Konzepte zur Steuerung des Richtwalzprozesses bei variierenden Richtguteigenschaften

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Markus Grüber

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In der Bundesrepublik Deutschland wurden im Jahr 2016 flachgewalzte Produkte im Umfang von 24,2 Mio. t allein im Bereich der Stahlprodukte hergestellt. Im Verlauf der Herstellung der meisten Flachprodukte ist es unvermeidbar Planheitsfehler in das Material einzubringen. Spätestens das abschließende Aufwickeln des gewalzten Materials zu Coils zum Transprot bringt einen Längsbogen mit einem sich über den Coldurchmesser ändernden Krümmungsradius in das Bandmaterial ein. Um den Längsbogen und eventuelle weitere vorhandene Planheitsfehler aus dem Material zu entfernen, kommt oftmals ein Richtwalzprozess zum Einsatz. Der Prozess des Richtwalzens ist durch eine mehrfache Wechselbiegung des Bandmaterials gekennzeichnet, dessen Ergebnis direkt von der Positionierung der einzelnen Richtrollen abhängt. Dabei zeigt sich, dass eine hohe Genauigkeit hinsichtlich der Anlagenanstellung notwendig ist, um ein gegebenes Richtgut plan zu richten. Neben den Schwankungen in der Vorkrümmung des Richtgutes sind auch die Materialkennwerte über die Länge des Metallbandes in der Regel nicht konstant. eine allgemeine Betrachtung von Allwood et al. zeigt in diesem Zusammenhang, das Umformprozesse durch eine Vielzahl von Störgrößen beeinflusst werden und es demnach wünschenswert ist, den Prozess in einem Regelkries zu führen. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Konzept zur Steuerung des Richtwalzprozesses vorgestelt, welches in der Lage ist Eigenschaftsänderungen im einlaufenden Richtgut zu detektieren und durch Anpassung der Anlagenanstellung zu kompensieren. Neben der Planheit des Richtgutes wird weiterhin die durch das Richtwalzen eingestellte Eigenspannugsverteilung im Richtgut als Zielgröße des Prozesses betrachtet. Grundlage der Steuerungskonzepte sind numerische Parameterstudien, mit deren Hilfe Abhängigkeiten zwischen den Richtguteigenschaften und der optimalen Anlagenanstellung auf der einen Seite und der Anlagenanstellung und der resultierenden Eigenspannugsverteilung auf der anderen Seite ermittelt werden. Die entwickelten Steuerungskonzepte werden anschließend auf eine Versuchsrichtanlage übertragen und experimentell validiert.