专利名称：用于轧辊的与相对运动相关的磨损度的测定方法
技术领域：
本发明涉及一种测定方法，用于测定用于轧制轧件的第一轧机机座的轧辊的磨损度，-其中，在第一轧机机座中轧制轧件期间，获取描述轧制过程的过程变量，-其中，根据这些过程变量结合描述第一轧机机座的轧机机座变量和描述轧件的轧件变量实时地测定第一轧机机座的轧辊的磨损度，-其中，测定的磨损度包括各一个与相对运动相关的磨损度分量，用于轧件的轧件部段。本发明还涉及一种电脑程序产品，包含机器代码，该机器代码能够由计算机直 接处理，并且通过计算机处理该机器代码，使得该计算机实施这种测定方法。本发明还涉及一种计算机，它这样设计，即该计算机实施这种测定方法。本发明还涉及一种轧机，该轧机包括至少一个用于轧制轧件的轧机机座，并且该轧机装备有这种计算机。
背景技术：
在轧制金属时，在轧辊上出现磨损。磨损出现的程度与各种参数相关。例如，磨损
的程度取决于轧辊的类型(工作辊、支撑辊.....)、轧制的类型(冷轧或热轧)、轧辊在轧机
中的布局(轧机的第一、第二、第三轧机机座等等)或者说，在使用可逆式轧机的情况下，取决于道次编号、轧件的材料(钢、铝、铜、· · ·)、轧辊的材料(铸铁、钢铸件、高速钢.....)等
坐寸ο磨损对轧制而成的轧件的质量有影响。特别是必须通过相应的定位纠正(在平面轧件中同样也在外形和平整度方面)考虑到磨损度，并且尽可能地进行补偿。此外，必须时不时地更换轧辊，并且进行重磨。只有当涉及的轧辊是由轧机机座拆卸而成的并且能够被全面测量时，才能够直接地测量轧辊磨损度。相对地，在正在进行的轧制过程中，不可能直接测量轧辊磨损度。然而已知的是，要检测轧制过程的过程变量，并且借助磨损模型实时地将轧辊磨损度计算在内。借助磨损模型，根据轧件的轧制段、在这段期间轧制力的变化过程等等测定相应的轧辊的磨损度。磨损模型为其它的控制系统提供测定的磨损度，例如用于相应地纠正定位。还已知的是，要脱机进行类似的计算。在这种情况下，所使用的过程变量例如可以是在模型辅助下测定的所期待的变量。近期还广泛建立起以下认识，即，磨损度可以具有不同的磨损度分量，特别是热磨损度分量和与相对运动相关的磨损度分量。热磨损度分量基本上是因轧辊与发热的轧件接触期间间歇性升温并且轧辊在接触时间之间降温引起的。与相对运动有关的磨损度分量是因轧件和轧辊之间的相对运动(超前和滞后)产生的。它特别是会引起轧制的磨损(磨损性磨损度分量)。为了给热磨损度分量建模，已知各种方法。纯粹示例性地引用专业文献“通过改良棍冷却操作增加工作棍的使用寿命”(“Increasing work-roll life by improvedroll-cooling practice”),作者P. G. Stevens等,美国钢铁协会周刊，1971年I月份,第一页至十一页。在发明人的一个较早的、在本发明的申请日尚未超过公开的欧洲专利申请10174 341.7 (申请日2010年8月27日，标题“测定用于轧制轧件的轧辊的磨损度的方法”)中描述了一种特别好的用于测定热磨损度分量的操作方法。本发明涉及对与相对运动相关的磨损度分量进行测定。因此，下面仅仅在边缘范围探讨对热磨损度分量的测定和考虑。在测定定位纠正情况时，在现有技术中可能必须也考虑到轧棍的热凸度(thermalcrown) 0测定和考虑热凸度也不是本发明的主题。通常根据以下关系式测定相应的与相对运动相关的磨损度分量dA=c · Φ · a · I(I) 其中，dA表示预期的相应的与相对运动相关的磨损度分量，c表示恒定的磨损系数，Φ表示轧辊间隙中的压力分布，α表示(对于轧件和轧辊的接触区域的长度基本上独特的)接触角，并且I表示相应的轧件部段的长度。合适地设置磨损系数C。它可以与上述参数相关。然而在实践中，这种操作方法不能充分地反映出实际关系
发明内容
本发明的目的在于提供这样的可能性，即能够以可靠的方式利用模型辅助地测定轧辊的与相对运动相关的磨损。该目的通过具有权利要求I所述特征的测定方法得以实现。根据本发明的测定方法的有利的设计方案是从属权利要求2至13的主题。根据本发明设计的是，通过以下方式设计开头所述类型的测定方法，-根据过程变量结合描述第一轧机机座的轧机机座变量和描述轧件的轧件变量测定各一个滑动区，用于轧件部段，在这个滑动区内，轧件在与轧辊相对运动的情况下在轧辊表面上滑动，并且-在考虑相应的滑动区的长度的情况下测定相应的与相对运动相关的磨损度分量。因此，本发明以已知条件的应用为基础，S卩，在轧制时存在一个区域(粘附区)，其中，轧件在不与轧辊相对运动的情况下贴靠在轧辊上(粘附)，而与此同时，对于与相对运动相关的磨损是因为所谓的磨削长度，也就是因为轧辊的由于轧件超快及滞后在轧辊和轧件之间出现相对运动的那段长度。有可能的是，建立一个模型，借助它直接测定滑动区。可替换的是，测定粘附区的(全部)接触长度和(绝对或相对的)长度，并且然后借助接触长度和粘附区测定滑动区。特别是在现有技术中已经已知了此外还能够测定粘附区的模型。纯粹示例性地引用专业文献“滑动和滚动摩擦在四辊站热轧期间对能量与力参数的影口向，，(“Effect of Sliding and Rolling Friction on the Energy-Force Parametersduring Hot Rolling in Four-High Stands”),作者 E. A. Garber 等,在俄罗斯冶金术中公开(Metally)，2007年，第6号，第484至491页。这种金属也经常在轧制图表计算的范畴中使用。
在现有技术中，只有为了测定轧制力、轧制力矩和超前量(Voreilung)才使用已知的模型。在利用轧件的流动特征、轧辊和轧件之间的摩擦系数、所希望的道次压下量、轧件的几何外形和诸如此类更多的情况下，这些模型能测定所述的变量。然而根据本发明，也能够为了测定粘附区并且因此间接地测定滑动区而考虑它们，其中，借助滑动区能够实现测定与相对运动相关的磨损。在一种优选的设计方案中设计的是，根据以下关系式测定相应的与相对运动相关的磨损度分量，dA=c · I · L · Z其中，dA表示相应的与相对运动相关的磨损度分量、c表示与过 程变量无关的调节因数、I表示相应的轧件部段的长度，L表示滑动区的长度，并且Z表示与过程变量相关的其它作用变量。通过这种操作方法可以使用相对较简单的、已经提供过很好结果的磨损模型。在最简单的情况下有可能的是，其它的作用变量取决于轧制间隙中的平均压力(也就是说轧制力和接触面积的商)。这种方法经常获得可接受的甚至良好的结果。然而，当其它的作用变量取决于轧制间隙中的(精确)压力分布时，才能获得更好的结果。例如可以借助平均流动应力或者借助最大的流动曲线(作为变形度的函数)测定压力分布。测定轧制间隙中的压力分布并且构造粘附区(依据测定方法)的计算量很大。因此，优选地设计的是，-在第一次获取过程变量时根据过程变量结合轧机机座变量和轧件变量测定轧制间隙中的压力分布，-存储测定的压力分布，-在后来获取过程变量时根据过程变量检查这些过程变量是否发生了变化，并且-依据过程变量是否发生变化，决定是根据新的过程变量结合轧机机座变量和轧件变量重新测定轧制间隙中的压力分布，或者还是应用轧制间隙中所存储的压力分布。通过这种操作方法能够以相对较低的计算能力实现根据本发明的测定方法的实时能力。作为轧制间隙中压力分布情况的代替，另一个作用变量可以与轧辊的表面硬度相关。例如可以(相当于较早的欧洲专利申请10174341. 7中阐述的方法)依据轧件的表面硬度和流动应力测定与相对运动相关的磨损度分量。可替换地，能够也许在额外顾及轧件的流动应力的情况下不仅依据轧制间隙中的压力分布还依据轧辊的表面硬度测定与相对运动相关的磨损度分量。其它操作方法也是可能的。如果其它的作用变量(也)取决于轧辊的表面硬度，那么优选地根据过程变量结合轧机机座变量和轧件变量实时地测定上限温度，轧辊的表面在与轧件接触期间会升温至这个温度。在这种情况下，优选地依据测定的上限温度测定轧辊的表面硬度。优选地，在测定滑动区时要考虑到轧制间隙润滑度。有可能的是，在为第一轧机机座测定调节变量的范畴中应用测定的磨损度。可替换或者附加有可能的是，将磨损度考虑用于测定轧辊更换时间点。只要测定了轧辊更换时间点，那么对预期的磨损度分量的测定就能够或许与针对未来的磨损预测联系起来。这种磨损预测在申请人的较早的、并未提前于本发明的申请日公开的欧洲专利申请10174297. I(申请日2010年8月27日，标题“能够进行轧辊磨损度预测的用于轧制平面轧件的轧机的运行方法”)中有详细描述。针对轧机过程的模型通常会出错。因此，经常借助获得的(测得的)过程变量调适它们。如果在根据本发明的测定方法的范畴中也要进行调适，那么可以使用各种各样的优选的操作方法。一方面可以-过程变量包括在轧制轧件时出现的轧制力，-检测轧制力，-在应用轧件的流动曲线的情况下测定预期的轧制力，
-直接地或者间接地依据流动曲线测定相应的与相对运动相关的磨损度分量，并且-依据检测的轧制力和预期的轧制力跟踪流动曲线。另一方面可以-过程变量包括在轧制轧件时出现的轧制力和在轧制轧件时出现的超前量，-检测轧制力和超前量，-在应用轧件的流动曲线和轧件的相对于轧辊的摩擦系数的情况下测定预期的轧制力和预期的超前量，-直接地或者间接地依据流动曲线和摩擦系数测定相应的与相对运动相关的磨损度分量，并且-依据检测的轧制力、预期的轧制力、检测的超前量和预期的超前量跟踪流动曲线和摩擦系数。优选地，在上面最后提到的情况下，不仅仅根据轧制力跟踪流动曲线。此外，优选地，不仅仅根据超前量跟踪摩擦系数。优选地更佳地不仅根据轧制力还根据超前量实现对流动曲线的跟踪。优选地对于摩擦系数也同样如此。为了跟踪流动曲线和摩擦系数，特别是可以应用一种非线性的优化程序。已知许多这样的合适的优化程序。纯粹示例性地引用专业文献“用于冷连轧机的调适性轧制模型” (Adaptive Rolling Model for a Cold StripTandem Mill),作者 Matthias Kurz 等，2001 年 AISE。为了检测超前量，需要一种借助它能够准确地检测轧件的输出一侧的速度的装置。例如可以在轧机机座后方安置环状升降机(Schlingenheber)，其滚轮定位在轧件上。在非常好地接近时，环状升降机的圆周速度相当于轧件的输出一侧的速度。在使用厚钢板可逆式轧机的情况下，还可以用测量技术检测轧件在轧制之前(之后)的长度，并且根据检测的长度结合轧辊孔槽的持续时间和在此期间由轧辊经历过的圆周路径测定超前量(滞后量)。在使用相应的测量装置的前提下，能够在各个轧机机座中获取轧制力。然而有可能的是，只有在某些轧机机座中才实施对超前量的获取。在这种情况下例如可以在除了轧制力还获取超前量的轧机机座中(根据权利要求11所述的第一轧机机座)不仅对流动曲线还对摩擦系数实现跟踪。在其它的轧机机座中，其中仅获取了轧制力，却未获取超前量，(根据权利要求11所述的第二轧机机座)可以根据轧制力仅跟踪流动曲线。然而有可能的是，根据为第一轧机机座跟踪的摩擦系数确定出轧件的相对于第二轧机机座的轧辊的、在测定第二轧机机座的轧辊的磨损度的范畴中所应用的摩擦系数。特别是可以接收第一轧机机座的摩擦系数，或者利用一个因数按比例测算得出。在许多情况下，轧件首先穿行过第二轧机机座，并且然后才穿行过第一轧机机座。例如第二轧机机座可以是初轧机的初轧机架，并且第一轧机机座可以是精轧机的精轧机架。此外还有可能的是，在从轧机机座中拆卸出轧辊之后，测量该轧辊，并且于是测定该轧辊的实际磨损度。在这种情况下，可以脱机根据通过磨损模型测定的预期磨损度和测得的实际磨损度调适磨损模型。根据本发明的目的还通过一种开头所述类型的电脑程序产品得以实现。在这种情况下这样设计所述电脑程序产品，即，通过计算机处理机器代码，使得该计算机实施具有根据本发明的测定方法的所有步骤的测定方法。
该目的还通过一种计算机得以实现，该计算机这样设计，即该计算机实施这种测
定方法。该目的还通过一种开头所述类型的轧机得以实现，该轧机装配有这种计算机。
下面，结合根据附图更详尽阐述的实施例的说明书更清楚并且更易理解地阐述本发明的上述的特性、特征和优点，以及实现这些特性、特征和优点的方式和方法。其中示出图I示意性地示出轧机，图2示出流程图，图3示意性地示出轧制间隙，图4至7示出流程图，图8示意性地示出轧机，以及图9和10示出流程图。
具体实施例方式根据图1，一台轧机具有多个轧机机座I。可替换地，该轧机可以仅具有唯一一个轧机机座1，例如在使用可逆式轧机的情况下。在轧机机座I中，对轧件2进行轧制。该轧件2由金属制成，例如由铜、铝、黄铜或钢制成。在轧机机座I中，可替换地可以进行冷轧或者热轧，其中，在本发明的范畴中一般是进行热轧。根据图1，轧机机座I除了工作辊3之外还具有支撑辊4。因此，轧件2是一种平面轧件，也就是说带钢或者厚钢板。可替换地，特别是为了轧制外形独特的、杆状的或者管状的轧件2，可以省去支撑辊4，即仅存在工作辊3。该轧机装备有计算机5。根据图I的展示，该计算机5能够控制轧机，即设计成控制计算机。然而这并不是强制性必须的。利用电脑程序6对计算机5进行编程。能够例如通过数据载体7向计算机5输送电脑程序6，电脑程序6以机器可读的方式存储在数据载体上。纯粹示例性地在图I中将数据载体7示为USB记忆棒。然而不能局限性地理解该示图。
电脑程序6包括能够由计算机5直接处理的机器代码8。通过计算机5处理机器代码8使得计算机5实施一种测定方法，下面结合图2更详尽地阐述该方法。于是，用电脑程序6进行编程使得相应地构造出计算机5。根据图2 (补充性地参见图1)，计算机5在步骤SI中为特定的轧辊3，4 (例如图I中中间轧机机座I的上面的工作辊3)将磨损度d设置为初始值do。例如可以由操作者9或者通过其它方式为计算机5提供初始值d0。一种提供初始值d0的其它的可能性例如在于，自动地从精磨所涉及的轧辊3，4的磨床车间向计算机5传输初始值d0。在步骤S2中，控制计算机5已知轧件变量Wl，该变量描述的是要进行轧制的轧件2。轧件变量Wl例如包括轧件2的化学成分、温度和几何数据。特别是几何数据和通常还有温度是与状态有关的，在该状态下，轧件2进入被观察的轧机机座I中。在平面轧件2的情况下，几何数据特别是可以包括轧件的宽度和厚度。可以以类似于初始值d0的方式让计算机5得知轧件变量Wl。
在步骤S3中，计算机5已知轧机机座变量W2，该变量描述轧机机座I及其轧辊3，4。轧机机座变量W2例如包括被观察的轧辊3的安装位置，即例如在多机架的轧辊机的第一、第二、第三等等的轧机机座I中。此外，轧机机座变量W2包括轧辊3的材料(例如高速钢HSS)、轧辊3的类型(工作辊、支撑辊、中间辊等等)以及被观察的轧辊3的静态的几何数据(宽度和直径)。可以以类似于轧件数据Wl的方式让计算机5得知轧机机座数据W2。在步骤S4中，计算机5在被观察的轧机机座I中轧制轧件2期间获取过程变量P。过程变量P描述的是在被观察的轧机机座I中的轧制过程。例如能够完全地或者部分地借助相应的测量传感器检测这些过程变量，并且输送给计算机5。特别是可以借助相应的测力计直接检测轧制力FW。以类似的方式，可以借助相应的传感器检测被观察的轧辊3的转数nW，从而结合被观察的轧辊3的(已知的)直径立刻得出它的圆周速度。可替换地，可以完全地或者部分地通过计算测定过程变量P。例如经常只能通过计算测定超前量。然而，如果用测量技术获取了从轧机机座I中输出的轧件2的速度，那么也能够通过该速度与被观察的轧辊3的圆周速度的关系测定超前量。在这种情况下，它同样也是以测量为基础的变量。例如能够通过在被观察的轧机机座I后方的定位在轧件2上的环状升降机滚轮10的转数nS检测从轧机机座I中输出的轧件2的速度。例如由于对轧制图表进行了计算，所以能够知道其它的过程变量P (例如轧机机座I的定位、轧辊3和轧件2之间的润滑)。在步骤S5中，计算机5根据过程变量P结合轧件变量Wl和轧机机座变量W2通过轧制间隙模型11测定滑动区13 (见图3)和它的长度L。滑动区13相当于(见图3)轧制间隙的某个区域，在这个区域内，轧件2在与轧辊3相对运动的情况下在轧辊表面上滑动。因此，在滑动区13内，轧件速度在被观察的位置就或者(具体来说在进入一侧的区域)小于轧辊3的圆周速度或者(具体来说在输出一侧的区域)大于被观察的轧辊3的圆周速度。滑动区13与粘附区14相反，在粘附区内，被观察位置上的轧件速度等于被观察的轧辊3的圆周速度。滑动区13和粘附区14 一起构成轧辊3的接触区域15，在这个区域内，轧辊3接触轧件2。滑动区13和粘附区14在图3中(纯粹在绘图技术方面)的区别在于，轧件2在进入一侧的滑动区13中的速度用小箭头表示，并且在输出一侧的滑动区13中的速度用大箭头表示，与此同时，用中等大小的箭头表示轧件2在粘附区14内的速度。在测定滑动区13时，计算机5优选地此外还要顾及轧制间隙润滑度。
为了测定滑动区13存在各种可能性。目前优选的是，首先用已知的方式(尚不存在滑动区13和粘附区14之间的区别)测定接触区域15，然后以同样已知的方式测定粘附区14并且最后(根据测定粘附区14的结果是绝对值还是相对值)根据以下关系式测定滑动区13 滑动区=接触区域-粘附区或者滑动区=接触区域(I-粘附区)也许还能够在测定滑动区13、粘附区14和/或接触区域15时连带考虑到轧辊碾平作用。为了测定接触区域15和粘附区14，特别是可以使用轧制间隙模型11。已知了相应的轧制间隙模型11。纯粹示意性地参考Garber等人的开头所述的专业文献。在步骤S6中，计算机5测定与相对运动相关的磨损度分量dA。计算机5在步骤S6中在考虑到步骤S5中测定的滑动区13的情况下测定与相对运动相关的磨损度分量dA。特别是与相对运动相关的磨损度分量dA与滑动区13的长度L成比例。·在一个可选的步骤S7中，计算机5测定其它的磨损度分量，特别是热磨损度分量dT。为了测定第二磨损度分量，通常虽然接触区域15也很重要。然而，在滑动区13和粘附区14之间一般不必有区别。特别是可以根据在开头提及的欧洲专利申请10174341. 7中详细阐述的方法测定热磨损度分量dT。在步骤S8中，计算机5通过以下方法更新磨损度d，即，它将与相对运动相关的磨损度分量dA以及可能还有的其它的磨损度分量dT添加到迄今得出的磨损度d上。在步骤S9中，计算机5使用测定的磨损度d。例如，如果计算机5根据图I中的显示控制轧机，那么它能够在为被观察的轧机机座I测定调节变量S的范畴中应用测定的磨损度d。可替换地或者作为补充，计算机5能够将测定的磨损度d与允许的最大磨损度作比较，并且可能向操作者9发出警报，使得在某个(依据磨损度d测定的)轧辊更换时间点必须更换被观察的轧辊3。其它的方法也是可能的。在步骤SlO中，计算机5检查是否已结束对轧件2的轧制。如果不是，计算机5返回到步骤S4，从而它重新执行步骤S4至S10。从以上实施方式中可以看出，计算机5只为一个轧件部段16算出与相对运动相关的磨损度分量dA并且可能还算出其它的磨损度分量dT，该轧件部段在相应地经历由步骤S4至SlO构成的循环运行期间在所观察的轧机机座I中被轧制。因此，计算机5在步骤S6中根据以下关系式测定与相对运动相关的磨损度分量dA，正如图2的步骤S6中所述的那样，dA=c · I · L · Z其中，c是与过程变量P无关的调节因数，I是相应的轧件部段16的长度，并且Z是另一个与过程变量P相关的作用变量。可以以各种不同的方式实现对其它作用变量Z的测定。下面结合图4阐述一种测定其它作用变量Z的可能的操作方法。根据图4，计算机5在步骤S21中根据过程变量P、轧件变量Wl和轧机机座变量W2、例如轧件2的温度和化学成分，并结合轧件2的几何外形和所希望的道次压下量，来测定轧制间隙中的压力分布。为此也可以使用轧制间隙模型11。对于专业技术人员来说，这种轧制间隙模型11的设计方法是已知的。
在步骤S22中，计算机5根据过程变量P、轧件变量Wl和轧机机座变量W2、例如轧辊直径、轧辊转数、轧件几何外形和轧件温度，来测定所观察的轧辊3的上限温度。该上限温度(至少基本上)等于被观察的轧辊3的表面在与轧件2接触期间提升至的那个温度。对于专业技术人员来说，相应的轧辊模型是已知的。在步骤S23中，计算机5就依据轧辊3的上限温度测定所观察的轧辊3的表面硬度。在步骤S24中，计算机5测定另一个作用变量Z。例如计算机5能够按照步骤S24的设计方案测定另一个作用变量Z :-根据轧制间隙中的压力分布，特别是与轧制间隙中的压力分布成比例，-根据所观察的轧辊3的表面硬度，例如通过以下方式，即，另一个作用变量Z越小，表面硬度越大，
-根据其它的过程变量(特别是轧制间隙润滑度)或者-根据一种组合的操作方法来测定。在步骤S6中，计算机5按照以下已阐述的关系式测定与相对运动相关的磨损度dA dA=c · I · L · Z。测定轧制间隙中的压力分布的计算量相对较大。因此，根据图4的方法优选地按照图5设计而成。根据图5，计算机在获取过程变量P以后在步骤S31中检查这些过程变量P是否发生了变化。如果是这种情况，则计算机5在步骤21中测定轧制间隙中的压力分布，并且在步骤S32中将其存储在存储器17 (见图I)中。如果过程变量P未发生变化，那么计算机5从步骤S31过渡到步骤S33，其中，计算机5在不重新进行测定的情况下从存储器17中读取轧制间隙中的压力分布。在第一次执行完步骤S31时必须确保计算机过渡到步骤S21和S32。这例如可以通过以下方式实现，即计算机5将过程变量P在初始化时(即还在轧件2的第一部段16被轧制之前)设置为无意义的值，例如将轧制力FW设置为值O。如果在应用轧件2的流动应力的情况下实现了对与相对运动相关的磨损度分量dA的测定，那么优选地时不时地更新摩擦系数和/或流动应力。如果在根据本发明的测定方法之外更新了摩擦系数和/或流动应力-例如在轧制力模型或轧制图表计算的范畴中-有可能的是，将这些值分别都接收到根据本发明的测定方法中。可替换地，可以调整用于测定磨损度d的测定方法。图6和7示出两种优选的操作方法。根据图6，计算机5根据过程变量P、轧件变量Wl和轧机机座变量W2通过轧制间隙模型11在步骤S41中测定轧制间隙中的压力分布、预期的轧制力FW’和预期的超前量V’。过程变量P通常还包括轧制力FW和超前量V。轧制力FW通常是用测量技术获取的。然而在步骤S41的范畴中却不使用轧制力FW、即实际的轧制力。在执行步骤S41时，可替换地会利用轧件2的流动曲线，它不仅参与对压力分布的测定，也还参与对预期的轧制力FW’和预期的超前量V’的测定。由于与相对运动相关的磨损度分量dA与轧制间隙中的压力分布相关，因此依据流动曲线测定与相对运动相关的磨损度分量dA。在这种情况下，这种关联关系是间接的自然属性。可替换地，在某些条件下可以是直接的关联关系。因此，计算机5可以根据图6在步骤S42中将由它测定的预期的轧制力FW’与实际的轧制力FW作比较。如果存在(明显的偏差)，那么计算机5过渡到步骤S43。在步骤S43中，计算机5依据检测的轧制力FW和预期的轧制力FW’跟踪流动曲线。图7基本上是从图6出发。但是用步骤S46和S47替换了步骤S42和S43。在图7的设计方案中，前提是除了轧制力FW还提供了超前量V作为实际的测量变量，即被获取。相反地，在步骤S41中测定预期的超前量V’却是在不利用实际超前量V的情况下实现的。可替换地，是在应用轧件2的流动曲线和相对于所观察的轧辊3的摩擦系数的情况下测定预期的超前量V’的。正如已经描述的那样，是在也同时利用流动曲线的情况下实现对预期的轧制力FW’的测定的。摩擦系数-和流动曲线一样-参与对与相对运动相关的磨损度dA的测定。特别是摩擦系数参与对滑动区13的测定。因此，在步骤S46中-除了轧制力FW和预期的轧制力FW’之外-还将实际的超前量V和预期的超前量V’相互比较。在存在明显偏差的情况·下，计算机5过渡到步骤S47。在步骤S47中，计算机5依据轧制力FW、预期的轧制力FW’、超前量V和预期的超前量V’跟踪流动曲线和摩擦系数。特别是能够借助非线性的优化程序(图中未示出)实现跟踪。根据图6和7的操作方法可以相互组合。特别是有可能的是(见图8)，为多机架的轧辊机的某些轧机机座I不仅提供轧制力FW还提供超前量V作为所测的过程变量P，而为该轧辊机的其它轧机机座I只提供轧制力FW、却不提供超前量V作为测量变量。根据图8所示，例如在前方的轧机机座I中只获取相应的轧制力，而在后方的轧机机座I中不仅获取相应的轧制力FW还-通过环状升降机滚轮10和卷取机18的转数nS，nH-获取相应的超前量V。为了能够为其中只获取轧制力FW，却不获取超前量V的轧机机座I跟踪摩擦系数，例如可以根据图9和10修改根据图6和7的操作方法。其中，图9是对图7的修改，图10是对图6的修改。根据图9，为了其中一个也获取超前量V作为测量变量的轧机机座1，在步骤S51中为其它的轧机机座I提供跟踪得到的摩擦系数。根据图10，在步骤S56中获取由轧机机座I提供的摩擦系数，在该轧机机座中未获取超前量，并且从中测定合适的摩擦系数。例如可以在步骤S56中利用合适的因数按比例测算出摩擦系数。根据图8，轧件2首先穿行过其中只获取轧制力FW，却不获取超前量V的轧机机座1，并且后来才穿行过其中不仅获取轧制力FW还获取超前量V的轧机机座I。特别是前方的轧机机座I可以是初轧机的初轧机架，后方的轧机机座I可以是精轧机的精轧机架。本发明具有许多优点。特别是根据本发明的操作方法使得能够很好地并且可靠地预期与相对运动相关的磨损度分量dA。此外，特别是结合根据欧洲专利申请10174341. 7的原理对热磨损度分量dT进行测定提供以下可能性，即能够预设一个唯一的磨损模型12，它能够用于多机架的轧辊机的所有轧机机座I。其中，该磨损模型12根据图I所示能够包含轧制间隙模型11。可替换地，轧制间隙模型11可以被安置在磨损模型12外面，例如在轧制图表计算装置以内。此外，相对于过程变化能有更好的敏感度，例如轧制间隙润滑度的变化或者轧件2和被观察的轧辊3之间的摩擦系数中的其它变化。还能够更好地模拟轧制间隙润滑度对磨损度d的影响。优选地在热轧平面轧件2时应用本发明。然而同样也可以在冷轧平面轧件2时应用本发明。不仅在热轧还有冷轧其它类型的轧件2时也可以应用本发明，例如杆状的轧件2或者外形独特的轧件2。此外，上面没有论及在平面轧件2的情况下在宽度方向上测定的与相对运动相关的磨损度分量dA (和也许还有其它的磨损度分量dT)是带有空间分辨率的还是不带有空间分辨率的。不言而喻地，这两种操作方法都是可以的。
尽管通过优选实施例更详尽阐述和描述本发明的细节，本发明却不局限于公开的例子，并且可以由专业技术人员在不离开本发明的保护范围的情况下推导出其它的变化方案。
权利要求
1.一种用于轧制轧件(2)的第一轧机机座(I)的轧辊(3)的磨损度(d)的测定方法， -其中，在所述第一轧机机座(I)中轧制所述轧件(2)期间，获取描述轧制过程的过程变量(P)， -其中，根据所述过程变量(P)结合描述所述第一轧机机座(I)的轧机机座变量(W2)和描述所述轧件的轧件变量(Wl)实时地测定所述第一轧机机座(I)的所述轧辊(3)的所述磨损度(d)， -其中，测定的所述磨损度(d)包括各一个与相对运动相关的磨损度分量(dA)，用于所述轧件(2)的轧件部段(16)， -其中，根据所述过程变量(P)结合描述所述第一轧机机座(I)的所述轧机机座变量(W2)和描述所述轧件的所述轧件变量(Wl)测定各一个滑动区(13)，用于所述轧件部段(16)，在所述滑动区内，所述轧件(2)在与所述轧辊(3)相对运动的情况下在轧辊表面上滑动，并且 -其中，在考虑相应的所述滑动区(13)的长度(L)的情况下测定相应的所述与相对运动相关的磨损度分量(dA)。
2.根据权利要求I所述的测定方法，其特征在于，根据以下关系式测定相应的所述与相对运动相关的磨损度分量(dA)， dA = c. I · L · Z 其中，dA表示相应的所述与相对运动相关的磨损度分量、c表示与所述过程变量(P)无关的调节因数、I表示相应的所述轧件部段(16)的长度，L表示所述滑动区(13)的长度，并且Z表示与所述过程变量(P)相关的另一个作用变量。
3.根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于，所述另一个作用变量(Z)与轧制间隙中的压力分布相关。
4.根据权利要求3所述的测定方法，其特征在于， -在第一次获取所述过程变量(P)时根据所述过程变量(P)结合所述轧机机座变量(W2)和所述轧件变量(Wl)测定所述轧制间隙中的压力分布， -存储测定的压力分布， -在后来获取所述过程变量(P)时根据所述过程变量(P)检查所述过程变量(P)是否发生了变化，并且 -依据所述过程变量(P)是否发生变化，决定是根据新的过程变量(P)结合所述轧机机座变量(W2)和所述轧件变量(Wl)重新测定所述轧制间隙中的压力分布，或者还是应用所述轧制间隙中所存储的压力分布。
5.根据权利要求2，3或4所述的测定方法，其特征在于，所述另一个作用变量(Z)与所述轧辊(3)的表面硬度相关。
6.根据权利要求5所述的测定方法，其特征在于，根据所述过程变量(P)结合所述轧机机座变量(W2)和所述轧件变量(Wl)实时地测定上限温度，所述轧辊(3)的表面在与所述轧件(2)接触期间会升温至所述上限温度，并且依据测定的所述上限温度测定所述轧辊(3)的表面硬度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的测定方法，其特征在于，在测定所述滑动区(13)时要考虑到轧制间隙润滑度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的测定方法，其特征在于，在为所述第一轧机机座(1)测定调节变量(S)的范畴中应用测定的所述磨损度(d)，和/或将所述磨损度考虑用于测定轧辊更换时间点。
9.根据权利要求I至8中任一项所述的测定方法，其特征在于， -所述过程变量(P)包括在轧制所述轧件(2)时出现的轧制力(FW)， -检测所述轧制力(FW)， -在应用所述轧件(2)的流动曲线的情况下测定预期的轧制力(FW’)， -直接地或者间接地依据所述流动曲线测定相应的所述与相对运动相关的磨损度分量(dA)，并且 -依据检测的轧制力(FW)和预期的轧制力(FW’ )跟踪所述流动曲线。
10.根据权利要求I至8中任一项所述的测定方法，其特征在于， -所述过程变量(P)包括在轧制所述轧件(2)时出现的轧制力(FW)和在轧制所述轧件(2)时出现的超前量(V), -检测所述轧制力(FW)和所述超前量(V)， -在应用所述轧件(2)的流动曲线和所述轧件(2)的相对于所述轧辊(3)的摩擦系数的情况下测定预期的轧制力(FW’ )和预期的超前量(V’)， -直接地或者间接地依据所述流动曲线和所述摩擦系数测定相应的所述与相对运动相关的磨损度分量(dA)，并且 -依据所述检测的轧制力(FW)、所述预期的轧制力(FW’)、所述检测的超前量(V)和所述预期的超前量(V’ )跟踪所述流动曲线和所述摩擦系数。
11.根据权利要求10所述的测定方法，其特征在于，针对第二轧机机座(I)的轧辊(3)实施类似于权利要求9所述的测定方法，并且根据为所述第一轧机机座(I)跟踪的摩擦系数确定所述轧件(2 )的相对于所述第二轧机机座(I)的所述轧辊(3 )的、在测定所述第二轧机机座(I)的所述轧辊(3)的磨损度(d)的范畴中所应用的摩擦系数。
12.根据权利要求11所述的测定方法，其特征在于，所述轧件(2)首先穿行过所述第二轧机机座(I )，并且然后才穿行过所述第一轧机机座(I )。
13.根据权利要求12所述的测定方法，其特征在于，所述第二轧机机座(I)是初轧机的初轧机架，并且所述第一轧机机座(I)是精轧机的精轧机架。
14.一种电脑程序产品，包含机器代码(8 )，所述机器代码能够由计算机(5 )直接处理，并且通过所述计算机(5)处理所述机器代码，使得所述计算机(5)实施一种测定方法，所述测定方法具有根据前述权利要求中任一项所述的测定方法的所有步骤。
15.一种计算机，其特征在于，所述计算机这样设计，即所述计算机实施一种测定方法，所述测定方法具有根据权利要求I至13中任一项所述的测定方法的所有步骤。
16.一种轧机，所述轧机包括至少一个用于轧制轧件(2)的轧机机座(I)，其特征在于，所述轧机装备有根据权利要求15所述的计算机(5)。
全文摘要
本发明涉及一种用于轧辊的与相对运动相关的磨损度的测定方法。在轧机机座(1)中轧制轧件(2)期间，获取描述轧制过程的过程变量(P)。根据过程变量结合描述轧机机座的轧机机座变量(W2)和描述轧件的轧件变量(W1)实时地测定轧机机座(1)的轧辊(3)的磨损度(d)。测定的磨损度包括各一个与相对运动相关的磨损度分量(dA)，用于轧件的轧件部段(16)。根据过程变量结合描述轧机机座的轧机机座变量(W2)和描述轧件的轧件变量(W1)测定各一个滑动区(13)，用于轧件部段，在这个滑动区内，轧件在与轧辊相对运动的情况下在轧辊表面上滑动。在考虑相应的滑动区的长度(L)的情况下测定相应的与相对运动相关的磨损度分量。
文档编号B21B38/00GK102886385SQ201210257089
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月23日 优先权日2011年7月22日
发明者约翰内斯·达格内 申请人:西门子公司