DE2848727C2 - Vorrichtung zur Regelung der Planheit bandförmigen Walzguts - Google Patents

Description

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nen Walzblechprofilen, und dem ersten Walzgerüst und darüber hinaus zu einer

Fig.5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der bestimmten Verteilung der Geschwindigkeit des BIe-

Arbeitsweise der Ausführungsform gemäß F i g. 2 und ches auf der Auslaßseite des ersten Walzgerüsts.

Fig. 6 und 7 Blockschaltbilder weiterer Ausführungs- Die Geschwindigkeitsverteilung (in Querrichtung)

formen der Erfindung. 5 des in das letzte Walzgerüst eingeführten Bleches hängt

F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Planheitsrege- ab vom ersten Walzgerüst vom zweiten Walzgerüst...

lungsvorrichtung mit einem Blech 1, Arbeitswalzen 11, vom (n-\)-tea Walzgerüst und im Hinblick auf die

ί 2... 1 π, einer Abwickelhaspel 21 una einer Aufwickel- Gestalt des Walzbleches ist die Eingabegeschwindigkeit

haspel 22. Ferner sind Steuereinrichtungen 31,32... 3n am letzten Walzgerüst abhängig von der Zugverteilung

vorgesehen zur Einstellung der Walzenbiegekraft io am ersten Walzgerüst Die Blechdicke an der Auslaßsei-

Planheitsmeßgeräte 41 und 42 ermitteln die Verteilung te des zweiten Walzgerüsts hängt ab von der Blechdicke

von Spannungen in Querrichtung. Ferner ist eine an der Auslaßseite und der Ausgabegeschwindigkeit des

arithmetische Einheit 61 vorgesehen, welche die von ersten Walzgerüsts. Die Blechdicke an der Auslaßseite

den Meßgeräten 41,42 ermittelten Spannungsverteilun- des dritten Walzgerüsts hängt ab von der Blechdicke an

gen summiert und feststellt ob die Summe der 15 der Auslaßseite und der Ausgabegeschwindigkeit des

Spannungsverteilungen einem gewünschten Muster zweiten Walzgerüsts. Somit hängen die Biechdicke an

entspricht z.B. einem konstanten Rückwärtsschlupf der Einlaßseite und die Eingabegeschwindigkeit des

bzw. eine Differenz zwischen dem gewünschten Muster letzten Walzgerüsts ab vom Zug am ersten Walzgerüst

und der tatsächlichen Summe der Spannungsverteilun- und es ist nicht erforderlich, die Zugverteilung im

gen ermittelt Ferner ist eine arithmetische Einheit 71 20 Bereich des zweiten bis (n- l)-ten Walzgerüsts zu

vorgesehen, welche die Walzenbiegekraf* für das letzte berücksichtigen,

oder für das erste oder für alle Walzgerüste berechnet Zur Erzielung einer gewünschten Planheit des

Die Beziehungen zwischen dem Vorwärtsschlupf, Walzblechs sollten die Summen der Rückspannungsver-

dem Rückwärtsschlupf und der Rückwärtsspannung teilung am ersten Walzgerüst und der Frontspannungs-

sollen im folgenden erläutert werden. Es wird 25 verteilung am letzten Walzgerüst ein vorgegebenes

angenommen, daß ein flaches Blech von der Abwickel- Muster aufweisen. Dies soll im folgenden anhand der

haspel zugeführt wird, wobei die Zugverteilung am F i g. 3 näher erläutert werden.

ersten Walzgerüst eine bestimmte Verteilung in F i g. 3 zeigt die Verhältnisse beim Walzen an einem

Querrichtung aufweist Die Vorwärtsschlupfverteilung einzigen Walzgerüst Fig.3(A) zeigt einen Querschnitt

f\(x)zm ersten Walzgerüst ist gemäß 30 des Blechs, und zwar auf der linken Seite das nicht

gewalzte Blech und auf der rechten Seite drei

/1 (x) = g (Vi (x), *i (x), *i (x), μι) (1) verschiedene gewalzte Bleche. Die F i g. 3(B) bis (E)

zeigen jeweils den Spannungsverlauf über der Breite

eine Funktion der Größen des Blechs. Das jeweils linke Diagramm zeigt die

35 Spannungsverteilung, welche durch das erste Planheits-

^₁(X): Zugverteilung in Querrichtung meßgerät 41 ermittelt wird, das jeweils rechte

A₁ (x): Walzenradiusverteilung in Querrichtung Diagramm die Spannungsverteilung am zweiten Plan-

Af₁ (x): Blechdickenverteilung an der Eingabeseite in heitsmeßgerät 42. Die Figuren betreffen die folgenden

Querrichtung Fälle:

μ_χ: Reibungskoeffizient 40 Fig.3(B) Spannungsverteilung bei einem planen

Querschnitt vor und nach dem Walzen;

wobei mit χ der Abstand von der Seitenkante des Fig.3(C) Spannungsverteilung bei einem planen

Bleches bezeichnet ist Querschnitt vor dem Walzen und einem gewalzten

Wenn die Zugverteilung nicht konstant ist, so ist auch Blech, bei dem die Seitenbereiche gedehnt sind;

bei konstanter Walzenradiusveiteilung und Blech- 45 F i g, 3(D) Spannungsverteilung bei einem Blech mit

dickenverteilung an der Eingabeseite der Vorwärts- planem Querschnitt vor dem Walzen und einem

schlupf f_x (x) nicht konstant λ gewalzten Blech, bei dem der mittlere Bereich gedehnt

Die Rückwärtsschlupfverteilung A₁ (x) am ersten Ge- ist

rüst ist durch folgende Beziehung gegeben: Die Spannungsverteilungen sind jeweils ähnlich der

so Qiuerschnittsgestalt falls auf der Eingabeseile ein planes

_ fe>i(x) η . f ι w _ οϊ ^Blech vorliegt F i g. 3(E) zeigt den Zustand, welcher mit

¹ ~ « (χ) - ^{Λ W)} ' Hülfe der Vorrichtung der F i g. 2 herbeigeführt werden

kann. Die Walzenbiegekräfte der Walzen 11, 12... In

Ao, (x): Blechdicke an der Austrittsseite. werden derart gesteuert daß die Summen der vom

55 ersten Meßgerät 41 ermittelten Spannungsverteilungen

Die Rückwärtsschlupfverteilung ist ebenfalls nicht und der vom zweiten Meßgerät 42 ermittelten

konstant. Es kommt zu einer gewissen Rückwärtsspan- Spannungsverteilungen ein gewünschtes Muster zur

nung zwischen der Abwickelhaspel und dem ersten Erzielung der gewünschten Planheit haben. Bei einer

Walzgerüst Die Rückwärtsspannung hängt ab von der Steuerung gemäß F i g. 3(E) erhält man einen planen

Rückwärtsschlupfverteilung. Wenn auf der Auslaßseite 60 Querschnitt

eine Blechdickenverteilung besteht so hat die Ge- Wenn die in F i g. 3F gezeigten Spannungswerte über

schwindigkeit auf der Auslaßseite des ersten Walzge- der Blechbreite vorliegen, so zeigen die Meßgeräte 41,

rüsts eine bestimmte Verteilung. 42 die in den F i g. 3G und H gezeigten Spannungsvertei-

Es reicht nicht aus, daß das Querschnittsprofil des hingen. Die arithmetische Einheit 61 ermittelt die

Bleches in der Abwickelhaspel gleichförmig ist. Wenn 65 Su nme der Spannungsverteilungen der F i g. 3G und H.

am ersten Walzgerüst eine unterschiedliche Zugvertei- Diese ist in Fig. 31 dargestellt. Die Walze erhält die in

lung vorliegt, so kommt es zu einer bestimmten F i g. 3J gezeigte Gestalt (übertrieben dargestellt).

Verteilung der Spannung zwischen der Abwickelhaspel Im folgenden sollen diese Vorgänge näher erläutert

werden. Die Spannungsverteilung auf der Ausgangsseite T_n, welche vom Meßgerät 42 ermittelt wird, und die Spannungsverteilung auf der Eingangsseite Ta welche

T, = («ve² + bjc+cj Λ_Λ+Λ-,

durch das Meßgerät 41 ermittelt wird, können durch die nachstehenden Gleichungen dargestellt werden:

-!) R,-i +...+Aiiapi? +bpc + cd R₁.

Dabei bedeuten a, b, c konstante Koeffizienten, mit A sind walzgerüstspezifische Koeffizienten bezeichnet R ist die Walzenbiegekraft, χ der Abstand in Querrichtung, π die Nummer des letzten Gerüstes und / die Nummer eines zwischen dem ersten und dem letzten Gerüst liegenden mittleren Gerüstes.

Wie F i g. 3K zeigt, ergibt sich die Spannung A /für die Steuerung aus der Gleichung:

ΛΤΆΤ,,+ΛΤ,,

worin AI_n bzw. ATi die jeweils um die Randspannung verminderten Spannungen auf der Auslaufseite bzw. auf der Einlaufseite sind.

Die Walzenbiegekräfte werden eingestellt, wodurch R in den Gleichungen (3) und (4) variiert wird. .

Die Summe der von den Meßgeräten 41 und 42 ermittelten Spannungsverteilungen soll gleich der Nennspannungsverteilung sein. Wenn die in Fig.4(a) gezeigte Querschnittsgestalt vorliegt, so werden die Walzenbiegekräfte derart gesteuert, daß die Summe der Spannungsverteilungen, welche durch das erste und zweite Meßgerät 41 und 42 ermittelt werden, die in F i g. 4(b) gezeigte Verteilung haben. Es wird angenommen, daß die Blechdicke auf der Eingabeseite konstant ist, d. h, daß das Blech plan ist Wenn das Blech auf der Eingabeseite nicht plan ist so kann man auf einfache Weise neue Standardsummen der Spannungsverteilung angeben, welche zu der gewünschten Planheit führen. ■

Aus Fig.5 geht die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig.2, insbesondere im Hinblick auf die arithmetischen Einheiten 61 und 71. hervor. Die Spannungsverteilung zwischen der Abwickelhaspel und dem ersten Walzgerüst wird durch das Meßgerät 41 ermittelt. Die Spannungsverteilung zwischen der Aufwickelhaspel und dem letzten Walzgerüst wird durch das Meßgerät 42 ermittelt Die Summen der ermittelten Spannungsverteilungen erhält man im Summierer 43. Die summierte Spannungsverteilung wird nun mit einer gewünschten Spannungsverteilung verglichen, und die Differenz zwischen beiden wird im Vergleicher 44 erhalten. Sodann wird in der Einheit 45 die Zugverteilung am letzten Walzgerüst unter Verwendung der ίο zuvor erhaltenen Differenz errechnet Nun wird festgestellt, ob die errechnete Zugverteilung am letzten Walzgerüst innerhalb des zulässigen Bereiches liegt oder nicht Dies geschieht in der Einheit 46. Wenn die Zugverteilung im zulässigen Bereich liegt, so wird eine Walzenbiegekraft des letzten Walzgerüst in der Einheit 47 errechnet Wenn die Zugverteilung außerhalb des zulässigen Bereiches liegt, so wird die Walzenbiegekraft des ersten Walzgerüstes in der Einheit 48 errechnet Die Feststellung, ob die errechnete Walzen biegekraft beim ersten Walzgerüst die Genauigkeit der Blechdicke beeinflußt oder nicht wird in der Einheit 49 vorgenommen. Wenn die Blechdicke hierdurch beeinflußt werden kann, so wird die Walzenbiegekraft des ersten Walzgerüsts entsprechend gesteuert Wenn die Blechdicke jedoch hierdurch nicht beeinflußt werden kann, so wird die Walzenbiegekraft beim mittleren Walzgerüst in der Einheit 50 errechnet Auf diese Weise wird die Regelung der Planheit des Walzbleches vorgenommen, und man erhält stets ein Walzblech gewünschter Gestalt

Die Fig.6 und 7 zeigen Blockschaltbilder weiterer Ausführungsformen der Regelungsvorrichtung. In F i g. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 101 eine arithmetische Einheit zur Vorgabe der Zeitverzögerung zwischen dem Eintreten des Bleches in den Spalt des ersten Walzgerüsts und dem Zeitpunkt des Eintretens des gleichen Blechbereichs in den Spalt des letzten Walzgerüsts. Das Bezugszeichen 102 bezeichnet eine Verzögerungseinrichtung zur Verzögerung der Signale des ersten Meßgeräts 41 je nach der in der arithmetischen Einheit 101 errechneten Verzögerungszeit

In Fig.7 bezeichnet das Bezugszeichen 110 eine arithmetische Einheit zur Ermittlung der Menge des

« Walzenkühlmittels. Die Bezugszeichen 121, 122... 12/7 bezeichnen Walzenkühlmittel-Steuereinrichtungen.

Wenn die Planheit des Bleches nicht mit Hilfe der Walzenbiegekräfte allein erreicht werden kann, so wird zusätzlich die Verteilung des Walzenkühlmittels in

so Querrichtung variiert, bis man die gewünschte Planheit erhält

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Walzen und der Planheitsabweichung, wobei die

   Patentansprüche: Blechdicke an der Eingangsseite als konstant angenommen wird. Mit a sind schematische perspektivische

   !.Vorrichtung zur Regelung der Planheit bandför- Ansichten eines Walzbleches mit Planheitsabweichun-

   migen Walzguts in einer Tandemwa!zstraße mit 5 gen bezeichnet, mit b Querschnitte durch das Walzblech,

   mindestens drei Walzgerüsten mit einem ersten mit c die Spannungsverteilungen des Walzblechs in

   Planheitsmeßgerät zwischen Aufwickelhaspel und Querrichtung und mit d die Verteilungen der Dicke in

   letztem Walzgerüst zum Messen der Spannungsver- Querrichtung.

   teilung im Walzgut quer zur Walzrichtung und mit Der Gestaltdefekt in Fig. IA wird als Mittenwellig-

   einer darauf ansprechenden Steuerungseinrichtung to keit bezeichnet Fig. IB zeigt zwei außermittige

   zum Steuern der Walzenbiegekraft und/oder der Dehnungen und F ig. IC Randwelligkeit Gestaltdefekte

   Kühlmittelverteilung am letzten Walzgerüst und an dieser Art führen bei der nachfolgenden Verarbeitung

   anderen Walzgerüsten, dadurch gekenn- des Walzblechs zu einer Verschlechterung der Bearbei-

   ze ich net, daß in an sich bekannter Weise tungsqualität und zu einer Störung der Bearbeitungsma-

   zwischen Abwickelhaspel (21) und erstem Walzge- is schinen.

   rüst (11) ein zweites Planheitsmeßgerät (41) Bei der bekannten Vorrichtung zur Steuerung der angeordnet ist und daß die Steuerungseinrichtung Ebenheit wurde es bisher als optimal angesehen, beim (71; 110) eine vorgebbare Verteilung der Summen letzten Walzgerüst einen gleichförmig verteilten Vorder am ersten und zweiten Planheitemeßgerät wärtszug vorzusehen. Bei einer Tandemwalzstraße ist gemessenen Spannungen einstellt 20 jedoch die Zugverteilung (in Querrichtung) beim ersten
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Walzgerüst nur sehr schwer gleichförmig zu gestalten, zeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (71; 110) zur so daß die Verteilung der Geschwindigkeit in Querrich-Einstellung einer vorgegebenen Verteilung der tung an der Austrittsseite des ersten Walzgerüsts nicht Summen der Spannungen zunächst die Einrichtung gleichförmig ist Der Rückwärtsschlupf am ersten zum Einstellen der Walzenbiegekraft am letzten 25 Walzgerüst in Querrichtung ist nicht gleichförmig Walzgerüst (In), sodann zusätzlich am ersten (vorausgesetzt der Rückwärtszug am ersten Walzgerüst Walzgerüst (11), sodann zusätzlich an einem bleibt unberücksichtigt). Der Rückwärtsschlupf variiert mittleren Walzgerüst (12) und schließlich zusätzlich je nach der Gestalt des Blechs und je nach der die Einrichtung zur Einstellung der Kühlmittelvertei- Verteilung der Blechdicke auf der Einlaßseite des ersten lung (110) betätigt 30 Walzgerüsts. Zur Erzielung einer gleichförmigen Vertei-
3. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder lung des Rückwärtsschlupfes muß man für eine 2, gekennzeichnet durch eine Verzögerungseinrich- bestimmte Spannungsverteilung zwischen der Abwiktung (102) zur Verzögerung der Signale des ersten kelhaspel und dem ersten Walzgerüst sorgen. Planheitsmeßgeräts (41) entsprechend der Laufzeit Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, des Walzguts (1) zwischen dem ersten Walzgerüst 35 eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Regelung der (11) und dem letzten Walzgerüst (InJL Planheit bandförmigen Walzguts so auszubilden, daß

   auch die Zugverteilung am ersten Walzgerüst zur

   Regelung herangezogen werden kann, so daß eine

   höhere Genauigkeit der Blechdicke erzielbar ist 40 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch

   der Planheit bandförmigen Walzguts in einer Tandem- gelöst, daß in an sich bekannter Weise zwischen

   walzstraße mit mindestens drei Walzgerüsten mit einem Abwickelhaspel und erstem Walzgerüst ein zweites

   ersten Planheitsmeßgerät zwischen Aufwickelhaspel Planheitsmeßgerät angeordnet ist und daß die Steue-

   und letztem Walzgerüst zum Messen der Spannungs- 45 rungseinrichtung eine vorgebbare Verteilung der

   verteilung im Walzgut quer zur Walzrichtung und mit Summen der am ersten und zweiten Planheitsmeßgerät

   einer darauf ansprechenden Steuerungseinrichtung zum gemessenen Spannungen einstellt

   Steuern der Walzenbiegekraft und/oder der Kühlmittel- Die Spannungsverteilungen, welche von den beiden

   verteilung am letzten Walzgerüst und an anderen Meßgeräten ermittelt werden, sind Funktionen des

   Walzgerüsten. so Vorwärtsschlupfes und des Rückwärtsschlupfes. Daher

   Eine solche Vorrichtung ist aus der GB-PS 14 50 958 kann man durch die erfindungsgemäße Summenbildung

   bekannt Die Verteilung der Blechdicke nach dem die Vorwärtsschlupfwerte und Rückwärtsschlupfwerte

   Walzen wird beeinflußt durch die Formabweichung der bei den anderen Walzgerüsten unberücksichtigt lassen.

   Walzen, nämlich durch die elastische Deformation der Die Steuerung der Walzenbiegekraft und/oder der

   Walzen, durch die thermische Expansion der Walzen 55 Kühlmittelverteilung wird derart vorgenommen, daß

   aufgrund einer Wärmeleitung vom Walzgut auf die man bei der Summenbildung ein gewünschtes Muster

   Walzen und durch die Abnutzung der Walzen aufgrund erhält

   von Reibungskräften zwischen dem gewalzten Blech Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung erge-

   und den Walzen. ben sich aus den Unteransprüchen.

   Die Verteilung der Dehnung in Querrichtung steht in 60 Im folgenden wird die Erfindung anhand von

   Zusammenhang mit der Dehnung des Walzblechs in Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeich-

   Längsrichtung. Dabei kommt es zu einer Verteilung (in nung zeigt

   Querrichtung) der in Längsrichtung wirkenden Druck- F i g. 1 schematische Darstellungen verschiedener

   spannungen und Zugspannungen. Wenn die Spannun- Ebenheitsabweichungen von Walzblech,

   gen einen bestimmten Grenzwert übersteigen, so 65 F i g. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels

   kommt es zu einer Deformation des Walzblechs und zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Regelung der

   einer Aufwölbung desselben. F i g. 1 zeigt die Beziehung Planheit von Walzblech,

   zwischen der Verteilung der Blechdicke nach dem F i g. 3 und 4 Spannungsverteilungen bei verschiede-