用于轧机列的控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于轧机列的控制方法，在轧机列的轧机机座（2）之前分别为带钢（1）的部段（6）测定温度（T），且利用预测水平线（PH1）在轧制时刻进行预测。预测水平线（PH1）与多个带钢部段（6）一致。在使用预测的温度（T’）时，预测运行侧和驱动侧的材料模型（M）。借助调整装置（10）可在运行侧和驱动侧影响轧机机座（2）的轧辊间隙。调整装置（10）在轧制相应的带钢部段（6）期间在考虑材料模型（M）的情况下受控。在轧机机座（2）中轧制相应的带钢部段（6）的时刻为了使运行侧和驱动侧的轧辊间隙控制器（20）参数化由调整装置（10）引入材料模型（M）。为预测水平线（PH1）设定用于控制装置（10）的控制参量曲线走向（S（t）），其影响由轧机机座（2）的工作轧辊（9）所形成的轧辊间隙的外形。在使用预测的温度（T’）和设定的调整参量曲线走向（S（t））的情况下，为预测水平线（PH1）预测轧辊间隙外形（W），其在轧制带钢部段（6）时由轧机机座（2）的工作轧辊（9）形成。设定的调整参量曲线走向（S（t））根据预测的轧辊间隙外形（W）和相应的额定外形（W*（t））进行优化。优化了的调整参量曲线走向（S（t））的当前值相应于控制参数（P），并被预定给调整装置（10）作为调整参量（S）。
【专利说明】用于轧机列的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于轧机列的控制方法，其中作用于该轧机列的第一轧机机座的调整装置在轧制带钢部段期间在考虑至少一个控制参数的情况下被控制。
[0002]本发明还涉及一种计算机程序，其包括机器代码，该机器代码能由用于轧机列的控制计算机直接执行，并且通过控制计算机对机器代码进行的执行导致控制计算机执行这种控制方法。
[0003]本发明还涉及一种用于轧机列的控制计算机，这样对控制计算机进行编程，使得它在运行中执行这种控制方法。
[0004]本发明还涉及一种用于轧制带钢的轧机列，该轧机列包括至少一个第一轧机机座并配备有一个这样的控制计算机。
【背景技术】
[0005]带钢宽度和长度上的温度波动会导致轧制操作时的极大干扰。由于材料硬度变化会导致轧制力中的改变，该轧制力可再度导致其他的机座反应，这些反应在其自身方面会导致轧辊间隙外形的变化。这种机座反应例如是轧辊压扁、轧辊弯曲和机座弹性变形。此夕卜，由于工作轧辊与不同温度的带钢接触而产生轧辊弯度的变化。这也对轧辊间隙的几何外形有影响。如果不考虑轧辊间隙外形的这种变化，会产生厚度的、外形的和平整度的公差。
[0006]对轧机列的已知的额定值计算(轧制道次计划计算)在纵向上只能有限地(头部的、带钢的和底部的温度)检测温度变化，而在带钢宽度的方向上完全不能检测。到目前为止，这种效果部分地借助自动的轧棍间隙调整(AGC=automatic gauge control)来补偿,其通过机座反应至少部分地控制设定的偏差。此外技术上已知的是，在该技术中在多机座的轧机列的第一轧机机座中应用轧制力测量，以便预先控制剩余的轧机机座。
[0007]这两种操作方法都有缺点。因此轧辊间隙调整(AGC)不能对带钢宽度上的温度图形的波动做出反应。主要是没有考虑材料强度的非对称性(例如由于温度楔(Temperaturekeil)所引起的)和与之相连的机座反应中的非对称性。取决于原理地,借助在轧机列的第一轧机机座内的轧制力测量对多机座的轧机列的轧机机座的预先控制不适用于单机座的轧机列。
[0008]以特定的程度，这一问题在组合的铸坯轧制设备中暴露出来，其中没有或只有有限的用于带钢中温度波动的补偿可能性，这样温度图形(在长度和/或带钢宽度上)直至到达该轧机机座或这些轧机机座中没有得到补偿。即使在热轧宽带钢机列中，也会出现温度的变化，例如由于所谓的Skidmak或炉子中钢锭的不均匀加热引起。
[0009]由DE10156008A1和内容相同的US2004/205951A1中已知了 一种用于轧机列的控制方法，
[0010]-其中在第一轧机机座前分别为带钢的带钢部段测定带钢部段所具有的温度，
[0011]-其中借助带钢模型，将带钢部段的、对于在第一轧机机座中轧制相应的带钢部段的时刻的温度实时地一起计算在内。
[0012]从DE10156008A1中，利用该目的来实现单纯地测定带钢部段的温度特性和也可能的相位转变，即可以适当地调节带钢加热和/或带钢冷却。在DE10156008A1中没有提出将所测定的温度用在作为这种过程的轧制过程的范畴中。
[0013]由W02008/043684A1中已知一种用于轧机列的控制方法，
[0014]-其中在轧机列的第一轧机机座之前分别为带钢的带钢部段测定带钢部段所具有的温度，
[0015]-其中借助带钢模型，根据所测定的温度预测带钢部段的、对于在第一轧机机座中轧制相应的带钢部段的时刻的温度，
[0016]-其中在使用带钢部段的预测的温度的情况下，测定用于在第一轧机机座中轧制带钢部段的至少一个相应的控制参数，
[0017]-其中作用于第一轧机机座的调整装置在轧制相应的带钢部段期间在考虑相应的所测定的控制参数的情况下被控制。
[0018]由对于JP61289908A的日本专利摘要中已知了 一种用于轧机列的控制方法，其中-除了上面提到的，结合W02008/043684A1中所述的特征-实现这些特征，
[0019]-在使用对于在第一轧机机座中轧制相应的带钢部段的时刻的预测的温度情况下，为带钢部段预测相应的当前在运行侧的和相应的当前在驱动侧的材料模块，
[0020]-借助调整装置可在运行侧和驱动侧影响第一轧机机座的轧辊间隙，
[0021]-材料模块相应于控制参数，并在第一轧机机座中轧制相应的带钢部段的时刻，为了使运行侧和驱动侧的轧辊间隙控制器参数化而由调整装置控制引入材料模块，
[0022]-借助带有第一预测水平线的带钢模型，预测带钢部段的、对于在第一轧机机座中轧制相应的带钢部段的时刻的温度。
[0023]由DE3515429A1中已知，在测定待预期的轧制磨损时考虑待轧制的带钢的在带钢宽度上的温度分布。
[0024]由EP2301685A1中已知一种(此外)用于轧机列的控制方法，
[0025]-其中在轧机列的第一轧机机座之前分别为带钢的带钢部段测定带钢部段所具有的温度，
[0026]-其中借助带钢模型，根据所测定的温度预测带钢部段的、对于在第一轧机机座中轧制相应的带钢部段的时刻的温度，
[0027]-其中在使用带钢部段的预测的温度的情况下，测定用于在第一轧机机座中轧制带钢部段的至少一个相应的控制参数，
[0028]-其中作用于第一轧机机座的调整装置在轧制相应的带钢部段期间在考虑相应的所测定的控制参数的情况下被控制。
【发明内容】
[0029]本发明的目的在于，提供这些可能性，借助于它们，当带钢的、也在带钢宽度上的可变形性-例如基于温度和/或硬化差异-变化时，可以以特别有利的方式考虑在轧制带钢时的带钢的温度曲线走向。
[0030]该目的通过带有权利要求1所述的特征的控制方法来实现。根据本发明的控制方法的有利的设计是从属权利要求2至11的对象。
[0031 ] 根据本发明，在用于轧机列的控制方法中提出，
[0032]-第一预测水平线与多个在第一轧机机座中待轧制的带钢部段一致，
[0033]-为第一预测水平线设定用于调整装置的调整参量曲线走向，
[0034]-借助调整参量曲线走向影响由第一轧机机座的工作轧辊所形成的轧辊间隙的外形，
[0035]-借助用于第一轧机机座的轧机机座模型，在使用带钢部段的预测温度和用于与第一预测水平线一致的带钢部段的设定的调整参量曲线走向的情况下，预测相应的轧辊间隙外形，该轧辊间隙外形在轧制相应的带钢部段时由第一轧机机座的工作轧辊构成，
[0036]-设定的调整参量曲线走向根据为带钢部段预测的轧辊间隙外形和相应的额定外形进行优化，以及
[0037]-优化的调整参量曲线走向的当前的相应于控制参数并被预定给调整装置作为调
整参量。
[0038]通过这种设计，特别是在轧辊间隙的外形调整时可以考虑带钢的温度变化。
[0039]根据本发明的操作方法由此还可以进一步改进，
[0040]-带钢模型包括材料模型，借助于它分别对于在第一轧机机座中轧制相应的带钢部段的时刻为在第一轧机机座中待轧制的带钢部段预测待预期的、不同于该温度的材料属性，以及
[0041]-在测定至少一个控制参数时考虑预测的材料属性。
[0042]在一些情况下能够将带钢部段的温度作为标量来预测。然而通常情况下这是有利的，即带钢部段的、借助带钢模型预测的温度在带钢宽度方向上是区域解析的(ortsaufgeloest)0在这种情况下优选的是，为带钢部段所测定的温度已经在带钢宽度方向上是区域解析的。
[0043]根据本发明的操作方法由此还可以进一步改进，
[0044]-将至少一个预测的温度提供给轧制力模型，
[0045]-借助轧制力模型，在使用用于与第一预测水平线一致的带钢部段的预测温度的情况下，预测在第一轧机机座中轧制相应的带钢部段分别所需的轧制力，以及
[0046]-借助轧机机座模型在使用预测的轧制力的情况下预测轧辊间隙外形。
[0047]用于影响轧辊间隙外形的调整装置可以根据需要而被设计。特别的是，可以考虑轧辊反向弯曲和/或轧辊偏移。优选的是，调整装置包括轧辊冷却装置。该轧辊冷却装置特别是可以在带钢宽度方向上被区域解析地控制。
[0048]可能的是，利用第二预测水平线也对于轧机列的、后接于第一轧机机座的第二轧机机座执行该控制方法。在这种情况下，带钢在第一轧机机座中从第一进入厚度被轧制成第一离开厚度，并且在第二轧机机座中从第二进入厚度被轧制为第二离开厚度。
[0049]可能的是，第一离开厚度和/或第二进入厚度根据特定带钢部段特定地来确定。通过这种操作方法，特别是在进行的轧制操作中可以进行在第一和第二轧机机座之间的负载再分配。
[0050]用于第二轧机机座的预测水平线也可以根据需要来测定，但是该预测水平线必须-类似于用于第一轧机机座的预测水平线-这样被确定大小，即其与多个带钢部段相一致，即在第二轧机机座的预测水平线期间在第二轧机机座内轧制多个带钢部段。优选的是，第二预测水平线这样被确定大小，在第二预测水平线期间，在第一轧机机座和第二轧机机座中轧制多个带钢部段。特别的是，用于第一和第二轧机机座的预测水平线可以这样被确定大小，即预测的水平线的差相应于带钢部段从第一轧机机座到达第二轧机机座所需要的时间。预测水平线从某种程度上说可以位于相同的、主要是布置在第一轧机机座上的位置上。
[0051 ] 用于原材料工业设备的模型通常是有错误的，这是因为结合仅仅可能有限地获取数据进行模型化的过程很复杂。为了能够实时地纠正这种错误，优选地提出
[0052]-带钢模型和/或其他的、在测定至少一个控制参数的范畴中使用的模型能借助模型参数参数化，
[0053]-除了在测定至少一个控制参数的范畴中在使用可参数化的模型的情况下测定的参量，实时地测定所测定参量与模型参数在功能方面的相关性，
[0054]-在使用借助可参数化的模型测定的参量的情况下，为带钢部段实时地测定用于测量值的预期值和预期值与模型参数在功能方面的相关性，
[0055]-借助布置在第一轧机机座前面、上面或后面的测量装置，为带钢部段分别实时地检测相应的测量值，
[0056]-根据测量值、预期值和预期值与模型参数在功能方面的相关性，重新测定模型参数，
[0057]-可参数化的模型根据重新确定的模型参数重新参数化，以及
[0058]-在测定至少一个控制参数的范畴中在使用可参数化的模型的情况下，为带钢部段实时地追踪已经测定的参量。
[0059]由此可特别实现，在正在进行的轧制操作中、即在轧制带钢部段时可以调节有缺陷的模型。
[0060]该目的还通过一种具有权利要求12所述特征的计算机程序来实现。根据本发明，通过控制计算机对机器代码进行的执行导致控制计算机执行根据本发明的控制方法。
[0061]该目的根据本发明还通过一种具有权利要求13所述特征的控制计算机来实现。根据本发明这样对控制计算机编程，从而使得其在运转中执行根据本发明的控制方法。
[0062]该目的根据本发明还通过一种具有权利要求14所述特征的轧机列来实现。
[0063]根据本发明，轧机列用于轧制带钢，其包括至少一个第一轧机机座，并且配备有根据本发明的编程的控制计算机。
【专利附图】
【附图说明】
[0064]根据以下对实施例结合附图的描述得出了其他的优点和细节。在原理示意图中示出:
[0065]图1轧机列，
[0066]图2和3流程图，
[0067]图4第一轧机机座，
[0068]图5框图，
[0069]图6流程图，[0070]图7框图，
[0071]图8流程图，
[0072]图9框图，
[0073]图10流程图，
[0074]图11框图，
[0075]图12流程图，
[0076]图13框图，
[0077]图14和15不同时刻的各一个带钢部段，
[0078]图16多机座的轧机列，
[0079]图17进入和离开厚度曲线走向，
[0080]图18流程图以及
[0081]图19多机座的轧机列。
【具体实施方式】
[0082]根据图1用于轧制带钢I的轧机列具有第一轧机机座2。该第一轧机机座2可以是该轧机列的一个唯一的轧机机座。替代的可存在其他的轧机机座。带钢I通常是金属带钢，例如钢带钢、铝带钢、镁带钢或铜带钢。也可考虑其他金属和金属合金。
[0083]该轧机列也进而和第一轧机机座2由控制计算机3控制。控制计算机3利用计算机程序4编程。计算机程序4包括机器代码5，该计算机程序可由控制计算机3直接执行。机器代码5的执行由控制计算机3-即控制计算机3的运转-引起，即控制计算机3至少执行该控制方法的至少一个-也可能多个_，该控制方法在下面结合图2至19被进一步解释。
[0084]根据图2，控制计算机3在步骤SI中分别为带钢I的带钢部段6接收温度T。可能的是(甚至通常的是)，根据图1借助温度测量装置7以测量技术测定带钢部段6的温度。替代的是，可进行其他的测定-特别是计算_。
[0085]不依赖于通过哪种方式测定带钢部段6的温度T，然而对于地点X进行步骤SI的测定，该地点位于第一轧机机座2之前。温度T表征相应的带钢部段6在一个时刻的相应的温度T，相应的带钢部段6在该时刻还位于第一轧机机座2之前。
[0086]此外，控制计算机3基于利用计算机程序4的编程实现带钢模型8。该带钢模型8借助数学物理的方程式至少将带钢I的温度特性模型化。特别是借助用于带钢部段6的带钢模型8对导热方程求解。在对导热方程求解的范畴中，特别考虑在带钢I内部的内部导热以及带钢I与其周围环境的相互作用，例如与冷却和加热装置、氧化皮清理机(Zunderwaescher)、与输送棍的接触、与第一轧机机座2的工作轧棍9的接触等等的相互作用。此外，如果需要，结合导热方程还可对相位转变方程求解。相应的操做方法为专业人员普遍已知。例如在DE10129565A1或在内容相同的US6860950B2中说明了一个有利的导热方程。例如在EP1711868B1或在内容相同的US7865341B2中说明了一个有利的相位转变方程。也许在带钢模型8内可包含其他的模型。
[0087]借助带钢模型8，控制计算机3在步骤S2内因此根据所测定的温度T预测带钢部段6的、对于在第一轧机机座2中轧制相应的带钢部段6的时刻的温度。预测的温度附有参考标记T’，用于与测定的温度T相区别。[0088]该预测通过预测水平线PHl来进行，下面将称为第一预测水平线PHl。第一预测水平线PHl相应于时间增量的数量，带钢模型8经过其预测温度T’，其中在每个时间增量内，带钢部段6分别在第一轧机机座2中被轧制。
[0089]第一预测水平线PHl最小地包括一个单独的时间增量。最小的预测水平线PHmin因此这样被确定，即对带钢部段6的温度预测赶在在单个的时间增量之前。在这种情况下，在第一预测水平线PHl期间在第一轧机机座2中轧制单个的带钢部段6，即前面紧邻的带钢部段6。在本发明的一些设计中-这在之后会进一步解释-第一预测水平线PHl然而这样被确定大小，即在第一预测水平线PHl期间在第一轧机机座2中轧制多个带钢部段6，例如五个、八个、十个或更多的带钢部段6。
[0090]在步骤S3内，控制计算机3在使用带钢部段6的预测的温度T’的情况下，分别测定至少一个用于在第一轧机机座2中轧制相应的带钢部段6的控制参数P。在步骤S4内，控制计算机3控制调整装置10。调整装置10作用于第一轧机机座2。调整装置10的控制在轧制相应的带钢部段6期间在考虑为当前待轧制的带钢部段6测定的控制参数P的情况下实现。
[0091]图2中的操作方法在下面将借助一个例子再次解释。
[0092]假设，在特定的时刻为确定的带钢部段6测定确定的温度T，例如在技术测量方面检测(步骤SI)。相应的带钢部段6在它的运输期间通过轧钢机列。一起连续地计算对于相应的带钢部段6所预期的温度T’(步骤S2)，其中支撑模型的温度预测领先于相应的带钢部段6的位置至少一个时间增量。在该时刻，即在所关注的带钢部段6最近地位于第一轧机机座2前面的时刻-在第一轧机机座2中轧制前面紧邻的带钢部段6_，测定用于所关注的带钢部段6的控制参数P。控制参数P因此及时地被控制计算机3已知，从而当所关注的带钢部段6在第一轧机机座2中被轧制时，控制计算机3在调整装置10的控制中可以考虑控制参数P。可替代地，对控制参数P的测定包括紧邻第一轧机机座2之前的带钢部段6的预测的温度T’或者-如果第一预测水平线PHl大于最小的预测水平线PHmin-附加地包括其他的带钢部段6的预测的温度T’。
[0093]图2中的操作方法通常按节拍地执行，例如以在0.1秒和0.5秒之间的、通常是大约0.2秒至0.3秒之间的时间节拍执行。利用相应的时间节拍为新的带钢部段6测定温度T，并且因此被控制计算机3已知。温度预测之后支撑模型地进行。
[0094]对于本发明的一些设计，控制计算机3也需要预测的温度T’以及也可能的其他带钢部段6的其他特性和/或第一轧机机座2的所预测的特性。只要涉及在所关注的带钢部段6之后待轧制的带钢部段6，它们的温度和特性就被控制计算机3已知，如果它们位于第一预测水平线PHl的内部的话。例如在八个带钢部段6的第一预测水平线PHl中，在为确定的带钢部段6测定其温度T的时刻，根据之前已经进行的预测，控制计算机3已知了后续的七个带钢部段6的预期温度T’。换句话说:在八个带钢部段6的第一预测水平线PHl中在该时刻已知八个位于第一轧机机座2之前的带钢部段6的预测的温度T’。这些温度因此可以为了测定用于在第一轧机机座2中作为下一个而被轧制的带钢部段6的控制参数P而被考虑。只要涉及在所关注的带钢部段6之前待轧制的带钢部段6，控制计算机3由过去已知它们的温度和特性。
[0095]结合图3在下面进一步解释根据本发明的控制方法的一个可能的设计，其中第一预测水平线PHl这样被确定大小，即在第一轧机机座2中在第一预测水平线PHl期间轧制多个带钢部段6。纯示例性地在此假设，第一预测水平线PHl对应于八个带钢部段6。然而该尺寸只是用作说明，而并不应该理解为局限于强制性的八个带钢部段6。
[0096]根据图3-也如在图2中-存在步骤S1，S2和S4。对于步骤SI和S4不需要进一步的解释。对于步骤S2只需要提到的是，在图3的步骤S2的范畴内，步骤S2利用多个-纯示例性地八个-带钢部段6的第一预测水平线PHl执行。在图3的步骤S2的范畴内，因此为所有带钢部段6预测相应的温度T’，这些带钢部段在所关注的时刻直至八个带钢部段6位于第一轧机机座2之前。图2的步骤S3在图3中通过步骤S6至SlO执行。特别是在图3中的设计的范畴内假设，这样设计调整装置10，使得借助于它可以调整-即在宽度上来看第一轧机机座2的工作轧辊9的彼此间隔-轧辊间隙的外形。例如调整装置10可以根据此目的被设计为轧辊移动装置和/或轧辊反向弯曲装置。根据图4，调整装置10-可能唯一地、替代地除了轧辊移动和/或轧辊反向弯曲装置-包括轧辊冷却装置11。该轧辊冷却装置11可以相应于图4中的描述地特别是在带钢宽度方向上区域解析地被控制。
[0097]在步骤S6中，根据图3设定用于调整装置10的调整参量曲线走向S(t)。即设定调整参量S的时间变化。为第一预测水平线PHl-即为所关注的带钢部段6和七个在所关注的带钢部段6后面的带钢部段6-设定调整参量曲线走向S(t)。借助调整参量曲线走向
S(t)_相应于调整装置10的性质-影响轧辊间隙的外形。特别是例如通过轧辊冷却装置11可以调整工作轧辊9的热凸度。
[0098]在步骤7中给调整参量优化器12-见图5-提供
[0099]-预测的温度T’，位于第一预测水平线PHl内的带钢部段6对于在第一轧机机座2中轧制相应的带钢部段6的时刻具有该预测的温度，
[0100]-用于第一预测水平线PHl的调整参量曲线走向S(t)。
[0101]调整参量优化器12是由控制计算机3实施的软件块。此外，它包括轧机机座模型
13。该轧机机座模型13特别地将工作轧辊9的热凸度和工作轧辊9的磨损模型化，该磨损是由于工作轧辊9与带钢I的接触而产生的。轧机机座模型13还将调整参量曲线走向S(t)对轧辊间隙的影响、例如轧辊冷却装置11对热凸度的影响模型化。
[0102]在步骤S8中，轧机机座模型13预测时间上的轧辊间隙外形曲线走向W (t)作为原始参量。在步骤8中，轧机机座模型13因此为位于第一预测水平线PHl内部的每个带钢部段6测定轧辊间隙外形W，即为相应的带钢部段6而产生。在使用提供给它的调整参量曲线走向S (t)和带钢部段6的预测的温度T’的情况下，轧机机座模型13测定轧辊间隙外形曲线走向W (t)。
[0103]轧辊间隙外形曲线走向W (t)根据图3和图5在评估器14内被评估，并由该评估器14在步骤S9内被优化。可能的是，如果这是优化所需要的，在更改了所设定的调整参量曲线走向S (t)之后实现重新调用轧机机座模型13。这在图5中用虚线表示。
[0104]为了优化调整参量曲线走向S (t)，将所测定的轧辊间隙外形曲线走向W (t)与额定外形曲线走向w* (t)对比。额定外形曲线走向w* (t)可以是固定的。与额定外形曲线走向W* (t)是否固定无关地，该优化的首要目的是确保带钢I的平整度。次要的是应该根据可能性轧制尽可能均匀的外形。
[0105]优选的是，根据图4将温度检测与带钢厚度检测和/或带钢外形检测联系在一起。在这种情况下，在一个外形和平整度模型中根据所检测的带钢厚度或所检测的带钢厚度外形，测定用于相应的带钢部段6的额定外形W*。
[0106]根据图5将优化的调整参量曲线走向S (t)提供给选择器15。在步骤SlO中，选择器15选择优化的调整参量曲线走向S (t)的当前值，即调整参量曲线走向S (t)的、为作为下一个待轧制的带钢部段6而测定的值。该值S相应于步骤S4的控制参数P，并在图3的步骤S4中被预定给控制装置10作为调整参量。
[0107]可能的是，调整参量优化器12 “忘记了 ”在图3的范畴中测定的优化的调整参量曲线走向S (t)。然而优选的是，即当下一个带钢部段6被处理时，对于相符的带钢部段6作为所设定的调整参量曲线走向S (t)，调整参量优化器12 “记住了”优化的调整参量曲线走向S (t),并在下一个工作节拍中使用它。
[0108]上面提到的结合图3至图5解释的操作方法可以通过一种如接下来结合图6和7所解释的设计进一步改进。
[0109]图6是图3的变型，图7是图5的变型。接下来只是进一步解释这些图中的区别。
[0110]根据图6，与图3相比附加地存在步骤Sll和S12。在步骤Sll中，给轧制力模型16提供由带钢模型8预测的温度T’。在步骤S12中，借助轧制力模型16在使用用于有关的带钢部段6的预测的温度T’的情况下预测轧制力F。轧制力模型16因此为每个在第一预测水平线PHl内待轧制的带钢部段6测定需要哪种轧制力F，以便将相应的带钢部段6从第一进入厚度dil轧制为所预期的第一离开厚度dol。同样给轧制力模型16提供对此必需的其他的参量，例如带钢I的化学成分、第一进入厚度dil、带钢宽度b、轧制速度V、进入和离开侧的拉力等等。
[0111]根据图6，图3中的步骤S7和S8由步骤S13和S14取代。在步骤S13中，给调整参量优化器12-也如在图3中的步骤S7中一样-提供预测的温度T’和设定的调整参量曲线走向S (t)。附加地在步骤S13中，给调整参量优化器12提供预测的轧制力F。在步骤S14中，调整参量优化器12在它的轧机机座模型13的范畴中类似于图3的步骤S8，为在第一预测水平线PHl内在第一轧机机座2中待轧制的带钢部段6，预测相应的轧辊间隙外形W。然而在步骤S14中，在预测轧辊间隙外形曲线走向W (t)时附加地考虑预测的轧制力F。
[0112]图6和7的操作方法还可以通过图8和9的操作方法进一步改进。
[0113]根据图8，图6中的步骤S2，S11和S12由步骤S16至S18取代。此外，带钢模型8根据图9具有温度模型17和材料模型18。借助温度模型17，在步骤S16中-如之前在步骤S2中通过带钢模型8那样-预测带钢部段6的温度T’。附加地在步骤S16中，借助材料模型18预测另一个材料属性，其对于相应的、在第一预测水平线PHl中在第一轧机机座2中待轧制的带钢部段6来说，在相应的带钢部段6在第一轧机机座2中被轧制期间是被预期的。其他的材料属性-显而易见的-与温度T’不同，但对于轧制相应的带钢部段6所需的轧制力F有影响。例如，其他的材料属性涉及相位转变度、材料硬化、再结晶或是涉及组织结构。
[0114]也许在温度发展和其他材料属性的发展之间会存在单向或双向反应的连接。在最先被提到的情况下，首先借助温度模型17在第一预测水平线PHl期间确定所关注的带钢部段6的温度的曲线走向，此后给材料模型18预定测定的时间的温度曲线走向，最后根据材料模型18测定其他的材料属性。在最后提到的情况下，逐步联系地进行测定分别被关注的带钢部段6的预测的其他材料属性和预测的温度T’。
[0115]在步骤S17中，给轧制力模型16-除了在步骤Sll中提到的值和参量-也提供相应的材料部段6的相应的其他的材料属性。在步骤S18中，在附加地也考虑其他材料属性的情况下，轧制力模型16预测所需的轧制力F。
[0116]因为其他的材料属性对预测的轧制力F有影响，而预测的轧制力F又对轧辊间隙外形W有影响，而轧辊间隙外形又对优化的调整参量曲线走向S (t)有影响，因此在图8和9的操作方法中，在测定当前发送到调整装置10上的调整参量S、即相应的调整参量P时，控制计算机3还考虑预测的其他的材料属性。
[0117]上述作为用于测定控制参数P的实例，解释了对调整参量S的测定，借助该调整参量影响由工作轧辊9构成的轧辊间隙的外形。接下来将结合图10和11解释根据本发明的控制方法的设计。该设计本身是可单独实现的。可替代地，图3至9的设计也能附加地实现。
[0118]图10是图2的一个可能的设计，在该设计中图4的步骤S2至S4被步骤S21至S23取代。
[0119]在步骤S21中-类似于步骤S2-，预测相应的带钢部段6的温度T’。然而与图2的步骤S2相区别，预测的温度T’在根据图10的操作方法中在带钢宽度方向上被区域解析。这种区域解析是这样的，即至少分别对于驱动侧(DS=Clrive side (驱动侧))和运行侧(0S=operator side (运行侧))预测自身的温度T’。
[0120]第一预测水平线PHl在图10的设计中可以是短小的。它甚至可以相应于最小的预测水平线PHmin。可替代地，该第一预测水平线PHl可以是较大的。
[0121 ] 在步骤S22中，在测定模块19-分开地对于运行侧和驱动侧-中，在使用为第一轧机机座2的用于带钢部段6的相应的侧面预测的温度T’的情况下，预测相应的当前的材料模块M,该材料模块在在第一轧机机座2中轧制相应的材料部段6的时刻被预期。相应的材料模块M基本上表征了在第一轧机机座2的相应侧上的相应带钢部段6的强度和可变形性。
[0122]借助调整装置10-更确切地说至少在限度内彼此独立地_，能分别控制控调整机构20(例如液压缸单元)，借助于它可以在驱动侧和运行侧将轧制力F施加到工作轧辊9上，并且因此可以影响轧辊间隙。根据图10和11，相应的材料模块M在步骤S23中在第一轧机机座2中轧制相应的带钢部段6时被预定给调整机构20。为了将在运行侧和运行侧的轧辊间隙控制参数化，在相应的时刻要将其引入。
[0123]类似于对图6和7的补充，通过图8和9的设计，图10和11的设计可以相应于图12和13进一步设计。根据图12，图10的步骤S21和S22被S27和S27取代。根据图13，带钢模型8还具有温度模型17和材料模型18。
[0124]借助温度模型17，在步骤S26-类似于图10中的步骤S21-中预测相应的带钢部段6的在运行侧和驱动侧的温度T’。在步骤S26-类似于图8中的步骤S16-中，借助材料模型18预测相应的带钢部段6在第一轧机机座2中进行轧制时的其他的材料属性。然而分开地为第一轧机机座2的驱动侧和运行侧预测其他的材料属性根据图13。
[0125]根据图13，给测定模块19提供相应的其他的材料属性。测定模块19因此测定相应的材料模块M，不仅在使用相应的预测的温度T’的情况下，还在使用相应的预测的其他的材料属性的情况下。
[0126]在图3至9的操做方法的范畴中可以实现的是，为带钢部段6预测的温度T’作为标量而被测定，即每一个带钢部段6分别只有一个值。这在图14中对于带钢部段6中的一个是明确的。在图14中对于不同的时刻显示出相应的带钢部段6的位置。在那里分别通过一个黑色的圆圈来表示对于相应的时刻预测的温度T’。在标量地预测温度T’时，理所当然还可以实现的是，在带钢宽度方向并不区域解析地进行(初次)测定在相应的带钢部段6的内部的温度T’。理所当然的，在图3至9的操做方法中可能的是，区域解析地测定温度T和预测温度T’。
[0127]相反，对于图10至13的操做方法必需的是，借助带钢模型8预测的带钢部段6的温度T’(也可能是其他的材料属性)在带钢宽度方向上被区域解析。通常可以实现的是，预测两个地点(也就是说左侧和右侧的带钢侧)或者-如在图15中所展示的-三个地点(左侧的和右侧的带钢侧和附加的带钢中间的)的温度T’。然而可替代地，更为准确的区域解析是可能的。
[0128]可能在这种情况下还可以实现的是，在带钢宽度方向上并不区域解析地进行对温度T-即在第一预测水平线PHl的起点处-的初次测定。例如这是可能的，当带钢I最初具有一个统一的温度T，但是在带钢宽度方向上具有厚度楔，因此与较厚的一侧相比，在薄侧更快地冷却。通常在这种情况下与在图11和13中的虚线的展示相对应地，在带钢宽度方向上区域解析地进行对带钢部段6的温度T的初次测定。
[0129]在一些情况下这是足够的，即轧机列具有单个的轧机机座，也就是说只存在第一轧机机座2。当进行带钢I的非常接近最终形状的浇铸时，例如借铸坯直接轧制时，单个的轧机机座则特别可以是足够的。然而在很多情况下存在多个轧机机座。例如多机座的精轧机列通常具有六或七个轧机机座。
[0130]在存在多个轧机机座的这种情况下，可能的是，根据图16对于第二轧机机座21也执行根据本发明的控制方法。这既适用于图3至9的操做方法也适用于图10至13的操做方法也适用于组合的操做方法。不局限于普遍性，根据图16还可以假设，第二轧机机座21后接于第一轧机机座2，这样带钢部段6首先在第一轧机机座2中、然后才在第二轧机机座21中被轧制。同样不局限于普遍性可以假设，带钢I或带钢部段6在第一轧机机座2中从第一进入厚度dil被轧制成第一离开厚度dol上、并且在第二轧机机座21中从第二进入厚度di2被轧制成第二离开厚度do2。
[0131]根据图16的展示，第二轧机机座21紧邻地后接于第一轧机机座2。在这种情况下，其中在第一和第二轧机机座2，21之间没有布置其他的轧机机座，第二进入厚度di2与第一离开厚度dol是相同的。否则，第二进入厚度di2小于第一离开厚度dol。
[0132]可能的是，相应于在现有技术中普遍的操做方法，为-根据图16的多机座的-轧机列首先进行道次计划计算。在这种情况下，进入厚度dil，di2和离开厚度dol，do2首先被确定一次，然后保持恒定-即对于带钢I的所有带钢部段6。替代的可能的是，为每一个带钢部段6动态地进行道次计划计算。在这种情况下，相应于图7可能的是，根据带钢特定地确定第一离开厚度dol和/或第二进入厚度di2。在这种情况下，特别的是在轧机列的进行的运转中的动态的负载分配是可能的。
[0133]可能的是，与用于第一轧机机座2的操作方法无关地，对于第二轧机机座21执行根据本发明的控制方法。在这种情况下，用于第二轧机机座21的预测水平线PH2-接下来称为第二预测水平线PH2-与第一预测水平线PHl无关地被确定。然而优选的是这样确定第二预测水平线PH2的大小，使得在第二预测水平线PH2期间多个带钢部段6既在第一轧机机座又在第二轧机机座2，21中被轧制。特别的是，第二预测水平线PH2根据图16可以经过这一持续时间较大，带钢部段6需要该持续时间，以便从第一轧机机座2到达第二轧机机座21。第一和第二预测水平线PHl，PH2在这种情况下在第一轧机机座2之前的相同位置X开始。
[0134]到目前为止所阐述的控制方法已经提供了很好的结果，但可以进一步对其改进。这在下面将结合图18和19解释。
[0135]根据图18-类似于图2-存在步骤SI至S4。可以相应于图3至17的设计补充和设计步骤SI至S4。附加地存在步骤S31至S35。
[0136]在图18的范畴中假设，即借助模型参数k将为测定至少一个控制参数P而使用的模型中的(至少)一个参数化。纯示例性地在下面假设，带钢模型8借助该模型参数k是可参数化的。然而这纯粹是示例性的。可替代地，例如轧制力模型16、轧机机座模型13等等可借助该模型参数k参数化。多个模型借助也可以分别借助特有的模型参数k参数化。
[0137]在步骤31中，根据图18实时测定在直接地或间接地使用可参数化的模型8的情况下测定的参量与模型参数k的功能方面的相关性。所谓的参量在此是这种参量,直接地或间接地在使用可参数化的模型8的情况下需要这种参量用于测定至少一个控制参数P。在步骤S31的范畴中，可以测定例如所需要的轧制力F的、工作轧辊9的自适应的热凸度的、材料模型M等等的功能方面的相关性。因为除了步骤S2和S3还存在步骤S31，因此其自身附加执行用于测定相应的参量。
[0138]在步骤S32中，在使用借助可参数化的模型8测定的参量-也就是这个在使用可参数化的模型8在图2至17的范畴中所测定的参量-的情况下，为带钢部段6实时地测定用于测量值MW的预期值EW。此外，在步骤S32中测定预期值EW与模型参数k的功能方面的相关性。该预期值EW-例如-可以是轧制力F、带钢I内的温度或拉力分布，借助该轧制力轧制相应的带钢部段6。
[0139]在步骤S33中，借助相应的测量装置22为了相应的带钢部段6实时地检测相应的测量值MW。该测量装置22-例如为了(可能在带钢宽度方向区域解析)的厚度检测、拉力检测或温度检测-可以布置在第一轧机机座2的后面。可替代地，测量装置22-例如为了(可能在带钢宽度方向区域解析的)温度检测或拉力检测-可以布置在第一轧机机座2的前面。还可替代的是，测量装置-例如为了轧制力或位置检测-可以布置在第一轧机机座2自身上。
[0140]在步骤S34中，根据该测量值MW、附属的预期值EW和预期值EW与模型参数k的功能方面的相关性，重新确定模型参数k，因此重新将相应的模型8参数化，因此使相应的模型8适应。新的、更新了的模型参数k用于计算，该计算是借助可参数化的模型8在可参数化的模型8适应之后而进行的。
[0141]在步骤S35中，控制计算机3对于带钢部段6实时地跟踪相应的参量，该带钢部段的温度T已经被测定且其预期的温度T’和相应的控制参数P已经被预测。这一跟踪是可能的，因为已知了模型参数k的功能方面的相关性。[0142]本发明具有很多优点。特别是它容易被执行、运行可靠且提供优异的结果。
[0143]上述说明仅作为本发明的解释。相反，本发明的保护范围应该仅通过所附的权利要求来测定。
【权利要求】
1.一种用于轧机列的控制方法， -其中在所述轧机列的第一轧机机座(2)之前分别为带钢(I)的带钢部段(6)测定所述带钢部段(6 )具有的温度(T )， -其中借助带钢模型(8)，根据测定的所述温度(T)，预测所述带钢部段(6)的、对于在所述第一轧机机座(1)中轧制相应的所述带钢部段(6)的时刻的温度(T’)， -其中在使用所述带钢部段(6)的所述预测的温度(T’)的情况下，测定用于在所述第一轧机机座(2)中轧制所述带钢部段(6)的至少一个相应的控制参数(P)， -其中作用于所述第一轧机机座(2)的调整装置(10)在轧制相应的所述带钢部段(6)期间在考虑相应的测定的所述控制参数(P)的情况下被控制， -其中在使用对于所述在所述第一轧机机座(2)中轧制相应的所述带钢部段(6)的时刻的所述预测的温度(T’ )情况下，为所述带钢部段(6)预测相应的当前在运行侧的和相应的当前在驱动侧的材料模块(M)， -其中借助所述调整装置(10)能在运行侧和驱动侧影响所述第一轧机机座(2)的轧辊间隙， -其中所述材料模块(M)相应于所述控制参数(P)，并在所述第一轧机机座(2)中轧制相应的所述带钢部段(6)的时刻，为了使运行侧和驱动侧的轧辊间隙控制器(20)参数化而由所述调整装置(10)引入所述材料模块， -其中借助带有第一预测水平线(PHl)的所述带钢模型(8)，预测所述带钢部段(6)的、对于在所述第一轧机机座(2)中轧制相应的所述带钢部段(6)的所述时刻的所述温度(T’)，其特征在于， -所述第一预测水平线(PHl)与多个在所述第一轧机机座(2)中待轧制的带钢部段(6)一致， -为所述第一预测水平线(PHl)设定用于所述调整装置(10)的调整参量曲线走向(S⑴)， -借助所述调整参量曲线走向(10)影响由所述第一轧机机座(2)的工作轧辊(9)所形成的轧辊间隙的外形， -借助用于所述第一轧机机座(2)的轧机机座模型(13)，在使用所述带钢部段(6)的所述预测的温度(T’)和用于与所述第一预测水平线(PHl)—致的所述带钢部段(6)的设定的所述调整参量曲线走向(S (t))的情况下，预测相应的轧辊间隙外形(W)，在所述轧辊间隙外形在轧制相应的所述带钢部段(6)的所述时刻由所述第一轧机机座(2)的所述工作轧辊(9)构成， -设定的所述调整参量曲线走向(S (t))根据为所述带钢部段(6)预测的所述轧辊间隙外形(W)和相应的额定外形(W* (t))进行优化，以及 -优化的所述调整参量曲线走向(S (t))的当前值相应于所述控制参数(P)并被预定给所述调整装置(10)作为调整参量(S)。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于， -所述带钢模型(8)包括材料模型(18)，借助于所述材料模型，分别对于在所述第一轧机机座(2)中轧制相应的所述带钢部段(6)的所述时刻为在所述第一轧机机座(2)中待轧制的所述带钢部段(6)预测待预期的、不同于所述温度(T’)的材料属性，以及-在测定至少一个所述控制参数(P)时考虑预测的所述材料属性。
3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述带钢部段(6)的、借助所述带钢模型(8)预测的所述温度(T’)在带钢宽度方向上是区域解析的。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，为所述带钢部段(6)测定的所述温度(T)在所述带钢宽度方向上是区域解析的。
5.根据前述权利要求任一项所述的控制方法，其特征在于， -将至少一个所述预测的温度(T’ )提供给轧制力模型(16)， -借助所述轧制力模型(16)，在使用用于与所述第一预测水平线(PHl)—致的所述带钢部段(6)的所述预测的温度(T’)的情况下，预测在所述第一轧机机座(2)中轧制相应的所述带钢部段(6)分别所需的轧制力(F)，以及 -借助所述轧机机座模型(13)在使用预测的所述轧制力(F)的情况下预测所述轧辊间隙外形(W)。
6.根据前述权利要求任一项所述的控制方法，其特征在于，所述调整装置(10)包括在所述带钢宽度方向上能区域解析地控制的轧辊冷却装置(11)。
7.根据前述权利要求任一项所述的控制方法，其特征在于， -利用第二预测水平线(PH2)也对于所述轧机列的、后接于所述第一轧机机座(2)的第二轧机机座(21)执行所述控制方法，和 -所述带钢部段(6)在所述第一轧机机座(2)中从第一进入厚度(di I)被轧制成第一离开厚度(dol)，并且在所述·第二轧机机座(21)中从第二进入厚度(di2)被轧制成第二离开厚度(do2)。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述第一离开厚度(dol)和/或所述第二进入厚度(di2)根据带钢部段特定地来确定。
9.根据权利要求7或8所述的控制方法，其特征在于，确定所述第二预测水平线的大小使得在所述第二预测水平线(PH2)期间在第一轧机机座和所述第二轧机机座(2，21)中轧制多个所述带钢部段(6)。
10.根据前述权利要求任一项所述的控制方法，其特征在于， -所述带钢模型(8)和/或其他的、在测定至少一个所述控制参数(P)的范畴中使用的模型(13，16，17，18)能借助模型参数(k)参数化，-除了在测定至少一个所述控制参数(P)范畴中在使用可参数化的所述模型(8)的情况下测定的参量，实时地测定所测定的所述参量与所述模型参数(k)在功能方面的相关性，-在使用借助可参数化的所述模型(8)测定的所述参量的情况下，为所述带钢部段(6)实时地测定用于测量值(MW)的预期值(EW)和所述预期值(EW)与所述模型参数(k)在功能方面的相关性， -借助布置在所述第一轧机机座(2)前面、上面或后面的测量装置(22)，为所述带钢部段(6)分别实时地检测相应的所述测量值(MW)， -根据所述测量值(MW)、所述预期值(EW)和所述预期值(EW)与所述模型参数(k)的所述在功能方面的相关性，重新确定所述模型参数(k)， -可参数化的所述模型(8)根据重新确定的所述模型参数(k)重新参数化，以及 -在测定至少一个所述控制参数(P)的范畴中在使用可参数化的所述模型(8)的情况下，为所述带钢部段(6)实时地追踪已经测定的参量。
11.一种计算机程序，包括机器代码(5)，所述机器代码能由用于轧机列的控制计算机(3 )直接执行，并且通过所述控制计算机(3 )对所述机器代码进行的执行导致所述控制计算机(3)执行具有根据前述权利要求任一项所述的控制方法的所有步骤的控制方法。
12.一种用于轧机列的控制计算机，其特征在于，所述控制计算机被编程使得所述控制计算机在运转中执行具有根据权利要求1至10中任一项所述的控制方法的所有步骤的控制方法。
13.一种用于轧制带钢(I)的轧机列，所述轧机列包括至少一个第一轧机机座(2)，其特征在于，所述轧机列配备有·根据权利要求12所述的控制计算机(3)。
【文档编号】B21B37/58GK103547384SQ201280024738
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年5月4日 优先权日:2011年5月24日
【发明者】约翰内斯·达格内, 安斯加尔·格吕斯 申请人:西门子公司