DE1933887A1

DE1933887A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Form von Metallbaendern

Info

Publication number: DE1933887A1
Application number: DE19691933887
Authority: DE
Inventors: Kuniji Asnao; Moritada Kubo; Takashi Kusakabe
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; JFE Engineering Corp
Priority date: 1968-07-03
Filing date: 1969-07-03
Publication date: 1970-09-03
Also published as: US3756050A; CA941051A; NL6910107A; BE735590A; NL165666B; FR2012254A1; GB1250925A; SE358822B; NL165666C

Description

Nippon Kokan Xabushiki Kaisha und Tokyo - 3. HlU 1969 Shibaura Electric Go„,Ltd.

Tokio Tazv» ,Kawasaki, Japan

Verfahren und Vorrichtung zur. Steuerung der Form von Metallbändern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Form eines Metallbands bzw, —Streifens, insbesondere zur Erzeugung eines Metallhands einwandfreier Flachheit.

Beim Walzen von Metallbändern treten bekanntlich zahlreiche Schwierigkeiten bezüglich der Steuerung der Dicke und Form des Metallbands auf. Während kaum irgendwelche Schwierigkeiten bezüglich der Steuerung der· Iiängs-Abmessungen des Bands auftreten, da. hierfür das bekannte automatische Dickenregelsystem bzw, sogenannte AG-O* System entwickelt und eingesetzt wurde, ist es bekannt^ daß derzeit noch keine Systeme zur Steuerung der Band·· Dicke und -Form über die Bandbreite entwickelt worden sind. Diese Schwierigkeiten sind beispielsweise in einem in "Iron and Steel Engineer", August 1965, ver-» öffentlichten Artikel mit Titel "Theory and Practical Aspects in Grown Control" behandelt. Dieser Bericht er·» wähnt jedoch keine Maßnahmen hinsichtlich der Form quer zur Laufrichtung des Metallbands. Inbezug auf die Steuerung der Querabmessungen und der Form ist lediglich in den japanischen Patentanmeldungen Hr, 17429/1967 und ITr, 1009/1968 ein Verfahren zur Anwendung von Zug-

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walzen und G-eschwindigkeit-Meßwalzen "be schrieb en, die in Richtung der Bandbreite 'angeordnet werden. Es wurde auch ein "Versuch unternommen, Dickenmesser in Richtung der Bandbreite anzuwenden. Andere Versuche haben jedoch gezeigt, daß alle diese Verfahren unzuverlässig und in der Praxis nicht anwendbar sind.

Bin Merkmal der Erfindung liegt in der Feststellung von Schwingungen bzw. Wellungen und Veränderungen des Metallbands in Richtung seiner ^icke und zur davon abhängigen Steuerung der Abmessungen und der Form quer zum Metallband. Hierbei kann die Feststellung der Schwingungen . ohne weiteres durch Auswertung einer magnetischen Änderung, einer elektrostatischen Änderung und dgl. berührungslos erfolgen«

Aufgabe der Erfindung ist mithin in erster linie die Schaffung eines Verfahrens zur Feststellung der Form bzw.■Flachheit eines Metallbands in Richtung seiner Breite,

Ein anderes Erfindungsziel bezweckt die Schaffung einer Vbrrrichtung zur Steuerung der Form bzw, der Flachheit eines Metallbands in Richtung seiner Breite.

Im folgenden ist die Erfindung in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert, Es zeigen:

Fig. 1 Beispiele für mangelhaft geformte Metallbänder,

Fig« 2 eine graphische Barstellung zur Veranschaulichung des Verhältnisses zwischen der in Richtung der Band-Dicke entstehenden Schwingungswellen und der Schwingungswellenform,

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Fig. 3 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung,

Fig, 4 Vier graphische Darstellungen zur Veranschaulichung des Verhältnisses zwischen typischen Formen und den diesen Formen entsprechenden Ausgangsamplitu— den und

Fig. 5 ein Schaltbild einer Vorrichtung zur Feststellung von Schwingungen in Richtung der Band-Dicke.

Bs ist bekannt, daß ein Mangel an Flachheit des Endprodukts, insbesondere bei kaltgewalztem Metallband, häufig zur Zurückweisung des Produkts führt. Die typischen Zurückweisungsgründe sind in Fig. 1 dargestellt, worin links ein Band mit Wellenbildung an den Rändern und rechts ein solches mit mittigen Wölbungen dargestellt ist. Diese mangelhaften Bandformen sind durch Steuerung der Balligkeit der Walzen zu vermeiden.

Die Erfindung beruht auf Erkenntnissen, welche zeigten, daß die Rand- oder Mittelwellungen hervorrufende Wellenform eng mit der Schwingungswellenform in Richtung der Band-Dicke zusammenhängt. Fig. 2 zeigt dieses aufgrund zahlreicher Versuche festgestellte Verhältnis. Gemäß Fig. 2 wird die Schwingungsamplitude mit zunehmender Fläche der Wellungen größer. Wenn diese Änderungen der Schwingungswellenform festgestellt und sodann die Ballig*· keit der Walzen sowie die Walzkraft in Abhängigkeit von den festgestellten Werten automatisch eingestellt werden, kann ohne weiteres ein Band guter Flachheit bzw. planebener Form erhalten werden.

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Fig, 3 veranschaulicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Kaltwalzwerk läuft ein Metallband, beispielsweise ein Stahlband, in der durch den Pfeil 1♦ angedeuteten Richtung durch, einen vorbestimmten Walzspalt hindurch. Ungefähr in der Mitte und an "beiden Seiten des Metallbands 1 sind in einem günstigsten Abstand Tom Metallband 1 Schwingungs-Fühler 6a, 6b und 6c angeordnet, die gemäß Fig* 3 mit Synchron-. Gleichrichterschaltungen 7a, 7b bzw. 7c verbunden sind. Durch diese Vorrichtungen werden Änderungen der Dicke ■ über di© Band-Breite festgestellt. Wenn der Ausgang der genannten Synchron-Gleichrichterschaltungen an Amplitudenschaltungen 8a, 8b bzw, 8c angelegt wird, in welchen er in einen Mittelwert bzw. den Effektivwert der Schwingungswellenform umgewandelt wird, kann die Änderung der Schwingungsamplitude an den drei genannten Stellen, d.h. eine Änderung der Dicke in Richtung der Bandbreite, fest» gestellt werden«

Wenn hierbei an der einen Seite des Metallbands eine wellige Kante auftritt, ist die Amplitude an dieser Stelle größer als an den anderen Stellen. Im Fall von welligen Kanten an beiden Seiten des Metallbands werden beide Amplituden größer als in der Mitte des Metallbands. Umgekehrt wird selbstverständlich die Amplitude bei mittigen Wellungen in der Mitte größer ale an den Seiten. Dieses Verhältnis ist in Fig. 4 graphisch darge·* stellt. Genauer gesagt, zeigt Fig. 4a» daß die Amplituden der Ausgangssignale A, B und 0 jeweils praktisch gleich groß sind und jeweils praktisch gleich niedrige Absolutwerte besitzen. Fig, 4b gilt für den Fall, daß

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die Balligkeit der Walzen zu klein ist, so daß an beiden Seiten des Metallbands wellige Bänder gebildet werden« In diesem Fall ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die automatische Durchführung der folgenden Schritte:

Zunächst werden die Ausgänge A und B der Amplitudenschaltungen in eine Rechnerschaltung 10 eingespeist, in welcher folgende Berechung durchgeführt werden kann:

A-B = X.

Durch diesen Wert X wird eine Zustellvorrichtung 12 derart betätigt, daß der Druck von hydraulischen Arbeitszylindern 13 und 13* erhöht wird« Gleichzeitig nimmt der Druck zwischen den Lagerböcken 5 und 5¹ der Stütz— walzen 3 zu. Demzufolge nimmt der Streokungswert an den Randabschnitten des Metallbands ab, während gleichzeitig der Streckungswert des Metallbanda in seinem Mittelbereich zunimmt«

Diese automatische Regelung bzw* Steuerimg wird so lange fortgesetzt;, bis das Signal A gleich dem Signal B wird.

Während das Signal Q noch dem Signal A ungleich iat«. muß zuia zweiten dieses Verhältnis ebenfalls auf gleiehe Weise berücksichtigt werden. Dies bedeutet, daß beide . Signale A und 0 einext ReohnersahaltuÄg 11 eingegeben werdem». wele&e die folgende Beyeohung durchführt*

Die Zuatellvorriohtungen 14 uad 14* ftte die W6tlzlÄ#t werden in Abhängigkeit vom obe& genannte« Wert X in der Weise betätigt, daß die Anatellspindeln 15 und 15* duroh

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die "betreffende Vorrichtung abwärts gefahren werden. Diese Regelung bzw. Steue^ng wird so lange fortgesetzt, bis das Signal G dem Signal A gleich ist*

Auf diese Weise kann die Steuerung der Walzen-Balligkeit und des Walzdrucks ohne weiteres durchgeführt werden.

Fig» 4c veranschaulicht das genannte Verhältnis für den Fall, daß die Balligkeit der Walzen zu groß ist. Hierbei können die Schritte des vorstehend beschriebenen Verfahrens wirksam umgekehrt werden.

Fig. 4d veranschaulicht das genannte Verhältnis für den Fall, daß die beiden Walzdrücke Pa und Pc unausgeglichen sind, d.h. daß das Streckungsausmaß in Richtung der Bandbreite entsprechend zunimmt. Die genannten drei Signale haben hierbei folgendes Verhältnisί

A<B<0 oderA>B>G.

In diesem Fall erfolgt die automatische Steuerung er*· findungsgemäß wie folgts

Zunächstwird die Funktion der Rechnerschaltung 10 eine gewisse Zeitspanne lang durch die Arbeitsweise eines sog. Diskrimin&tors 9 für diese Signale unterbrochen. Sodann wird der Walzdruck Pc oder Pa, durch den Ausgang der Rechnersanaltung 11» ä*h« A *»& * T_f gleich dem .: Walzdruck Pa bzw. Po gemacht. Während der Auegang des Biskriminators 9 Hull wird_t wird sodann die funktion der Reohriersciialtung 10 wieder eingeleitet, worauf die. Balligkeita-StÄuerung mit denselben Verfahrenaschritten, wie erwähnt, durchgeführt wird»

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FLg.,5 ist ein Schaltbild einer aus einem Magnetkern 16 und einer Spule 17 bestehenden Ausführungsform eines Detektors 6a, 6b, 6c der vorstehend beschriebenen Torrichtung. Wenn dieser Detektor 6 unter dem in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung laufenden Metallband angeordnet wird, wird durch eine Schwingung in Richtung der Bandbreite eine größenmäßig bestimmte Änderung des Spalts zwischen dem Detektor 6 und dem Metallband 1 hervorgebracht, wobei diese Schwingung selbstverständlich in eine Änderung der Spulen-Induktivität umgewandelt wird» Wenn eine Wechselstrom-Brücke, deren eine Seite die Detektor-Spule darstellt, durch eine Stromquelle 19 gespeist wird, kann eine der genannten Schwingung entsprechende unabgeglichene Spannung erhalten werden, die auf die vorher erwähnte Weise behandelt wird.

Anstelle der Magnet-Schaltung kann auch eine eine elektrostatische Kapazität verwendende Schaltung, eine Schaltung mit photoelektronischen Bauteilen und dgl. angewandt werden.

Die Verwendung einer beliebigen anderen DetektorvcErichtung bedeutet keine Abwandlung der die Feststellung der Schwingungswellenform des Metallbands betreffenden Aufgaben und Merkmale der Erfindung.

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zur Steuerung der Form τοη Metairbändern, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Schwingungen bzw. Wellungen in Richtung der. Band-Dicke durch Detektoren festgestellt werden, die im günstigsten Abstand vom Metallband über dessen Breite hinweg angeordnet sind, und daß die Walzen-Balligkeit sowie der Walzdruck in Abhängigkeit von den festgestellten Werten automatisch geregelt werden.

2β Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Schwingungen bzw. Wellungen praktisch simultan im Mittelbereich und an jeder Seitenkante des Metallbands festgestellt werden.

3· Vorrichtung zur Steuerung der Form von Me-tallbändern, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch mehrere Detektoren (6a; 6b j 6c), die"* über die Breite des Metallbands und im günstigsten Abstand vom Metallband (1) angeordnet sind, eine Amplitudenschaltung

für
(8a; 8b; 8c)/die von den Detektoren abgegebenen Signale (A; B; 0), einen Diskriminator (9) am Ausgang der Amplitudenschaltung und eine Einrichtung zur Regelung der Walzen-Balligkeit und des Walz drucks in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen eines Rechners (10).

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