DE3637043A1

DE3637043A1 - Verfahren zum vorausbestimmten einhalten enger dickentoleranzen beim walzen von walzgut in warmbandstrassen

Info

Publication number: DE3637043A1
Application number: DE19863637043
Authority: DE
Inventors: Edmund Dipl Ing Fiebig; Guenter Dipl Ing Uetz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1986-10-30
Filing date: 1986-10-30
Publication date: 1988-05-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum vorausbestimmten Einhalten enger Dickentoleranzen beim Walzen von Walzgut in Warmbandstraßen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei der Herstellung von Blechen in einer Warmbandstraße wird das Blech durch mehrere Walzgerüste geführt, in denen seine Dicke bis auf den gewünschten Wert abnimmt. Zu diesem Zweck müssen die Walzgerüste entsprechend eingestellt werden, damit die Dicke stufenweise abnimmt. Die eingestellten Werte der Dickenabnahme an den Walzgerüsten werden vorausberechnet. Beim Walzvorgang ergeben sich jedoch durch die wechselnden Eigenschaften des Walzmaterials und der Walzen sowie durch vorhersehbare Temperaturdifferenzen Abweichungen von den voreingestellten Werten. Aus diesem Grunde wird an jedem Walzgerüst eine Dickenregelung vorgenommen, bei der ständig ein vorgegebener Sollwert mit einem Istwert, der am Walzgerüst gemessen wird, verglichen. Dies geschieht häufig dadurch, daß man Drucksensoren verwendet, welche die jeweilige Dicke an den Walzen messen und danach die Geschwindigkeit des Walzmaterials bestimmen. Solche Verfahren sind bereits bekannt (R.G. Beadle, W.E. Miller "Improving Thickness Control in Hot Strip Mills" aus der Zeitschrift "Control engineering", Juli 1961, Seiten 84 bis 99). Der Regelvorgang ist jedoch so langsam, daß nicht die gewünschten engen Dickentoleranzen zu erzielen sind.

Die Aufgabe besteht daher darin, ein Verfahren anzugeben, das für beliebige sinnvolle Produktionsvorgaben die Sollwerte und Startarbeitspunktparameter durch den Prozeßrechner ermitteln, die dann in den digitalen Regelalgorithmus der Dickenregelung verarbeitet werden und durch den Prozeßrechner den realen Bedingungen angepaßt werden können. Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im Patentanspruch angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In Fig. 1 ist der Ablauf des Walzprozesses an fünf Walzgerüsten mit je einer digitalen Dickenregelung in Verbindung mit dem Prozeßrechner dargestellt.

Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild einer digitalen Dickenregelung mit Nachführung der Regelparameter a, α, wobei a der Verformungskoeffizient und α der Verformungsgrad ist. Diese beiden Größen beschreiben den augenblicklichen Verformungszustand des Walzmaterials in Abhängigkeit von seinen physikalischen Eigenschaften.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind den Gerüsten 1-n Dickenregelungen DR 1-DR n zugeordnet. Diese und eine Dickenmeßeinrichtung D sind mit einem Prozeßrechner PR verbunden, der mit den Dickenregelungen kommuniziert. Dies geschieht in der Weise, daß zunächst der Prozeßrechner die Regelparameter und die Anstellung der Walzen der Gerüste berechnet und die Einstellung veranlaßt. Beim Walzvorgang wirken der Prozeßrechner und die jeweiligen Dickenregelungen zusammen und zwar alternierend. Nach jedem Meßvorgang werden für die im Eingriff befindliche Dickenregelung der Dicken-Sollwert und die Arbeitspunktparameter vom Prozeßrechner neu berechnet und der Dickenregelung eingegeben, die für diese Zeitspanne mit den vorherberechneten Werten weiterarbeitet. Dadurch werden die Regelvorgänge der Dickenregelung erheblich abgekürzt.

Aus Fig. 2 ist zu ersehen, wie der Prozeßrechner PR mit einer digitalen Dickenregelung kommuniziert und wie die digitale Dickenregelung auf die Einstellung des Walzgerüstes sich auswirkt.

Sind aufgrund der Stichplanberechnung die Dickenverteilung, die Zugverteilung und die Walzenradien über der Straße bekannt, so läßt sich mit der Breite und der Qualität MK die Kraftverteilung F ausrechnen.

Es gilt:

F _i = f(h _i-1, h _i, b, n _i, MK, T _i, δ _i-1, δ _i, R _i )
für i = 1 . . .n

Dabei bedeuten:

h _i-1= Eintrittsdicke (Gerüst i) h _i= Austrittsdicke (Gerüst i) T _i= Temperatur (Gerüst i) MK= Materialklassen _i= Drehzahl (Gerüst i) R _i= Walzenradius (Gerüst i) b= Bandbreiteδ _i-1, δ _i= Bandzüge (Gerüst i).

Hält man die Variablen h _i-1, T _i, MK, n _i, R _i, b, δ _i-1 und δ _i fest, so ergibt sich

F = f* (h _i ) oder mit Δ h = h _i-1-h _i F = g ( Δ h)

Die Größen (h _i-1, h _i, T _i, MK, n _i, R _i, b, w _i-1, δ _i ) sind aufgrund der Stichplanberechnung für den i-ten Stich oder für das i-te Gerüst bekannt.

Aus der Funktion F = g ( Δ h _i ) werden nun die Arbeitspunktparameter a _i, α _i für die Dickenregelung wie folgt bestimmt:

Man berechnet

1. F _i = g ( Δ h) _i Ergebnis der Stichplanberechnung
2. F _i* = g ( Δ h + Δ h · x %)_i
3. F _i⁺ = g ( Δ h - Δ h · x %)_i

und legt durch diese drei Punkte die Ausgleichskurve

F _i = a _i Δ h ^{α i}.

Die Größen h _i-1, h _i a _i, α _i, b werden nun dem digitalen Dickenregelungsalgorithmus mitgeteilt. Dieser berechnet nun aus diesen Größen

a) den Leerwalzspalt
b) und bei Banddurchlauf die Sollwertabweichung der Anstellung.

Aufgrund der vom Prozeßrechner ermittelten Größen h _i-1, h _i, α _i, a _i, b, berechnet sich die Dickenregelung als erstes den Leerwalzspalt .

Es gilt:

Es bedeuten:

M (b)breitenabhängiger Gerüstmodul S _oelOelfilmkorrektur Mittenposition der hydraulischen Anstellung (ohne Hydraulik = 0) S _eichGrundeichungswert

Dann erfolgt die Berechnung der Sollwertabweichung Δ S der Anstellung unter Berücksichtigung der Materialkonstanten a, α

Δ S= Δ h + Δ S 2Δ S 2= (F _{w 2} - F _x )/M(b) F _{w 2}= a₂ · (h _i-1 - h _i ) ^α F _x = a₂ (h _i-1 - h _i - Δ h) ^α F _{w 2} - F _x= a₂ ((h _i-1 - h _i ) ^a - (h _i-1 - h _i - Δ h) ^α)

Während des Banddurchlaufes werden nun pro Gerüst die Materialkoeffizienten a, α im Takt von 1 Sekunde identifiziert und aufgrund der Dickenmessung, hinter dem letzten Gerüst entsprechend gewichtet, jeder einzelnen Dickenregelung weitergegeben.

Es werden pro Gerüst im Takte von 1 Sekunde n Werte , erfaßt. Aus diesen Werten werden dann pro Gerüst die Arbeitsparameter a _i, a _i berechnet.

Es gilt:

Mit dem gemessenen Dickenfehler gewichtet gilt nun:

mit

Der Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, daß eine dynamische Nachführung der Umformeigenschaften des Walzgutes und damit eine Nachführung der Dickenregelung in den realen Arbeitspunkt ermöglicht wird.

Claims

Verfahren zum vorausbestimmten Einhalten enger Dickentoleranzen beim Walzen von Walzgut in Warmbandstraßen mittels eines Prozeßrechners, der die Dickensollwerte für die einzelnen Gerüste berechnet und digitalen Dickenregelungen, die die Istdicke aus der Anstellweite und der Walzkraft berechnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung des Prozeßrechners und der digitalen Dickenregelungen alternierend in folgender Weise erfolgt:
- a) vor dem Anstechen werden zusätzlich vom Prozeßrechner die Arbeitspunktparameter den Dickenregelungen übergeben,
  b) während des Durchlaufs des Walzmaterials durch das jeweilige Walzgerüst werden der gemessene Walzkraftistwert und der gerechnete Dickenistwert von der Dickenregelung dem Prozeßrechner übergeben,
  c) die digitale Dickenregelung arbeitet für die Zeitspanne, die der Prozeßrechner benötigt, um aus den übergebenen Werten korrigierte Dickensollwerte und Arbeitspunktparameter zu berechnen, mit den vorliegenden Werten,
  d) danach wird der Regelvorgang mit neuen Dickensollwerten, die die Bandebenheit berücksichtigen, und neuen Arbeitspunktparametern, die den Verformungswiderstand berücksichtigen, weitergeführt.