡区9减少，带材拉力调整器13便借助轧机机座2′轧机机座驱动器2b的旋转速度调整带材拉力T。
作为本发明基础的思想可总结如下本发明涉及一种在轧机机列10内轧制轧件1的方法，轧机机列有至少两个分别有一个辊隙11的轧机机座2，其中，要轧制的轧件1有至少一个过渡区9。若危险的过渡区9通过轧机机列10，则所述至少两个轧机机座2的辊隙11取决于以速度v通过轧机机列10运动的过渡区9的位置沿带材运行方向x先后打开和闭合。辊隙11的打开平行于轧件1运动时危险的过渡区9的位置进行。过渡区9在其相关状况要求打开辊隙11时是危险的。在过渡区9区域内所述轧件1的至少一个尺寸或一种特性如硬度或合金成分的变化，在辊隙11闭合时可能造成对过程参数的严重干扰或轧件1裂纹。在设备运行过程中按本发明逐个轧机机座地打开辊隙11，允许有控制地传输一个在小的计量长度内在尺寸和/或硬度方面有极端变化的轧件1。
拉力平衡防止轧机机座2的轧辊尤其工作辊7′、7″、8′、8″打滑。在一个轧机机座2内的辊隙11打开时，在相邻机座内也可以不实施带材拉力T的平衡过程。测量和/或借助至少一个在计算设备4内已自动编码的模型12确定轧件1的速度v。将工作辊7′、7″、8′、8″以同步化的轧辊速度安放在轧件1上防止损坏轧辊。时间优化地打开和闭合辊隙11将偏差长度(Abmasslaeng)减少到最小程度。
在轧机机列10内过渡区9的位置从优选地处于轧机机列10进口的同步点8起借助差速监测装置跟踪。
权利要求
1.一种在一轧机机列(10)内轧制轧件(1)的方法，该轧机机列有至少两个分别有一个辊隙(11)的轧机机座(2)，其中，要轧制的轧件(1)有至少一个过渡区(9)，其特征为当所述过渡区(9)的状况要求打开辊隙时，根据以一速度(v)运动通过轧机机列(10)的轧件(1)过渡区(9)的所在位置来打开至少一个轧机机座(2)的辊隙(11)。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征为，一轧机机座(2″)的辊隙(11″)最迟在所述过渡区(9)到达该轧机机座(2″)时打开。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征为，在该方法实施过程中的任何时刻，在所述轧机机列(10)中总是最多打开其中一个辊隙(11)。
4.按照上述任一项权利要求所述的方法，其特征为，在所述过渡区(9)通过所述轧机机座(2″)后，闭合该轧机机座(2″)的辊隙(11″)。
5.按照上述任一项权利要求所述的方法，其特征为，在打开轧机机座(2)的辊隙(11)前，均衡在该轧机机座(2)之前和之后的所述轧件(1)内的带材拉力(T)。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征为，在所述辊隙(11″)闭合时，所述轧机机座(2″)轧辊(7″、8″)中至少一个的旋转速度与所述轧件(1)的速度(v)相适配。
7.按照上述任一项权利要求所述的方法，其特征为，测量所述轧件(1)的速度(v)。
8.按照上述任一项权利要求所述的方法，其特征为，借助至少一种模型(12)确定所述轧件(1)的速度(v)。
9.按照上述任一项权利要求所述的方法，其特征为，有鉴于所述过渡区(9)在所述轧机机列(10)内的位置对于一轧机机座(2)内的压缩予以时间优化地控制。
10.按照上述任一项权利要求所述的方法，其特征为，一轧机机座(2)的所述辊隙(11)在所述过渡区(9)经过前，通过有控制地打开调整装置而卸荷。
11.按照权利要求10所述的方法，其特征为，跟踪所述轧机机列(10)其余轧机机座(2)驱动器的相对速度。
12.按照上述任一项权利要求所述的方法，其特征为，在由于所述危险的过渡区(9)而减少在所述轧机机座(2″)内压缩量的期间，通过其余轧机机座(2)驱动器的旋转速度，调整在该轧机机座(2″)之前的所述轧件(1)内的带材拉力(T)。
13.一种计算设备(4)，其通过编程用于按照上述任一项权利要求所述的方法来控制所述轧机机列(10)。
全文摘要
本发明涉及一种在轧机机列(10)内轧制轧件(1)的方法，该轧机机列有至少两个分别有一个辊隙(11)的轧机机座(2)，其中，要轧制的轧件(1)有至少一个过渡区(9)。若危险的过渡区(9)通过轧机机列(10)，则所述至少两个轧机机座(2)的辊隙(11)取决于以速度(v)通过轧机机列(10)运动的过渡区(9)的位置沿带材运行方向(x)先后打开和闭合。辊隙(11)的打开同步于在轧件(1)运动时所述危险过渡区(9)所在位置地进行。过渡区(9)在其相关状况要求打开辊隙(11)时是危险的。所述轧件(1)在过渡区(9)区域内的至少一个尺寸或一种特性如硬度或合金组成的变化，在辊隙(11)闭合时可能造成对过程参数的严重干扰或轧件(1)裂纹。在设备运行过程中按本发明逐个轧机机座地打开辊隙(11)，可以实现对于传送一个在小的计量长度内在尺寸和/或硬度方面有极端变化的轧件(1)的控制。
文档编号B21B37/48GK1980753SQ200580022798
公开日2007年6月13日 申请日期2005年4月28日 优先权日2004年5月6日
发明者汉斯－乔基姆·弗尔克尔, 马丁·尼曼 申请人:西门子公司