DE1923788A1

DE1923788A1 - Verfahren zur Konstanthaltung der Zugspannung des Walzgutes zwischen den Walzgeruesten

Info

Publication number: DE1923788A1
Application number: DE19691923788
Authority: DE
Inventors: Tohru Arimura; Masamoto Kamata; Kanagawa Kawasaki; Terumi Okamoto; Morio Saito
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1968-05-09
Filing date: 1969-05-09
Publication date: 1970-06-11
Also published as: FR2008166A1; BE732832A; CA920692A; NL157817B; US3603124A; AT294256B; GB1269267A; NL6907101A

Description

Nippon Kokan Kabushiki Kaisha

Tokio. Japan S. MA) 1969

Verfahren zur Konstanthaltung der Zugspannung des Walzgutes zwischen den Walzgerüsten

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für Walzvorgänge von Metall, insbesondere dünner Metallbänder, und für eine Anordnung, bei welcher die sich ändernde Banddicke während des Walzvorgangs zwangsläufig und sicher erreicht wird.

In Großbetrieben ist es seit langem bekannt, daß eine Kostensenkung durch Massenproduktion unter Anwendung eines kontinuierlichen Warm- und Kaltwalzverfahrens zur Herstellung von Metall-, beispielsweise Stahlbändern bestimmter Dicke erreicht wird. Dabei wird ein Band bzw. Streifen mit konstanter Dicke in einer kontinuierlichen Walzstraße aus einer Bramme bzw. Vorbramme warmgewalzt, zwei oder drei Bandrollen werden zu einem Band zusammengeschweißt und dann wird dieses Band anschließend in einem Tandemwalzwerk reduziert. Dieses Verfahren eignet sich am besten für die Massenfertigung. Erfahrungsgemäß gibt es jedoch zahlreiche Fälle, in denen ein Stahlwerk kleinere Aufträge für unterschiedliche Blechdicken annehmen muß. Dabei müssen aber unvermeidbar Brammen verwendet werden, weiche unter dem Einheitsgewicht liegen. Dies macht nicht nur die höhere Produktionsleistung moderner kontinuierlicher Walzstraßen zunichte, sondern führt auch zu beträohtliohen Betriebsschwierigkeiten im Bearbeitungs-v > ablauf, Wenn dagegen die Banddiclcf während des kontinuierlichen Walzvorgangs frei geändert werden könnte, könnten die

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•vorgenannten Nachteile ersichtlicherweise vollständig ausgeschaltet werden. Dies ist aber nicht der Fall.

Weder" die-"bisher veröffentlichten Vorschläge noch die derzeit Verwendung findenden Steuersysteme für Y/alzwerke enthalten jedoch bra.uchba.re Maßnahmen zur Ausschaltung der genannten Schwierigkeiten. '

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 der Zeichnungen wird im folgenden der Stand der Technik näher erläutert. Das bekannte Steuersystem gemäß Fig. 1 weist folgenden Funktionsablauf auf:

Ein Metallband wird von einer Rolle 1 abgespult und durch fünf aufeinanderfolgende Walzgerüste 2 bis 6 geschickt und sodann auf einer Spanntrommel 7 aufgespult. Beim konstanten Walzvorgang in der genannten Tandemwalzstraße unterliegt bekanntlich das Verhältnis zwischen Walzspalt und Umfangsgeschwindigkeit der Walzen der Gesetzmäßigkeit des Fließvorgangs, nach welcher das Produkt aus der Ausgangs-Banddicke und der Walzgeschwindigkeit konstant ist. Sowohl diese Dicke als auch die Walzgeschwindigkeit jedes Walzgerüst» werden durch diese Gesetzmäßigkeit festgelegt, wobei zur Realisierung an jedem Walzgerüst bestimmte Einrichtungen vorgesehen⁷, nämlich Untersetzungsgetriebe 14t 15* 16, 17 und 18 in Verbindung mit je einem Motor-Generatorsatz 21-22, 25-26, 28-29, 31-32 und 34-35 und Drehzahlreglern 20, 24_f 27, 30 und 33; es ist also ein herkömmlicher Ward-Leonard-Satz als Antrieb vorgesehen. Weiter wird die Walzgeschwindigkeit selbstverständlich durch Einrichtungen zur Steuerung der Umfangsgeschwindigkeit jeder Walze beeinflußt. Im einzelnen wird dabei jede Walze jedes Gerüats durch den genannten War d-Lebnard-S at ζ angetrieben und durch je einen der

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Drehzahlregler 51, 53, 54, 55, 56 gesteuert, welchem je ein IvIo tor-Generator satz 37-38₅ 40-41, 43-44, 46-47 bzw. 49-50 zugeordnet ist. Die Drehzahl jedes Motors 37, 40, ^: 43, 46 und 49 wird durch je einen Drehzahlmesser 36, 39, 42, 45 bzw. 4⁸ gemessen und auf den Drehzahlregler rückgekoppelt.

Es ist jedoch üblich, den beschriebenen Steuereinrichtungen ein automatisches Dickenregelsystem, ein sogenanntes AG-C-System, zuzuordnen, um eine genaue Enddicke des Streifens zu gewährleisten. Ein solches AGC-System weist üblicherweise zwei Arten von an bestimmten Punkten angeordneten Rückkopplungsschaltungen auf, von denen die eine für das erste Walzgerüst vorgesehen ist, um die Walzspaltänderung in Abhängigkeit von der Abweichung AhI der Ausgangsdicke vorzunehmen, welche durch ein hinter dem Walzgerüst angeordnetes Röntgen—Dickenmeßgerät festgestellt wird. Im Betriebsablauf v/erden ein der Drehzahl des Motors 21 proportionales Signal, welches durch den Drehzahlmesser 23 erzeugt wird, und das vom.Dickenmesser abgegebene Signal gemeinsam durch Rückkopplung in eine automatische Anstell—Steuervorrichtung 19 eingegeben, so daß sich die optimale Reduktionsgeschwindigkeit ohne weiteres erzielen läßt. Dies stellt eine Grobregelung zur Erzielung der erforderlichen Dicke dar. Weiter ist eine Feinregelung für das letzte, d.h. das fünfte Walzgerüst gemäß Pig.1 vorgesehen, wobei das Signal, welches entsprechend der Abweichung Ah.5 von einem Rö'ntgen-Dickenmesser 9 abgegeben wird, sowie das der Drehzahl des Motors 49 proportionale Signal gemeinsam in den Walz-Drehzahlregler 51 zurückgeführt wird. Das rückgeführte Signal wird da]Dei über einen automatischen Zugspannungsregler 52 übertragen. Wenn im Betrieb der Motor-Generatorsatz 49-50 so angesteuert wird, daJ3 die Zugspannung zwischen den Wälz-

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gerüsten 4 und 5 entsprechend geändert und die Abweichung 4 h.5 gleich Hull wird, kann ohne weiteres eine zufriedenstellende Enddicke des Bandes erreicht werden.

Das AG-C-System war mithin sowohl für Warm- als a.uch für Kaltwalzwerke erforderlich. Es ist jedoch bekannt, da.ß eine weitere Zusatzvorrichtung erforderlich ist, um das AGC-System insgesamt zu stabilisieren und die ganze.Walzfunktion normal zu halten. Spannungsmesser 10, 11, 12 und 13 gemäß Pig. 1 erfüllen diese Forderung. Diese Spannungsmesser zeigen eine Zugspannung zwischen den Walzgerüsten an, die entsprechend dem Walzwiderstand und der Reißfestigkeit des Bandes auf einem entsprechenden Wert gehalten wird. Wenn dieser Wert zu hoch ist, reißt das Band, wenn der Wert da.-gegen zu klein ist, wird das Band unter Umständen in doppelt oder mehrfach gefaltetem Zustand gewalzt. Hierbei besteht die Gefahr, daß.die Walze durch eine plötzlich auftretende Belastung zerstört wird. Selbst wenn das Band in diesem Fall das "Walzwerk durchläuft, ist ersichtlicherweise die Herstellung eines Bandes der geforderten Dicke unmöglich. Das Ziel der früheren Steuersysteme sowie anderer, verbesserter Systeme,, beispielsweise desjenigen gemäß der ÖSA^atatsehrif* 3 332 263 besteht in der ITerbesserung der Genauigkeit der · Banddicke lediglich durch -ein Eück-Ifopplungssystem* Es liegt bereits laa der Jtfatur der ßesamt-..mordnung,, daß ein solches Steuersystem bestimmten .Eiaiackaiänkungen unterworfen ist, da eine Anzahl von Abweichungen, die in einem kms kanten WaLzgangplan für Materialien derselben Dicke festgestellt werden, nur durch das Rucfck^ppluiigs-systein berlMiMgb werden, aies bedeutet, daß Sm der fr&xis keine lbdepang der Materialdieke wahrend des fal^worgangs -vorgenommen werden kann, '

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Erfiiidungsgemäß hat es sich insbesondere geseilt, daß das wirkungsvollste Verfahren zur lösung der vorgenannten Schwierigkeiten da.rin besteht, die Zugspannung zwischen den ■Walzgerüsten .als normale Arbeitsfunktion des Walzens für jede Größe bei Änderung der Banddicke konstant zu halten. Zur Verwirklichung dieser Theorie ist es in erster Linie erforderlich, anstelle der vorstehend beschriebenen Rückwärts-, regelung ein Vorausregelsystem anzuwenden. Dies bedeutet, daß das sich ändernde Schema der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit jedes Walzgerüsts gemessen und bestimmt werden muß. Selbstverständlich hat dabei jedes Walzgerüst je nach der verwendeten Walzstraße ein anderes imderungsschema. Wenn eine Abweichung der Banddicke a.uf der Basis des betreffenden ÄnderungsSchemas berechnet wird, vd.ro. die Dickenänderung innerhalb eines Augenblicks vorgenommen und gleichzeitig die Zugspannung zwischen den Walzgerüsten kompensiert. Von diesem Zeitpunkt an kann der normale Walzvorgang ohne weiteres durchgeführt v/erden.

Aufgabe der Erfindung ist es₃ M.ö Nachteile des Bekannten zu vermeiden und mithin in erster Linie ein Steuersystem zu schaffen, mit dessen Hilfe die Bandgröße, insbesondere die Banddicke, frei und stabil änderbar ist.

Dabei soll auch besonders ein .Regelsystem zur ErmögliChung der Herstellung eines kontinuierlich gewalzten 'Bands mit gena,u festgelegter Dicke geschaffen werden,, selbst wenn die Sollgrößen des Walzgangs -während des Walzvorgangs nach Belieben .geändert werden.

soll dabei die Konstruktion eines Steuersystems ermöglicht werden, bei welchem das tierM>mmliehe AGC-System angewandt und auch weit er entwickelt werden kann.

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Als besonderer Vorteil ergibt sich dabei, daß es erfindungsgemäß möglich ist, jederzeit entsprechend der Kapazität einer Walzstraße die größtmöglichen Brammen bzw. Spulen zu verwenden, ohne dabei Dickenänderungen zu berücksichtigen.

Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine Schemadarstellung eines herkömmlichen Steuersystems einer Tandemwalzstraße für Kalt-Reduktion,

Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der Änderung von Ausgangsdicke und Zugspajinung des Bands hinter jedem Walzgerüst gemäß Fig. 1 unter unkontrollierten Bedingungen j

Fig. 3 ein Regelschema für die Walzgeschwindigkeit des ersten Walzgerüsts,

Fig. 4 ein ähnliches Regelschema, für das zweite Walzgerüst,

Fig. 5 ein Regelschema für das dritte Walzgerüst,

Fig. 6 ein Regelschema für das vierte Walzgerüst,

Fig. 7 ein Regeischema für das fünfte Walzgerüst,

Fig. 8 ein Regelschema für die Walzgeschwindigkeit aller Walzgerüste,

Fig. 9 eine Blockdarstellung eines Programm-Steuersystems ;---_:::.:· mit den Merkmalen der Erfindung,

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Fig. 10 eine Blockdarstellung unter Verwendung eines Zwischengerüst-Spannungsmessers,

Fig.11 eine Blockdarstellung unter Verwendung eines Zwischengerüst—Dickenmesse.rs und

Pig.12 eine Blockdarstellung unter Verwendung eines Gemischt-Regelsystems,

Pig.13 eine Blockdarstellung eines kombinierten Systems.

Ein besonderes wesentliches Merkmal der Erfindung besteht in der Art und Weise, auf welche Einzelheiten jedes in einer Walzstraße verwendeten Walzgerüsts dynamisch gemessen und als Anderungsschema der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit im Speicher eines Rechners registriert v/erden. Dies bedeutet, daß die Änderungsgröße der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit in Abhängig-' keit von einem Anstellen des Y/alzspalts infolge von Band-Dickenänderungen unbedingt sicher herausgreifbar sein muß. Nur auf diese Weise kann die Zugspannung zwischen den Walzgerüsten konstant gehalten und der Walzvorgang stabil durchgeführt werden. Pur die obengenannte Änderungsgröße der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen gilt die aufgrund zahlreicher Versuche ermittelte folgende Gleichung:

Δ Vi + 1 = Ai.Δ hi + Bi · e ~^O1X A hi + Ci + 1 . Ähi + Di ·Δ Vi (1)

In dieser Gleichung bedeuten

4 ,■■:■ Symbol für eine Abweichung,

V; die Walzen-Umfangsgeschwindigkeit, i: die laufende Nummer dea Walzgerüsts,

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S: Laplace-Symbol,

hi: die Ausgangsdicke des i-ten Walzgerüsts,

Ti: die Zeit (in s), in welcher der Streifen vom i-ten zum i + 1-ten Walzgerüst überführt wird,

Ai, Bi, Ci + 1 und Di: Konstanten, welche durch die Einlaufdicke, die Ausgangsdicke und Zugspannung, die Materialeigenschaften, die Schmiermittelsorte, die Walzgeschwindigkeit und die Konstruktion des Walzwerks bestimmt sind. '

Anhand der obigen Gleichung ist ersichtlich, daß eine vorherbe stimmbare Steuerung für die Walzen-Umfangsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von Änderungen der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit und der Ausgangsdicke des nächsten Walzgerüsts sowie der Ausgangsdicke des betreffenden Walzgerüsts vorgenommen werden muß. Diese vorherbestimmbare Steuerung ist erforderlich, um die Zugspannung zwischen den Walzgerüsten in einer Übergangsstufe vom betreffenden konstanten Walzvor— gang zum nächsten konstanten Walzvorgang konstant zu halten. Gleichung t veranschaulicht weiterhin, daß die Drehzahl des i -t? 1,-ten Walzgerüsts ebenfalls nach Vorauabereehnung geregelt werben sollte* da die Änderung: der Ausgangsdicke des; i-»ten Walzgerüsjts; das i + 1;-te> Walzgerüst nach 2! erareieht« Auf diese; W/eise; tat es erfittdungagemäß;. dae- Zug^panniüäg; zwisfi&eia den l^zg@rüsi;em konstant zxt halten u*t<t den IaI ζ Vorgang; i® der^ Praxis,

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gemäß; Figv 1 dargeaffeellt a±na., ämm

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Pig, 2 ist ohne weiteres ersichtlich, daß sich die Zugspannung zwischen den Walzgerüsten beträchtlich ändert und ein stabiler Walzvorgang kaum aufrechterhalten werden kann. Pig. 2 zeigt ein Diagramm, bei welchem die Änderung der Zugspannung zwischen den Walzgerüsten Hr. 2 und Ur. 3 sowie zwischen den Walzgerüsten ITr. 4 und ITr. 5 größer ist. Genauer gesagt, fällt der voreingestellte Wert der Zugspannung zwischen den Yfalzgerüsten, der zwischen den Gerüsten Nr. 2 und IJr. 3 15,4 kg/nun und zwischen den Gerüsten Nr. 4 und Hr. 5 14,1 kg/ran beträgt, gemäß Pig. 2 nach 0,21 s bzw. 0,07 s auf Null a.b. Diese Tatsachen verdeutlichen, da.ß es beim Stand der Technik unmöglich ist, den Walzvorgang zu planen. Wenn in diesem Pail dagegen die Paktoren nach der Gleichung 1 berechnet werden, läßt sich ohne weiteres die geregelte Größe der Umfangsgeschwindigkeit jeder Walze in Abhängigkeit von der sich ändernden Größe des Walzspalts entsprechend einer Größenordnung der Band-Dickenänderung im Walzwert erzielen. Nach tatsächlicher Berechnung handelt es sich hierbei um folgende Einzelheiten:

Beispiel für einen Walzgangplan unter normalen Bedingungen bei KaIt-Reduktion (tatsächlicher Betrieb).

Dicke des warmen. Bands 5*2 Radius der Arbeitswalze 273 mm Radius der Stützwalze ?tO mm

Tabelle 1: Reduktionsplan

	1	Dicke (min)	Vorwärts-Zug-p spannung (kg/W )	Walzen-Umfangsge schwindigkeit (m/s)
Abspulrolle	2		1,91
Vfalzgerüst	3	2,4	15,3	200
Walzgerüst	4	1,68	.15,4	10,25
Walzgerüst	5	1,17	15,6	14,55
Walzgerüst	0,84	14,1	20,30
Walzgerüst	0,80	5,65	22,00

Wenn die Banddicke gemäß Tabelle 1 während des Walzens verändert wird, wird gemäß Tabelle 2 eine Änderungsgröße des Walzspalts entsprechend der obigen Dickenänderung berechnet. Dies ist als die Änderungsgröße des Walzspalts dargestellt, na.ch welcher die Ausgangsdicke jedes Walzgerüsts um eine Einheit (0,1 mm) verändert wird.

Tabelle 2

des Walzspalts (mm)

Walzgerüst 1
Walzgerüst 2
Walzgerüst 3
Walzgerüst 4
\7alzgerüst 5

0,22
0,23
0,31

0,45
0,95

Wie vorstehend ausgeführt, ist die Änderungsgröße des Walzspalts auf der Grundlage von Gleichung 1 zu berechnen. Aus diesem Grund muß als erstes das die Walzgeschwindigkeit betreffende Steuerschema jedes Walzgerüsts nach dieser Glei-

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ellung bestimmt werden. Pig. 8 veranschaulicht ein derartiges, beim obigen Beispiel verwendetes Steuerscheina, bei welchem die Abszissen die Zeit (in s) und die Ordinaten die Änderungsgeschwindigkeit der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit bei Änderung der Ausgangsdicke jedes Walzgerüsts um eine Maßeinheit (0,1 mm) zeigen. Eine Änderungsgröi3e der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit jedes Walzgerüsts entsprechend der AnderungsgrÖße des Y/alzspalts gemäß Tabelle wird auf dem Steuerschema, gemäß Pig. 8 eingestellt. Die ^x<ig. 3 bis 7 zeigen einen tatsächlichen Verlauf der Walzen-Ümfangsgeschwindigkeit gemäß den Tabellen 1 und 2. Diese Kurven zeigen ein Vorausregelsystein, wobei es ohne weiteres möglich ist, die Zugspannung zwischen den Walzgerüsten konstant zu halten. Ersichtlicherweise ist ein in die Leitung eingeschalteter Rechner zur Durchführung dieses vorstehend beschriebenen Systems erforderlich. Wenn eine Dickenänderung beim Walzen nötig ist, wird zuerst das Stellsignal zur Änderung des Walzspalts vom Rechner abgegeben, welches a.uf der Grundlage des gespeicherten Steuerschemas berechnet worden ist. Anschließend wird ein weiteres Kommando zur Änderung der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit abgegeben₉ so daß die Zugspannung zwischen den Walzgerüsten ständig stabil konstant gehalten wird. Ein bedeutsames Merkmal der Erfindung besteht darin, daß dieses Änderungskommando bereits an das nächste Walzgerüst der Reihe abgegeben wird, bevor das Band dieses betreffende Walzgerüst erreicht.

Das genannte Diekenänderungs-Verfahren sollte so in die Praxis umgesetzt werden, daß es gleichmäßig und stabil ab-» läuft. Erfindungsgemäß wird daher die Verwendung eines Programmsteuersystems empfohlen. Dieses System, dessen Blockschaltbild in Pig. 9 dargestellt ist, ist bei jeder ; Walsgeschwindigkeit mit voller Wirkung anwendbar. Die Vor-

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richtung gemäß Mg. 9 besteht aus einer Eingabevorrichtung 76 zur Dickenänderung, einem in die leitung eingeschalteten Rechner 75 und einem Umwandler 77, der zusätzlich für Anlagen der Art gemäß Pig. 1 vorgesehen ist.

ITachdem dem Rechner ein Kommando-Signal zur Dickenänderung eingespeist worden ist, berechnet er zuerst einen neuen Walzgangplan zur Bestimmung der erforderlichen Änderungsgrüße des 'Walzspalts und der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit, nachdem diese berechneten Werte durch den Umwandler 77 in Analoggrößen umgewandelt worden sind, werden die Signale zu den Waizspaltreglern 19, 24, 27, 30 und 33 bzw. zu den Reglern 56, 55, 54, 53 und 51 für die Walzen-Umfangsgeschwindigkeit übertragen. Jedes dieser genannten Kommandosignale wird in einem gewöhnlichen AGO-System beispielsweise der in Fig. 1 dargestellten Art verarbeitet. Die beschriebene Vorausregelung kann die Zugspannung zwischen den Walzgerüst en stets konstant halten, ohne einen Bandbruch oder Schaden der Walze hervorzurufen. Die Vorausrcgelung erwies sich dabei nicht nur für die Dickenänderung während des * Walzens, sondern auch für versehweißte Band- bzw. Streifenrollen mit unterschiedliehen Dicken als außerordentlich wirksam,

fig, 10 zeigt eine andere AusftUarimgsform der Erfindung, die sich durch die vorteilhafte Anwendung gewöhnlicher Zwischengerüst-Zugspannungsmesser 10, 11, 12 und 13 der Art gemäß Fig, 1 auszeichnet. Das von den Zugspannungsmessern abhängige Ansprechverhalten des Steuersystems ist demjenigen des Programmsteuersystems gemäß Fig. 9 unterlegen. Bei Anwendung auf Anlagen mit vergleichsweise niedriger Walzge« schwindigkeit vermag dieses System zufriedenstellende Ergebnisse zu liefern. In diesem Zusammenhang ist zu "beachten*

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da.ß eine Änderung der Zugspannung zwischen den Walzgerüsten ' nicht unabhängig auftritt, vielmehr hängt diese Änderung von der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit vor und hinter den Zugspannungsmessern, der Ausgangsdicke des Banda Lind der Zugspannung a.m hinteren Walzgerüst a.b. Folglich wird der grundlegende mathematische Ausdruck für dieses Verfahren eine neue Formel, da eine Änderung der Zugspannung zur Gleichung hinzugefügt worden ist. Wie sich bei Versuchen bestätigt hat, ist das erfindungsgemäße Verhältnis folgendes:

dVi +' 1 = A'ii · Λ hi + Bie~^STl· A hi + G¹I + 1 · Δ hi + Ό'ϋ ·4 Vi + E'i «Atfi + F'i = Δ tfi - 1 (2)

In dieser Formel bedeuten:

Δ hi die Reduktion-Änderungsgröße im i-ten Walzgerüst, Δ Vi die Änderungsgröße der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit im i-ten Walzgerüst,

A tfi die Änderungsgröße der Zugspannung zu diesem Zeitpunkt, A'i, B¹I, Ci + 1, D¹I, E'i und F'i - 1 durch die Walzbedingungen bestimmte Konstanten, wie in Verbindung mit Gleichung 1 beschrieben.

Wenn nunmehr während des Walzens die Banddicke geändert wird, wird die Änderung der Zugspannung zwischen den T/alzgerüsten ohne weiteres durch Beachtung der Forderungen gemäß Gleichung 2 ausgeschaltet.

Δ tfi = o ·'"■'■■

Demzufolge wird eine notwendige Änderungsgröße der Walzeiiümfangsgeschwindigkeit durch folgende Gleichung gegeben;

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£ Vi + 1 = A'i . Δ hi + B'ie ^S[C:L· Ahi + Ci + 1 Δ hi + 1 + D'i · ΛVi + I"i - 1 · Ätfi - 1 .....

(3)

Die Gleichung 3 wird als Rcgelschenia anstelle von Gleichung 1 in dem in die Leitung eingeschalteten Rechner gespeichert. Wenn dem System gemäß Pig. 10 ein Kommando zur Dickenänderung eingespeist wird, wird eine Änderung von Δ hi automatisch "bestimmt. Mithin wird ein Änderungswert der Zugsparaiungsmesser 10 bis 13 des vorderen Walzgerüsts zum Umwandler 77 übertragen, während gleichzeitig ein Wert der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit von jedem Walzen-Drehzahlmesser 36, 39» 42, 45 und 48 zum Umwandler geliefert wird. Dieses Signal wird in einen Digitalwert umgewandelt und dem Rechner 75 eingespeist, welcher eine Änderungsgröße der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit festlegt. Hierauf wird der erforderliche Änderungswert wieder in eine Analoggröße umgewandelt. Wenn dieser Wert im voraus an die Walzen-Umfangsgeschwindigkeitsreglern 56, 55, 54ι 53 und 52 abgegeben wird, wird eine Änderung der Zugspannung zwischen den V/alzgerüsten augenblicklich kompensiert und wird der normale Reduktionsvorgang stabil weitergeführt.

Die Dickenänderung während des Walzens ist außerdem von einer Dickenmessung durch den an der Ausgangeseite jedes. Walzgerüsts angeordneten Dickenmesser begleitet. Auf bekannte Weise kann ein Röntgen-LIeßgerät als Dickenmesser angewandt werden. Pig. 11 zeigt ein Beispiel einer solchen Anordnung. Bei Verwendung eines solchen Dickenmessers kann die Dickenänderungs-Regelung möglicherweise durch das Änderungsschema der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit nach Gleichung 1 durchgeführt werden. In diesem Fall wird die Ausgangsdicke des Bands an jedem Walzgerüst unmittelbar durch die Röntgen-Lleßgeräte 8, 57, 58, 59 und 9 gemessen, während

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gleichzeitig die Walzen-Umfangsgeschwindigkeit durch die Drehzahlmesser 36, 39, 42, 45, 48 bestimmt wird. Hierauf wird der erhaltene Wert über den Wandler 77 dem Rechner eingespeist und·wird die erforderliche Änderungsgröße berechnet. Dieser berechnete Wert wird dann zur Vorausregelung dem nächsten Walzgerüst der Reihe zugeführt. Obgleich dieses Regelsystem ein weniger gutes Ansprechverha.lten besitzt als das vorher beschriebene Programnsteuersystem, gewährleistet es im Fall eines Walzwerks, mit niedrigerer Walsgeschwindigkeit dennoch eine ausreichend stabile Dickenänderung.

Fig. 12 zeigt ein Regelsystem, bei welchem ein gewöhnlicher Walzkraftmesser verwendet wird. Eine durch jede lastzelle 60 - 64 festgestellte Walzkraft sowie ein Ausgangssignal jedes Walzen-Drehzahlmessers 36, 39, 42, 45 und 48 werden zum Rechner 75 übertragen. Bei diesem Verfahren ist nach H. Ford bekannt, daß das Verhältnis zwischen der Änderungsgröße der Streifendicke und derjenigen der Walzkraft folgender Gleichung entspricht:

Λ hi = 4Si + APi/ΐί ..... (4)
In dieser Gleichung bedeuten:

Δ hi die Änderungsgröße der Dicke,

Δ si die Anstell-Bewegungsgröße,

4Pi die Änderungsgröße der Walzkraft_s

ΔΜ die llachgiebigkeit des Yfalzgerüstes (Waisensprung)

Nach obiger Gleichung 4 kann die erforderliche Änderungsgröße der Ausgangsdicke an jedem V/alsgerüst leicht berechnet werden. Das Regelverfahren auf der Grundlage dieser

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Formel 4 entspricht dem vorher beschriebenen. Das Merkmal des Systeme gemäß Pig. 12 liegt in der I/iöglichkeit der Erfassung einer Änderung der Ausgangsdicke ohne jegliche Zeitverzögerung sowie in den niedrigeren Baukosten dieses Systems. Die Anwendungsmöglichkeiten für dieses System sind größer als diejenigend.es Dickenmessersystems gemäß Mg. 11.

Die vorstehend beschriebenen Regelsysteme, d.h. das Programm-, das Zugspannungsmesser-, das Dickenmesser- und das ',Talskraftmesser-System, stellen grundsätzliche Regelungsverfahren dar. Diese Ssrsteme können selbstverständlich una/bhängig voneinander angewandt werden, doch unterliegt ihre Anwendbarkeit selbstverständlich gewissen Einschränkungen. Beispielsweise hat es sich aufgrund zahlreicher Versuche gezeigt, daß das System gemäß Fig. 13 nicht in der Lage ist, einer Änderung der Zugspannung zwischen den WaIzgerüsten infolge anderer Ursachen zu entsprechen, außer mittels des Kommandosignals der Dickenänderung beim Walzen. Andererseits hat es sich herausgestellt, daß die Systeme gemäß den Pig. 10, 11 und 12 jeweils der oben genannten Änderung zu entsprechen vermögen, doch ist das Ansprechverhalten dieser Systeme demjenigen des Systems gemäß .Pig. 9 unterlegen. Aus diesem Grund v/erden Kombinationen passender Einzelsysteme der vorstehend beschriebenen Systeme für die tatsächliche Verwendung in einem Regelverfahren empfohlen.

Pig. 13 zeigt ein Beispiel für eine derartige Kombination. Diese Kombination besteht aus dem Programmateuersystem gemäß Pig. 9, dem Zwischengerüst-Zugspannimgsmessersystem gemäß Pig. 10 und dem Walzkraftmessersystem gemäß Pig. 12. Don Haupttqil des kombinierten Systems gemäß Pig. 13 ■bilde!; das Programmsteuersyrrtem, welches der Walzen-Umfangsge-

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schwindigkeit zugeordnet ist. Das Anderungsschena dor Walzen-Umfangsgeschwindigkeit nuß neben den vorher erwähnten Schema gemäß Gleichung 1 (I¹Ig. 9) auf Gleichung 5 berücksichtigen.

Vi + 1 = (Ahi + Bie~^STi) (Ahi + Ah'i) + Ci 1-Ahi + l + Di'dvi (5)

In dieser Gleichung· bedeutet:

■üh'i den Fehler der Dickenänderung a.uf der Grundlage anderer Ursachen als den normalen Anderuiigskonnando.

Es ist ohne weiteres möglich, den Faktori h'i auf der Grundlage der Gleichung 4 mit Hilfe des Systems gemäß Ji¹Ig. 12 festzustellen. In diesen Pail wird diese Gleichung 4 wie folgt umgestellt:

4hi = ASi + ÄP'i/M (4¹)

Dies bedeutet, daß wenn die Änderungsgröße vonä P¹X während der Heduktionsänderung fehlt (-M»ASi), das Regelschema nach Gleichung 1 automatisch auf das gemäß Gleichung 5 umgeschaltet werden muß. Während dieses Regelvorgangs kann mit Hilfe des Systems gemäß Fig. 10 unmittelbar festgestellt werden, ob die Zugspannung zwischen, den Wal a gerüst en konstant ist oder nicht. Es ist jedoch nicht nötig, die Gleichung 2 wie sie ist beim System gemäß Pig. 10 anzuwenden. Obgleich verschiedene Paktoren der Gleichung 2 im Hinblick auf die Gleichungen 1 und 5 bereits bekannt sind, kann die Gleichung 2 nicht mit nur 'unbekannten Palctoren wie folgt umgeschrieben werden:

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Δ Vi + 1 = E'i-Atfi + 3?!i - 1 . Ä-tfi - 1 (G)

Das Anderungsschema ist vergleichsweise einfach. Aus diesem Grund braucht es nicht zum Rechner 75 übertragen zu werden. Wenn Schleifen mit Verstärkern 65 - 71 vorgesehen werden,, kann eine kleine Änderung der Zugspannung zwischen den Walzgerüoten einfach kompensiert werden. Außerdem ist das Ansprechverhalten dieser Vorrichtung besser als dasjenige des in die Leitung eingeschalteten Rechnersystems gemäß Fig. .10.

Das kombinierte System gemäß Pig. 13 besitzt mithin den bedeutenden Vorteil, daß die Nachteile der grundsätzlichen Regelsj^steme ausgeschaltet werden und ihre Vorteile zur Geltung kommen. Diese Kombination kann beliebig aus den vorher beschriebenen vier Systemen unter Berücksichtigung der gegebenen Bedingungen einer Walzstraße ausgewählt werden.

Das Dickenänderungsverfahren während des normalen Walzvorgangs unter Anwendung der vier grundsätzlichen Systeme und des kombinierten Systems ist nicht nur a.uf Tandem-Kaltwalzwerke, sondern auch a.uf Kaltreversierwalzwerke oder kontinuierlich arbeitende Warmwalzwerke anwendbar.

Obgleich die -Erfindung vorstehend in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert ist, soll sie keinesfalls auf die dargestellten und beschriebenen Auoführungsformen beschränkt sein, da dem Fachmann auf diesem Gebiet selbstverständlich zahlreiche Änderungen und Abwandlungen wie z.B. verschiedene Kombinationsmöglichkeiten möglich sind, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

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Claims

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Patentansprüche

■Vorfahren zur ständigen Konstanthaltung der Zugspannung des Walzgutes zwischen den Walsgerüsten durch Vorherbestimmung und automatische Regelung der Dicken-Änderungsgröße (Stichabnähme) jedes Viialzgerüsts während des Walzvorgangs, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das grundsätzliche und e rungs schema, der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen entsprechend der Dickeiiäiiderung vorherbestimmt wird, sodann die Änderungßgrö'ße des Walzspalts festgestellt wird, weiterhin die erforderliche Änderungsgröße der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit nach dem vorher festgestellten Wert zusammen mit dem vorher genannten Änderuiigsschenia berechnet und schließlich der auf diese Weise berechnete Wert zur Vorausregelung benutzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1> dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Verfahren nach einem vorbestimmten Programm durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiclmet, daß die Feststellung der Änderungsgröße des Walzspalts mittels eines Zwischengerüst-Zugspaimungsmessors durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellung der Anderungsgröße des Walzspalts mit Hilfe eines an der Austragseite des Walzwerks angeordneten Dickcnmessers durchgeführt wird.

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'j. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dai3 die Feststellung der Anderungsgrüße dea \7alzspalts mit Hilfe eines \7alzdruckmessers durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, doI3 das Rcgelverfahren für die DickenLuiderimg während
des ¹JaIsvorgangs mit der Kombination folgender LIerlaiiale durchgeführt wird:

a) daß das gesamte Verfahren nach einem vorbestimmten Programm,

b) die Feststellung der Änderungsgroße des \7alsspa.lts mittels eines Zwischengerüst-Zugspannungsmessers, und daJ3

die Feststellung der Änderungsgröße des Walzspalts mit Hilfe eines Y/alsdruckmessers durchgeführt wird.

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