运行用于可逆式工作的热轧机的卷取机加热炉的卷筒的方法、控制和/或调节装置和可逆式工作的热轧机

技术领域

本发明涉及一种在热轧机组中可逆式处理金属带的情况下在金属带卷 绕过程中用于改善运行方式的方法。

背景技术

在可逆式工作的热轧机组，所谓的斯特克尔式热轧机中，带材穿引入卷 取机加热炉的卷筒的插槽或狭缝中以便中间加热(Zwischenheizen)。卷取机加 热炉的要卷绕金属带的卷筒一般是静止的。在穿引过程结束之后，加速卷筒， 以便可以卷绕金属带并且建立卷筒与机架之间的牵引。

现今它这样进行，使得卷筒以最大的加速度运转至一个恒定的圆周速 度。该恒定的圆周速度等于金属带速度与大于1的导引系数的乘积。

因此，在卷筒旋转时该金属带在任意一点处突然张紧。若形成拉应力， 则驱动器的运行从转速调节转换成力矩调节。调节这样进行，使得预先给定 的额定拉力值维持在确定的公差范围内。

该技术方案的不利之处在于，由于猛地一拉会导致金属带从穿引缝隙中 拉出。视卷取机加热炉、卷筒和卷取机加热炉中的带供给装置的几何形状而 定，这会导致很多问题，甚至是卷绕过程中断，因为上面所述的猛地一拉会 导致例如穿引入卷筒中的金属带松脱。此外，卷绕金属带和/或其带表面相对 卷筒或另一个卷绕段的各种相对运动会导致可见的表面损坏，尤其是刮痕。 这导致金属带的经济价值不期望地减少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，减少或避免上述缺点。因此，本发明的 技术问题是，提供一种能够实现尽可能无故障地穿入卷取机加热炉中的过程 的方法和装置。

就方法而言，本发明通过一种用于运行可逆式工作的热轧机的卷取机加 热炉的卷筒的方法解决，其中，根据卷筒的转角确定卷绕在卷筒上的带长， 其中，根据时间确定卷绕在卷筒上的带长，其中，预先给定较小的第一角度 和/或卷筒圆周沿卷绕方向的第一点和较大的第二角度和/或卷筒圆周沿卷绕 方向设置在第一点之后的第二点，在这两个部位处，应当最早和/或最迟形成 轧机机架和卷筒之间的带拉力，其中这样驱动卷筒，使得在较小的第一角度 和/或第一点与较大的第二角度和/或第二点之间存在至少一个角度和/或卷 筒圆周点，其中，根据转角确定的、卷绕在卷筒上的带长等于根据时间确定 的卷绕在卷筒上的带长。第一和第二角度和/或第一点和第二点尤其可以这样 预先给定，这些角度和/或点重合。上面的措辞“和/或”要理解为，为实施 该方法要么使用角度，要么使用圆周点，或者使用角度和圆周点。

由此，实现尽可能无冲击的卷绕过程。

在本发明的一种有利的实施形式中，在要遵循的技术和/或工艺的边界条 件，尤其是卷筒驱动的技术边界范围内，为预先给定的角度确定卷筒的时间 最短的位移曲线。由此，不仅能够实现尽可能无冲击的卷绕(Anwickeln)，而 且尤其耗时尽可能少。

在另一种有利的实施方案中，确定用于较小的第一角度和较大的第二角 度的时间最短的位移曲线。

与在先的有利实施方案结合，有利的是，根据用于较小的第一角度和较 大的第二角度的时间最短的位移曲线确定出到达较小的第一角度或较大的 第二角度的时间。通过确定出直至到达较小的第一角度和较大的第二角度的 时间，可以使用该时间进行其它的计算。

有利地，从算出的时间中分别确定与用于较小的第一角度和较大的第二 角度的根据时间确定的带长。因此，已知在预先给定的时间内卷绕在卷筒上 的带长。

在另一种有利的实施形式中，根据转角确定的、卷绕在卷筒上的带长等 于根据时间确定的、卷绕在卷筒上的带长时的角度的设定通过带速度的设定 而设定。带速度在该情况下是相应灵活设定角度的自由参数，其中，根据转 角确定的带长等于根据时间确定的卷绕在卷筒上的带长。

在另一种有利的实施方式中，根据转角确定的、卷绕在卷筒上的带长等 于根据时间确定的卷绕在卷筒上的带长时的角度的设定通过在较小的第一 角度和较大的第二角度以内的角度变化而设定。在此，这是用带速度作为自 由参数的备选操作方法。该操作方法通过可变化地设定在较小的第一角度和 较大的第二角度之间的、根据转角确定的、卷绕在卷筒上的带长等于根据时 间确定的、卷绕在卷筒上的带长时的角度而允许尽可能无故障的并且时间最 短的卷绕。

同样尤其有利的是，确定卷筒驱动装置的致使引入卷绕缝隙中的带材端 部弯折的转矩。由此，带材端部可靠地固定在卷筒中。这又降低带材端部在 由卷筒卷绕时或从卷绕缝隙中松脱的风险。更确切地说，带材端部以这种方 式附加地固定。

本发明的优点尤其是，在本发明的实施方案中，尤其在确定位移曲线时 考虑卷绕设备，尤其是驱动辊，导向辊，卷筒的几何形状。算出的位移曲线 考虑驱动极限，尤其也包括为带前端转弯所需的力矩。尤其可以降低由驱动 器上的位移曲线预先给定的加速度，因为驱动器由于带材转弯所需的力矩而 不会遵循匀加速。此外，有利的是，同时为了带材的转弯采用干扰变量引入 装置，以便补偿由于材料转弯而引起的速度扰动。该干扰变量引入装置优选 设计成预调整装置。

在需要的情况下，也可以降低穿入所需的带速度。

可以自由选择从其之后起就期望有一个拉力的拉力作用点或角度。对角 度phi=180°的适当选择防止带材从卷绕缝隙中拉出。卷绕缝隙是带前端引入 其中以便使带材能被卷绕的卷筒开口。

按本发明，在带材自由悬挂的时间范围内，可以以过高的速度移动。亦 即，在此带长相比现有技术已超长，因此，为到达形成拉力的角度可以采用 比在旧有解决方案中明显更小的导引系数值。亦即，鼓状物或卷筒的速度过 高相对带材明显更小。由此明显减少卷绕时的猛地一拉。

此外，本发明提供这样的优点，在形成拉力的慢带速或大角度时，出现 的加速度与现有技术相比减小，这有助于提高机械装置的寿命。

同样有利的是，在制动阶段，驱动力矩的极限可以相应于额定拉力值地 减小。由此，带材撕裂或带材从凹槽或卷绕缝隙中拉出的风险更小。

因此，借助本发明显著改善了斯特克尔式轧机的卷绕过程的卷绕。

在装置方面，本发明的技术问题通过一种可逆式工作的热轧机的卷取机 加热炉的卷筒的控制和/或调节装置解决，该控制和/或调节装置具有机器可 读的、包括控制指令的程序代码，该控制指令命令控制和/或调节装置实施按 权利要求1至8之一所述的方法。

此外，在设备方面，本发明的技术问题通过一种用于可逆式地轧制轧件 的热轧机解决，该热轧机具有至少一个卷取机加热炉，该卷取机加热炉包括 卷筒和按权利要求9所述的控制和/或调节装置，其中，卷筒和控制和/或调 节装置作用连接.

附图说明

本发明的其它优点根据由附图进一步阐述的实施例获得。附图中：

图1是用于可逆式地轧制轧件的热轧机的简略图，

图2以示意流程图的形式示出了该方法的一种实施形式的例示流程。

具体实施方式

图1简略示出斯特克尔式轧机。斯特克尔式轧机1包括至少一个用于热 轧轧件、尤其是金属带B的轧机机架2。可以设置一个轧机机架或设置多个 轧机机架。

与在（因为可逆轧制而交替的）加工方向上最后的轧机机架邻近地分别 布置一个所谓的斯特克尔式炉3或4。该斯特克尔式炉3或4用于加热并且 支承两个轧制道次之间的热轧件。

为此，每个斯特克尔式炉分别包括一个卷筒5或6，热带材B在轧制道 次(在最后的轧制道次条件下)之后卷绕在该卷筒5或6上。为此，带材B输 送给斯特克尔式炉3或4并且夹紧到卷筒中。

卷筒5或6以及至少一个轧机机架与控制和/或调节装置作用连接。借助 控制和/或调节装置尤其可以设定卷筒的圆周速度，其转矩和其它运行参数。 此外，借助控制和/或调节装置7可以控制至少一个轧机机架2，尤其是轧制 速度。

控制和/或调节装置7设计用于实施按本发明方法的一种实施形式。为 此，在控制和/或调节装置上存储机器可读的、包括控制指令的程序代码9， 该控制指令命令控制和/或调节装置7执行该方法。机器可读的编程代码9 的存储借助存储介质8实现。此外，控制和/或调节装置可以具有存储器可编 程的介质，在该介质上可以存储用于执行的程序代码。程序代码9也可以通 过网络传输给控制和/或调节装置7。

图2示出可以例示性地在控制和/或调节装置上运行的、用于控制或调节 热带材在轧制道次之后卷绕的流程图。但是，该流程图从热带材尚未到达卷 筒起，一直考虑到在不久的将来热带材的卷绕。

为了可以以期望的方式运行设计用于卷绕的卷筒，在第一方法步骤101 中，借助第一计算模块确定由鼓状物或卷筒缠绕的根据角度确定的带长l(phi) 作为其转角的函数。作为输入参数，在此考虑：例如卷绕设备的几何结构， 包括导向辊和驱动辊的位置、卷筒半径以及带材进一步供入凹槽或卷绕缝隙 中所成的角度。

在第二方法步骤102中，借助第二计算模块确定根据时间确定的带长1(t) 作为从卷筒开始旋转起的时间t的函数。在此尤其考虑带速度。

在第三方法步骤103中，借助第三计算模块确定弯折带材所需的驱动转 矩。所述驱动转矩可以在考虑材料流动应力和带材几何尺寸，尤其是厚度、 宽度等参数的情况下算出。

在第四方法步骤104中，借助第四计算模块为预先给定的角度算出卷筒 时间最佳的或时间最短的位移曲线。这在考虑尤其是最大可能的加速度和/ 或最大的卷筒速度作为角度的函数的情况下实现。此外，预先给定在达到预 先给定的角度时应当达到的期望的圆周速度。

在第五方法步骤105中，现在确定最佳的位移曲线。为此，为拉力作用 点预先给定最小的角度phi1和最大的角度phi2。拉力作用点是这样一个角度， 在驶离最佳的位移曲线时在该角度处，第一计算步骤中算出的带长等于第二 计算步骤2中算出的驶入的带长。亦即，从该点起应当(在另一种滚筒以高 于带速度的圆周速度转动时)形成对轧机机架的拉力。

同样在此考虑卷筒最大可能的加速度、最大的转矩和最大的圆周速度。 此外，就驶入的带材的速度而言考虑值大于1的导引系数。

在方法步骤105中，首先确定用于达到最小拉力作用点phi1的最短时间 tl和用于达到最大拉力作用点phi2的最短时间t2。为此，在第四计算模块中， 参见方法步骤104，使用驱动极限和分别预先给定的较小的第一角度或较大 的第二角度和/或拉力作用点作为预先给定的角度。在预先给定的角度处的速 度是驶入的带速度乘以导引系数。因此，已知整个位移曲线并且确定由此需 要用于驶离位移曲线的最短时间tl或t2。

在方法步骤106中，为了最短的时间t1和t2分别借助第二计算模块确 定驶入的根据时间确定的带长l(tl)和l(t2)。

可以分为三种情况：

l(phil)＞l(tl)：在这种情况下，在达到最小的拉力作用点时卷筒已撕裂带 材。作为措施在此规定，降低加速度，直到l(phil)=l为止。

l(t2)＞l(phi2)＞l(tl)：在这种情况下，带材在利用最大参数的情况下在最小 拉力作用点上仍然没绷紧，在最大拉力作用点上撕裂。作为措施在此规定， 这样地确定会出现拉力的角度，亦即，在phil和phi2之间的拉力作用点， 使得条件1(phi)=1(t)有效。

l(t2)＞l(phi2)：在这种情况下，必须降低穿带速度，直到l(phi2)=l(t)为止。

对于预先给定phil=ph2的情况，卷筒加速度的降低直接转变为带速度的 降低。

对加速度、拉力作用点或穿带速度的搜索是一维零点搜索。在此，对本 领域技术人员来说可采取多种方法。

然后，算出的参数通过控制和/或调节装置施加到卷筒上，以便可以基于 按本发明方法的实施形式运行该卷筒。

优选在自动化二阶系统中进行对位移曲线的确定。该二级系统将位移曲 线传递给自动化一阶系统。当前，作为角度函数的速度传递给一些节点。也 可以考虑，作为时间函数的角度传递给可变的节点，或选择其它的表述。现 在，在自动化一阶系统中，当行程数较大时，从节点中确定出曲线，并且将 速度额定值传递给驱动器。也可以考虑，将位移曲线直接集成到驱动解决方 案中。