DE3303829C2 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
- B21B37/24—Automatic variation of thickness according to a predetermined programme
- B21B37/26—Automatic variation of thickness according to a predetermined programme for obtaining one strip having successive lengths of different constant thickness
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Steuerung eines kontinuierlich arbeitenden bzw. Durchlauf-Walzwerks
nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff
des A2.
In der Eisen- und Stahlindustrie wird die Ausrüstung im
Bestreben, die Produktionsleistung zu erhöhen, zunehmend
größer ausgelegt. Im Zuge dieser Vergrößerung der Ausrüstung
vergrößert sich auch das Gewicht der kontinuierlich
arbeitenden Tandemwalzwerken zugeführten Brammen
oder Platinen. Demzufolge vergrößert sich auch das Einheitsgewicht
der in solchen Tandemwalzwerken hergestellten
Coils oder Blechrollen. Da jedoch der Verbraucher
Stahlbleche verschiedener Größen bzw. Dicken benötigt,
besteht ein Bedarf nach einem Steuerverfahren zur Änderung
des Auslauf-Bandmaßes, d. h. der Abmessungen eines
Erzeugnisses, während des Auswalzvorgangs ohne Beeinträchtigung
der Produktionsleistung.
Für die Steuerung eines kontinuierlichen Tandemkaltwalzwerks
ist aus der DE-OS 29 44 035 ein im folgenden beschriebenes Verfahren bekannt.
Dabei ist der Stichplan vor der Größen- bzw. Maßänderung
als Plan A definiert. Nach diesem Plan A werden Auslaßbanddicke,
Walzspalt und Walzendrehzahl nicht geändert.
Ein Stichplan nach der Größenänderung wird als Plan B bezeichnet.
Der Stichplan in der Übergangszeitspanne bei
der Änderung von Plan A auf Plan B ist als Plan C definiert.
Die Stichpläne A bis C werden vor dem Walzvorgang
nach Maßgabe der Vorgabe- oder Einstellvorgänge (Vorgänge
zur Einstellung des Walzspalts und der Walzendrehzahl in
Übereinstimmung mit der Kapazität bzw. Leistungsfähigkeit
der Ausrüstung, dem verwendeten Werkstoff und dem auszuwalzenden
Band als dem Enderzeugnis) berechnet. Wenn ein
Maßänderungspunkt X die einzelnen
Gerüste des kontinuierlichen Tandemkaltwalzwerks erreicht,
werden die Pläne A, C und B in dieser Reihenfolge ausgeführt,
wobei Walzspalt und Walzendrehzahl zur Lieferung
von Bändern unterschiedlicher Abmessungen, z. B. Dicke, geändert
werden.
Bei diesen bekannten Steuerverfahren müssen Walzspalt und
Walzendrehzahl für den Betrieb vor und nach Änderung des Walzenplans im voraus berechnet
werden. Die Steuerung erfolgt unabhängig von den
Walzbedingungen und nach Maßgabe der Vorgabegrößen. Wenn
daher während des Auswalzens Änderungen, etwa im Verformungswiderstand
(bedingt durch Werkstoffhärte oder -temperatur
oder Reibungskoeffizient zwischen Walze(n) und Werkstoff),
in einem Unterschied zwischen den Einlauf- und
Auslauf-Bandmaßen, im Vorwärtsschlupf oder in der Walzkraft
auftreten, wird in das Erzeugnis ein Fehler eingeführt.
Weiterhin ist aus der DE-OS 27 25 207 ein Verfahren zum
Walzen von Metallen ohne Beanspruchung mittels eines Tandemwalzwerks
bekannt. Dieses Tandemwalzwerk erzeugt ein
Band mit konstanter Dicke, wozu die Differenz zwischen
den Verhältnissen der Geschwindigkeiten von beiden Gerüsten
vor und nach der Änderung eines Walzparameters
gesteuert wird.
Schließlich ist in der DE-AS 12 01 466 eine Gleichlaufeinrichtung
für den Mehrmotorenantrieb einer kontinuierlichen
Walzenstraße o. dgl. beschrieben, bei der - ähnlich
wie in dem Verfahren gemäß der DE-OS 27 25 207 - die Spannung
zwischen benachbarten Gerüsten auf den Wert Null eingestellt
und eine Änderung in der Leistungsaufnahme zwischen
benachbarten Gerüsten ausgenützt wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Steuerung eines kontinuierlich
arbeitenden Walzwerks zu schaffen, bei dem die Banddicke
während des Walzens kontinuierlich änderbar
ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
bzw. 2 erfindungsgemäß durch die in den jeweiligen
kennzeichnenden Teilen erhaltenen Merkmale gelöst.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist
im Patentanspruch 3 angegeben.
Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Steuerung eines kontinuierlich arbeitenden Walzwerks,
bei denen eine Zwischengerüst-Zugspannung bei
einer Maßänderung während des Walzvorgangs klein ist,
auch wenn sich die Walzbedingungen während des Auswalzens
an irgendeinem Gerüst des Walzwerks spontan ändern,
so daß die Bandgröße bzw. -abmessungen gleichzeitig und
stufenlos änderbar sind.
Im folgenden ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Modell zur Erläuterung der Banddickenänderung
an der Auslaufseite eines kontinuierlich arbeitenden
bzw. Durchlauf-Walzwerks,
Fig. 2 ein Modell zur Erläuterung der Banddickenänderung
an der Auslaufseite jedes Gerüsts des kontinuierlich
arbeitenden Walzwerks mit
einem Änderungspunkt X,
Fig. 3 ein Modell zur Veranschaulichung des Gesamtaufbaus
eines sieben Gerüste aufweisenden kontinuierlichen
Walzwerks zwecks Erläuterung des Grundprinzips der
Erfindung,
Fig. 4A und 4B gemeinsam ein Blockschaltbild einer Walzwerk-Steuervorrichtung und
Fig. 5 ein Blockschaltbild eines automatischen Kaliberreglers
bei der Steuervorrichtung
nach Fig. 4.
Vor der ins einzelne gehenden Beschreibung der Erfindung
ist zunächst das Grundprinzip der Erfindung erläutert. Dabei
ist der Stichplan vor der Maßänderung
als Plan A bezeichnet; dabei bleiben Auslauf-Banddicke,
Walzspalt und Walzendrehzahl an jedem Gerüst unverändert.
Der Stichplan nach der Maßänderung ist als Plan B bezeichnet;
hierbei sind Auslauf-Banddicke, Walzspalt und Walzendrehzahl
an jedem Gerüst geändert worden. Die Dauer einer
Maßänderung während des Auswalzens, d. h. die Periode der
Änderung von Plan A auf Plan B, wird als Übertragungsdauer
oder -zeitspanne bezeichnet.
Es sei angenommen, daß gemäß Fig. 1 eine Änderung von
Plan A auf Plan B erfolgt, um die Auslauf-Banddicke an
der Auslaufseite des letzten Walz-Gerüsts zu ändern. Als
kontinuierliches Walzwerk wird dabei ein sieben Gerüste
aufweisendes Band-Fertigwarmwalzwerk benutzt. Die Auslauf-Banddicke
am siebten Gerüst für Plan A ist mit h 7A (mm)
definiert, während die Auslauf-Banddicke am siebten Gerüst
für Plan B als h 7B (mm) und die bei der Maßänderung an der
Auslaufseite des siebten Gerüsts anfallende Bandlänge als
l₇ (m) bezeichnet sind.
Am i-ten Gerüst (i = 1 bis 7) des Fertigwalzwerks ist die
Auslauf-Banddicke des i-ten Gerüsts für Plan A als h iA (mm)
vorgegeben, während die Auslauf-Banddicke des i-ten Gerüsts
für Plan B mit h iB (mm) und die während der Maßänderung
am i-ten Gerüst anfallende Bandlänge mit l i (m)
bezeichnet sind. Wenn der Massenfluß oder Mengenstrom des
bei der Maßänderung das i-te Gerüst passierenden Bands als
dem des bei der Maßänderung das siebte Gerüst passierenden
Bands gleich angesehen wird, ergibt sich die folgende
Gleichung:
i i (h iA + h iB ) = l₇(h 7A + h 7B ) (1)
Folglich gilt:
l i = {(h 7A + h 7B )/(h iA + h iB )}l₇ (2)
An einer Stelle am i-ten Gerüst, an welcher die Bandlänge
gemäß Fig. 2 am Auslauf um i Xi (m) von einem Meßänderungspunkt
X entfernt ist, bestimmt sich die Auslauf-Banddicke
h i des i-ten Gerüsts nach folgender Gleichung:
h i = h iA - {(h iA - h iB )/l i }l Xi (3)
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung des kontinuierlichen
Walzwerks (Durchlaufwalzwerks) umfaßt erste
und zweite, noch zu beschreibende Schritte. Im ersten
Schritt wird die durch Gleichung (3) bestimmte Auslauf-Banddicke
h i am i-ten Gerüst als Auslaufbanddicken-Bezugswert
für den automatischen Kaliberregler benutzt, so
daß der Walzspalt am i-ten Gerüst des Walzwerks, während
des Auswalzens spontan geändert werden kann. Bei dem in
Fig. 1 dargetellten Beispiel werden, sooft der Maßänderungspunkt
X jedes der sieben Gerüste des Fertigwalzwerks
nacheinander erreicht, die Auslauf-Banddicken an den
Auslaufseiten aller Gerüste jeweils als die betreffenden
Bezugswerte zu den automatischen Kaliberreglern der Gerüste
übertragen. Die Walzspalte an den Gerüsten werden
während des Walzvorgangs jeweils entsprechend geändert,
um Plan A auf Plan B zu ändern.
Wenn im zweiten Schritt die Banddicke während des Walzvorgangs
geändert wird, darf die Zugspannung zwischen den
Gerüsten bzw. die Zwischengerüst-Zugspannung nicht geändert
werden, auch wenn die Walzspalte der Gerüste geändert
werden. Zu diesem Zweck müssen gleichzeitig mit der
Änderung der Walzspalte die Walzendrehzahlen an den betreffenden
Gerüsten geändert werden. An jedem Gerüst werden
den die Walzbedingungen (Verformungswiderstand aufgrund
von Werkstoffhärte und -temperatur oder Änderung des Reibungskoeffizienten
zwischen Walze(n) und Werkstoff; Bandmaße
an Einlauf- und Auslaufseiten des (betreffenden) Gerüsts,
Vorwärtsschlupf (Vorzug) und Walzkraft) spontan geändert.
Im zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden Daten für Verformungswiderstand, bedingt durch
Werkstofftemperatur, und Daten für Bandmaße
an Einlauf- und Auslaufseite in Synchronismus mit der
Bandauslaufgeschwindigkeit vom i-ten Gerüst zu (i + 1)ten
Gerüst geliefert. Die Walzendrehzahlen an den Gerüsten
werden mithin so eingestellt, daß ein konstanter Massenfluß
bzw. Mengenstrom zwischen i-tem und (i + 1)tem Gerüst
erhalten wird; dies ist im folgenden als Konstantmassenflußregelung
bezeichnet, die nachstehend im einzelnen erläutert
ist.
Fig. 3 veranschaulicht ein sieben Gerüste aufweisendes
kontinuierliches Walzwerk, bei dem erstem bis siebtem Gerüst
Walzen 1 bis 7 zugeordnet sind. Es sei angenommen,
daß am i-ten Gerüst die Einlauf-Bandbreite mit B i , die
Auslaufbandbreite mit b i , die Einlauf-Banddicke mit H i ,
die Auslauf-Banddicke mit h i ; die Bandeinlaufgeschwindigkeit
mit V i und die Bandauslaufgeschwindigkeit mit v i bezeichnet
sind. Außerdem seien die Walzenumfangsgeschwindigkeit
am i-ten Gerüst mit V Ri , der Vorsprung bzw. Vorwärtsschlupf
mit f i , der Walzenspalt mit S i und
die Walzkraft mit P i bezeichnet. Am i-ten Gerüst entsprechen
die Bedingungen den folgenden Gleichungen:
V i = v Ri (1 + f i ) (4)
B i H i V i = b i h i v i (5)
Bei Vernachlässigung einer durch das Auswalzen o. dgl. verursachten
Breitenabweichung läßt sich Gleichung (5) wie
folgt darstellen:
H i V i = h i v i (6)
Die Auslauf-Banddicke am i-ten Gerüst bestimmt sich dann
wie folgt:
h i = S i + (P i /M i ) (7)
mit M i = Walzwerk-Federkonstante des i-ten Gerüsts.
Beim Konstantmassenfluß-Steuersystem wird die Walzenumfangsgeschwindigkeit
am i-ten Gerüst oder am (i + 1)-ten
Gerüst korrigiert, so daß die Bandauslaufgeschwindigkeit
am i-ten Gerüst zu einem willkürlich gewählten Zeitpunkt
der Bandeinlaufgeschwindigkeit V i+1 am (i + 1)-ten Gerüst
gleich wird, und zwar wie folgt:
v i =V i+1 (8)
Die Zwischengerüstzugspannung zwischen i-tem und (i + 1)-tem
Gerüst bleibt auch während eines Meßänderungsvorgangs beim
Auswalzen konstant, so daß eine stabile Meßänderung während
des Walzvorgangs erreicht wird.
Bei Anwendung von Gleichung (6) auf das (i + 1)-te Gerüst
stellt sich diese Gleichung wie folgt dar:
H i+1 · V i+1 = h i+1 · v i+1 (9)
Gleichung (8) kann in Gleichung (9) eingesetzt werden, so
daß man folgende Gleichung erhält:
H i+1 · v i = h i+1 · v i+1 (10)
Gleichung (4) kann wie folgt in Gleichung (10) eingesetzt
werden:
H i+1 · v Ri (1 + f i ) = h i+1 · v i+1 (11)
Die Bandauslaufgeschwindigkeit v i+1 nach Gleichung (11)
wird für das (i + 1)-te Gerüst in bezug auf Gleichung (4)
benutzt, so daß sich Gleichung (11) wie folgt darstellen
läßt:
H i+1 · v Ri (1 + f i ) = h i+1 · v Ri+1(1 + f i+1) (12)
Gleichung (12) läßt sich umschreiben zu:
V Ri = {(1 + f i+1)/(1 + f i )}(h i+1/H i+1)v Ri+1 (13)
Durch Differenzieren von Gleichung (13) erhält man die
kleine Änderung (small change) Δ v Ri wie folgt:
Δ v Ri = (∂v Ri /∂f i )Δ f i + (∂v Ri /∂f i+1)Δ-f i+1 + (∂v Ri /∂h i+1)Δ h i+1
+ (∂v Ri /∂H i+1)Δ H i+1 + (∂v Ri /∂v Ri+1)Δ Ri+1 (14)
-
+ (∂v Ri /∂H i+1)Δ H i+1 + (∂v Ri /∂v Ri+1)Δ Ri+1 (14)
-
Darin bedeuten: (∂v Ri /∂f i ), (∂v Ri /∂f i+1), (∂v Ri /∂h i+1),
(∂v Ri /∂H i+1) und (∂v Ri /∂v Ri+1) Partialdifferentialkoeffizienten.
Nach Gleichungen (13) und (14) ergibt
sich:
Δ v Ri /v Ri = -Δ f i (1 + f₁) + Δ f i+1/(1 + f i +1)
+ Δ h i+1/h i +1 - Δ H i+1/H i +1 + Δ v Ri+1/v Ri +1 -(15)
+ Δ h i+1/h i +1 - Δ H i+1/H i +1 + Δ v Ri+1/v Ri +1 -(15)
Gleichung (15) stellt die Grundbeziehung zur Durchführung
der Konstantmassenflußregelung dar. Die Walzenumfangsgeschwindigkeit
am i-ten Gerüst wird entsprechend
einer Änderung der Walzenumfangsgeschwindigkeit am
(i + 1)-ten Gerüst geregelt, um Gleichung (15) zu genügen.
Im folgenden sei anhand von Fig. 3 der Fall eines sieben
Gerüste aufweisenden Band-Fertigwarmwalzwerks betrachtet,
bei dem im allgemeinen das siebte Gerüst das Bezugsgerüst
ist. Da die Geschwindigkeit oder Drehzahl am siebten
Gerüst die Bezugsgröße darstellt, muß Gleichung (15)
für i = 1 - 6 sechsmal umgeschrieben werden.
Der Vorwärtsschlupf f i nach Gleichung (15) kann nach folgender
Gleichung (15)-1 ermittelt werden:
Darin bedeuten:
R i ′ = abgeflachter (flattened) Walzenradius (mm)
h i = Auslauf-Banddicke (mm)
H i = Einlauf-Banddicke (mm)
γ i = Teilreduktion = (H i - h i )/H i
t b = Rückzugspannung (kg/mm²)
t f = Vorzugsspannung (kg/mm²)
k i = Verformungswiderstand (Walzkraft) (kg/mm²).
R i ′ = abgeflachter (flattened) Walzenradius (mm)
h i = Auslauf-Banddicke (mm)
H i = Einlauf-Banddicke (mm)
γ i = Teilreduktion = (H i - h i )/H i
t b = Rückzugspannung (kg/mm²)
t f = Vorzugsspannung (kg/mm²)
k i = Verformungswiderstand (Walzkraft) (kg/mm²).
Der Vorwärtsschlupf kann nach einer von Gleichung (15)-1
verschiedenen, bekannten Gleichung ebenfalls bestimmt werden.
Es sei angenommen, daß sich weder Vorzugsspannung
t f noch Rückzugsspannung
t b ändern. Eine Änderung Δ f i im Vorwärtsschlupf
läßt sich dann nach folgender Gleichung angenähert bestimmen:
Δ f i = (∂f i /∂H i )Δ H i + (∂f i /∂h i )Δ h- i + (∂f i /∂k i )Δ k i (16)
Darin bedeuten: k i = Band-Verformungswiderstand am i-ten
Gerüst. Eine Änderung Δ f i 1 im Vorwärtsschlupf am (i+1)-ten
Gerüst kann auf dieselbe Weise anhand von Gleichung (16)
bestimmt werden.
Die Änderung Δ h i+1 läßt sich auch anhand von Gleichung
(7) wie folgt bestimmen:
Δ h i+1 = Δ S i+1 + (Δ P i+1/M i+1) (17)
Eine Änderung Δ h i in der Auslauf-Banddicke am i-ten Gerüst
kann nach Gleichung (7) wie folgt bestimmt werden:
Δ h i = Δ S i + (Δ P i /M i ) (17)
Daten für die Änderung Δ h i werden vom i-ten Gerüst zum
(i + 1)ten Gerüst übertragen. Damit gilt:
Δ H i+1 (t) = Δ h i {t - (L i /v i )} (19)
In obiger Gleichung bedeuten: t = Zeit und L i = Abstand
zwischen i-tem und (i + 1)tem Gerüst. Infolgedessen ist
die Änderung Δ H i+1 nach Gleichung (15) bekannt.
Da der Ausdruck Δ v Ri+1/v Ri+1 nach Gleichung (15) einen
korrigierten Teil der Walzenumfangsgeschwindigkeit am
(i + 1)ten Gerüst darstellt, wird dieser Teil für das
letzte Hauptgerüst des Fertigwalzwerks
als Null entsprechend angesehen. Demzufolge kann
der obige Ausdruck anhand der Walzengeschwindigkeit-Korrekturgröße
des nachfolgenden Gerüst erhalten werden.
Nach dem Konstantmassenfluß- oder -mengenstrom-Steuerverfahren
ist die Änderung Δ v Ri+1/v Ri in der Walzenumfangsgeschwindigkeit
am i-ten Gerüst (i = 1 - 6) des
Fertigwalzwerks gemäß Gleichung (15) steuerbar.
Auf die beschriebene Weise kann bei jedem kontinuierlichen
Walzwerk mit mindestens zwei Gerüsten der Walzspalt
am i-ten Gerüst nach Maßgabe der Auslauf-Banddicke
an diesem Gerüst eingestellt werden, wenn eine
Größe bzw. ein Maß, wie Banddicke, während des Auswalzens
geändert wird. Bei Änderung des Walzspalts wird
gleichzeitig die Walzenumfangsgeschwindigkeit am i-ten
Gerüst eingestellt, so daß die Bandauslaufgeschwindigkeit
an diesem Gerüst der Bandeinlaufgeschwindigkeit am
(i + 1)ten Gerüst gleich ist. Demzufolge wird jede Abweichung
in der Zwischengerüst-Zugspannung an einer Beeinflussung
des Maßänderungsvorgangs während des Auswalzens
gehindert, so daß ein gleichmäßiger Walzvorgang gewährleistet
wird.
Auch bei einer Änderung der Bandbreite während des Auswalzens
kann ein herkömmlicher automatischer Kaliberregler
verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist im folgenden
anhand der Fig. 4 und 5 beschrieben, und zwar gemäß
Fig. 4 in Anwendung auf ein sieben Gerüste aufweisendes
Band-Fertigwarmwalzwerk. In Fig. 4 sind bei 1, 2 und 3
ein erstes, ein zweites bzw. ein drittes Walz-Gerüst und
bei 4 ein Vorwalzwerk angedeutet, das den drei Gerüsten
1-3 vorgeschaltet ist. In Fig. 4 sind zwar viertes bis
siebtes Gerüst nicht dargestellt, doch besitzen diese
Gerüste denselben Aufbau wie die Gerüste 1-3.
Die Anordnung nach Fig. 4 umfaßt eine Abschöpfschere 5,
ein Platinen-Thermometer 6, Hauptantriebsmotoren 7-9,
am Vorwalzwerk 4 und an den Gerüsten 1-3 angeordnete
Lastmeßzellen 10-13, Walzenspaltmesser 14-17, Geschwindigkeits-
oder Drehzahlregler 18-20, Drehzahlfühler
(Drehzahlgeber) 21-23, Addierstufen 24-26,
Walzendrehzahl-Bezugsspannungen 27-29, Konstantmassenfluß-Rechner
30-32, Rechnerelemente 36-42, eine
Addierstufe 43, Verzögerungsvorrichtungen 44, 46, 48 und
50, einen Abscherlängenrechner 45, Rechenvorrichtungen
47, 49 und 51, automatische Dicken- bzw. Kaliberregler
52-54 und eine Einstell- oder Vorgabevorrichtung 55
für Einrichtberechnung.
Wenn bei der vorstehend beschriebenen Steuervorrichtung
das vorlaufende Ende des Walzguts (Platine) zwischen den
Walzen des Vorwalzwerks 4 verspannt ist, wird ein Signal
entsprechend der durch die Lastmeßzelle 10 des Vorwalzwerks
4 gemessenen Walzkraft P R zum Rechnerelement 42 geliefert,
dem auch ein Signal entsprechend dem durch den
Walzspaltmesser 14 ermittelten Walzspalt S R zugeliefert
wird. Das Rechnerelement 42 berechnet die Auslauf-Gutdicke
h R am Vorwalzwerk 4 nach folgender Gleichung (20):
h R = S R + (P R /M R ) (20)
Darin bedeutet M R eine durch die Walzwerk-Federkonstante
des Vorwalzwerks 4 bestimmte Konstante. Wenn das vorlaufende
Ende des Walzguts das an der Auslaufseite des Vorwalzwerks
4 angeordnete Thermometer 6 erreicht, wird die
Guttemperatur gemessen. Daten für die gemessene Guttemperatur
R R werden zur Addierstufe 43 übertragen. Daten
für die Gutdicke h R werden vom Rechnerelement 42 zur Addierstufe
43 geliefert. Die Daten für Gutdicke h R und die
Daten für Guttemperatur R R werden über die Verzögerungsvorrichtung
44 zum Abscherlängen-Rechner 45 übertragen.
Daten für Gutdicke h R und Daten für Guttemperatur R R für
jeden Walzgutabschnitt einer vorgegebenen Länge werden
von der Addierstufe 43 geliefert und in der Verzögerungsvorrichtung
44 in Synchronismus mit dem vorlaufenden Ende
des Walzguts verzögert. Wenn das Walzgut durch die Abschöpfschere
5 geschnitten wird, mißt der Abscherlängen-Rechner
45 einen abgescherten oder abgeschöpften Walzgutabschnitt.
Daten für Gutdicke h R und Guttemperatur R R
nach dem Abscheren werden vom Rechner 45 über die Verzögerungsvorrichtung
46 zur Rechenvorrichtung 47 geliefert.
Die Daten für die Gutdicke h R1 werden durch die Verzögerungsvorrichtung
44 wie folgt verzögert:
h R1 (t) = h R {t - (L R1/V R ) } (21)
Darin bedeuten: t = Zeit, L R1 = Abstand zwischen Vorwalzwerk
4 und Abschöpfschere 5 und V R = Gutgeschwindigkeit.
Die Temperatur R R1 wird wie folgt bestimmt:
R R1 (t) = R R { t - (L R1/v R ) } (22)
Daten für die Einlauf-Banddicke H₁ am ersten Gerüst des
Fertigwalzwerks werden durch die Verzögerungsvorrichtung
46 wie folgt verzögert:
H₁(t) = h R1 { t - (L R2/v R ) } (23)
Darin bedeutet L R2 den Abstand zwischen der Abschöpfschere
5 und dem ersten Gerüst 1 des Fertigwalzwerks. Die
Guttemperatur R R2 wird durch die Verzögerungsvorrichtung
46 ebenfalls wie folgt verzögert:
R R2 (t) = R R1 { t - (L R2/v R ) } (24)
Da jedoch die Guttemperatur zwischen dem Vorwalzwerk 4
und dem ersten Gerüst 1 des Fertigwalzwerks abfällt,
werden die Daten für den Temperaturabfall durch die Verzögerungsvorrichtung
46 so verarbeitet, daß sich die Guttemperatur
R₁ des Fertigwalzwerks wie folgt bestimmt:
R₁ = { (A ε/h R )T₁ + 1/(R R2 + 273)³ }-1/3 - 273 (25)
Darin bedeuten: A = eine Konstante, ε = die Emissionsstärke
und T₁ = die Verzögerungszeit zwischen
dem Vorwalzwerk 4 und dem ersten Gerüst 1 des Fertigwalzwerks.
Daten für die Einlauf-Banddicke H₁ am
ersten Gerüst 1 und für die Bandtemperatur R₁ werden
in der Rechenvorrichtung 47 zwischengespeichert. Die
gespeicherten Dateneinheiten sind mit H 1L und R 1L bezeichnet.
Wenn das vorlaufende Bandende zwischen den
Walzen des ersten Gerüsts 1 des Fertigwalzwerks erfaßt
ist, werden Signale von der Lastmeßzelle 11 und vom
Walzspaltmesser 15 zur Rechenvorrichtung 47 geliefert,
so daß die Auslauf-Banddicke h₁ am erstem Gerüst 1 nach
folgender Gleichung bestimmt wird:
h₁ = S₁ + (P₁/M₁) (26)
Darin bedeuten: S₁ = Walzenspalt am ersten Gerüst 1, P₁ = Walzkraft
am ersten Gerüst 1 und M₁ = Walzwerk-Federkonstante
des ersten Gerüsts 1. Die Auslaufdicke wird mit
den Dateneinheiten H 1L und R 1L ebenfalls in der Rechenvorrichtung
47 gespeichert. Die betreffenden gespeicherten
Daten sind mit h 1L bezeichnet.
Die Dateneinheiten für die Auslauf-Banddicke h₁ am ersten
Gerüst 1 und die Bandtemperatur R₁ werden durch die Verzögerungsvorrichtung
48 in Synchronismus mit der Walzgutgeschwindigkeit
zum zweiten Gerüst 2 verzögert. Die Daten
für die Einlauf-Banddicke H₂ am zweiten Gerüst 2 werden
durch die Verzögerungsvorrichtung 48 wie folgt verzögert:
H₂(t) = h₁ {t - (L₁/v₁)} (27)
In dieser Gleichung bedeuten: t = Zeit, v₁ = Bandgeschwindigkeit
an der Auslaufseite des ersten Gerüsts 1
und L₁ = Abstand zwischen erstem und zweitem Gerüst 1 bzw.
2. Eine verzögerte Größe R₁′ der Bandtemperatur R₁ bestimmt
sich wie folgt:
R₁′(t) = R₁ {t - (L₁/v₁) } (28)
Da die Bandtemperatur zwischen erstem und zweitem Gerüst
1 bzw. 2 abnimmt, wird eine Bandtemperatur R₂ am zweiten
Gerüst 2 durch die Verzögerungsvorrichtung 48 wie folgt
korrigiert:
R₂ = (R₁′ - R W )e-(2 α /c γ ) · (L₁/h₁v₁) + R W (29)
Darin bedeuten: R W = Kühlwassertemperatur der Walze(n),
c = spezifische Wärme des Bandes, γ = spezifisches Gewicht
des Bands und α = Wärmeübergangskoeffizient des Fertigwalzwerks.
Auf diese Weise können die Einlauf-Banddicke H₂ und die
Bandtemperatur R₂ an der Einlaufseite des zweiten Gerüsts
2 bestimmt werden. Auf die beschriebene Weise können
die Einlauf-Banddicke H i , die Bandtemperatur R i und die
Auslauf-Banddicke h i für das i-te Gerüst ermittelt werden.
Diese Größen werden für jedes Gerüst während des
Walzvorgangs als Augenblicks- bzw. Istwerte erhalten.
Im folgenden ist die Steuerung für eine Änderung des
Walzspalts bei einer während des Auswalzens erfolgenden
Maßänderung beschrieben. Die automatischen Kaliberregler
52, 53 und 54 an den Gerüsten des Fertigwalzwerks
gemäß Fig. 4 besitzen jeweils denselben Aufbau, weshalb
im folgenden nur der Kaliberregler 52 für das erste Gerüst
1 beschrieben ist. Dieser Kaliberregler 52 nimmt
Daten für den Auslaufbanddicken-Bezugswert h 1,REF , Daten
für die vom Dickenmesser bestimmte Banddicke h₁ von
der Rechenvorrichtung 47, Daten für die Walzkraft von
der Lastmeßzelle 11 und Daten für den Walzspalt S₁ vom
Walzspaltmesser 15 ab.
Fig. 5 veranschaulicht einen hydraulischen automatischen
Kaliberregler 52, an dessen Stelle jedoch auch ein elektrischer
Kaliberregler verwendet werden kann. Fig. 5 veranschaulicht
eine Addierstufe 100, einen Integrator 101
mit einem Verstärkungsgrad, eine bei 102 angedeutete
Walzspalt-Vorgabegröße (S 1,REF ), weiterhin eine
Addierstufe 103, einen bei 104 angedeuteten, noch näher
zu beschreibenden Auslaufbanddicken-Bezugswert (h 1,REF ),
eine bei 105 angedeutete Auslauf-Banddicke (h₁) am
ersten Gerüst 1, die durch die Rechenvorrichtung 47 nach
Fig. 4 geliefert wird, bei 106 die Walzkraft (P₁) von
der Lastmeßzelle 11 nach Fig. 4, ein Relais 107, das
schließt, wenn eine vorbestimmte Zeitspanne (z. B. 0,5 s)
nach dem Erfassen des vorlaufenden Endes der Platine
zwischen den Walzen des ersten Gerüsts 1 verstrichen ist,
und das sodann öffnet, einen Speicher 108 zur Speicherung
von Daten für die Walzkraft P₁ bei geschlossenem Stromkreis
bzw. Relais, eine Addierstufe 109, eine Multiplizierstufe
110, eine Walzspalt-Addierstufe 111, einen
PI-Regler 112, einen Servoverstärker 113, einen Hydraulikzylinder
114 und bei 115 einen durch den Walzspaltmesser
15 nach Fig. 4 ermittelten Walzspalt (S₁).
Wenn beim beschriebenen automatischen Kaliberregler das
Relais 107 anzieht, sobald die vorgegebene Zeitspanne
(z. B. 0,5 s) nach dem Erfassen des vorlaufenden Endes der
Platine zwischen den Walzen des ersten Gerüsts 1 verstrichen
ist, werden die bei 106 angegebenen Daten für
die Walzkraft P₁ im Speicher 108 abgespeichert. Für die
restliche Platine wird eine Differenz zwischen der
Walzkraft P₁ (106) und einer Walzkraft P 1L , deren Daten
im Speicher 108 gespeichert sind, durch die Addierstufe
109 berechnet. Das Ausgangssignal der Addierstufe 109
wird durch die Multiplizierstufe 110 mit C/M₁ multipliziert,
wobei C eine beliebige Konstante (z. B.
0,8) und M₁ die Walzwerk-Federkonstante des ersten Gerüsts
1 bedeutet.
Ein Ausgangssignal der Multiplizierstufe 110 wird zur
Walzspalt-Addierstufe 111 übertragen, deren Ausgangssignal
wiederum über den PI-Regler 112 und den hydraulischen
Servoverstärker 113 zum Hydraulikzylinder 114 übertragen
wird, um den Walzspalt zu korrigieren. Ein dem
Walzspalt S₁ (115) entsprechendes Rückkopplungssignal
vom Walzspaltmesser 15 wird der Addierstufe 111 zugeführt.
Der Auslaufbanddicken-Bezugswert H 1,REF (104) wird geändert,
so daß die Addierstufe 109 zur Ableitung einer
Differenz zwischen dem Auslaufbanddicken-Bezugswert
h 1,REF (104) und der Auslauf-Banddicke h₁ (105) angesteuert
wird. Ein Ausgangssignal der Addierstufe 100
wird durch den Integrator 101 integriert. Das integrierte
Signal wird dann über die Addierstufe 103 zur
Walzspalt-Addierstufe 111 übertragen. Der Walzspalt
wird demzufolge so korrigiert, daß die Auslauf-Banddicke
h₁ (105) des ersten Gerüsts 1 mit dem betreffenden
Bezugswert h 1,REF (104) koinzidiert.
Auf die beschriebene Weise korrigiert der automatische
Kaliberregler 52 den Walzspalt S₁ am ersten Gerüst 1, um
den genannten Bezugswert h 1,REF (104) am ersten Gerüst 1
mit der Auslauf-Banddicke h₁ an diesem Gerüst 1 koinzidieren
zu lassen. Obgleich sich die obigen Ausführungen
nur auf das erste Gerüst 1 beziehen, gelten sie auch für
die restlichen Gerüste.
Im folgenden ist der Bezugswert für die Auslauf-Banddicke
im einzelnen erläutert. An jedem Gerüst wird dieselbe
Operation durchgeführt, so daß nur diejenige am ersten
Gerüst beschrieben zu werden braucht. Der Walzplan des
Fertigwalzwerks wird mittels der Einstell- oder Vorgabevorrichtung
55 gemäß Fig. 4 bestimmt; er enthält Größen
oder Werte für Einlauf-Banddicke, Auslauf-Banddicke,
Bandtemperatur, Bandbreite, Verformungswiderstand, Einlaufzugspannung,
Auslaufzugspannung, Walzenradius, Vorwärtsschlupf,
Walzkraft, Walzspalt, Walzengeschwindigkeit
und Auslauf-Bandlänge während der Meßänderung
an jedem Gerüst. Der Walzplan ist für die
Stichpläne A und B vorgesehen.
Banddicke und -länge während der Maßänderung nach Plänen
A und B werden somit auf die vorstehend beschriebene Weise
bestimmt. Der Banddicken-Bezugswert h REF bei der Maßänderung
während des Auswalzens wird wie folgt ermittelt.
Der Auslaufbanddicken-Bezugswert für das erste Gerüst
des Fertigwalzwerks bei der Maßänderungsoperation während
des Auswalzens kann unter Bezugnahme auf Gleichung (3)
wie folgt abgeleitet werden:
h₁ = h 1A - {(h 1A - h 1B )l₁ } l x1 (30)
Darin bedeuten: h 1A = Auslauf-Banddicke am ersten Gerüst 1
für Plan A, h 1B = Auslauf-Banddicke am Gerüst 1 für Plan B,
l₁ = Auslauf-Banddicke während der Maßänderung am Gerüst
und l x1 = Auslauf-Bandlänge während der Maßänderung vom Maßänderungspunkt
zum ersten Gerüst 1. Die Daten für h 1A ,
h 1B und l₁ nach Gleichung (30) werden somit von der
Vorgabevorrichtung 55 zum Rechnerelement 39 geliefert.
Letzteres nimmt die Daten für den Vorwärtsschlupf f₁
vom Rechner 30 ab und führt die Operation (1 + f₁) aus.
Die Daten für h 1A , h 1B , l₁ und (1 + f₁) werden dem
Rechnerelement 36 zugeliefert, das auch ein Signal N₁
vom Drehzahlfühler 21 des Hauptantriebsmotors 7 des
ersten Gerüsts 1 abnimmt, um l x1 wie folgt zu berechnen:
l x1 = ∫ (1 + f₁) (2 π R₁/60)N₁dt (31)
In dieser Gleichung steht R₁ für den Walzenradius am
ersten Gerüst 1. Der Auslaufbanddicken-Bezugswert h 1REF
für das erste Gerüst, der dem Ausgangssignal vom Rechnerelement
36 entspricht, wird unter Bezugnahme auf
Gleichungen (30) und (31) wie folgt ermittelt:
h 1,REF = h 1A - (h 1A - h 1B )/l₁ ∫ (1 + f₁) (2 π R₁/60)N₁dt- (32)
Die Daten für diesen Bezugswert h 1,REF am ersten Gerüst 1
werden zum automatischen Kaliberregler 52 übertragen. Die
entsprechenden Bezugswerte für die restlichen Gerüste
2-7 werden ebenfalls auf die vorstehend beschriebene
Weise erhalten.
Nachstehend ist die Änderung der Walzengeschwindigkeit
bei der Maßänderungsoperation während des Auswalzens beschrieben.
Die Walzengeschwindigkeit (oder -drehzahl)
kann in Übereinstimmung mit der Konstantmassenflußsteuerung
entsprechend geändert werden. Die durch Gleichung
(15) wiedergegebenen Größen können während des Walzvorgangs
jeweils augenblicklich berechnet werden.
Nachstehend ist die Konstantmassenflußsteuerung
im einzelnen beschrieben. Die Walzengeschwindigkeiten
an allen Gerüsten können gemäß dieser
Steuerung auf dieselbe Weise geändert werden, so daß nur
die Änderung der Walzengeschwindigkeit am ersten Gerüst
erläutert zu werden braucht. Gemäß Gleichung (15) ergibt
sich:
Δ v R1/Δ v R1 = - (Δ f₁/1 + f₁) + (Δ f₂/1 + f₂) + (Δ h₂/h₂) - (Δ-H₂/H₂) + (Δ V R2/V R2) (32)-1
Bezüglich der Änderungen des Vorwärtsschlupfes, die
Zähler des ersten und zweiten Ausdrucks an der rechten
Seite (der Gleichung) sind, kann die Größe Δ f1 des
ersten Ausdrucks unmittelbar aus Gleichung (16) abgeleitet
werden, während die Größe Δ f₂ ebenfalls erhalten
werden kann. Die Berechnug von Δ f₁ ist durch folgende
Gleichung dargestellt:
Δ f₁ = (∂ f 1A /∂ H 1A ) Δ H₁ + (∂ f 1A /∂ h 1A ) Δ h1 -+ (∂ f 1A /∂ k 1A ) Δ k₁ (32)-2
Gemäß Fig. 4 werden die für die Berechnung von Gleichung
(32)-1 benötigten Größen als Pläne A und B von der Vorgabevorrichtung
55 zum Konstantmassenfluß-Rechner 30
geliefert, dessen Arbeitsweise nachstehend erläutert
ist.
Bezüglich des Vorwärtsschlupfes (Vorzugs) f 1A am ersten
Gerüst 1 für Plan A besteht die folgende Beziehung:
Z 1A = H 1A - h 1A + (C₁M₁/B A ) (h 1A - S 1A ) (33)
f₁ C sei vorausgesetzt als:
für
γ 1A = (H 1A - h 1A )/H 1A (35)
In diesen Gleichungen bedeuten:
1 = Nummer des Gerüsts,
A = Plan A,
B A = Bandbreite,
C₁ = eine Konstante,
R₁ = Walzenradius,
t bA = Rückzugspannung,
t fA = Vorzugspannung,
γ 1A = Teilchenreduktion und
k 1A = Verformungswiderstand.
1 = Nummer des Gerüsts,
A = Plan A,
B A = Bandbreite,
C₁ = eine Konstante,
R₁ = Walzenradius,
t bA = Rückzugspannung,
t fA = Vorzugspannung,
γ 1A = Teilchenreduktion und
k 1A = Verformungswiderstand.
Gemäß Gleichung (15)-1 gilt:
∂ f 1A /∂ H 1A = 2tan f 1C (1/cos²f 1C ) ∂ f 1C /∂ H 1A ) -(35)-1
für
sodann gilt:
∂f 1A /∂h 1A = 2tan f 1C (1/cos²f 1C ) (∂f 1C /∂h 1A ) (37)
-
-
für
Sodann gilt:
∂f 1A /∂k 1A = 2tan f 1C (1/cos²f 1C ) (∂f 1C /∂k 1A ) (39)
-
-
für
Die Partial- bzw. Teildifferentialkoeffizienten des Vorwärtsschlupfes
f 1A am ersten Gerüst in bezug auf die Einlauf-Banddicke
H 1A , die Auslauf-Banddicke h 1A und den
Verformungswiderstand k 1A lassen sich somit ableiten.
Auf die beschriebene Weise werden die Dateneinheiten
der Pläne A und B von der Vorgabevorrichtung 55 gemäß
Fig. 4 zum Konstantmassenfluß-Rechner 31 geliefert, der
auf dieselbe Weise arbeitet wie der Rechner 30 für das
erste Gerüst 1. In Gleichungen (33) bis (40) wird (hierbei)
die Zahl 1 durch die Zahl 2 ersetzt. Anhand der
Rechenergebnisse erhält man die Partialdifferentialkoeffizienten
für Vorwärtsschlupf f 2A am zweiten Gerüst
in bezug auf die Einlauf-Banddicke H 2A , die Auslauf-Banddicke
h 2A und den Verformungswiderstand k 2A .
Die Dateneinheiten für Einlauf-Banddicke H, Bandtemperatur
R und Auslauf-Banddicke h, die unmittelbar vor der Ankunft
des Maßänderungspunkts X an jedem Gerüst erhalten
werden, werden in den Rechenvorrichtungen 47, 49 und 51
gespeichert. Diese Daten sind als H 1L , R 1L und h 1L für
das erste Gerüst 1 und als H 2L , R 2L und h 2L für das
zweite Gerüst 2 definiert. Ähnliche Definitionen gelten
für die nachfolgenden Gerüste.
Die Ausgangssignale entsprechend H 1L , R 1L und h 1L sowie
die Augenblicks- oder Istwerte H₁, R₁ und h₁ werden von
der Rechenvorrichtung 47 zum Konstantmassenfluß-Rechner
30 geliefert. Am zweiten Gerüst werden die Ausgangssignale
der Rechenvorrichtung 49 zu den betreffenden Rechnern
30 und 31 übertragen. Eine ähnliche Datenübertragung erfolgt
an den nachfolgenden Gerüsten.
Der Konstantmassenfluß- oder -mengenstrom-Rechner 30 berechnet
anhand von Gleichung (16) die folgenden Änderungen:
Δ H₁ = H₁ - H 1L (41)
Δ h₁ = h₁ - H 1L (42)
Δ k₁ = k₁(R₁) - k 1L (R 1L ) (44)
Der Verformungswiderstand k₁ nach Gleichung (43) ergibt
sich nach folgender Gleichung:
k₁ = 0.00385(46.608 - 0.02987 R) × (10.099 + 31.172 γ - 29.842 γ²)
× {11.153 + 2.7425 log 10 λ + 0.68352 (log 10 λ)² } (43)-1
× {11.153 + 2.7425 log 10 λ + 0.68352 (log 10 λ)² } (43)-1
Darin bedeuten: R = Bandtemperatur (Walzguttemperatur) in
°C, λ = Belastungsgröße (1/S) und
γ = Teilreduktion (-). Auf dieselbe Weise, wie vorstehend
beschrieben, berechnet der Rechner 31 für das zweite Gerüst
2 die folgenden Werte oder Größen:
Δ H₂ = H₂ - H 2L (44)
Δ h₂ = h₂ - h 2L (45)
Δ k₂ = k₂(R₂) - k 2L (R 2L ) (46)
Der Konstantmassenfluß-Rechner 30 für das erste Gerüst 1
berechnet augenblicklich die Änderung des Vorwärtsschlupfes
Δ f₁ am ersten Gerüst nach der nachstehend angegebenen
Gleichung unter Bezugnahme auf die Größe von
Gleichung (32)-2 nach Gleichungen (33) bis (43):
Δ f₁ = (∂ f 1A /∂ H 1A )Δ H₁ + (∂ f 1A /∂ h 1A )Δ h₁ + (∂- f 1A /∂ k 1A )Δ k₁ (47)
Auf dieselbe Weise, wie beschrieben, und unter Heranziehung
der Größe von Gleichung (16), die nach Gleichung
(44) bis (46), in denen die Ziffern 1 durch Ziffer 2
ersetzt ist, erhalten wird, berechnet der Konstantmassenfluß-Rechner
31 augenblicklich die Änderung des Vorwärtsschlupfes
Δ f₂ am zweiten Gerät 2 wie folgt:
Δ f₂ = (2 f 2A /2 H 2A ) Δ H₂ + (∂ f 2A /∂ h 2A )Δ h₂ + (∂ -h 2A /∂ k 2A )Δ k₂ (48)
Die Änderungen des Vorwärtsschlupfes an den folgenden
Gerüsten können ebenfalls auf die beschriebene Weise
bestimmt werden.
Gleichung (15)-1 wird zur Ableitung des Vorwärtsschlupfes
f₁ des Nenners im ersten Ausdruck an der rechten Seite
von Gleichung (32)-1 (wie folgt) benutzen:
Darin bedeutet R₁′ den abgeflachten Walzenradius.
Der Konstantmassenfluß-Rechner 30 des ersten
Gerüsts 1 führt die Berechnung gemäß Gleichung (49) durch.
Der entsprechende Rechner 31 für das zweite Gerüst 2
führt die Berechnung nach Maßgabe von Gleichung (49)
durch, in welcher die Zahl 1 durch die Zahl 2 ersetzt
ist. Mit anderen Worten: der Rechner 31 berechnet den
Vorwärtsschlupf f₂. Auf diese Weise werden die Vorwärtsschlupfgrößen
f an den Gerüsten ermittelt.
Die auf diese Weise erhaltenen Größen oder Werte werden
zu dem dem ersten Gerüst 1 zugeordneten Konstantmassenfluß-Rechner
30 übertragen, welcher die Walzenumfangsgeschwindigkeit
bei der Maßänderung während des Auswalzens
wie folgt ändert:
Δ v R1/v R1 = - { Δ f₁/(1 + f₁) } + { Δ f₂/(1 + f₂) } + (Δ h₂/h-₂) - (Δ H₂/H₂) + (Δ v R2/v R2) (50)
Die Größen der Nenner von Gleichung (50) entsprechen den
betreffenden Größen vor der Maßänderung.
Auf dieselbe Weise berechnet der Konstantmassenfluß-Rechner
31 für das zweite Gerüst eine Änderung der
Walzenumfangsgeschwindigkeit bei der Maßänderung während
des Auswalzens nach folgender Gleichung:
Δ v R2/v R2 = - { Δ f₂/(1 + f₂) } + { Δ f₃/(1 + f₃) } + (Δ f₃/h-₃) - (Δ H₃/H₃) + (Δ v R3/v R3) (51)
Die Berechnungen für die folgenden Gerüste erfolgen ebenfalls
auf die vorstehend beschriebene Weise. Die Größen
oder Werte werden durch den Konstantmassenfluß-Rechner 32
nach Gleichungen (50) und (51) berechnet. Die Rechenergebnisse
werden zum betreffenden Gerüst übertragen. Im
Fall eines sieben Gerüste aufweisenden Fertigwalzwerks,
bei dem das siebte Gerüst als Bezugsgerüst betrachtet
wird, ist die Geschwindigkeit oder Drehzahl am siebten
Gerüst konstant. Mit anderen Worten: Δ v R7/v R7 = 0. Das
Ausgangssignal (entsprechend Δ v R1/v R1) vom Konstantmassenfluß-Rechner
30 für das erste Gerüst 1 und die Größe
(entsprechend v R1,REF ) der Walzengeschwindigkeitsvorgabe 27
werden durch die Addierstufen 24 addiert. Die Datensumme
wird dann zum Geschwindigkeitsregler 18 geliefert. Letzterer
korrigiert die Drehzahl des Hauptantriebsmotors 7, so
daß die Walzengeschwindigkeit oder -drehzahl im Maßänderungsvorgang
während des Auswalzens geändert werden kann.
Die Operationen für die restlichen Gerüste erfolgen auf
dieselbe beschriebene Weise. Als Ergebnis kann die Maßänderungsoperation
während des Auswalzens stabil durchgeführt
werden, wobei die Abweichung in der Zugspannung
zwischen den Gerüsten sehr klein ist.
Die Erfindung ist keineswegs auf die vorstehend beschriebene
spezielle Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise
sind innerhalb des Erfindungsrahmens die folgenden Abwandlungen
möglich:
- 1. Die Konstantmassenflußregelung erfolgt bei der beschriebenen Ausführungsform nur bei der Maßänderungsoperation während des Auswalzens, doch kann sie auch während des normalen Walzvorgangs erfolgen, wodurch weiterhin eine vollständige Regelung erreicht wird. In diesem Fall werden die Dateneinheiten für Einlauf-Banddicke, Bandtemperatur, Auslauf-Banddicke usw. gespeichert, wenn eine vorgegebene Zeitspanne (z. B. 0,5 s) nach dem Erfassen des vorlaufenden Bandendes zwischen den Walzen des Gerüsts verstrichen ist, um damit die nachfolgende Konstantmassenflußregelung durchzuführen.
- 2. Bei der beschriebenen Ausführungsform werden Daten für den Auslaufbanddicken-Bezugswert dem automatischen Kaliberregler des betreffenden Gerüsts zugeliefert, wenn die Maßänderung während des Auswalzens vorgenommen wird. Es können jedoch auch die Walzenspaltgrößen bei der Maßänderung während des Auswalzens sowie gemäß Plan B unmittelbar zum Hydraulikzylinder des Walzwerks (speziell als Walzspalt S₁ oder 115) übertragen werden, um den Walzspalt zu ändern. Die Walzengeschwindigkeit kann nach Maßgabe der Konstantmassenflußregelung bei der Maßänderung während des Auswalzens geändert werden.
- 3. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl am Bezugsgerüst bei der Maßänderung während des Walzvorgangs nicht geändert. Wenn jedoch eine Auslauftemperaturregelung im Walzwerk vorgesehen ist, kann die Drehzahl am Bezugsgerüst mittels einer Differenz zwischen der Bezugstemperatur und der Ist-Temperatur korrigiert werden. In diesem Fall wird die Gerüst-Drehzahl entsprechend einem Prozentsatz der Drehzahlkorrektur am Bezugsgerüst korrigiert.
- 4. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die Walzgeschwindigkeit oder -drehzahl nach Maßgabe einer Stromaufseiten-Konstantmassenflußregelung (Vorausregelung) geändert. Es kann jedoch auch eine Stromabseiten- bzw. Nachlauf-Regelung angewendet werden, bei der die Drehzahl an der Stromabseite korrigiert wird.
- 5. Die Größen des Walzplans bei der Maßänderung während des Auswalzens oder der Maßänderung nach dem Auswalzen können einem dem kontinuierlichen Walzwerk zugeordneten Gerät zugeführt werden, z. B. einer Bandführung, einem Schleifenbildner und verschiedenen Arten von Meßgeräten.
- 6. Das Walzwerk braucht nur eine Mindestzahl von zwei Gerüsten aufzuweisen. Der Verformungswiderstand kann auch in Abhängigkeit von der Walzkraft und der Banddicke an jedem Gerüst des Walzwerks bestimmt werden.
- 7. Die Erfindung ist auf ein beliebiges, kontinuierlich arbeitendes bzw. Durchlauf-Walzwerk zur Herstellung von Stahldraht, Stahlstabmaterial, Stahlerzeugnissen (Profile) beliebiger Form oder Stahlblech anwendbar.
- 8. Das Verfahren zur Änderung des Walzspalts bei der Maßänderng während des Auswalzens kann auch auf ein Einzelgerüst-Walzwerk, z. B. ein Platten- oder Blechwalzwerk oder ein Reversierwalzwerk, angewandt werden.
Der Walzspalt am i-ten Gerüst kann entsprechend der Auslauf-Banddicke
an diesem Gerüst geändert werden, wenn
eine Maß-, z. B. Dickenänderung während des Auswalzens
bei einem kontinuierlichen Walzwerk mit mindestens zwei
Gerüsten durchgeführt wird. Weiterhin kann gleichzeitig
mit der Änderung des Walzspalts am i-ten Gerüst auch die
Walzengeschwindigkeit oder -drehzahl nach Maßgabe der
Konstantmassenfluß- oder mengenstromregelung geändert
werden, bei welcher die Bandgeschwindigkeit an der Auslaufseite
des i-ten Gerüsts derjenigen an der Einlaufseite
des (i + 1)ten Gerüsts gleich ist. Eine gleichmäßige
Maßänderung ist auch dann möglich, wenn Walzbedingungen,
wie Verformungswiderstand infolge von Bandhärte,
Bandtemperatur oder Reibungskoeffizient zwischen
Walze(n) und Band sowie Auslauf- und Einlauf-Bandabmessungen,
Vorwärtsschlupf und Walzkraft sich augenblicklich
bzw. momentan ändern.
Claims (4)
1. Verfahren zur Steuerung eines kontinuierlich arbeitenden
bzw. Durchlauf-Walzwerks mit mindestens einem i-ten
und einem (i + 1)ten Gerüst und mit automatischen
Kaliberregler, der einen Walzspalt so einstellt, daß die
Banddicke an der Auslaßseite jedes Gerüsts gleich wird
zu einem Auslaufbanddicken-Bezugswert des automatischen
Kaliberreglers, bei dem der Auslaufbanddicken-Bezugswert des automatischen
Kaliberreglers nach Maßgabe einer vorbestimmten Bandlänge
während einer Dickenänderung geändert und der Walzspalt
zur Änderung der Banddicke an der Auslaufseite des i-ten
Gerüsts korrigiert wird, wenn ein Maß (z. B. Banddicke)
während des Auswalzens geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß
gleichzeitig mit der Änderung des Auslaufbanddicken-Bezugswerts
und der Korrektur des Walzspalts die Walzenumfangsgeschwindigkeit
am i-ten Gerüst in Übereinstimmung
mit einer Änderung im Vorwärtsschlupf oder Vorzug (einer
Änderung der Einlauf-Banddicke, der Auslauf-Banddicke oder
des Verformungswiderstands) am i-ten Gerüst sowie Änderungen
im Vorwärtsschlupf, in der Auslauf-Banddicke, der
Einlauf-Banddicke und der Walzenumfangsgeschwindigkeit
am (i + 1)ten Gerüst gemäß den folgenden Formeln geändert
wird:
Δ V Ri /V Ri = -Δ f i /(1 + f i ) + Δ f i+1/(1 + f i+1)
-+ Δ h i+1/h i+1) - Δ H i+1/H i+1) + Δ V Ri+1/V Ri+1
-mit
V R = Walzenumfangsgeschwindigkeit,
f = Vorwärtsschlupf,
h = Auslauf-Banddicke,
H = Einlauf-Banddicke,
i, i + 1 = Nummer oder Zahl der Gerüste und
Δ = eine kleine (Änderungs)größe
sowieΔ f i = (∂f i /∂H i )Δ H i + (∂f i /∂h i )Δ h- i + (∂f i /∂k i )Δ k i mit
k = Verformungswiderstand des Bands,
∂f/∂H = Teil- oder Partialdifferentialkoeffizient,
∂f/∂h = Teil- oder Partialdifferentialkoeffizient, und
∂f/∂k = Teil- oder Partialdifferentialkoeffizient,
um die Bandgeschwindigkeit an der Auslaufseite des i-ten Gerüsts mit derjenigen an der Einlaufseite des (i + 1)ten Gerüsts koinzidieren zu lassen.
-+ Δ h i+1/h i+1) - Δ H i+1/H i+1) + Δ V Ri+1/V Ri+1
-mit
V R = Walzenumfangsgeschwindigkeit,
f = Vorwärtsschlupf,
h = Auslauf-Banddicke,
H = Einlauf-Banddicke,
i, i + 1 = Nummer oder Zahl der Gerüste und
Δ = eine kleine (Änderungs)größe
sowieΔ f i = (∂f i /∂H i )Δ H i + (∂f i /∂h i )Δ h- i + (∂f i /∂k i )Δ k i mit
k = Verformungswiderstand des Bands,
∂f/∂H = Teil- oder Partialdifferentialkoeffizient,
∂f/∂h = Teil- oder Partialdifferentialkoeffizient, und
∂f/∂k = Teil- oder Partialdifferentialkoeffizient,
um die Bandgeschwindigkeit an der Auslaufseite des i-ten Gerüsts mit derjenigen an der Einlaufseite des (i + 1)ten Gerüsts koinzidieren zu lassen.
2. Vorrichtung zur Steuerung eines kontinuierlich arbeitenden
bzw. Durchlauf-Walzwerks, mit:
- - mindestens einem i-ten und einem (i + 1)ten Gerüst,
- - einem automatischen Kaliberregler zur automatischen Kalibereinstellung abhängig von Signalen von einem Walzspaltmesser und einem Lastmeßfühler,
- - einem Einstellrechner zur Berechnung und Vorgabe eines Walzplans (Einlauf- und Auslauf-Banddicke, Bandbreite, Walzenradius, Verformungswiderstand des Bands, Vorzugsspannung, Rückzugsspannung, Walzenumfangsgeschwindigkeit) für jedes Gerüst, wobei der Einstellrechner die Banddicke an der Auslaufseite jedes Gerüsts vor und nach Änderung der Banddicke und eine während einer Änderung eines Maßes erzeugte Bandlänge berechnet,
- - einer Verzögerungseinrichtung zum Verzögern der Werte von einem Durchlaufbandthermometer und einem Einlaufbanddickenrechner des Durchlauf-Walzwerks,
- - einer Verzögerungsschaltung zur Verzögerung eines Ausgangssignals vom Einstellrechner und
- - einem Konstantmassenflußrechner zur Abnahme von Speicherwerten und berechneten Werten für Einlauf-Banddicke, Bandtemperatur und Auslauf-Banddicke vom Einstellrechner sowie der Werte für Vorwärtsschlupf, Auslauf-Banddicke, Einlauf-Banddicke und Walzenumfangsgeschwindigkeit an einem nächsten Gerüst von einem Massenflußrechner des nächsten Gerüsts und zur Änderung dieser Werte,
dadurch gekennzeichnet, daß
- -der Konstantmassenflußrechner (30-32) Änderungen in dem durch die Bandtemperatur bestimmten Verformungswiderstand, in Einlauf- und Auslauf-Banddicke sowie in einem Teil-Differentialkoeffizienten des Vorwärtsschlupfes an jedem Gerüst (1-3) zu berechnen vermag, um anhand der berechneten Änderungen den Vorwärtsschlupf sowie eine Änderung desselben zu berechnen und ein Ausgangssignal zu liefern, das eine Änderung der Walzenumfangsgeschwindigkeit erlaubt, wobei der automatische Kaliberregler (52-54) eine automatische Dicken- oder Kaliberregelung nach Maßgabe von Signalen vom Walzspaltmesser (15-17) und vom Lastmeßfühler (11-13) durchführt, und
- - ein Rechner (36-38) augenblicklich einen Auslaufbanddicken-Bezugswert für den automatischen Kaliberregler (52-54) nach Maßgabe eines Ausgangssignals vom Einstellrechner (55) sowie des Vorwärtsschlupfes und der Walzenumfangsgeschwindigkeit berechnet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der automatische Kaliberregler (52-54) den Walzspalt
nach Maßgabe einer Differenz zwischen der durch
den Einstellrechner (55) bestimmten Auslauf-Banddicke und
dem Auslaufbanddicken-Bezugswert bei einer Maßänderung
während des Walzvorgangs sowie nach Maßgabe der Änderung
der Walzkraft bei der Maßänderung während des
Walzvorgangs korrigiert.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57017321A JPS58135711A (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | 連続圧延機の制御方法およびその制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3303829A1 DE3303829A1 (de) | 1983-08-18 |
DE3303829C2 true DE3303829C2 (de) | 1989-06-15 |
Family
ID=11940762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833303829 Granted DE3303829A1 (de) | 1982-02-05 | 1983-02-04 | Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines kontinuierlich arbeitenden walzwerks |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4506532A (de) |
JP (1) | JPS58135711A (de) |
DE (1) | DE3303829A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19930472A1 (de) * | 1999-07-01 | 2001-01-11 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zum Walzen eines Walzbandes mit variierender Dicke |
RU2507016C2 (ru) * | 2008-02-27 | 2014-02-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Способ функционирования для многоклетьевого прокатного стана с определением толщины полосы на основе уравнения непрерывности |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL8700776A (nl) * | 1987-04-02 | 1988-11-01 | Hoogovens Groep Bv | Werkwijze voor het voorinstellen van een walserij en een besturingsinrichting geschikt daarvoor. |
JPH0615317A (ja) * | 1992-07-01 | 1994-01-25 | Toshiba Corp | 熱間仕上圧延機の制御方法 |
US5638714A (en) * | 1994-04-20 | 1997-06-17 | Fintube Limited Partnership | Process for making a strip from a rod |
WO1999024183A1 (de) * | 1997-11-07 | 1999-05-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und einrichtung zum walzen eines walzbandes mit variierender dicke |
EP1080800B1 (de) * | 1999-08-06 | 2005-01-12 | Muhr und Bender KG | Verfahren zum flexiblen Walzen eines Metallbandes |
JP5440288B2 (ja) * | 2010-03-15 | 2014-03-12 | 新日鐵住金株式会社 | タンデム仕上圧延機及びその動作制御方法、並びに、熱延鋼板の製造装置及び熱延鋼板の製造方法 |
CN102172637B (zh) * | 2010-12-17 | 2013-11-20 | 中冶南方工程技术有限公司 | 基于测厚仪分段监控的高精度自动厚度控制方法及其设备 |
JP5807499B2 (ja) * | 2011-10-06 | 2015-11-10 | Jfeスチール株式会社 | 鋼帯の連続冷間圧延方法 |
JP6674349B2 (ja) * | 2016-07-21 | 2020-04-01 | 株式会社日立製作所 | 圧延制御装置、圧延制御方法およびプログラム |
CN110665974B (zh) * | 2019-10-15 | 2022-08-09 | 上海宝钢工业技术服务有限公司 | 用于轧线精轧工作辊因材备辊的实施方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1201466B (de) * | 1959-10-02 | 1965-09-23 | Licentia Gmbh | Gleichlaufeinrichtung fuer den Mehrmotorenantrieb einer kontinuierlichen Walzenstrasse od. dgl. |
JPS6010810B2 (ja) * | 1975-08-25 | 1985-03-20 | 株式会社日立製作所 | 圧延機の板厚制御方法 |
US4011743A (en) * | 1976-04-20 | 1977-03-15 | Westinghouse Electric Corporation | Stand speed reference circuit for a continuous tandem rolling mill |
FR2354154A1 (fr) * | 1976-06-11 | 1978-01-06 | Jeumont Schneider | Procede pour le laminage sans contrainte de metaux et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede |
JPS5561306A (en) * | 1978-11-01 | 1980-05-09 | Mitsubishi Electric Corp | Changing system for rolling schedule while running rolling stand |
-
1982
- 1982-02-05 JP JP57017321A patent/JPS58135711A/ja active Granted
-
1983
- 1983-02-01 US US06/462,965 patent/US4506532A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-02-04 DE DE19833303829 patent/DE3303829A1/de active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19930472A1 (de) * | 1999-07-01 | 2001-01-11 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zum Walzen eines Walzbandes mit variierender Dicke |
RU2507016C2 (ru) * | 2008-02-27 | 2014-02-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Способ функционирования для многоклетьевого прокатного стана с определением толщины полосы на основе уравнения непрерывности |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58135711A (ja) | 1983-08-12 |
US4506532A (en) | 1985-03-26 |
JPH0311847B2 (de) | 1991-02-18 |
DE3303829A1 (de) | 1983-08-18 |
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