DE2800197C2 - Vorrichtung zur Regelung der beim Walzen zwischen den Walzgerüsten einer Tandemwalzstraße auf das Walzgut wirkenden Längskraft - Google Patents
Vorrichtung zur Regelung der beim Walzen zwischen den Walzgerüsten einer Tandemwalzstraße auf das Walzgut wirkenden LängskraftInfo
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Description
gekennzeichnet durch
— Einrichtungen zur Abwandlung des Bezugs- Walzmomentarms (I) am /-ten undam(/-M)-ten Walzgerüst
durch einen Korrekturwert (Jl), der sich nach einer vorbestimmten Gleichung als Funktion der während
des Walzens gemessenen Abweichungen der Werte dreier der folgenden physikalischen Größen
— Walzgutdicke am Auslaß,
— Walzgutdicke am Einlaß,
— Walzkraft,
— Walzspalt
— Walzspalt
am /-ten bzw. f/+1)-ten Walzgerüst von Werten der am /-ten Walzgerüst im ersten Zustand bzw. am
(7+ 1 )-ten Walzgerüst im zweiten Zustand gemessenen entsprechenden physikalischen Größen ergibt.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelungsvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs beschriebenen,
aus der US-PS 39 40 960 bekannten Art.
J5 Bei Tandemwalzstraßen müssen verschiedene Walzbedingungen während des Walzvorganges konstant gehalten
werden, damit das Endprodukt eine gleichmäßige Dicke, Breite und Ebenheit zwischen seinem vorderen
und hinteren Ende erhält.
Änderungen der Blech-Längsspannung bzw. Längskraft zwischen zwei Walzgerüsten wirken sich nachteilig
auf die Dicke, Breite und Ebenheit des Walzguts aus. Es ist daher zum Zwecke einer stabilen Walzoperation
wesentlich, diese Blech-Längsspannung während des gesamten Walzvorganges konstant zu halten.
Bei Warmwalzstraßen, bei denen das Blech zur Erleichterung der plastischen Verformung auf eine hohe
Temperatur erhitzt ist, wirken sich schon geringe Änderungen der Blech-Längsspannung sehr nachteilig auf die
Maßgenauigkeit und die Qualität des Walzguts aus. Weiter führen Änderungen der Blech-Längsspannung zu
Schwierigkeiten, unter anderem zum Reißen des Walzguts.
Um einen stabilen Walzvorgang zu gewährleisten, muß daher die Walzstraße eine Einrichtung zur Regelung
der Längskraft enthalten.
Bei der aus der US-PS 39 40 960 bekannten Vorrichtung wird ein Bezugs-Walzmomentarm als Verhältnis des
Walzmoments C zur Walzkraft P bestimmt, die beide in einem Zustand gemessen werden, in dem das Walzgut
gerade in ein bestimmtes Walzgerüst einläuft, so daß auf dasselbe keine Ausgangskraft wirkt. Der bestimmte
so Bezugs-Walzmomentarm wild gespeichert und zur Bestimmung der zwischen den Walzgerüsten auf das Walzgut
wirkenden Längskraft herangezogen. Das heißt, die Längskraft wird während des Walzens sowohl aus dem
Bezugs-Walzmomentarm als auch dem Walzmoment und der Walzkraft bestimmt, die während des Walzens
gemessen werden. Infolge von Änderungen der Dicke des Walzguts am Ein- und Auslaß eines Walzgerüsts, der
Walzspalte und der Walzkräfte ändert sich jedoch während des Walzens der Bezugs-Walzmomentarm gegenüber
dem in dem erwähnten Zustand bestimmten Wert. Die Vorrichtung gemäß der US-PS 39 40 960 beruht auf
der Annahme, daß die Änderung des Bezugs-Walzmomentarms vernachlässigbar ist, wenn die zwischen den
Gerüsten auf das Walzgut wirkende Längskraft aus der Differenz zwischen den Bezugs-Walzmomentarmen
zweier benachbarter Walzgerüste berechnet wird. Diese Annahme trifft beim Grobwalzen weitgehend zu. Bei
den für die Endbearbeitung vorgesehenen Walzgerüsten werden jedoch die Walzspalte der Gerüste zur automatc
tischen Dickenregelung häufig und unabhängig voneinander geändert, so daß die tatsächlichen Walzmomentarme
während des Walzens von dem Wert abweichen, der in dem erwähnten Zustand bestimmt wurde. Infolgedessen
sind derartige Änderungen bei der Bestimmung der zwischen den Gerüsten auf das Walzgut wirkenden
Längskraft selbst dann nicht vernachlässigbar, wenn die Bestimmung aus der Differenz zwischen den Bczugs-Walzmomeniarmen
erfolgt.
h-> Der im Patentanspruch beschriebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße
Vorrichtung so weiicrzuentwickcln, daß die zwischen zwei Gerüsten auf das Walzgut wirkende Längskral't
möglichst genau konstant gehalten weiden kann.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Bestimmung der zwischen zwei Gerüsten auf das Walzgut wirkenden Längskraft
aus den abgewandelten Bezugs-Walzmomentarmen, d. h jeweils der Summe des gespeicherten Bezugs-WaIzmomentarms
und dessen Änderung. Die Änderung wird als Korrekturwert durch Änderungen der Walzgutdicke
am Ein- und Auslaß, des Walzspalts und der Walzkraft jedes Walzgerüstes bestimmt
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer aus zwei Walzgerüsten bestehenden Tandemwalzstraße,
Fig.2a und 2b Blockschaltbilder einer ersten Ausführungsform der Regelungsvorrichtung bei Anwendung
auf eine aus zwei Walzgerüsten bestehende Tandenrvalzstraße,
Fi g. 3 das Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung bei Anwendung auf eine aus drei
Walzgerüst^ r· bestehende Tandem walzstraße. ι ο
Gemäß F i g. 1 wird das Walzgut 1 durch die Arbeitswalzen 31 und 32 eines ersten bzw. zweiten Walzgerüsts
gewalzt. Die Arbeitswaizen 31 und 32 werden durch Stützwalzen 21 bzw. 22 unterstützt und durch Hauptmotoren
41 bzw. 42 angetrieben. Walzkraftsensoren 51 und 52, z. B. Lastmeßzelien, erfassen die Walzkräfte am ersten
bzw. zweiten Walzgerüst. Die Walzspalte des ersten und zweiten Walzgerüsts werden durch Walzspaltsensoren
61 und 62 erfaßt. Ein Walzgut-Dickensensor 7, beispielsweise ein mit Röntgenstrahlen arbeitender Sensor, erfaßt
die Walzgutdicke am Einlaß des ersten Walzgerüsts. Ein Walzmomentrechner 20 berechnet das Walzmoment G
am ersten Walzgerüst nach einer bekannten Beziehung aus am Motor gemessenen Größen.
Nach der Walztheorie werden Walzmomente d und G2 am ersten bzw. zweiten Walzgerüst wie folgt
ausgedrückt:
G, = 2/,P, -R1T (1)
C2 = 2I2P2 + RiT (2)
Darin sind
/1, /2: Hebelarm
R\,R2- Walzenradius am 1. bzw. 2. Walzgerüst
Pi, P2: Walzkraft
T: Längskraft zwischen den Gerüsten.
Die Längskraft Tzwischen den Gerüsten kann mit Hilfe der Gleichungen (1) und (2) in der Form
oder als
j _ 2/, Px -G1
...
ausgedrückt werden.
Die Walzmomtnte G und die Walzkräfte Pin den Gleichungen (3) und (4) können berechne· oder direkt erfaßt
werden. Daher kann die Längskraft T aus Gleichung (4) oder (5) berechnet werden, wenn die Werte der
Hebelarme h und h bekannt sind.
Für den Hebelarm /,gilt
I1 = λ 1/R1(H1-Ii1+ -j P,). (5) so
Durin sind
λ: der Hebelarm-Koeffizient (is0,4)
Rr- der Walzenradius am/-ten Walzgerüst,
Hr. die Walzgutdicke am Eingang des /-ten Walzgerüsts,
hr. die Walzgutdicke am Ausgang des /'-ten Walzgerüsts,
c: die Hitchcock-Konstante(2,14 · 1O-3mm2/N),
b: die mittlere Walzgutbreite,
Pr- die Walzkraft am /-ten Walzgerüst.
Mit der Gleichung für die Blechdicke am Auslauf
K = S1 + -Λ-
(S, = Walzspalt, K1 = Federkonstante des /'-ten Walzgerüsts)
ergibt sich aus Gleichung (5)
ergibt sich aus Gleichung (5)
to
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R'(H'ii *■-')"'-τ
(6)
1 7 7 ι 7\ \~
(7)
Daher ändert sich der Wert des Hebelarms /, auch dann, wenn die Walzgutdicke H1 oder h, am Eingang bzw.
Ausgang des /-ten Walzgerüsts verändert werden oder wenn der Walzspalt S1 oder die Walzkraft P, des /-ten
Walzgerüsts durch die automatische Walzgutdickenregelung geändert wird. Gleichung (6) zeigt, daß der Wert
des Hebelarms /, aus den erfaßten Werten von H.. h. und 5, berechnet werden kann. Der Wert 5, kann durch den
Walzspaiiserisui θί erfaßt werden.
Die Walzgutdicke H1 am Einlaß des ersten Walzgerüsts kann durch den Sensor 7 festgestellt werden, während
die Walzgutdicke H; am Eingang des zweiten Walzgerüsts durch den Wert gegeben ist, der durch Berechnung
von h\ am Ausgang des ersten Walzgerüsts nach der Blechdickengleichung
erhalten wurde, wenn die gerade das zweite Walzgerüst erreichende Stelle des Walzguts &m Walzspalt des
ersten Walzgerüsts vorhanden war.
Der Drehmomentarm / könnte so direkt aus einer der Gleichungen (5) bis (7) berechnet und in die Gleichungen
(3) und (4) eingeführt werden. Die Werte von H1. h,. 5, und P, sind jedoch mit verschiedenen Fehlern behaftet.
Beispielsweise enthält der erfaßte Wert des Walzspalts S1 einen Fehler, wenn sich der Nullpunkt beispielsweise
infolge Abnutzung der Walzen und Wärmedehnungen verschiebt. Ein solcher Fehler im erfaßten Wert des
Walzspalts S, führt zu Fehlern in den nach der Blechdickengleichung berechneten Werten von H, und hj. Ferner
können auch Driftfehler der Sensoren auftreten.
Es wird nun die Berechnung des Hebelarms unter weitgehender Ausschaltung von Fehlern beschrieben.
Der Hebelarm /, für das /-te Walzgerüst kann wie folgt ausgedrückt werden:
Der Hebelarm /, für das /-te Walzgerüst kann wie folgt ausgedrückt werden:
Darin sind
Λ,: der noch zu beschreibende Bezugswert des Hebelarmsund
Jl1: die Hebelarmänderung nach Berechnung von/,ο.
Jl1: die Hebelarmänderung nach Berechnung von/,ο.
Nach dieser Definition ist beim ersten Berechnungsschritt des Drehmomentarms des /-ten Walzgerüsts /, = Iß.
Danach steigt die Änderung Al1 allmählich an.
Der Bezugswert /,o des Hebelarms für das erste Walzgerüst wird berechnet, bevor der Walzvorgang am
zweiten Walzgerüst beginnt. Beispielsweise ergibt sich der Bezugswert /,o des Hebelarms aus Gleichung (1) mit
T= 0. da unmittelbar vor Beginn des Walzvorganges am zweiten Walzgerüst keine Längskraft auf das Walzgut
wirkt. Nach der Definition des Bezugsdrehmomentarms ist bei diesem Berechnungsschritt /ι = /|0. Der Wert von
.'·■ ergib! sich somit durch Ersetzen von /■ durch Ir. in Gleichung(l) Oam't gilt:
2 /.o = 1^- (9)
Die 0 in den Indizes des Walzmoments Ci und der Walzkraft P\ bedeutet, daß die im spannungsfreien Zustand
erfaßten Werte für die Berechnung des Bezugs-Hebelarmwertes Z1O benutzt werden. Aus den Gleichungen (1)
und (2) ergibt sich für den Hebelarm h am zweiten Walzgerüst.
- Gi _ *i P2 ( _ G1 \
(10)
Der Hebelarm h, der unmittelbar nach dem Einführen des Walzguts in den Walzspalt des zweiten Walzgerüsts
erhalten wird, wird als Bezugs-Hebelarm A0 für das zweite Walzgerüst verwendet. Der Zusatz B im Index der
Größen Cu G? und P], Pi bedeutet die Werte der Walzmomente und Walzkräfte, die unmittelbar nach dem
Einführen des Walzguts in den Walzspalt des zweiten Walzgerüsts erfaßt werden. Dann gilt folgende Gleichung:
-Ri PiB (-ι
jj- s— (2
Kl
* \B \
■> / - Gib -Ri PiB (-ι;
\B \
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Der Hebelarm hu für das erste Walzgerüst unmittelbar nach dem Einführen des Walzguts in den Walzspalt des
zweiten Walzgerüsts wird gleich dem nach Gleichung (9) erhaltenen Wert von /|0 gesetzt. Das heißt, der
Bezugswert A0 des Hebelarms wird aufgrund der nach dem Einführen des Walzguts in den Walzspalt des ersten
Walzgerüsts erfaßten Werte des Walzmoments und der Walzkraft berechnet. Es kann angenommen werden, daß
die Zeit, während derer das Walzgut vom ersten zum zweiten Walzgerüst läuft, zu kurz ist, als daß Änderungen
des Hebelarms/i«auftreten könnten. Somit kann angenommen werden, daß /10 = Ci0/Pio- Damit kann Gleichung
(11) wie folgt umgeschrieben werden:
2/20 - ψ- - f- ψ- O - ψ~) (12)
Die Werte von /ιο und /20 können somit aus den Gleichungen (9) und (12) berechnet werden.
Im folgenden wird die Berechnung der Hebelarmänderung ΔΙ; beschrieben. Ändern sich die Werte von H, h
unri S"tv. on, Ah bzw. AS, so kann die Hebelarmäncierung J/nach Gleichung(5) wie folgt ausgedrückt werden:
+ (— K-Λ Ah- η- KASJ
(13)
Nach der Blechdickengleichung gilt
Ah= AS+AP/K. I
Eingesetzt in Gleichung (13) gilt dsmi·.: jf
30 $1
Al-** (AH+ U-±) AP-AS) (13')
2/0 \ \b Kj J
Al = 4^- (AH+ -?- AP-Ah). (13")
2/0 \ 0 /
Da AH, Ah, AS und AP Änderungen darstellen, werden Meß- oder Erfassungsfehler weitgehend unterdrückt.
Al wird daher durch die Erfassungsfehler nicht wesentlich nachteilig beeinflußt.
Der Hebelarm /, kann daher nach Gleichung 8 durch Ermittlung seiner Änderung Ah mit hoher Genauigkeit
berechnet werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Regelungsvorrichtung, die nach diesem Grundprinzip arbeitet, wird anhand der
F i g. 2a und 2b beschrieben, in denen gleiche oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind
wie in Fig. 1.
Bei der in Fig. 2a gezeigten Anordnung erzeugt ein Ansteuerglied 81 mit Drehzahlregler, Stromregler,
thyristorisierter Speisequelle und Impulsphasenschieber zum Steuern der Zündwinkel der Thyristoren ein sich
entsprechend der Drehzahl des Motors 41 änderndes Stellsignal. Drehmomentrechner 20a und 20i>
erfassen die Walzmomente Garn ersten und zweiten Walzgerüst. Eine Verzögerungsstufe 11 verzögert das Ausgangssignal
des Blechdickensensors 7 um die Zeitdauer, die das Walzgut 1 benötigt, um den Weg zwischen dem Sensor 7 und
dem ersten Walzgerüst zurückzulegen. Ein Walzgutdicken-Rechner 100 berechnet die Walzgutdicke am Ausgang
des ersten Walzgerüsts nach der Blechdickengleichung. Eine weitere Verzögerungsstufe 1Γ verzögert das
Ausgangssignai des Rechners 100 um die Zeitdauer, die das Walzgui 1 benötigt, urn den Weg zwischen dem
ersten und zweiten Walzgerüst zurückzulegen. Das Ausgangssignal der Verzögerungsstufe 11' entspricht der
Walzgutdicke am Eingang des zweiten Walzgerüsts. Ein Rechner 1000 liefert ein Korrektursignal Δωρ\ für das
Walzendrehzahl-Bezugssignal ωρ\.
F i g. 2b ist F i g. 2a ähnlich, zeigt jedoch einige Einzelheiten des inneren Aufbaues des Rechners 1000.
Der Hebelarm-Rechner 30a, der dem ersten Walzgerüst zugeordnet ist berechnet den Bezugshebelarm /10
nach Gleichung (9), nachdem das Walzgut 1 in den Walzspalt des ersten Walzgerüsts eingeführt, jedoch bevor
das Walzgut 1 in den Walzspalt des zweiten Walzgerüsts eingeführt ist Gleichzeitig werden das Ausgangssignal
H\, das die Walzgutdicke am Eingang des ersten Walzgerüsts darstellt und vom Sensor 7 erfaßt und durch die
Verzögerungsstufe 11 um die Laufzeit des Walzguts verzögert wird, das Ausgangssignal Si des Walzspaltsensors
61 und das Ausgangssignal P\ der Lastmeßzelle 51 der Hebelarm-Rechnerstufe 30a zugeführt und dort als
Bezugswerte //10, S10 und /Ίο zusammen mit /10 gespeichert Ähnlich berechnet der dem zweiten Walzgerüst
zugeordnete Hebelarm-Rechner 30Zj den Bezugshebelarm /20 nach Gleichung (12) unmittelbar nachdem das
Walzgut 1 in den Walzspalt des zweiten Walzgerüsts eingeführt wurde. Gleichzeitig werden das Ausgangssignal
//2 der Verzögerungsstufe 11', das Ausgangssignal S2 des Walzspaltsensors 62 und das Ausgangssignal Pi der
Lastmeßzelle 52 dem Hebelar m-Rechner 30b zugeführt und dort zusammen mit /20 als Bezugswerte W20, S20 und
P20 gespeichert Die Zeitpunkte der Einführung des Walzguts 1 in den Walzspalt der Walzgerüste und der
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Augenblick, zu dem das hintere Ende des Walzguts 1 die Walzgerüste verläßt, werden durch nicht gezeigte
Einrichtungen erfaßt, die auf eine plötzliche Änderung des Ausgangssignals der zugehörigen Lastmeßzelle
ansprechen. Nach Berechnung und Speicherung der Bezugshebelarme Ao und /20 berechnen die Hebelarm-Rechner
30;) und306 weiter die Hebelarme /,ausden gespeicherten Werten von I10 und /20 und den Abweichungen
5
5
/IH1=H1-Hi0 (14)
/IS1 = S1-Sa, (15)
AP1 = P1- Pi0 (16)
lü Da die Tandemwalzstraße im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus zwei Walzgerüsten besteht, ist / = 1 oder
i - 2. In den Hebelarm-Rechnern 30a und 306 werden die Werte /IH1, AS, und AP, zur Bestimmung der Werte
von Al, in Gleichung (13') eingesetzt. Darauf werden jeweils in den Rechnern 30a und 30£>
die so bestimmten Werte von Ah und der gespeicherte Bezugshebelarm I10 in Gleichung (8) eingesetzt und der Hebelarm /, während
des Walzens des Werkstücks 1 berechnet.
15 Die die Walzmomente G1 und G2 darstellenden Ausgangssignale der Walzmomenirechner 20a und 20b, die die
Walzkräfte P-, ur,d P-, darstellenden Ausgangssignalc der VValzkraftscnsorcn 51 und 52 und die die Hebelarme /,
und /2 für das erste bzw. zweite Walzgerüst darstellenden Ausgangssignale der Rechner 30a und 306 werden dem
I äncrsspannungs-Rerhner 9 zugeführt, der die Längskraft Tnach Gleichung (3) und daraus gemäß
1Jg: die Längsspannung / im Walzgut berechnet.
|: Die Abweichung des Ausgangssignals t des Längsspannungsrechners 9 vom Sollwert r0 wird dann berechnet
,| 25 und dem Korrektursignalrechner 10 zugeführt, der beispielsweise mittels eines Pl-Glieds das Korrektursignal
'% Αωρ, erzeugt. Dieses Signal wird dem Ansteuerglied 81 zugeführt, das die Drehzahl des Motors 41 verstellt.
|1 F i g· 3 zeigt das Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels, bei dem die Längskraft auf der Basis der
ψ, Gleichung (4) in einer Tandemwalzstraße mit drei Walzgerüsten geregelt wird. Gleiche oder ähnliche Bestand-
% teile werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in den F i g. 2a und 2b.
;1 30 Gemäß Fig.3 enthält das dritte Walzgerüst Stützwalzen 23, Arbeitswalzen 33, einen Hauptmotor 43, eine
Ü Lastmeßzelle 53 und einen Walzspalt-Sensor 63. Die Zustelleinheiten 14a bis 14c dienen zur Einstellung der
[| Walzspalte des ersten, zweiten bzw. dritten Walzgerüsts. Eine Verzögerungsstufe 12 verzögert das die Walzgut-
'j$ dicke h\ am Ausgang des ersten Walzgerüsts darstellende Signal um die Zeitdauer, die das Walzgut zur Bewe-
ψ gUfig vom ersten zum zweiten Walzgerüst benötigt. Hierdurch wird das Signal bereitgestellt, das die Walzgutdik-
I 35 ke H2 am Eingang des zweiten Walzgerüsts darstellt. Automatische Dicken-Regelstufen (ACC) 13a bis 13csind
|i dem ersten, zweiten bzw. dritten Walzgerüst zugeordnet. Längsspannungs-Rechner 9a und 9b berechnen die
j| Längsspannung zwischen dem ersten und zweiten bzw. zweiten und dritten Walzgerüst. Die Korrektursignal-
'$, Rechner 10a und 106 im Rechner 1000' sind mit den Ansteuergliedern 81 und 82 der Motoren 41 bzw. 42
I verbunden. Ein weiteres Ansteuerglied 83 regelt die Drehzah I des Motors 43. Der Walzmomentrechner 20a
|! 40 erfaßt während des Walzens dauernd das Walzmoment G1 am ersten Walzgerüst. Im Hebelarm-Rechner 30a
II werden das Ausgangssignal P1 des Walzkraftsensors 51 und das Ausgangssignal G\ des Walzmomentrechners
fj 20a in Gleichung (9) eingeführt und es wird der Bezugshebelarm /10 für das erste Walzgerüst berechnet, bevor
\ß das vordere Ende des Walzguts 1 in den Walzspalt des zweiten Walzgerüsts eingeführt wird. Gleichzeitig wird
pä das Ausgangssignal des Walzgutdicken-Sensors 7, das die Walzgutdicke H\ am Eingang des ersten Walzgerüsts
jj| 45 darstellt und das durch die Verzögerungsstufe 11 verzögert ist, dem Hebelarm-Rechner 30a zugeführt, und zwar
Il zusammen mit dem Ausgangssignal S\ des Walzspaltsensors 61 und dem Ausgangssignal Pi der Lastmeßzelle 51.
|| Diese Signale werden zusammen mit /10 als Bezugswert Hi0, 5m und Pw im Rechner 30a gespeichert. Während
|jj der nachfolgenden Periode des Walzvorganges am ersten Walzgerüst werden die Abweichungen der aktuellen
Sf| Signale von den gespeicherten Bezugswerten H]o, Sw und Pi0 nach den Gleichungen (14) bis (16) berechnet.
|| so Diese Abweichungen AHU AS\ und AP1 werden zur Bestimmung der Hebelarmabweichung Al\ in Gleichung
PS (13') eingesetzt. Der Hebelarm /1 wird als Summe dieser Abweichung Al\ und des Bezugswertes /10 bestimmt.
Ά Sobald das Walzgut 1 in den Walzspalt des zweiten Walzgerüsts eingeführt ist. beginnt der Längsspannungs-
|| Rechner 9a, die Längskraft 71 gemäß Gleichung (4) und daraus wie oben beschrieben, die Längsspannung ii zu
berechnen.
55 Aus der Abweichung des Ausgangssignals i| des Längsspannungs-Rechners 9a vom Sollwert iio wird im
Korrektursignalrechner 10a wie bei der Vorrichtung nach F i g. 2b ein Drehzahlkorrektursignal Αωρ\ erzeugt
und in dem Ansteuerglied 81 zum Drehzahlsollsignal ωρ\ hin^uaddiert. Die Motordrehzahl ändert sich in
Abhängigkeit von der Höhe des Ausgangssignals Αωρ\ des Rechners 10a derart, daß die Längsspannung zwischen
dem ersten und zweiten Walzgerüst auf den Sollwert geregelt werden kann. Die Längsspannung zwischen
60 dem zweiten und dritten Walzgerüst wird ähnlich geregelt
Für eine Tandemwalzstraße aus N Walzgerüsten gelten, die folgenden Drehmomentgleichungen:
Gi = 2/,Ρ,-Λ,Γ,
G2 = 2I2P2-R2(T2-T,)
65 G3 = 2I3P3-R3(T3- T2) (18)
G2 = 2I2P2-R2(T2-T,)
65 G3 = 2I3P3-R3(T3- T2) (18)
Gn =
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Eine Transformation der Gleichungen (18) führt zu folgender Determinantengleichung:
au a, 2
O2I «22
O23
Darin sind:
\ I
O32 O33 O34
<— — — — — -*
%-| n-2 0N-I N-I
Ri Rm
Tn-2
Tn-,
\ /
\ /
&N-
N-2
(19)
(20)
(21)
(22)
1 < ι < N-I.
Die Hebelarme in Gleichung (22) können aus den Gleichungen (8) und (13') wie im Falle der Ausführungsform
der F i g. 3 errechnet werden. Da die Walzmomente G1, C1+1 und die Walzkräfte Pi, Pi+ \ in den Gleichungen (20)
bis (22) ebenfalls errechnet oder erfaßt werden können, sind die Werte sämtlicher Elemente der Matrix und die
Werte sämtlicher Vektorelemente auf der linken und rechten Seite von Gleichung (19) bekannt. Somit können
die Längskräfte T,, T2..., TN-\ durch Lösen der Determinantengleichung (19) bestimmt werden. Die Längskraft
T, die sich zwischen dem /-ten und f/+1)-ten Walzgerüst ergibt, wird dann durch die Querschnittsfläche des
Walzguts zwischen diesen beiden Walzgerüsten geteilt. Damit ergibt sich die Längsspannung r„ so daß die
Abweichung des errechneten Wertes i, vom Sollwert i,0 bestimmt werden kann. Aufgrund dieser Abweichung
wird die Motordrehzahl im /-ten oder (V-M)-ten Walzgerüst korrigiert. Somit können die Längsspannungen
zwischen den Walzgerüsten einer Tandemwalzstraße aus N Walzgerüsten mit hoher Genauigkeit geregelt
werden.
Im folgenden wird ein weiteres Verfahren der Bestimmung der Hebelarmabweichung Al beschrieben. Die
Abwandlung der Blechdickengleichung
führt zu folgender Gleichung
AP
AP
Ah = AS +
(23)
Wenn die Dickenänderung Ah des Walzguts am Ausgang eines Walzgerüsts durch die automatische Dickenregelung
(AGC) auf Null verringert werden kann, so gilt nach Gleichung (13") folgende Gleichung:
Al =
X2R
2/n
2/n
(24)
In diesem Fall kann der Hebelarm Al unter Verwendung lediglich der Walzgutdickenänderung AH am
Eingang des Walzgerüsts und der Walzkraftänderung AP berechnet werden.
Wenn die Walzgutdicke am Ausgang eines vorausgehenden Walzgerüsts durch die diesem zugeordnete AGC
auf einen im wesentlichen konstanten Wert geregelt werden kann, so kann die Walzgut-Dickenänderung AH am
Eingang des nächstfolgenden Walzgerüsts als gleich Null betrachtet werden. Daher ergibt sich, wenn die
Gleichung (24) AH = 0 gesetzt wird:
Al
X2R
(25)
2/„ *
In diesem Fall kann der Hebelarm Al lediglich aus der Walzkraftänderung AP ohne Verwendung der Glei-
In diesem Fall kann der Hebelarm Al lediglich aus der Walzkraftänderung AP ohne Verwendung der Glei-
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chungen (13) und (13') berechnet werden.
In Abhängigkeit von den Walzbedingungen kann die Walzkraftänderung JP verglichen mit den Dickenänderungen
JH und Jh des Walzguts als sehr klein betrachtet werden. In diesem Fall gelten die folgenden Gleichungen:
5
22R
Al = -^- (AH-Ah) (26)
2'o
to Al = -AA (AH-AS) (27)
2<o
In diesem Fall kann die Hebeiarmänderung Jl unter Verwendung von JH und JA oder JH und JS berechnet
werden.
15 Für die Berechnung und Bestimmung der Hebelarmänderung Jl kann jede der verschiedenen vorstehenden
Gleichungen verwendet werden. Dieser Wert Jl wird in Gleichung (8) eingesetzt, so daß die gewünschte
Längsspannungsregelung erreichbar ist.
In jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele wird das Motordrehzahl-Befehlssignal in Abhängigkeit
von der Abweichung der errechneten Längsspannung vom Sollwert an einem Walzgerüst korrigiert.
;o Statt dessen kann auch die Walzenansteilung in Abhängigkeit von der Längsspannungsabweichung geändert
werden.
30
35
40
45
50
55
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- 28 OO 197Patentanspruch:Vorrichtung zur Regelung der beim Walzen zwischen den Walzgerüsten einer Tandem-Walzstraße auf das Walzgut wirkenden Längskraft,— mit Einrichtungen zur Messung der Walzkraft und des Walzmoments am /-ten (i+1 )-ten Walzgerüst,— mit Einrichtungen zur Bestimmung des /-ten und (i+ 1)-ten Bezugs-Walzmomentarms aus Walzkraft und Walzmoment des /-ten bzw. (i+ l)-ten Walzgerüsts, gemessen in einem ersten bzw. zweiten Zustand, in dem das Walzgut gerade in das /-te bzw. (i+1 )-te Walzgerüst einläuft,— mit Einrichtungen zur Bestimmung der zwischen /-tem und (7+l)-tem Walzgerüst auf das Walzgut wirkenden Längskraft aus dem /-ten und (7+l)-ten Bezugs-Walzmomentarm, der Walzkraft und dem Walzmoment des /-ten und /7+ i )-ten Walzgerüsts, und— mit Einrichtungen zum Verstellen der Walzendrehzahl mindestens eines Walzgerüsts in Abhängigkeit von der Abweichung des Istwertes vom Sollwert der Längskraft,
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