DE3026229A1 - Verfahren zur einstellung einer mehrstufigen walzstrasse - Google Patents

Verfahren zur einstellung einer mehrstufigen walzstrasse

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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

  • Verfahren zur Einstellung einer mehrstufigen
  • Walzstraße Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer mehrstufigen Walzstraße für das Kaltwalzen von Stahlband und insbesondere ein Verfahren zur Berechnung der zur Einstellung der Walzstraße für jedes Band benutzten Verfahrensveränderlichen anhand der Band-Daten.
  • Die Ausgangsfaktoren für die Einstellung der Bandgeschwindigkeit, der Walzenspalte, der Walzendurchbiegung und anderer derartiger Sollwerte bei einer mehrstufigen bzw. Mehrgerüst-Walzstraße sind die Verfahrensveränderlichen bezüglich der Bänder und der Walzstraße, wie (Band-)Dicken zwischen den Gerüsten, Bandgeschwindigkeit, Geschwindigkeits- oder Drehzahleinstellung für jedes Walzgerüst, Zugkraft zwischen den Walzgerüsten, durch die den Walzgerüsten nachgeschaltete Spannhaspel (tension reel) auf das Band ausgeübte Zugkraft, Walzkräfte, Motor-Eingangsleistungen, Walzenspalteinstellungen und ggf. Walzendurchbiegungsbelastungen. Diese Verfahrensveränderlichen bestimmen gemeinsam die Einstellung der Walzstraße, weshalb sie für diesen Zweck berechnet werden müssen. Die tatsächliche bzw. Isteinstellung auf der Grundlage dieser Verfahrensveränderlichen muß dann unter Berücksichtigung der spezifischen Faktoren für die Anlage, die ihrerseits durch die Konstruktion der Anlage bestimmt werden, ermittelt oder festgelegt werden.
  • Der Hinweis auf die Dicke zwischen den Walzgerüsten (Zwischengerüstdicke) bezieht sich auf die Dicke des Walzguts zwischen zwei aufeinanderfolgenden Walzgerüsten.
  • Die vorstehend zusammengefassten Verfahrensveränderlichen, die für die Einstellung der Walzstraße bekannt sein müssen, werden auf der Grundlage der Band-Daten für jedes Band berechnet, d.h.
  • anhand der Einlaufdicke, der Soll-Austrittsdicke, der Bandbreite, der gewünschten Oberflächenrauhigkeit und eines für das Bandmaterial spezifischen Widerstandsfaktors. Der verwendete Ausdruck "Dicke" ist bekanntlich auch ein Synonym für "Kaliber". Der Widerstandsfaktor stellt hierbei eine Veränderliche dar, die für den Widerstand repräsentativ ist, den das Walzgut einer Umformung an den Walzgerüsten (Verformungswiderstand) entgegensetzt. Obgleich üblicherweise die Zugfestigkeit des Walzguts als Maß für diesen Widerstand herangezogen wird, erweist es sich dennoch, daß in der Praxis eine zuverlässigere Einstellung der Walzstraße bei Anwendung eines Widerstandsfaktors erzielt werden kann, der sich aus der chemischen Analyse des Walzguts und der Temperatur bestimmt, bei welcher das Walzgut nach dem vorhergehenden Auswalzen in einem Band-Warmwalzwerk aufgerollt wird.
  • Es hat sich gezeigt, daß es die Vielzahl der Ausgangsdaten, die Rechenveränderlichen und die Zahl der in der Walzstraße erforderlichen Einstell- oder Anstellgrößen in der Praxis unmöglich-machen, innerhalb der zur Verfügung stehenden Zeit für jedes auszuwalzende Band eine genaue Einstellung der Walzstraße zu erzielen.
  • Die US-PS 3 641 325 beschreibt ein Verfahren zur rechnergestützten Steuerung oder Regelung eines Walzwerks, bei dem eine Anzahl von Sätzen vorbestimmter Mittelwerte der Verfahrensveränderlichen angewandt wird. Aus den Ist-Einlauf- und -Austrittsdaten für das Band wird der geeignetste derartige Satz von Mittelwerten der Verfahrensveränderlichen ausgewählt. Sodann werden lineare Korrekturen der Mittelwerte des gewählten Satzes in Abhängigkeit von den tatsächlichen bzw. Ist-Banddaten vorgenommen, um die für die Einstellung des Walzwerks benutzten Ist-Verfahrensveränderlichen zu erreichen.
  • Das genannte US-PS bezieht sich in erster Linie auf den Betrieb eines Warmwalzwerks, bei dem Walztemperaturberechnungen erforderlich sind, obgleich es auch einen Hinweis auf Kaltwalzwerke enthält.
  • Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung eines Verfahrens zur Einstellung eines Kaltwalzwerks, mit dem in der Praxis innerhalb der verfügbaren Zeit eine ausreichend genaue Einstellung des Walzwerks möglich sein soll. Die Erfindung bezweckt auf die Erzielung einer optimalen Leistung des Walzwerks innerhalb der Grenzen der zulässigen Kräfte und anderer begrenzender Faktoren.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Einstellung einer mehrstufigen Walzstraße für das Kaltwalzen von Metallband, wobei für jedes Band die folgenden, für dieses Band geltenden Daten a) Banddicke beim Einlauf in die Walzstraße, b) gewünschte bzw. Soll-Austrittsdicke des Bands beim Austritt aus der Walzstraße, c) Bandbreite, d) gewünschte Oberflächenrauhigkeit des Bands beim Austritt aus der Walzstraße und e) ein spezifischer Widerstandsfaktor für das Bandmaterial, zur Berechnung mindestens der folgenden Verfahrensveränderlichen, die für die Einstellung der Walzstraße für das vorgegebene Band benutzt werden, herangezogen werden: a) Banddicke zwischen den Walzgerüsten beim Durchgang durch die Walzstraße, b) Bandgeschwindigkeit in der Walzstraße, c) Bandgeschwindigkeitseinstellung für jedes Walzgerüst, d) Zugkräfte im Band zwischen den Walzgerüsten, e) durch die Bandhaspel (strip reel) auf das Band ausgeübte Zugkraft, f) Leistungseingabe für die Walzgerüst-Motoren, g) Walzspalteinstellungen für jedes Walzgerüst und h) ggf. Walzen-Biegebelastungen, wobei lineare Funktionen für die Korrektur von vorbestimmten numerischen Größen bei der Berechnung dieser Verfahrensveränderlichen benutzt werden, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß A) das Band in Abhängigkeit von zumindest den folgenden drei Einzelheiten der Band-Daten, nämlich (i) Banddicke beim Einlauf in die Walzstraße, (ii) gewünschte bzw. Soll-Dicke des Bands beim Austritt aus der Walzstraße, (iii) gewünschte Oberflächen-Rauhigkeit des Bands beim Austritt aus der Walzstraße, in eine von mehreren Dickengruppen klassifiziert bzw. eingeordnet wird, von denen jede einen vorbestimmten Satz von Standardwerten oder größen bezüglich folgendem umfaßt: (i) Reduktionsverteilung zwischen den Walzgerüsten, (ii) Umformungsarbeit und -kraft pro Breiteneinheit des Bands, (iii) Zugspannung zwischen den Walzgerüsten und (iv) andere Einflußfaktoren, B) daß die Standardwerte der gewählten Klasse mittels einer linearen Funktion in angepaßte Werte oder Größen (adapted values) umgesetzt werden, und zwar in Abhängigkeit von Abweichungen der tatsächlichen bzw. Istwerte von den drei Punkten der Band-Daten für das vorgegebene Band von vorbestimmten Standardwerten für die Dickengruppe der drei Punkte der Band-Daten, wobei die linearen Funktionen als Konstanten ausgewählte Werte oder Größen enthalten, die in Abhängigkeit vom Walzvorgang für das vorgegebene Band abgeleitet werden, und daß die Werte der Verfahrensveränderlichen anhand der angepaßten Werte ermittelt werden und die Walzstraße für das vorgegebene Band entsprechend den so ermittelten Größen oder Werten der Verfahrensveränderlichen eingestellt wird.
  • Die Erfindung unterscheidet sich von der Offenbarung gemäß der US-PS 3 641 325 hauptsächlich dadurch, daß lineare Korrekturen an Standardbedingungen für die ausgewählte Dickengruppe vorgenommen werden, um angepaßte Werte oder Größen dieser Bedingungen zu erhalten, die anschließend zur Berechnung der Verfahrensveränderlichen herangezogen werden. In der genannten US-PS erfolgen die Korrekturen unmittelbar an den Verfahrensveränderlichen.
  • Die erwähnten "anderen Einflußfaktoren" lassen sich wie folgt erläutern: Im Fall von Werkstücken verschiedener Breite und Dicke, die auch mit verschiedenen Geschwindigkeiten ausgewalzt werden, ergeben sich am Walzgerüst Unterschiede in der Umformung, der Dicke der Schmierfilme usw. Hierdurch werden Form und Breite der Walzenspalte an den einzelnen Gerüsten beeinflußt, so daß diese von den "theoretischen" Werten abweichen können. Ebenso werden die tatsächlichen Walzenspaltabmessungen durch allmählichen, unterschiedlichen Verschleiß an den Walzen, den Lagern usw. beeinflußt. Alle diese Abweichungen oder Unterschiede zwischen tatsächlichen und theoretischen Bedingungen müssen bei der Bestimmung der sog. Bezugs-oder Standardgrößen, die für eine bestimmte (Band-)Dickengruppe gegeben sind, berücksichtigt werden.
  • Die erwähnten linearen Funktionen besitzen "Konstanten", die tatsächlich von Einzelheiten oder Faktoren, wie Dickenverteilung, tatsächlicher Walzendurchmesser usw., abhängige Veränderliche sind. Eine dieser Veränderlichen ist der spezifische Widerstandsfaktor (Formänderungswiderstand) des Bandmaterials.
  • Weiterhin ist eine "Dickengruppe" als eine Tabelle bzw. Gruppe (table) von Veränderlichen zu verstehen, die auf der Grundlage der Einlaufdicke, der Austrittsdicke und einer gewünschten Oberflächenrauhigkeit die folgenden, untereinander abhängigen Standardbedingungen umfaßt: Reduktionsverteilung, Umformungsarbeit und Umformungskraft pro Breiteneinheit sowie Zugspannung. Diese Standardbedingungen gelten für ein Walzgut mit einem vorgegebenen Widerstandsfaktor, der eine Funktion von anlagenexternen Einflußfaktoren ist. Weiterhin werden diese Standardbedingungen im Hinblick auf optimale Arbeitsbedingungen der Fertigungsleistung innerhalb der zulässigen Grenzen der Anlage bestimmt. Es ist offensichtlich, daß die genannten Dickengruppen für eine vorgegebene Anlage zum Teil auf arithmetischem Wege und zum Teil empirisch ermittelt werden können. Proportional zu einer größeren Zahl der auf diese Weise bestimmten Dickengruppen liegt jede Arbeitssituation, wie sie sich tatsächlich darstellt, näher an einem bekannten Standardzustand. Sobald das dem Walzwerk zugeführte Band in einer Dickengruppe klassifiziert worden ist, werden die für diese Dickengruppe anwendbaren Standardbedingungen in angepaßte Bedingungen für das betreffende Band umgesetzt oder umgewandelt, bevor auf deren Grundlage die für die Einstellung der Walzwerkstraße erforderlichen Verfahrensveränderlichen als Zwischengerüstdicken, Bandgeschwindigkeit, Geschwindigkeits-oder Drehzahleinstellung für jedes Walzgerüst usw. berechnet werden können. Die von den Standardbedingungen abgeleiteten angepaßten Bedingungen werden nun mittels der linearisierten Funktionen berechnet, welche die gewünschten Dickenverhältnisse vor und nach dem Auswalzen, die tatsächlichen Durchmesser der Arbeitswalzen und den variierenden Widerstandsfaktor des Walzguts als verschiedentliche (variable) Einflußfaktoren enthalten.
  • Aus der Literatur und aus der Praxis sind Modelle für die Berechnung der genannten Einstellveränderlichen anhand der angepaßten Standardbedingungen bekannt. Die nach dem neuen Verfahren ermittelten angepaßten Verfahrensveränderlichen werden der Steueranlage für die Walzwerkstraße eingegeben. Diese Steueranlage bewirkt dann eine Anpassung der Einstellgrößen für das Walzwerk an die für das Band gültigen Daten bezüglich Einlaufdicke, Soll-Austrittsdicke, Bandbreite, gewünschter Oberflächen-Rauhigkeit und spezifischem Widerstandsfaktor des Bandmaterials. Die Berechnungen werden so durchgeführt, daß bezüglich der erforderlichen Zug(spannungs)kräfte im Band keine Gefahr für einen Bandbruch besteht. Im Verlauf des Einführens des Bands in das Walzwerk oder beim Herausführen seiries Endes aus dem Walzwerk können sich jedoch erheblich abweichende Bedingungen ergeben. Erfindungsgemäß wird daher empfohlen, daß vom Einführen eines Bands bis zum Aufbau der Haspel-Zugkraft und/oder vom Ende des Abspulens des zugeführten Bands bis zum Herausführen (tailout) des Bands aus dem letzten Walzgerüst für jedes Walzgerüst ein Korrektur ausdruck zur berechneten -eschwihtigkeit und zur berechneten Walzspalteinstellung für jedes (per) Walzgerüst eingeführt wird und ebenso für die Geschwindigkeiten (Drehzahlen) aller Walzgerüste gleichzeitig und für die Walzenspalteinstellungen, sooft Bandmaterial in einem Walzgerüst vorhanden ist, wobei die Korrekturausdrücke mittels des Quotienten der mittleren Austrittsdicke innerhalb der betreffenden Dickengruppe und der berechneten tatsächlichen Austrittsdicke jeweils für jedes Walzgerüst bestimmt und mit einem empirischen Faktor multipliziert werden, der für jedes Walzgerüst und für jede Dickengruppe bestimmt wird.
  • Dieselben Überlegungen gelten bezüglich des Durchlaufs einer Schweißnaht durch die Walzwerkstraße. In diesem Fall empfiehlt es sich jedoch, daß von dem Zeitpunkt, zu dem eine Schweißnaht im Band festgestellt wird, bis zum Durchlauf der Schweißnaht durch alle Walzgerüste eine KorrekurWröße für jedes Walzgerüst und für alle Walzgerüste gleichzeitig zur berechneten Geschwindigkeit der Walzgerüste hinzugefügt wird, wobei die Korrektur größe auf dieselbe Weise bestimmt wird wie die Korrektur größe beim Einführen oder Herausführen des Bands.
  • Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens wird durch eine Walzwerksteuerung mit Hilfe eines Regel- oder Steuerrechners realisiert, während die Berechnung der angepaßten Veränderlichen mit Hilfe eines Verfahrensrechners erfolgen kann. In spezieller Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Vorkehrungen für das Auftreten von Notfällen getroffen, in denen der Verfahrensrechner nicht eingesetzt werden kann. In diesem Fall wird in einem Notfall der Walzwerksteuerung eine vereinfachte Version des Rechenprogramms eingespeist, wobei beträchtlich reduzierte bzw. verringerte Dickengruppen zu erwarten sind, die lediglich auf der Grundlage der Soll-Austrittsdicke und der Soll-Oberflächenrauhigkeit des Bands und ohne Korrekturmöglichkeiten bezüglich der Standardbedingungen für Reduktion, Umformungsarbeit und -kraft pro Breiteneinheit, Zugspannung und anlagenexterne Einflußfaktoren klassifiziert werden.
  • Eine Anpassung findet jedoch in bezug auf den bekannten Widerstandsfaktor des Walzguts statt. Es hat sich gezeigt, daß in diesem Fall zwar keine optimale Einstellung erreicht werden kann, in jedem Fall aber eine zuverlässige Betriebsleistung während der Zeitspanne des bestehenden Notfalls aufrechterhalten werden kann.
  • Bezüglich der Ermittlung der endgültigen Einstellwerte für das Walzwerk ist es wesentlich, die Geschwindigkeiten innerhalb der zulässigen Werte für Motorleistung und innerhalb der zulässigen Motordrehzahl für jedes Walzgerüst zu optimieren.
  • In diesem Zusammenhang hat es sich erfindungsgemäß als zweckmäßig erwiesen, daß die Geschwindigkeiten (Drehzahlen) der aufeinanderfolgenden Walzgerüste als Funktion des Durchlaufs der Banddicken durch die Walzstraße eingestellt werden und daß ein auf einer linearisierten Abhängigkeit beruhender Schlupfkoeffizient an die angepaßten Zugkraftunterschiede über die aufeinanderfolgenden Walzgerüste hinweg, die höchstzulässigen Werte der Motorleistung und die zulässigen Motor-Drehzahlen für jedes Walzgerüst angepaßt wird.
  • Bei Anwendung des angepaßten Verfahrens ist es andererseits empfehlenswert, daß in Notfällen die Geschwindigkeiten der aufeinanderfolgenden Walzgerüste als Funktion des Durchlaufs der Banddicken durch die Walzstraße, eines festen Schlupfkoeffizienten, der höchstzulässigen Werte der Motorleistung und der zulässigen Motor-Drehzahlen für jedes Walzgerüst eingestellt werden.
  • In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß der Durchlauf der Banddicke durch das Walzwerk anhand der Reduktionsverteilung bestimmt wird, die sich nach der Wahl der Dickengruppe bestimmt.
  • Neben der Geschwindigkeitseinstellung an den aufeinanderfolgenden Walzgerüsten ist auch die Walzenspalteinstellung pro Walzgerüst eine wichtige Einstellveränderliche der Walzstraße. Diese Einstellung erfolgt beim erfindungsgemäßen Verfahren in der Weise, daß die Walzenspalteinstellung pro bzw. für jedes Walzgerüst auf der Grundlage der Dicke des Bands bei seinem Austritt aus dem Walzgerüst, der mechanischen Längung oder Ausdehnung der Walzengehäuse infolge der Walzkräfte, der Geschwindigkeiten pro Walzgerüst und der Bandbreite bestimmt wird und daß die Walzkräfte relativ zu den Standardwalzkräften für die gewählte Dickengruppe linear an den Widerstandsfaktor des Bandmaterials, die Dickenverhältnisse, die Arbeitswalzendurchmesser und das nicht-kompensierte Gewicht der oberen Walzen sowie möglicherweise die Walzenbiegekräfte angepaßt werden.
  • Dabei werden die Geschwindigkeiten für jedes Gerüst nach dem bereits erläuterten Verfahren eingestellt, während die mechanische Längung oder Ausdehnung in den Walzengehäusen aufgrund der Walzkräfte eine bekannte Größe (datum) für die Anlage ist, die für eine Anzahl von Geschwindigkeiten bzw. Drehzahlen der Walzen gemessen werden kann, ohne daß sich ein Band in der Anlage befindet. In diesem Fall müssen beim Eintreten eines Notfalls ersichtlicherweise die Berechnungen der Walzenspalteinstellungen pro Walzgerüst differenziert durchgeführt werden. Sodann muß diese Spalteinstellung pro Walzgerüst auf der Grundlage der Austrittsdicke des Bands aus dem betreffenden Gerüst, der Längung bzw.
  • ausdehnung der Walzengehäuse als Folge der Walzkräfte und der Geschwindigkeiten an jedem Gerüst sowie der Bandbreite bestimmt werden, wobei in diesem Fall von Standard-Walzengewichten ausgegangen wird, die möglicherweise nur bezüglich Walzengewichten und Biegekräften korrigiert sind.
  • Die Steuerung oder Regelung der Walzstraße kann somit vollständig auf der Grundlage von möglicherweise in einem Verfahrensrechner berechneten Veränderlichen erfolgen, die Funktionen der für das betreffende Band charakteristischen Daten sind.
  • Eine zusätzliche Erweiterung des Verfahrens beruht auch darauf, daß die bei vorhergehenden Walzvorgängen gewonnene Erfahrung mit berücksichtigt wird. Dies kann dadurch geschehen, daß für das Auswalzen jedes Bands die Abweichungen zwischen den gemessenen Walzkräften und den mittels der Berechnung angepaßten Walzkräften, die Motorleistungen und die Walzenspalteinstellungen bestimmt und für die beiden ersteren Faktoren als angepaßte Korrektur für Umformungskraft und -arbeit in eine passende Dickengruppe eingeführt werden und daß die zuletzt genannten Faktoren zum Zwecke einer angepaßten Korrektur in die Walzenspalteinstellungs-Berechnung für das erste folgende, auszuwalzende Band eingeführt werden.
  • Aufgrund der Erfindung empfiehlt es sich sogar, solche Korrekturen auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen den berechneten Walzkräften und den Spalteinstellungen und bewährten Meßwerten anzuwenden, ebenfalls als angepaßte Korrektur bezüglich der 17alzenspalteneinstellunn für den anschlieEend zuerst auf zurollenden Coil, wobei dieses Auswalzen in einem Notfall durchgeführt werden muß, in welchem der Verfahrensrechner nicht zur Verfügung steht.
  • Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens besteht demzufolge darin, daß für jedes Band, ausgehend von einer an Widerstandsfaktor, Breite und Banddicke zwischen den Walzgerüsten angepaßten Zugspannung, die Zugspannungspegel zwischen den Walzgerüsten, die für die Walzgeschwindigkeiten korrigiert sind, bestimmt und anschließend einem Zwischengerüstspannung-Regler zugeführt werden. Auf diese Weise werden bei diesem Verfahren Schlupf in den Walzgerüsten besser steuerbar und Bandbrüche zufriedenstellender ausgeschaltet.
  • Noch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß für jedes Band, ausgehend von den Standardbedingungen je Dickengruppe mit Korrekturen für Widerstandsfaktor und Bandbreite, pro Walzgerüst die Walzenbiegekraft für variierende Geschwindigkeitspegel des Walzgerüsts ermittelt wird. Auf diese Weise kann die Bandform gesteuert werden.
  • Im folgenden ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Ablaufplan eines bisherigen Verfahrens zur Steuerung einer mehrstufigen Walzstraße und Fig. 2 einen Ablaufplan eines verbesserten Verfahrens gemäß der Erfindung.
  • Fig. 1 veranschaulicht schematisch die Art und Weise, auf welche im allgemeinen die Steuerung einer Walzstraße durchgeführt werden kann. Anhand von Daten für das Band werden Verfahrensveränderliche über ein Rechenmodell bestimmt. Die Verfahrensveränderlichen geben an, welcher Bearbeitung ein vorgegebenes Band unterworfen werden muß, um das gewünschte Endprodukt zu erhalten. Anhand dieser Verfahrensveränderlichen wird entsprechend Einstell- oder Sollgrößen für die Walzwerkstraße bestimmt, welche Sollwerte sodann einer Steuerung für die Walzwerkstraße eingegeben werden.
  • In der Regel werden die verschiedenen mathematischen Prozesse, die für die Bestimmung der Verfahrensveränderlichen und für die Umsetzung derselben in Sollwerte erforderlich sind, mit Hilfe von elektronischen Rechnern durchgeführt. Für das wesentliche Verständnis der Erfindung ist dies jedoch ohne Bedeutung.
  • Wie eingangs erwähnt, ist es auf diese Weise nicht möglich, eine in der Praxis anwendbare, genaue Einstellung der Walzstraße zu erreichen. Das erforderliche mathematische Rechenmodell müßte in nicht durchführbarer Weise erweitert werden.
  • Fig. 2 veranschaulicht das System des erfindungsgemäß ausgeführten Rechenmodells. Hierbei ist es wesentlich, daß zunächst das Band über eine Vielzahl ausgewähler Band-Daten für Dickengruppen in eine Dickengruppe eingeteilt wird. Im Rechenmodell wird nur eine vorbestimmte Anzahl von Dickengruppen behandelt, die jeweils nur einer Kombination diskreter Band-Daten entsprechen. In der Praxis zeigt im wese ntlichen kein einzelnes Band diese Band-Daten in identischer Weise, so daß eine gewählte Dickengruppe nur eine erste Näherung in Richtung auf das tatsächlich auszuwalzende Band darstellt. Für jede Dickengruppe gelten Standardbedingungen für Reduktionsverteilung, Umformungsarbeit und -kraft, Zugspannung zwischen den Walzgerüsten und externe Einflußfaktoren bezüglich des Bands.
  • Bezüglich einer Dickengruppe sind diese Standardbedingungen für andere Verfahrensveränderliche maßgebend, von denen die Einstellgrößen für die Walzstraße abgeleitet werden können.
  • Da jedoch für das tatsächlich ausgewalzte Band diese Standardbedingungen einer eng benachbarten Dickengruppe nicht genau zutreffen, müssen die Standardbedingungen einer Korrektur unterworfen werden, wobei diese Korrekturen zu angepaßten Bedingungen führen. Da die angepaßten Bedingungen vorherbestimmt sind, können von ihnen dann die tatsächlichen Verfahrensveränderlichen und Einstellgrößen abgeleitet werden.
  • Zur Bestimmung der angepaßten Bedingungen anhand der Standardbedingungen wird eine Korrektur auf der Grundlage von Abweichungen in den Dickenverhältnissen des Bands vor und nach jedem Walzgerüst, im Durchmesser der Arbeitswalzen und dem für diese Bänder geltenden Widerstands faktor vorgenommen. Mit Hilfe dieser bweichungen werden die Standardbedingungen korrigiert; zu diesem Zweck werden als Rechenprozess die Auswirkungen dieser Dickenverhältnisse, der Walzendurchmesser und der Widerstandsfaktoren auf linearisierte Funktionen abgeleitet.
  • Da in erster Linie für das zugeführte Band Standardbedingungen benutzt werden, die aus der Klassifizierung in eine Dickengruppe resultieren, brauchen die Korrekturen (zur Erzielung der angepaßten Bedingungen) nur so gering zu sein, daß es gerechtfertigt ist, mit linearisierten Funktionen zu arbeiten. Hierdurch wird das Rechenmodell erheblich vereinfacht, so daß in der Praxis eine verbesserte Verarbeitung erreicht werden kann.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Einstellung einer mehrstufigen Walzstraße Patentansprüche 1. Verfahren zur Einstellung einer mehrstufigen Walzstraße für das Kaltwalzen von Metallband, wobei für jedes Band die folgenden, für dieses Band geltenden Daten a) Banddicke beim Einlauf in die Walzstraße, b) gewünschte bzw. Soll-Austrittsdicke des Bands beim Austritt aus der Walzstraße, c) Bandbreite, d) gewünschte Oberflächenrauhigkeit des Bands beim Austritt aus der Walzstraße und e) ein spezifischer Widerstandsfaktor für das Bandmaterial, zur Berechnung mindestens der folgenden Verfahrensveränderlichen, die für die Einstellung der Walzstraße für das vorgegebene Band benutzt werden, herangezogen werden: a) Banddicke zwischen den Walzgerüsten beim Durchgang durch die Walzstraße, b) Bandgeschwindigkeit in der Walzstraße, c) Bandgeschwindigkeitseinstellung für jedes Walzgerüst, d) Zugkräfte im Band zwischen den Walzgerüsten, e) durch die Bandhaspel (strip reel) auf das Band ausgeübte Zugkraft, f) Leistungseingabe für die Walzgerüst-Motoren, g) Walzenspalteinstellungen für jedes Walzgerüst und h) ggf. Walzen-Biegebelastungen, wobei lineare Funktionen für die Korrektur von vorbestimmten numerischen Größen bei der Berechnung dieser Verfahrensveränderlichen benutzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß A) das Band in Abhängigkeit von zumindest den folgenden drei Einzelheiten der Band-Daten, nämlich (i) Banddicke beim Einlauf in die Walzstraße, (ii) gewünschte bzw. Soll-Dicke des Bands beim Austritt aus der Walzstraße, (iii) gewünschte Oberflächen-Rauhigkeit des Bands beim Austritt aus der Walzstraße, in eine von mehreren Dickengruppen klassifiziert bzw. eingeordnet wird, von denen jede einen vorbestimmten Satz von Standardwerten oder -größen bezüglich folgendem umfaßt: (i) Reduktionsverteilung zwischen den Walzgerüsten, (ii) Umformungsarbeit und -kraft pro Breiteneinheit des Bands, (iii) Zugspannung zwischen den Walzgerüsten und (iv) andere Einflußfaktoren, B) daß die Standardwerte der gewählten Klasse mittels einer linearen Funktion in angepaßte Werte oder Größen (adapted values) umgesetzt werden, und zwar in Abhängigkeit von Abweichungen der tatsächlichen bzw. Istwerte von den drei Punkten der Band-Daten für das vorgegebene Band von vorbestimmten Standardwerten für die Dickengruppe der drei Punkte der Band-Daten, wobei die linearen Funktionen als Konstanten ausgewählte Werte oder Größen enthalten, die in Abhängigkeit vom Walzvorgang für das vorgegebene Band abgeleitet werden1 und daß die Werte der Verfahrensveränderlichen anhand der angepaßten Werte ermittelt werden und die Walzstraße für das vorgegebene Band entsprechend den so ermittelten Größen oder Werten der Verfahrensveränderlichen eingestellt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Einführen eines Bands bis zum Aufbau der Haspel-Zugkraft und/oder vom Ende des Abspulens des zugeführten Bands bis zum Herausführen (tailout) des Bands aus dem letzten Walzgerüst für jedes Walzgerüst ein Korrektur ausdruck zur berechneten Geschwindigkeit und zur berechneten Walzenspalteinstellung für jedes (per) Walzgerüst eingeführt wird und ebenso für die Geschwindigkeiten (Drehzahlen) aller Walzgerüste gleichzeitig und für die Walzenspalteinstellungen, sooft Bandmaterial in einem Walzgerüst vorhanden ist, wobei die Korrekturausdrücke mittels des Quotienten der mittleren Austrittsdicke innerhalb der betreffenden Dickengruppe und der berechneten tatsächlichen Austrittsdicke jeweils für jedes Walzgerüst bestimmt und mit einem empirischen Faktor multipliziert werden, der für jedes Walzgerüst und für jede Dickengruppe bestimmt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Zeitpunkt, zu dem eine Schweißnaht im Band festgestellt wird, bis zum Durchlauf der Schweißnaht durch alle Walzgerüste eine Korrektur größe für jedes Walzgerüst und für alle Walzgerüste gleichzeitig zur berechneten Geschwindigkeit der Walzgerüste hinzugefügt wird, wobei die Korrektur größe auf dieselbe Weise bestimmt wird wie sie Korrekturgroße beim Einführen oder Herausführen des Bands.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die berechneten, angepaßten Verfahrensveränderlichen dem Walzstr aßen -Regel-oder -Steuersystem zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Notfall dieses Steuersystem mit einer vereinfachten Version des Rechenprogramms mit einer kleineren Zahl von Dickengruppen beschickt wird, die auf der Grundlage nur der gewünschten Austrittsdicke und der gewünschten Oberflächen-Rauhigkeit des Bands und ohne Korrekturmöglichkeiten in bezug auf die Standardbedingungen unterteilt sind, und nur Anpassungen bezüglich des Widerstandsfaktors vorgenommen werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeiten (Drehzahlen) der aufeinanderfolgenden Walzgerüste als Funktion des Durchlaufs der Banddicken durch die Walzstraße eingestellt werden und daß ein auf einer linearisierten Abhängigkeit beruhender Schlupfkoeffizient an die angepaßten Zugkraftunterschiede über die aufeinanderfolgenden Walzgerüste hinweg, die höchstzulässigen Werte der Motorleistung und die zulässigen Motor-Drehzahlen für jedes Walzgerüst angepaßt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Notfällen die Geschwindigkeiten der aufeinanderfolgenden Walzgerüste als Funktion des Durchlaufs der Banddicken durch die Walzstraße, eines festen Schlupfkoeffizienten, der höchstzulässigen Werte der Motorleistung und der zulässigen Motor-Drehzahlen für jedes Walzgerüst eingestellt werden.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenspalteinstellung pro bzw. für jedes Walzgerüst auf der Grundlage der Dicke des Bands bei seinem Austritt aus dem Walzgerüst, der mechanischen Längung oder Ausdehnung der Walzengehäuse infolge der Walzkräfte, der Geschwindigkeiten pro Walzgerüst und der Bandbreite bestimmt wird und daß die Walzkräfte relativ zu den Standardwalzkräften für die gewählte Dickengruppe linear an den Widerstandsfaktor des Bandmaterials, die Dickenverhältnisse, die Arbeitswalzendurchmesser und das nicht-kompensierte Gewicht der oberen Walzen sowie möglicherweise die Walzenbiegekräfte angepaßt werden.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenspalteinstellung an jedem Walzgerüst für Notfälle auf der Grundlage der Dicke des Bands beim Austritt aus dem Walzgerüst, der Längung oder Ausdehnung der Walzengehäuse infolge der Walzkräfte, der Geschwindigkeiten an jedem Walzgerüst und der Bandbreite bestimmt wird, wobei der Ausgangsfaktor die Standard-Walzengewichte, ggf. korrigiert lediglich bezüglich der Walzenbiegekräfte, enthält.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 1, 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß für das Auswalzen jedes Bands die Abweichungen zwischen den gemessenen Walzkräften und den mittels der Berechnung angepaßten Walzkräften, die Motorleistungen und die Walzenspalteinstellungen bestimmt und für die beiden ersteren Faktoren als angepaßte Korrektur für Umformungskraft und -arbeit in eine passende Dickengruppe eingeführt werden und daß die zuletzt genannten Faktoren zum Zwecke einer angepaßten Korrektur in die Walzenspalteinstellungs-Berechnung für das erste folgende, auszuwalzende Band eingeführt werden.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 4, 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auswalzen eines Bands unter notfallfreien Bedingungen die Abweichungen zwischen den gemessenen Walzkräften und den durch Berechnung angepaßten Walzkräften sowie die Walzenspalteinstellungen bestimmt und als angepaßte Korrekturen in die Walzenspalteinstellungs-Berechnung für das nächste, unter Notfallbedingungen auszuwalzende Band eingeführt werden.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Band, ausgehend von einer an Widerstandsfaktor, Breite und Banddicke zwischen den Walzgerüsten angepaßten Zugspannung, die Zugspannungspegel zwischen den Walzgerüsten, die für die Walzgeschwindigkeiten korrigiert sind, bestimmt und anschließend einem Zwischengerüstspannung-Regler zugeführt werden.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Band, ausgehend von den Standardbedingungen je Dickengruppe mit Korrekturen für Widerstands faktor und Bandbreite, pro Walzgerüst die Walzenbiegekraft für variierende Geschwindigkeitspegel des Walzgerüsts ermittelt wird.
DE19803026229 1979-07-11 1980-07-10 Verfahren zur einstellung einer mehrstufigen walzstrasse Granted DE3026229A1 (de)

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