DE3837101A1 - Verfahren zum steuern des bandlaufs beim walzen, in einer walzstrasse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des Bandlaufs beim Walzen, insbesondere Fertigwalzen von selbstleuchtendem Warmband in einer von mehreren hintereinander angeordneten Walzgerüsten gebildeten Walzstraße in Abhängigkeit von der Lage der beiden Bandkanten.

Beim Fertigwalzen von Warmband in kontinuierlichen mehrgerüstigen Walzstraßen ist darauf zu achten, daß das Band jeweils mittig in das nachfolgende Walzgerüst einläuft, damit es fehlerfrei gewalzt werden kann. Da aber manchmal das zu walzende Band ein keilförmiges Profil hat, die Grenzen des von den Walzen gebildeten Spaltes eines Walzgerüstes nicht parallel verlaufen oder die Temperaturverteilung des zu walzenden Bandes ungleichmäßig ist, verläuft das Band während des Walzens seitlich. Das führt häufig dazu, daß sich die Bandkanten mit großer Kraft gegen seitliche Führungsleisten anlegen, die üblicherweise die Seiten einer Walzstraße begrenzen. Die Folgen sind, daß einerseits kein gradlinig verlaufendes Band erhalten wird und andererseits die Führungsleisten einem erheblichen Verschleiß unterworfen sind. Schließlich kann es zu Schäden an den Bandkanten, insbesondere zum Abrieb an den Bandkanten kommen. Das abgeriebene Material wird unter Umständen in das Band eingewalzt, was dann zur Qualitätsminderung führt.

Deshalb ist bereits bei einem bekannten Verfahren (DE 31 16 278 A1) der eingangs genannten Art vorgesehen, daß in Durchlaufrichtung des Bandes hinter jedem Walzgerüst jeder Bandkante ein sie körperlich abtastender Fühler zugeordnet ist. Die als Rollen ausgebildeten Fühler liegen an den Bandkanten an und sind zur Messung des auf sie von den Bandkanten ausgeübten Druckes und zur Führung des Bandes in der Sollage eingerichtet. Die Meßgrößen für die von den einzelnen Fühlern gemessenen Drücke empfängt eine Regeleinrichtung, die Stellsignale an eine Stelleinrichtung für die Walzenachsen des ersten Walzgerüstes oder einer dem ersten Walzgerüst vorgeordneten, auf die Bandkanten einwirkenden Stelleinrichtung liefert.

Diese Art der Bandkantenerfassung geht von dem Gedanken aus, daß das Band schon durch die als Rollen ausgebildeten Fühler in seiner Sollage gehalten werden soll. Das bedeutet, daß bei einer starken Tendenz des Bandes zum seitlichen Verlauf der Druck auf die jeweiligen Rollen sehr groß ist und es deshalb zu Quetschungen der Bandkante kommt. Bei den bekannten Verfahren besteht ein weiterer Nachteil darin, daß durch die ausschließliche Beeinflussung des Bandlaufes am Anfang der Walzstraße durch Verstellung des ersten Walzgerüstes und/oder einer dem ersten Walzgerüst vorgeschalteten, von der Seite auf die Bandkanten einwirkenden Stelleinrichtung in Abhängigkeit von den Meßgrößen, welche die einzelnen Fühler von dem Bandlauf hinter den Gerüsten der Walzstraße liefern, der Bandlauf nicht über die gesamte Länge exakt steuerbar ist. Sofern beispielsweise das Band erst vor dem letzten Walzgerüst aus der Mittellage verläuft, liefert ausschließlich der dem letzten Walzgerüst nachgeordnete Fühler eine Meßgröße für einen seitlichen Verlauf des Bandes an die Regeleinrichtung. Die Regeleinrichtung bewirkt daraufhin die Verstellung des ersten Walzgerüstes bzw. der dem ersten Walzgerüst vorgeschalteten Stelleinrichtung, mit der Folge, daß nunmehr das Band bereits das erste Walzgerüst mit außermittiger Lage verläßt. Aufgrund dieser seitlichen Auslagerung das Bandes liefert nun wiederum der dem ersten Walzgerüst nachgeordnete Fühler eine Meßgröße an die Regeleinrichtung, was wiederum zu einer Rückverstellung des ersten Walzgerüstes führt. Eine eindeutige Verstellung der ersten Walzgerüstes läßt sich also auf diese Weise nicht erzielen. Von Nachteil ist ferner, daß bei diesem bekannten Regelkonzept die Korrektur des Bandlaufes nur mit einer Verzögerung durchführbar ist, die der Strecke zwischen dem ersten Walzgerüst und dem die Störung meldenden Fühler entspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung des Bandlaufs zu schaffen, das ohne großen Aufwand einzurichten ist und mit dem eine schnelle und exakte Korrektur des Bandlaufs erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

• a) Zur Erfassung der Lage des Bandes wird in Durchlaufrichtung des Bandes hinter mindestens einem Walzgerüst eine mittig über dem Band angeordnete, berührungslos arbeitende, optische Meßeinrichtung verwendet, welche mit einer quer zur Bandlaufrichtung verlaufenden, bis über die Bandkanten hinausreichenden Meßlinie gleichzeitig beide Bandkanten erfaßt.
• b) Mittels der Meßeinrichtung werden die Abstände der Bandkanten von einem der Mitte der Walzstraße entsprechenden Bezugspunkt bestimmt.
• c) Durch Vergleich der gemessenen Abstände der Bandkanten vom Bezugspunkt wird ein Stellsignal für eine Stelleinrichtung zur Einstellung des Walzenspaltes des Walzgerüstes gebildet.
• d) Der Bandlauf wird durch Verstellen des Walzenspaltes, des der Meßeinrichtung in Bandlaufrichtung unmittelbar vorgeordneten Walzgerüstes korrigiert.

Da der Walzspalt eines Walzgerüstes nur in Abhängigkeit von den unmittelbar hinter diesem Walzgerüst gemessenen Abstände der Bandkanten verstellt wird, kann es nicht zu den geschilderten Schwierigkeiten der bekannten Walzstraße bei der Korrektur des Bandlaufs kommen. Insbesondere erfolgt die Korrektur des Bandlaufs praktisch verzögerungsfrei und an der Stelle, wo der seitliche Verlauf des Bandes seinen Ursprung hat. Wegen der Verwendung einer berührungslos arbeitenden Meßeinrichtung, insbesondere einer als Diodenzeilenkamera ausgebildeten Meßeinrichtung, kommt es auch nicht zu den geschilderten Beschädigungen der Bandkanten und/oder irgendwelcher Führungselemente. Da nur eine Diodenzeilenkamera mit einem einzigen Bezugspunkt verwendet wird, bedarf es für die Durchführung des Verfahrens auch keines großen Aufwandes. Durch den Vergleich der von der Diodenzeilenkamera gelieferten Werte für die Abstände der Bandkanten läßt sich sehr exakt der Kantenabstand erfassen, da die optische Meßeinrichtung auch bei starkem seitlichen Versatz des Bandes nur die oberen Kanten der Bandkanten erfaßt. Diese exakte Bandkantenerfassung wäre nicht gewährleistet, wenn, wie zwar aus dem oben diskutierten Stand der Technik (DE 31 16 278 A1) bekannt, aber als nachteilig abgelehnt, anstelle der die Bandkanten körperlich abtastenden Fühler einer jeden Bandkante eine eigene Diodenzeilenkamera zugeordnet ist. Bei Ausrichtung einer jeden Diodenzeilenkamera auf die jeweils zugeordnete Bandkante des in Mittelage der Walzstraße befindlichen Bandes erfaßt jede Diodenzeilenkamera nämlich je nach der Richtung der seitlichen Versetzung des Bandes entweder die Oberkante oder die Unterkante der zugeordneten Bandkante. Insbesondere bei dicken Bändern kann dieser unterschiedliche Meßpunkt an der Bandkante zu beachtlichen Meßfehlern führen.

Bei einer Walzstraße aus einer Vielzahl von Gerüsten, ist in der Regel mehreren Gerüsten jeweils eine eigene Meßeinrichtung zugeordnet, die auf eine Stelleinrichtung des ihr vorgeordneten Gerüstes einwirkt. Vorzugsweise werden für alle Walzgerüste gleichartige Meßeinrichtungen verwendet, deren Meßwerte für die Verstellung des ihr jeweils vorgeordneten Gerüstes genutzt werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung wird an der Meßeinrichtung ein einziger Bezugspunkt für die Mitte der Walzstraße eingestellt. Bei einer Diodenzeilenkamera läßt sich dies leicht dadurch verwirklichen, daß eine Diode der Diodenzeilenkamera derart ausgewählt wird, daß bei dieser Diode als Bezugspunkt die gemessenen Abstände der Bandkanten bei in der Walzstraßenmitte liegendem Band gleich groß sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen

Fig. 1 zwei Walzgerüste einer Walzstraße in schematischer Darstellung in Seitenansicht und

Fig. 2 eine sich über die Breite des Bandes erstreckende Meßlinie einer Diodenzeilenkamera in Prinzipdarstellung.

Gemäß Fig. 1 durchläuft ein selbstleuchtendes Warmband 1 zwei Walzgerüste 2, 3 einer Walzstraße in Richtung des Pfeils P. Zwischen den beiden Walzgerüsten 2, 3 ist ein Schlingenheber 4 vorgesehen, der zum Ausgleich von unterschiedlicher Länge des Bandes 1 zwischen den Walzgerüsten 2, 3 das Band 1 unter Spannung hält. Für die Einstellung des Walzspaltes ist jedem Walzgerüst 2, 3 ein Stellglied 5, 6 zugeordnet. Mittels eines solchen Stellgliedes 5, 6 läßt sich der Walzspalt des zugeordneten Walzgerüstes 2, 3 zur Korrektur des Bandlaufes verstellen.

Zur Überprüfung der Lage des aus dem Walzgerüst 2 kommenden Bandes 1 ist eine Diodenzeilenkamera 7 vorgesehen, deren Meßlinie quer zum Band 1 verläuft und soweit reicht, daß die äußeren Extremlagen der Bandkanten 1 a, 1 a′, 1 b, 1 b′ erfaßt werden. Die Diodenzeilenkamera 7 liefert Signale an einen Meßwertumformer 9, der einerseits ein Signal an einen Monitor 10 und andererseits an eine Steuer- und Regeleinrichtung 11 liefert, die ihrerseits ein Stellsignal an das Stellglied 5 liefert.

Zur Einrichtung der Diodenzeilenkamera 7 wird gemäß Fig. 2 eine Diode 12 als gemeinsamer Bezugspunkt für die beiden Bandkanten 1 a, 1 b ausgewählt. Dies geschieht in der Weise, daß die Diode ausgewählt wird, die mit der Mitte der Walzstraße übereinstimmt, die auch die Mitte des Bandes 1 in Sollage sein soll. In diesem Fall erfaßt die Diodenzeilenkamera 7 die Abstände a, b der beiden Bandkanten 1 a, 1 b, so daß durch Differenzbildung festgestellt werden kann, ob das Band 1 sich in der Mittellage befindet. Sofern das Band 1 aus dieser Mittellage seitlich auswandert ergibt sich ein Differenzwert größer oder kleiner 0, was bedeutet, daß ein Stellsignal gegeben werden muß, das zu einer Verlagerung des Bandes 1 in Fig. 2 nach rechts führt.

Claims (4)

1. Verfahren zum Steuern des Bandlaufs beim Walzen, insbesondere Fertigwalzen von selbstleuchtendem Warmband in einer von mehreren hintereinander angeordneten Walzgerüsten gebildeten Walzstraße in Abhängigkeit von der Lage der beiden Bandkanten, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

• a) Zur Erfassung der Lage des Bandes wird in Durchlaufrichtung des Bandes hinter mindestens einem Walzgerüst eine mittig über dem Band angeordnete, berührungslos arbeitende, optische Meßeinrichtung verwendet, welche mit einer quer zur Bandlaufrichtung verlaufenden, bis über die Bandkanten hinausreichenden Meßlinie gleichzeitig beide Bandkanten erfaßt.
• b) Mittels der Meßeinrichtung werden die Abstände der Bandkanten von einem der Mitte der Walzstraße entsprechenden Bezugspunkt bestimmt.
• c) Durch Vergleich der gemessenen Abstände der Bandkanten vom Bezugspunkt wird ein Stellsignal für eine Stelleinrichtung zur Einstellung des Walzenspaltes des Walzgerüstes gebildet.
• d) Der Bandlauf wird durch Verstellen des Walzenspaltes, des der Meßeinrichtung in Bandlaufrichtung unmittelbar vorgeordneten Walzgerüstes korrigiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, daß gleichartige Meßeinrichtungen an mehreren, insbesondere allen Walz­ gerüsten verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßeinrichtung eine Diodenzeilenkamera verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Bezugspunkt für die Walzstraßenmitte eine Diode der Diodenzeilenkamera ausgewählt wird, bei der die gemessenen Abstände der Bandkanten bei in der Walzstraßemitte liegendem Band gleich groß sind.