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Title:
METHOD AND DEVICE FOR ETCHING A METAL STRIP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/016933
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and device for etching a metal strip (2), especially a rolling strip, by means of an etching facility (1) through which the metal strip (2) passes and in which the metal strip (2) is etched by means of a caustic agent, whereby the etching result is dependent upon etching parameters (T¿Z?,T¿A?,v,c¿S?,C¿Fe?,B,p). The etching result is measured and at least one etching parameter (T¿Z?,T¿A?,v,c¿S?,c¿Fe?,B,p) is automatically modified according to the measurement of the etching result in order to improve etching performance.

Inventors:
SCHLECHTER WILFRIED (DE)
Application Number:
PCT/DE1998/002747
Publication Date:
April 08, 1999
Filing Date:
September 16, 1998
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
SCHLECHTER WILFRIED (DE)
International Classes:
C23G3/02; C23F1/00; (IPC1-7): C23G3/02
Foreign References:
GB1003454A1965-09-02
EP0204846A11986-12-17
EP0195385A21986-09-24
DE19602303A11996-08-22
US4325746A1982-04-20
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AG (Postfach 22 16 34 München, DE)
SIEMENS AG (Postfach 22 16 34 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Beizen eines (TZ*B, TA*B) Metallbandes (2), <BR> <BR> <BR> insbesondere eines Walzbanaes, mittels einer Beizanlage ( durch die das Metallband (2) durchlauft und in der das Me tallband (2) mit einer Beizflüssigkeit abgebeizt wird, wobei <BR> <BR> <BR> das Beizergebnis von Beizparametern (TZ, T,v,es,c=e,B,p)<BR> <BR> <BR> <BR> abhangig ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Beizergebnis gemessen wird und zumindest ein Beizpa <BR> <BR> <BR> rameter (TZ, TA, v, Cãt CFe B, p) in Abhängigkeit der Messung des Beizergebnisses im Sinne einer Verbesserung des Beizer gebnisses automatisch wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, durchgekennzeichnet,da da# zumindest einer der Beizparameter v,cS,cFe,B,TA, p) Temperatur (Tz) der Beizflussigkeit im Zulauf, Temperatur (TA) der Beizflussigkeit im Ablauf, Geschwindigkeit (v) des Metallbandes (2), Saureparameter (cs) der Beizflussigkeit, Eisenkonzentration (Cre) in der Beizflussigkeit, und Turbu lenzdruck (p) der Beizflussigkeit in der Beizanlage (1) im Sinne einer Verbesserung des Beizergebnisses automatisch ver andert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, da# die Temperatur der Beizflussigkeit im Sinne einer Verbes serung des Beizergebnisses automatisch verandert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, da# das Beizergebnis durch Messung von Defekten und/oder nicht abgebeizten Stellen auf dem Metallband (2) gemessen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, durchgekennzeichnet,da daß die Defekte und/oder nicht abgebeizten Stellen auf dem Metallband (2) klassifiziert und gezahlt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Defekte und/oder nicht abgebeizten Stellen auf dem Metallband (2) in bezug auf ihre Grise und/oder ihre orm klassifiziert und gezahlt werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, a a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, da# zumindest ein Beizparameter v,cS,cFe,B,p)inTA, <BR> <BR> <BR> Abhangigkeit der Defekte und/oder nicht abgebeizten Stellen auf dem Metallband (2) im Sinne einer Verbesserung des Bei zergebnisses mittels eines FuzzyBewerters, mittels eines neuronalen Netzes oder mittels eines NeuroFuzzyBewerters automatisch verandert wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zumindest ein Beizparameter (TZ, TA, v, cl, ce B, p) in Abhängigkeit der Klassifikation der Defekte und/oder nicht abgebeizten Stellen auf dem Metallband (2) im Sinne einer Verbesserung des Beizergebnisses mittels eines Fuzzy Bewerters, mittels eines neuronalen Netzes oder mittels eines NeuroFuzzyBewerters automatisch verandert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zum Trainieren des neuronalen Netzes oder des Neuro FuzzyBewerters die Beizparameter (TZ, TA, v, cS, cF4, B, p) von einem Bediener (21) der Beizanlage (1) eingestellt wer den, daß die vom Bediener (21) ermittelten Beizparameter (TZ@B, TA@B) mit den von dem neuronalen Netz oder dem Neuro FuzzyBewerter ermittelten Beizparame_ern (T's,T')vergli chen werden und daß das neuronale Netz oder der NeuroFuzzy <BR> <BR> <BR> Bewerter im Sinne einer Verringeruna des Abweichung zwischen den vom Bediener ermittelten Beizparametern undTA*B) dem vom neuronalen Netz oder ermitNeuroFuzzyBewerzer telten Beizparametern trainiertwerden.T*A).
10. Einrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Anspruche, mit einer Beizanlage (1), durch die das Metallband (2) durchlauft und in der das Metallband (2) mit einer Beizflussigkeit abgebeizc wird, wobei das Bei zergebnis von TA,v,cS,cFe,B,p)abhän(TZ, <BR> <BR> <BR> gig ist,<BR> <BR> <BR> <BR> dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein Meßgerat (4) zum Messen von Defekten auf dem Metallband (2) bzw. nicht abaebeizte Stellen eines abzubeizenden Materials auf dem Metallband (2) aufweist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, da# sie einen Klassifikator (5) zum Klassifizieren und Zahlen von Defekten auf dem Metallband (2) bzw. nicht abgebeizte Stellen eines abzubeizenden Materials auf dem Metallband (2) aufweist.
12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie einen als FuzzyBewerter, als neuronales Nezz oder als NeuroFuzzyBewerter ausgebildeten Bewerter 15 aufweist.
Description:
Beschreibung Verfahren und Einrichtung zum Beizen eines Metallbandes Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zum Beizen eines Metallbandes, insbesondere eines Walzbandes, mittels einer Beizanlage, durch die das Metallband durchlaufe und in der das Metallband mit einer Beizflüssigkeit abgebeizt wird, wobei das Beizergebnis von Beizparametern abhängig ist.

Zum Reinigen von Metallbändern, insbesondere zum Entfernen von Zunderschichten auf Walzbändern, werden diese in einer Beizanlage mit einer Beizflüssigkeit, im allgemeinen Säure, abaebeizt. Die Menge des Abtrags durch das Beizen hängt von Beizparametern ab. Diese sind z.B.: Temperatur der Beizflüs- sigkeit, Geschwindigkeit, mit der das Metallband durch die Beizanlage durchläuft, der Säuregehalt in der Beizflüssig- <BR> <BR> <BR> <BR> kei ;., der Metallgehalt in der Beizflussigkeit, insbesondere der Eisengehalt in der Beizflussigkeit, Bandparametern, wie z. B. Material und geometrische Abmessungen, und der Turbu- lenzdruck der Beizflüssigkeit. Diese Beizparameter sind der- art einzustellen, daß möglichst die gewünschte Menge an Mate- rial vom Metallband abgetragen wird. Abweichungen vom ge- wunschten Optimalwert sind mit hohen Kosten verbunden. Wird zu viel Material abgetragen, d. h. z. B. wird nicht nur die Zunderschicht von einem Walzband, sondern auch Metall von der Oberfläche des Walzbandes abgetragen, so erhöht sich der Me- tall- bzw. Eisengehalt in der Beizflussigkeit unverhältnismä- Big hoch. Da die Reinigung der Beizflussigkeit aufwendig und teuer ist, ist ein zu hoher Abtrag unerwunscht. AuSerdem kann es bei einem zu hohen Abtrag zu BeschAdigungen des Metallban- des kommen. Verbleibt dagegen zu viel Material, insbesondere zu viel Zunder, auf dem Metallband, so muS dieses noch einmal die Beizanlage durchlaufen. Dieser zusatzliche Arbeitssc :--itt ist aufwendig und teuer.

Die Einstellung der Beizparameter zum Erzielen eines mög- lichst guten Beizergebnissen erfolg. t bekannterweise durch ei- nen Bediener der Beizanlage. Dies fuhrt jedoch zu Schwankun- gen im Beizergebnis. Unter Beizergebnis ist z.B. die Menge des abgetragenen Materials oder die Menge des auf dem Metall- band verbliebenen Zunders zu verstehen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Ein- richtung zum Beizen eines Metallbandes anzugeben, mittels dessen das Beizergebnis verbessert wird. Ferner ist es wün- schenswert, die Kosten für das Beizen eines Metallbandes zu verringern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. eine Einrichtung gemäß Anspruch 10 gelöst.

Dabei wird bei einem BeizprozeS oben bezeichneter Art das Beizergebnis gemessen und zumindest ein Beizparameter in Ab- hängigkeit der Messung des Beizergebnisses im Sinne einer Verbesserung des Beizergebnisses automatisch verandert. Die automatische VerAnderung erlaubt es, auf eine Einstellung des entsprechenden Beizparameters durch einen Bediener zu ver- zichtene Auf diese Weise wird ein konstanteres und besseres Beizergebnis erreicht. Ferner wird entsprechendes Bedienper- sonal eingespart. Als einzustellende Beizparameter kommen be- sonders die Temperatur der Beizflussigkeit in der Beizanlage, die z. B. aus der Temperatur der Beizflüssigkeit im Zulauf in die Beizanlage und der Temperatur der Beizflüssigkeit im Ab- lauf von der Beizanlage bestimmt und der Geschwindigkeit des Metallbandes, die Saureparameter der Beizflüssigkeit, die Ei- senkonzentration in der Beizflussigkeit, der Turbulenzdruck der Beizflüssigkeit in der Beizanlage sowie die Eigenschaften des Metallbandes, wie dessen Material und dessen geometrische Abmessungen, in Frage. Besonders geeignet fur eine automati- sche Einstellung ist dabei der Beizparameter Temperatur der Beizflüssigkeit. Da die Temperatur der Beizflüssigkeit in der

Beizanlage schwer meßbar und schwer regelbar isc, werden vcr- teilhafterweise die Zulauftemperatur der Beizflüssigkeit in die Beizanlage, die Ablauftemperatur der Beizflüssigkeit aus der Beizanlage oder beide Temperaturen an Stelle der Tempera- tur der Beizflussigkeit in der Beizanlage verwendet.

Das Beizergebnis wird vorteilhafterweise durch Messung von Defekten und/oder nicht abgebeizten Stellen auf dem Mecall- band gemessen. Die Defekte und/oder nicht abgebeizten Stellen werden vorteilhafterweise klassifiziert und gezçhlt. Die Klassifikation der Defekte und/oder nicht abgebeizten Stellen erfolgt dabei vorteilhafterweise in bezug auf ihre Grouse und/oder ihre Form. Die so klassifizierten und gezahlten De- fekLe und/oder nicht abgebeizten Stellen werden vorteilhaf- terweise bewertet. Die Bewertung erfolgt mittels eines Fuzzy- Bewerters, mittels eines neuronalen Netzes oder mittels eines Neuro-Fuzzy-Bewerters. Die Meßwerte können jedoch auch di- rekt, d. h. unklassifiziert, durch einen Fuzzy-Bewerter, eir. neuronales Netz oder einen Neuro-Fuzzy-Bewerter bewertet wer- den, jedoch. ist die indirekte Bewertung, d. h. die Bewertung der klassifizierten und gezahlten Defekte und/oder nicht ab- gebeizten Stellen, vorteilhafter. Das Ergebnis der Bewertung mittels eines Fuzzy-Bewerters, mittels eines neuronalen Net- zes oder mittels eines Neuro-Fuzzy-Berwerters sind Sollwerte fAr zumindest einen Beizparameter.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibunc von Ausfuhrungsbeispielen. Im einzelnen zeigen : FIG 1 eine erfindungsgemäß betriebene Bandanlage FIG 2 eine Anordnung zum Trainieren eines Eewercers.

In FIG 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine Beizanlage, durch die ein Metallband 2 in Richtung des mit Bezugszeichen 3 be-

zeichneten Pfeils durchlauft. Das Metallband 2 wird in der Beizanlage 1 mit einer Beizflüssigkeit abgebeizt. Die Beiz- flüssigkeit wird der Beizanlage 1 uber Zuleitungen 18, 19 und einen Wärmetauscher 10 aus einem Beizflüssigkeitstank 13 zu- AbbeizenwirddieBeizflüssigkeitausDüsen6,7geführt.Zum gegen das Metallband 2 gesprüht. Das ablaufende Beizmittel wird aufgefangen und uber eine Leitung 20 dem Beizflüssig- keitstank 13 zugeleitet.

Der Wärmetauscher 10 dient der Erwarmung der Eeizflussigkeit.

Dazu wird dem Warmetauscher uber eine Dampfleitung 16 Dampf aus einem Dampferzeuger 12 zugeleitet. Die Menge des Dampfes ist dabei uber ein Ventil 11 einstellbar. Im Warmetauscher 10 kondensiert der Dampf. Das so entstandene Wasser wird uber eine Kondensatleitung 17 dem Dampferzeuger 12 zugefuhrt.

Das Beizergebnis, also die Menge des abgetragenen Materials, oder die Menge des auf dem Metallband 2 verbliebenen uner- wünschten Materials, wie etwa Zunder, hangt von Beizparame- tern ab. Diese Beizparameter können z. B. die Temperatur der Beizflussigkeit in der Beizanlage 1, die Geschwindigkeit v des Metallbandes 1, die SSureparameter cs der Beizflüssig- keit, die Eisenkonzentration cFe in der Beizflüssigkeit, des Turbulenzdruckes p der Beizflussigkeit in der Beizanlage 1 sowie die Eigenschaften B des Metallbandes, wie dessen Mate- rial und dessen geometrische Abmessungen sein. Im vorliegen- den Ausfuhrungsbeispiel wird nur der Beizparameter Temperatur der Beizflussigkeit beeinflu#t. Dieses ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, jedoch wird das Beizergebnis wei- ter verbessert, wenn in analoger Weise weitere Beizparameter eingestellt werden.

Die Temperatur Tz der Beizflussigkeit im Zulauf bzw. die Tem- peratur TA der Beizflussigkeit im Ablauf werden mit Tempera- turmeßgerAten 9 bzw. 8 gemessen.

Das Beizergebnis wird mittels eines optischenMeßgerätes4 gemessen. Das Signal des Meßgerätes 4 wird einem Klassifika- tor 5 zugeleitet, in dem Defekte auf dem Metallband bzw. nicht abgebeizte Stellen eines abzubeizenden Materials wie etwa Zunder klassifiziert und gezahlt werden. Die Defekte bzw. Stellen nicht abgetragenen Materials können z. 3. nach den "dunklerFleck","hellerFleck","Loch", "lange dunkle Streifen","lange helle Streifen","kurze cunk- le "kurzehelleStreifen"entsprechendfolgen-und der Tabelle klassifiziert werden : Defekt-Defekt-Definition vonderAbhängigkeit kategorienGeschwindigkeit v s 360 v = t400 v lie- m/min bigm/min Loch 0,25mm##0,3mm#>0,75mm-# dunkler 0,85mm##1,0mm#>1,75mm-# Fleck heller Fleck 0,85mm##1,0mm#>1,75mm-# lange dunkle Breite Breite Breite > 0, 25 mr Streifen > 0,25 mm > 0,25 mm > 0,25 mm (kontrast-Lange Lange Lange arm) > 3 m > 5 m > 10 m lange helle Breite Breite Breite > 0,25 mm Streifen > 0,25 mm > 0,25 mm # 0, 25 mm (kontrast-(kontrast-Länge Länge arm) > 3 m > 5 m > 10 m kurze dunkle Breite Breite Breite Streifen > 0,25 mm > 0,25 mm # 0, 25 mm (kontrast-Länge Lange Lange reich) > 15 mm > 20 mm > 30 m kurze helle Breite Breite Breite - Streifen > 0,25 mm > 0,25 mm > 0,25 mm LängeLänge(kontrast-Länge reich) > 15 mm > 20 mm 30 m

Die einzelnenDefektkategorienwerdeneinemder Bewerter 15 zugeleitet. Dieser ermittelt aus den Häufigkeiten der Defektkategorien, aus der Temperatur TA der Beizflüssig- keit im Ablauf, der Temperatur Tz der Beizflüssigkeit im Zu- lauf, der Geschwindigkeit v des Metallbandes 2, dem Saurera- rameter cs der Beizflussigkeit, der Eisenkonzentration cFe in der Beizflüssigkeit, dem Turbulenzdruck p der Beizflüssigkeit sowie den Eigenschaften B des Metallbandes 2 einen Sollwert Tz fur die Temperatur der Beizflüssigkeit im Zulauf.

Der Bewerter 15 wird vorteilhafterweise als Fuzzy-Bewerter, als neuronales Netz oder als Neuro-Fuzzy-Bewerter ausgefuhrt.

Als Neuro-Fuzzy-Bewerter einNeuro-Fuzzy-Systemdabei gemmas dem Artikel"Neuro-Fuzzy", H.-P. PreuS, V. Tresp, VDI- Berichte 113, ISBN 3-18-091113-1,1994, Seiten 89 bis 122, vorteilhafterweise in Frage.

Die Sollwerte Tz fur die Temperatur der Beizflüssigkeit im Zulauf werden einem Regler 14 zugefuhrt, der das Ventil 11 in AbhAngigkeit der Temperatur Tz der Beizflussigkeit im Zulauf und dem Sollwert Tz der Temperatur der Beizflüssigkeit im Zulauf einstellt.

FIG 2 zeigt eine der in FIG 1 ähnliche Einrichtung. Dem Reg- ler 14 wird jedoch ein Sollwert Tz *B von einem Bediener 21 vorgegeben. Der Sollwert Tz* der Temperatur der Beizflussig- keit im Zulauf, der vom Bewerter 15 ermittelt wird, geht nicht in den Regler 14 ein. Die Einrichtung gemmas FIG 2 weist einen Lernalgorithmus 23 auf, mittels dessen der Bewerter 15 in Abhängigkeit des Sollwerts Tz* der Temperatur der Beiz- flussigkeit im Zulauf, der vom Bewerter 15 ermittelt wird, dem Sollwert Tz*B der Temperatur der Beizflussigkeit im Zu-

lauf, der vom Bediener 21 ermittelt wird. sowie in Abhängig- keit weiterer Beizparameter Temperatur Tz Beizflüssigkeit im Zulauf, Temperatur TA der Beizflussigkeit imAblauf,derGe- schwindigkeit v des Metallbandes 2, die Saureparameter cs ceY EisenkonzentrationcFeinderBeizflüs-Beizflüssigkeit,die sigkeit, dem Turbulenzdruck p der Beizflüssigkeit in der- Beizanlage sowie den Eigenschaften B des Metallbandes2er- mittelt.