DE4224569A1 - Verfahren und vorrichtung zum messen von ebenheit und walz-steuervorrichtung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum messen von ebenheit und walz-steuervorrichtung

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Ebenheit eines gewalzten Streifens in der Breitenrichtung am Ausgang eines Walzstandes, und eine Vorrichtung zum Steuern der Ebenheit eines gewalzten Streifens unter Verwendung eines derartigen Verfahrens und Vorrichtung.
Um die Ebenheit eines gewalzten Streifens in der Breitenrichtung zu steuern, ist es wesentlich, zunächst eine Ebenheit eines gewalzten Streifens zu messen. Es ist bekannt die Ebenheit eines gewalzten Streifens aus einer auf den gewalzten Streifen angelegten Spannung zu messen (sh. zum Beispiel "Iron and Stell Engineer", August 1986, Seiten 48 bis 56). Außerdem ist eine Vorrichtung zum Messen von Ebenheit bekannt, die eine Vielzahl von Elementen zum Messen einer Ebenheit aus einer an einem vorgegebenen Abstand in der Breitenrichtung an bestimmten Positionen eines gewalzten Streifens angelegter Spannung aufweist. Die Vorrichtung zum Messen einer Ebenheit aus einer Spannung kann eine Ebenheit nicht messen, außer wenn eine Spannung auf einen gewalzten Streifen angelegt wird.
Somit kann eine Vorrichtung zum Messen von Ebenheit, die am Ausgang eines letzten Walzstandes eines kontinuierlichen Walzwerkes angebracht ist, Messungen nur beginnen, nachdem das Kopfende eines gewalzten Streifens um eine Trommel gewickelt ist. Bis das Kopfende eines gewalzten Streifens um die Trommel gewickelt ist, nachdem es durch den Walzstand geführt ist, ist es somit unmöglich, eine Rückkopplungssteuerung unter Verwendung der Meßergebnisse von der Vorrichtung zum Ebenheitsmessen auszuführen. Deswegen ist die Ebenheitsgenauigkeit für eine beträchtlich große Länge von dem Kopfende des gewalzten Streifens schlecht, insbesondere für den Fall einer Walzeinrichtung, die einen großen Abstand von dem letzten Walzstand zu der Trommel besitzt.
Abgesehen von dem obigen, sind eine Vielzahl von Ebenheit-Betätigungseinrichtungen in vergangenen Jahren im allgemeinen geschaffen worden, um die Ebenheitsgenauigkeit von gewalzten Streifen zu verbessern. Jedoch gibt es immer noch kein etabliertes Verfahren zum Bestimmen der manipulierten Variablen für jede Ebenheits-Betätigungseinrichtung. Unabhängig von der angestiegenden Anzahl von Betätigungseinrichtungs- typen ist die Genauigkeit der Ebenheitssteuerung in der Praxis nicht so viel verbessert worden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und Vorrichtung zum Ebenheitsmessen zu schaffen, die die Länge eines Kopfabschnittes eines gewalzten Streifens mit einer schlechten Ebenheitsgenauigkeit su kurz wie möglich machen kann, welches bis jetzt als unvermeidbar angesehen wurde.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Walzsteuerung zu schaffen, die die Ebenheitsgenauigkeit an dem Kopfabschnitt eines gewalzten Streifens verbessern kann, indem eine Vielzahl von Ebenheits-Betätigungseinrichtungen rationell betrieben werden.
Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Verfahren zum Messen einer Ebenheit eines gewalzten Streifens die folgenden Schritte:
einen ersten Schritt des Schiebens eines gewalzten Streifens nach unten von einer Antriebswalze, wobei der gewalzte Streifen von einem Walzstand nach außen verläuft und sich auf einer Rolltischwalze weiterbewegt;
einen zweiten Schritt des Bewegens eines Ebenheitsstabes von einer unteren Position an eine obere Position relativ zu einer Überführungslinie, nachdem die Antriebswalze den gewalzten Streifen schiebt, wobei der Ebenheitsstab zwischen dem Walzstand und der Antriebsrolle vorgesehen ist; und
einen dritten Schritt des Messens von Ebenheitswerten an einer Vielzahl von Punkten in der Breitenrichtung eines gewalzten Streifens unter Verwendung eines unter Spannung gehaltenen Ebenheitsstabes.
Entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Verfahren zum Messen einer Ebenheit eines gewalzten Streifens die folgenden Schritte:
einen ersten Schritt des Schiebens eines gewalzten Streifens, der sich von einem Walzstand erstreckt und wenigstens zwei Rolltischwalzen erreicht, nach unten von einer Antriebsrolle an eine Position stromaufwärts der Rolltischwalze in der Nähe des Walzstandes;
einen zweiten Schritte eines Bewegens eines Ebenheitsstabes von einer unteren Position an eine obere Position relativ zu einer Überführungslinie, wobei der Ebenheitsstab zwischen dem Walzstand und der Antriebswalze vorgesehen ist; und
einen dritten Schritt von Messen von Ebenheitswerten an einer Vielzahl von Punkten in der Breitenrichtung des gewalzten Streifens unter Verwendung des unter Spannung gehaltenen Ebenheitsstabes.
Entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Vorrichtung zum Messen von Ebenheit:
einen Ebenheitsstab, der an einer Zuführungsseite eines Walzstandes in der Breitenrichtung eines gewalzten Streifens vorgesehen ist;
eine erste Antriebsrolle zum Schieben des gewalzten Streifens nach unten an eine Position unterhalb des Ebenheitsstabes;
eine erste Antriebseinrichtung, um die erste Antriebsrolle über eine Überführungslinie zurückzuziehen, bevor sich der gewalzte Streifen durch die erste Antriebswalze fädelt und um den gewalzten Streifen durch Absenken der ersten Antriebswalze zu schieben, nachdem sich der gewalzte Streifen durch die erste Antriebswalze fädelt;
eine zweite Antriebseinrichtung zum Zurückziehen des Ebenheitsstabes unterhalb der Überführungslinie, bevor die erste Antriebswalze den gewalzten Streifen schiebt und um den Ebenheitsstab anzuheben, um die Ebenheitsmeßoberfläche des Ebenheitsstabs über der Überführungslinie einzustellen unmittelbar nachdem die erste Antriebswalze den gewalzten Streifen schiebt.
Entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Walzsteuervorrichtung:
wenigstens ein Paar von Betätigungseinrichtungen, die sich symmetrisch auf den Antriebs- und Arbeitsseiten befinden, wie sie von der Mitte eines Walzstandes in der Breitenrichtung gesehen werden, um die Ebenheit des gewalzten Streifens einzustellen;
eine Ebenheitsmeßeinrichtung, die an der Zuführungsseite des Walzstandes vorgesehen ist, um Ebenheitswerte an einer Vielzahl von Punkten in der Breitenrichtung des gewalzten Streifens zu messen, unmittelbar nachdem sich der gewalzte Streifen von dem Walzstand nach außen erstreckt, auf der Grundlage einer an den gewalzten Streifen angelegten Spannung; und
eine Ebenheitssteuereinrichtung zum Steuern einer Betätigungseinrichtung des wenigstens einen Betätigungseinrichtungspaars auf der Antriebsseite, um einen antriebsseitigen Ebenheitsfehler zu verkleinern, der aus Differenzen zwischen Vorgabewerten und einer Vielzahl von entsprechenden gemessenen Werten berechnet wird, die von der Ebenheitsmeßeinrichtung auf der Antriebsseite so wie sie von der Mitte des gewalzten Streifens gesehen wird, erhalten werden, und Steuern wenigstens eines weiteren Betätigungseinrichtungspaars auf der Arbeitsseite, um einen arbeitsseitigen Ebenheitsfehler zu verkleinern, der aus Differenzen zwischen Vorgabewerten und einer Vielzahl von entsprechenden gemessenen Werten auf der Abtriebsseite berechnet wird.
In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zusammen mit einem Walzsystem zeigt;
Fig. 2 Einzelheiten von Ebenheits-Betätigungseinrichtungen entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 den Aufbau von Hauptelementen entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 4 den Aufbau von Hauptelementen entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden ausführlicher unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zusammen mit einem Walzsystem zeigt. Fig. 1, als ein Beispiel eines kontinuierlichen Walzwerks, zeigt nur die letzten zwei Stände, das heißt den sechsten Stand (F6) 1 und siebten Stand (F7) 2 eines Warmbandwalzwerkes mit sieben Ständen F1 bis F7. Zwischen beiden Ständen 1 und 2 ist normalerweise eine Umlaufwalze 18, die in schematischer Darstellung gezeigt ist, angebracht. Ein Streifen 40 wird gewalzt, während er in die durch einen Pfeil P in Fig. 1 angedeutete Richtung weiterbewegt wird. Nachdem der gewalzte Streifen 40 durch den Stand 2 läuft (fädelt), wird er von Rolltischwalzen 5, 6 und 7, die sich auf der Ausgangsseite des Standes 2 befinden zugeführt und um eine Trommel 8 gewickelt. Die Rolltischwalzen 5, 6 und 7 werden von ihren (nicht gezeigten) Motoren angetrieben. Ein zwischen dem letzten Stand 2 und der Trommel 8 angebrachter Rolltisch ist im allgemeinen 100 m lang.
Um die Ebenheit des gewalzten Streifens nach Durchfädeln zu steuern, ist ein Ebenheitsstab 3 zwischen dem Stand 2 und der ersten Rolltischwalze 5 vorgesehen. Um eine Ebenheitsmessung durch Spannung zu ermöglichen, unmittelbar nachdem das Kopfende des gewalzten Streifens 40 durch die Rolltischwalze 5 läuft, ist eine Antriebsrolle 4 über der Rolltischwalze 5 angebracht. Der Ebenheitsstab 3 wird von einem hydraulischen Zylinder 9 auf den gewalzten Streifen 40 von seiner Unterseite bewegt. Die Antriebswalze 4 wird auf den gewalzten Streifen 40 von seiner Oberseite von einem hydraulischen Zylinder 10 bewegt. Ein Streifendetektor 15 zur Erfassung eines Vorbeilaufens des Kopfendes des gewalzten Streifens 40 ist zwischen den ersten und zweiten Rolltischwalzen 5 und 6 angebracht. Ein Erfassungssignal von dem Streifendetektor 15 wird einer hydraulischen Steuereinrichtung 16 zugeführt, die dann die hydraulischen Zylinder 9 und 10 steuert. Die hydraulische Steuereinrichtung 16 arbeitet, um die Antriebswalze 4 über der Rolltischwalze 5 zurückzuziehen und den Ebenheitsstab 3 mit seine Ebenheitsmeßoberfläche fluchtend mit einer Überführungslinie zu halten, bis der Streifendetektor 15 das Erfassungssignal abgibt. Wenn der Streifendetektor 15 das Erfassungssignal abgibt, arbeitet die hydraulische Steuereinrichtung 16, um die Antriebswalze 4 abzusenken, um den gewalzten Streifen 40 zu schieben und unmittelbar danach den Ebenheitsstab 3 anzuheben, so daß seine Ebenheitsmeßoberfläche über der Überführungslinie eingestellt ist.
In diesem Zustand wird die Ebenheit des gewalzten Streifens 40 mit dem Ebenheitsstab 3 gemessen. Der gemessene Wert wird einem Addierer 13 zugeführt, der einen Unterschied zwischen dem gemessenen Wert und einem Ebenheitsvorgabewert von einer Ebenheitsvorgabe­ einrichtung 14 an eine Ebenheits-Steuereinrichtung 12 abgibt. Die Ebenheits-Steuereinrichtung 12 steuert eine Ebenheits-Betätigungseinrichtung 11 an, um die Differenz zu Null zu machen. Die Ebenheits-Betätigungseinrichtung 11 besteht aus ersten und zweiten Betätigungseinrichtungen. Die erste Betätigungseinrichtung wird von der Gruppe ausgewählt, die aus einer Arbeitswalzen-Biegeeinrichtung, einer Zwischenwalzen-Biegeeinrichtung, einer Zwischenwalzen-Ver­ schiebeeinrichtung und einer Einebnungsvorrichtung besteht. Die zweite Betätigungseinrichtung ist ein Punktkühlsystem. In diesem Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß die erste Betätigungseinrichtung die Arbeitswalzen-Biegeeinrichtung, Zwischen-Biege­ einrichtung, Zwischenwalzen-Verschiebeeinrichtung und die Einebnungsvorrichtung besitzt.
Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm, das die Einzelheiten der Ebenheits-Betätigungseinrichtung 11 an dem Stand 2 zeigt. Dieser Stand 2 ist ein sogenanntes Walzwerk der Größe sechs mit einem Paar Arbeitswalzen 41U und 41D zum Walzen des gewalzten Streifens 40, ein Paar von Zwischenwalzen 42U und 42D, die auf den Arbeitswalzen angebracht sind, und ein Paar Reservewalzen 43U und 43D, die auf den Zwischenwalzen angebracht sind. Die Ebenheits-Betätigungseinrichtungen sind auf der Antriebsseite und Arbeitsseite symmetrisch angebracht. Auf der Antriebsseite sind Arbeitswalzen-Biege­ einrichtungen 20 und 21 und 22 für die Arbeitswalzen 41U und 41D, Zwischenwalzen- Biegeeinrichtungen 23, 24, 25 und 26 für die Zwischenwalzen 42U und 42D und eine Einebnungsvorrichtung 46 für die Reserverollen 43U und 43D auf dem antriebsseitigen Gehäuse 44 angebracht. Arbeitswalzen-Biegeeinrichtungen 30, 31 und 32 für die Arbeitswalzen 41U und 41D, Zwischenwalzen-Biegeeinrichtungen 33, 34, 35 und 36 für die Zwischenwalzen 42U und 42D und eine Einebnungsvorrichtung 47 für die Reservewalzen 43U und 43D sind auf einem arbeitsseitigen Gehäuse 45 angebracht. Eine obere Zwischenwalzen-Verschiebeeinrichtung 48 für die obere Zwischenwalze 42U und eine untere Zwischenwalzen-Verschiebeeinrichtung 49 für die untere Zwischenwalze 42D sind gemeinsam sowohl für die Antriebs- als auch für die Arbeitsseiten vorgesehen. Außerdem ist ein Punktkühlsystem 50 angebracht und das Kühlsystem 50 besitzt Düsen an Positionen entsprechend zu den jeweiligen Ebenheitsmeßelementen auf dem Ebenheitsstab 3.
Im folgenden wird der Betrieb der Walzsteuervorrichtung beschrieben, die so aufgebaut ist wie oben erwähnt.
Für ein Warmwalzwerk der Größe sechs ist es notwendig, einen gewalzten Streifen bei einer hohen Geschwindigkeit weiterzuführen (einzufädeln). Deswegen bewirkt der hydraulische Zylinder 9 vor dem Einfädeln, daß die obere Meßoberfläche des Ebenheitsstabes 3 mit der Überführungslinie fluchtet, indem er den Ebenheitsstab 3 unterhalb der Überführungslinie hält und der hydraulische Zylinder 10 bewirkt, daß die Antriebswalze 4 sich an eine Position in ausreichender Entfernung von der Überführungslinie über der Rolltischwalze 5 zurückzieht.
Als nächstes läuft das Kopfende des gewalzten Streifens 40 durch den Stand 1, Stand 2, Ebenheitsstab 3 und Rolltischwalze 5. Dabei erfaßt der Streifendetektor 15 das obere Ende des gewalzten Streifens 40 und führt das Erfassungssignal an die hydraulische Steuereinrichtung 16 zu. Dann bewirkt die hydraulische Steuereinrichtung 16, daß der hydraulische Zylinder 10 die Antriebswalze 4 absenkt und den gewalzten Streifen 40 zwischen der Antriebswalze 4 und der Rolltischwalze 5 eingeklemmt. Wenn der gewalzte Streifen 40 eingeklemmt ist, bewirkt die hydraulische Steuereinrichtung 16, daß der hydraulische Zylinder 9 den Ebenheitsstab 3 zum Beginn der Ebenheitsmessung anhebt. Nachdem die hydraulischen Zylinder 9 und 10 eine kurze Reaktionszeit besitzen, kann die Ebenheitsmessung beginnen, sofort nachdem das obere Ende des gewalzten Streifens 40 von dem Streifendetektor 15 erfaßt wird.
Der von dem Ebenheitsstab 3 gemessene Ebenheitswert wird dem Addierer 13 zugeführt. Der Addierer 13 gibt eine Differenz zwischen einem Ebenheitsvorgabewert von der Ebenheitsvorgabevorrichtung 14 und dem gemessenen Ebenheitswert an die Ebenheitssteuereinrichtung 12 ab. Die Ebenheitssteuereinrichtung 12 betätigt die Ebenheits-Betätigungseinrichtung 10 um die Differenz auf Null einzustellen.
In der oben beschriebenen Art und Weise beginnt eine Rückkopplungssteuerung der Ebenheit, sofort nachdem das obere Ende des gewalzten Streifens 40 zum Beispiel durch die Rolltischwalze 6 läuft.
Als nächstes wird die Ebenheitssteuereinrichtung 12 beschrieben.
Der Ebenheitsstab 3 besteht aus 2n Ebenheitsmeßelementen. Die 2n Ebenheitsmeßelemente befinden sich in der Breitenrichtung des gewalzten Streifens 40 an einem vorgegebenen Abstand symmetrisch bezüglich der Arbeits- und Antriebsseiten. Die ersten bis n-ten Ebenheitsmeßelemente befinden sich auf der Antriebsseite bzw. befinden sich die (n+1)-ten bis 2n-ten Ebenheitsmeßelemente auf der Arbeitsseite, gesehen von der Mitte der Breite des gewalzten Streifens 40.
Wenn ein von dem i-ten Ebenheitsmeßelement gemessener Ebenheitswert mit βiMEAS und der entsprechende Ebenheitsreferenzwert, das heißt der von der Ebenheitsvorgabevorrichtung 14 abgegebene i-te Ebenheitsvorgabewert mit βiREF bezeichnet wird, gibt der Addierer 13 an die Ebenheitssteuereinrichtung 12 eine Differenz Δβi ab, die durch den folgenden Ausdruck bestimmt ist:
Δβi = βiREF - βiMEAS (1)
(i = 1, 2, . . ., 2n)
Als nächstes berechnet die Ebenheitssteuereinrichtung 12 den folgenden Ausdruck für n Differenzen Δβi, Δβ2, . . ., Δβn für die n Ebenheitsmeßelemente auf der Antriebsseite, so wie sie von der Mitte des gewalzten Streifens 40 gesehen werden, um eine Quadratsumme J1 zu erhalten. Die Ebenheitssteuereinrichtung 12 berechnet dann manipulierte variablen von jeweiligen Ebenheits-Betätigungseinrichtungen, um die kleinste Quadratsumme J1 zu erhalten. Entsprechend der manipulierten variablen werden die Ebenheits-Betätigungseinrichtungen auf der Antriebsseite einschließlich der oberen Zwischenwalze 42U gesteuert.
Als nächstes berechnet die Ebenheitssteuereinrichtung 12 den folgenden Ausdruck für n Differenzen Δβn+1, Δβn+2, . . ., Δβ2n für die n Ebenheitsmeßelemente auf der Arbeitsseite, so wie sie von der Mitte des gewalzten Streifens 40 gesehen wird, um dadurch eine Quadratsumme J₁ zu erhalten. Die Ebenheitssteuereinrichtung 12 berechnet dann manipulierte Variablen von jeweiligen Ebenheitsbetätigungseinrichtungen, um die kleinste Quadratsumme J₁ zu erhalten. Entsprechend der manipulierten Variablen werden die Ebenheits-Betätigungseinrichtungen auf der Antriebsseite einschließlich der oberen Zwischenwalze 42U gesteuert.
wobei
: ein Einflußkoeffizient einer antriebsseitigen Arbeitswalzen-Biegekraft auf die Ebenheit;
: ein Einflußkoeffizient einer arbeitsseitigen Arbeitswalzen-Biegekraft auf die Ebenheit;
: ein Einflußkoeffizient einer antriebsseitigen Zwischenwalzen-Biegekraft auf die Ebenheit;
: ein Einflußkoeffizient einer arbeitsseitigen Zwischenwalzen-Biegekraft auf die Ebenheit;
: ein Einflußkoeffizient eines antriebsseitigen Einebnens auf die Ebenheit;
: ein Einflußkoeffizient eines arbeitsseitigen Einebnens auf die Ebenheit;
: ein Einflußkoeffizient einer oberen Zwischenwalzenverschiebung auf die Ebenheit;
: ein Einflußkoeffizient einer unteren Zwischenwalzenverschiebung auf die Ebenheit;
ΔFWBDS: eine manipulierte Variable der antriebsseitigen Arbeitswalzen-Biegeeinrichtung;
ΔFWBDS: eine manipulierte Variable der arbeitsseitigen Arbeitswalzen-Biegeeinrichtung;
ΔFIBDS: eine manipulierte Variable der antriebsseitigen Zwischenwalzen-Biegeeinrichtung;
ΔFIBWS: eine manipulierte Variable der arbeitsseitigen Zwischenwalzen-Biegeeinrichtung;
ΔLDS: eine manipulierte Variable der antriebsseitigen Einebnungsvorrichtung;
ΔLWS: eine manipulierte Variable der antriebsseitigen Einebnungsvorrichtung;
ΔSfU: eine manipulierte Variable einer oberen Zwischenwalzen-Verschiebung; und
ΔSfL: eine manipulierte Variable einer unteren Zwischenwalzen-Verschiebung ist.
Die Einflußkoeffizienten der Ausdrücke (2) und (3) können aufgrund der Art von Walzwerk und eines zu walzenden Streifens, der Walzbedingungen, beispielsweise einer Temperatur, Eintrittsdicke, Austrittsdicke und Breite eines zu walzenden Streifens und die Betriebsbedingungen, beispielsweise einer Walzenumfangsgeschwindigkeit und Schmieröl vorher berechnet werden. Alternativ können die Einflußkoeffizienten tatsächlich gemessen werden.
Um die Quadratsummen J1 und J2 der Ausdrücke (2) und (3) zu erhalten, ist es offensichtlich, daß die Ausdrücke für die tatsächlich verwendeten Betätigungseinrichtungen wirksam sind und die Ausdrücke für die tatsächlich nicht verwendeten Betätigungseinrichtungen weggelassen werden sollten.
Um den obigen Ausdruck (2) zu lösen, sind die folgenden durch die Ausdrücke (4) bis (7) angegebenen Beziehungen vorgesehen:
Entsprechend der erhaltenen manipulierten Variablen ΔFWBDS,c für die antriebsseitige Arbeitswalzen-Biege­ einrichtung, der manipulierten Variablen ΔFIBDS,c für die antriebsseitige Zwischenwalzen-Biegeeinrichtung, der manipulierten Variablen ΔLDS,c für die antriebsseitige Einebnungsvorrichtung und der manipulierten Variablen ΔSfU,c für die obere Zwischenwalzen-Verschiebung, steuert die Ebenheitssteuereinrichtung die Arbeitswalzen-Biege­ einrichtungen 20, 21 und 22, Zwischenwalzen-Biegeeinrichtungen 23, 214, 25 und 16, die obere Zwischenwalzen-Verschiebungseinrichtung 48 und die Einebnungsvorrichtung 46.
Die Ebenheitssteuereinrichtung 12 berechnet einen Ebenheitsunterschied ΔβiRES, der immer noch nach der Steuerung unter Verwendung der manipulierten Variablen vorhanden ist, nach dem folgenden Ausdruck:
Wenn die Ebenheitsdifferenz ΔβiRES (wobei i = 1, 2, . . ., n) positiv ist und sich das Punktkühlsystem 50 an der Position entsprechend des i-ten Ebenheitsmeßelementes im Ruhezustand befindet, dann wird dieses Element des Punktkühlsystems 50 aktiviert. Wenn die Ebenheitsdifferenz ΔβiRES negativ wird, nachdem das Element des Punktkühlsystems aktiviert ist, wird der Vorgang beendet.
In fast der gleichen Art und Weise wie oben beschrieben, steuert die Ebenheitssteuereinrichtung 12 die Arbeitswalzen-Verschiebeeinrichtung 30, 31, 32, die Zwischenwalzen-Biegeeinrichtung 33, 34, 35 und 36, die untere Zwischenwalzen-Verschiebeeinrichtung 49 und die Einebnungsvorrichtung 47 nach Lösen der Gleichung (3) entsprechend der erhaltenen manipulierten Variablen ΔFWBWS,c für die arbeitsseitige Arbeitswalzen-Biegeeinrichtung, der manipulierten Variablen ΔFIBWS,c für die arbeitsseitige Zwischenwalzen-Biegeeinrichtung, der manipulierten Variablen ΔLWS,c für die arbeitsseitige Einebnungsvorrichtung und der manipulierten Variablen ΔSfL,c für die untere Zwischenwalzen-Verschiebung. In Abhängigkeit davon, ob die berechnete Ebenheitsdifferenz ΔβiRES (i = n+1, n+2, . . ., 2n), die nach einer Steuerung unter Verwendung der manipulierten Variablen immer noch vorhanden ist, negativ oder positiv ist, wird das Element des Punktkühlsystems 50 aktiviert oder gestoppt.
Wie oben beschrieben werden in diesem Ausführungsbeispiel Ebenheitsbetätigungseinrichtungen auf der Antriebsseite gesteuert, um die gemessenen Werte auf der Antriebsseite, so wie sie von der Mitte des gewalzten Streifens gesehen werden, mit den Vorgabewerten in Übereinstimmung zu bringen, und die Ebenheits-Betätigungseinrichtungen auf der Arbeitsseite werden gesteuert, um die gemessenen Werte auf der Arbeitsseite mit den Vorgabewerten in Übereinstimmung zu bringen.
Die Größe der manipulierten Variablen für jeden Ebenheits-vermessenen Punkt wird überprüft und das Punktkühlsystem wird gesteuert, um eine Feineinstellung der manipulierten Variablen vorzunehmen.
In der Ebenheitsmeßvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels werden der von dem hydraulischen Zylinder 9 bewegte Ebenheitsstab 3, die von dem hydraulischen Zylinder 10 angetriebene Antriebswalze 4, der Streifendetektor 15 zum Erfassen eines Durchgangs des Kopfendes des gewalzten Streifens 40 und die hydraulische Steuereinrichtung 16 zum Steuern der hydraulischen Zylinder 9 und 10 entsprechend dem von dem Streifendetektor 15 abgegebenen Erfassungssignal verwendet. Mit einem derartigen Aufbau ist es möglich, die Ebenheit des gewalzten Streifens an dem oberen Abschnitt zu steuern, sogar wenn er noch nicht um die Trommel gewickelt ist, und die Länge des oberen Abschnittes mit einer schlechten Ebenheitsgenauigkeit beträchtlich zu verkleinern.
Der Aufbau der Ebenheitsmeßvorrichtung ist nicht nur auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern die folgende Modifikation ist auch möglich.
Wie in Fig. 3 gezeigt, ist eine weitere Rolltischwalze 60 zwischen dem Stand 2 und Rolltischwalze 5 vorgesehen. Eine Antriebswalze 61 und ein hydraulischer Zylinder 62 sind entsprechend der Rolltischwalze 60 vorgesehen. Die Antriebswalzen 61 und 4, die stromaufwärts und stromabwärts des Ebenheitsstabes 3 angebracht sind, klemmen den gewalzten Streifen 40 ein und unmittelbar danach wird der Ebenheitsstab 3 nach oben bewegt. Mit einem derartigen Aufbau ist es nicht notwendig, irgendein Spiel des gewalzten Streifens zu berücksichtigen, welches eine zuverlässige Messung sogar eines dünnen Streifens erlaubt.
Die Rolltischwalzen 5, 6 und 7 werden von Motoren synchron angetrieben und die Ebenheit kann gemessen werden, wenn wenigstens zwei der Rolltischwalzen 5, 6 und 7, zum Beispiel Walzen 5 und 6, den gewalzten Streifen 40 kontaktieren. Fig. 4 zeigt den Aufbau der auf diesem Konzept basierend realisierten Ebenheitsmeßvorrichtung. Der Ebenheitsstab 3 ist zwischen dem Stand 2 und Rolltischwalze 5 vorgesehen, und die Antriebswalze 4 ist zwischen dem Ebenheitsstab 3 und Rolltischwalze 5 vorgesehen. Wenn der zwischen den Rolltischwalzen 6 und 7 vorgesehene Streifendetektor einen Durchgang des Kopfendes des gewalzten Streifens 40 erfaßt, wird der Ebenheitsstab 3 angehoben und die Antriebswalze 4 wird abgesenkt. Mit diesem Ausführungsbeispiel ist es außerdem möglich, die Ebenheit des gewalzten Streifens an dem oberen Abschnitt zu steuern, sogar wenn er noch nicht um die Trommel gewickelt ist, und die Länge des oberen Abschnittes mit einer schlechten Ebenheitsgenauigkeit beträchtlich zu verkleinern.
In den obigen Ausführungsbeispielen ist die Ebenheitsmeßvorrichtung am Ausgang des Standes 2 eingebaut worden, um die Ebenheits-Betätigungseinrichtungen an dem Stand 2 entsprechend zu den von der Vorrichtung erhaltenen gemessenen Werten zu aktivieren. Die Ebenheitsmeßvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Anbringung am Ausgang des letzten Standes 2 beschränkt, sondern kann an dem Ausgang von irgendeinem Walzstand eines kontinuierlichen Walzwerkes angebracht werden, um die Ebenheit unter Verwendung der erhaltenen Ebenheitsrückkopplungswerte zu steuern.
Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf das Walzwerk der Größe sechs dieses Ausführungsbeispiels anwendbar, sondern auch auf andere Walzwerke, beispielsweise der Größe zwei, der Größe vier und der Größe acht.
Außerdem kann in einem Querwalzenpaar-Walzwerk eine Querwinkelbetätigungsvorrichtung oder in einer VC-Walze eine Druckbetätigungsvorrichtung als eine Betätigungsvorrichtung verwendet werden.

Claims (19)

1. Verfahren zum Messen einer Ebenheit eines gewalzten Streifens, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
einen ersten Schritt des Schiebens eines gewalzten Streifens (40) von einer Antriebswalze (4) nach unten, wobei der gewalzte Streifen (40) sich von einem Walzstand (2) heraus erstreckt und sich auf einer Rolltischwalze (5, 6, 7) fortbewegt;
einen zweiten Schritt des Bewegens eines Ebenheitsstabs (3) von einer unteren Position an eine obere Position relativ zu einer Überführungslinie, nachdem die Antriebswalze (4) den gewalzten Streifen (40) schiebt, wobei der Ebenheitsstab (3) zwischen dem Walzstand (2) und der Antriebswalze (4) vorgesehen ist; und
einen dritten Schritt des Messens von Ebenheitswerten an einer Vielzahl von Punkten in der Breitenrichtung des gewalzten Streifens (40) unter Verwendung des Ebenheitsstabes (3) auf der Grundlage von Spannungen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Schritt die Antriebswalze (4) den gewalzten Streifen (40) zusammen mit der Rolltischwalze (5) einklemmt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Schritt der gewalzte Streifen (40) an Positionen stromaufwärts und stromabwärts des Ebenheitsstabes (3) gleichzeitig geklemmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem dritten Schritt eine Ebenheit des gewalzten Streifens (40) unmittelbar nach einem Klemmen gemessen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schritt des Haltens der Ebenheitsmeßoberfläche des Ebenheitsstabes (3) an einer Position fluchtend mit der Überführungslinie vor dem ersten Schritt.
6. Verfahren zum Messen einer Ebenheit eines gewalzten Streifens, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
einen Schritt des Verschiebens eines gewalzten Streifens (40), der sich von einem Walzstand (2) nach außen erstreckt und wenigstens zwei Rolltischwalzen (5, 6, 7) erreicht, von einer Antriebswalze (4) nach unten an eine Position stromaufwärts der Rolltischwalze (5) benachbart zu dem Walzstand (2);
einen zweiten Schritt des Bewegen eines Ebenheitsstabes von einer unteren Position an eine oberen Position relativ zu einer Überführungslinie, wobei der Ebenheitsstab (3) zwischen dem Walzstand und der Antriebswalze (4) vorgesehen ist; und
einen dritten Schritt des Messens von Ebenheitswerten an einer Vielzahl von Punkten in der Breitenrichtung des gewalzten Streifens (40) unter Verwendung des Ebenheitsstabes (3) auf der Grundlage von Spannungen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Schritt des Haltens der Ebenheitsmeßoberfläche des Ebenheitsstabes (3) an einer Position fluchtend mit der Überführungslinie vor dem ersten Schritt.
8. Vorrichtung zum Messen einer Ebenheit, mit einem an einer Zuführungsseite eines Walzstandes in der Breitenrichtung eines gewalzten Streifens (40) vorgesehenen Ebenheitsstabes (3), gekennzeichnet durch
eine erste Antriebswalze (4) zum Verschieben des gewalzten Streifens (40) nach unten an eine Position unterhalb des Ebenheitsstabes (3);
eine erste Antriebseinrichtung (10) zum Zurückziehen der ersten Antriebswalze (4) über eine Überführungslinie, bevor der gewalzte Streifen (40) sich durch die erste Antriebswalze fädelt und zum Verschieben des gewalzten Streifens (40) durch Absenken der ersten Antriebswalze (4), nachdem sich der gewalzte Streifen (40) durch die erste Antriebswalze (4) fädelt; und
eine zweite Antriebseinrichtung (9) zum Zurückziehen des Ebenheitsstabes (3) unter die Überführungslinie, bevor die erste Antriebswalze (4) den gewalzten Streifen (40) schiebt, und zum Anheben des Ebenheitsstabes (3), um die Ebenheitsmeßoberfläche des Ebenheitsstabes (3) über der Überführungslinie einzustellen, unmittelbar nachdem die erste Antriebswalze (4) den gewalzten Streifen (40) schiebt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Antriebseinrichtung die Ebenheitsmeßoberfläche des Ebenheitsstabes (3) an einer Position fluchtend mit der Überführungslinie hält, bevor die erste Antriebswalze (4) den gewalzten Streifen (40) schiebt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebswalze (4) den gewalzten Streifen (40) zusammen mit einer Rolltischwalze (5) einklemmt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch
eine zweite Antriebswalze (61), die zwischen dem Walzstand (2) und der ersten Antriebswalze (4) vorgesehen ist; und
eine dritte Antriebseinrichtung (62) zum Zurückziehen der zweiten Antriebswalze (61) über die Überführungslinie, bevor der gewalzte Streifen (40) sich durch die zweite Antriebswalze (61) fädelt, und zum Absenken der ersten und zweiten Antriebswalzen (4, 61) gleichzeitig, um den gewalzten Streifen (40) zusammen mit entsprechenden Rolltischwalzen (5, 60) einzuklemmen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Antriebseinrichtung (9) die Ebenheitsmeßoberfläche des Ebenheitsstabes (3) an einer Position fluchtend mit der Überführungslinie hält, bevor die ersten und zweiten Antriebswalzen (4, 61) den gewalzte Streifen (40) schieben.
13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ebenheitsstab (3) eine Vielzahl von Ebenheitsmeßelementen zum Messen von Ebenheitswerten an einer Vielzahl von Punkten in der Breitenrichtung eines Walzstandes (2) enthält.
14. Walzsteuervorrichtung mit
wenigstens einem Paar von Betätigungseinrichtungen (20-26, 46; 30-36, 47), die zu Antriebs- und Arbeitsseiten, so wie sie von der Mitte eines Walzstandes (2) in der Breitenrichtung gesehen werden, symmetrisch angeordnet sind, um die Ebenheit des gewalzten Streifens (40) einzustellen;
eine Ebenheitsmeßeinrichtung, die an der Zuführungsseite des Walzstandes (2) vorgesehen ist, zum Messen von Ebenheitswerten an einer Vielzahl von Punkten in der Breitenrichtung des gewalzten Streifens (40); und
eine Ebenheitssteuereinrichtung (12) zum Steuern wenigstens eines Betätigungseinrichtungspaares (20-26, 46; 30-36, 47), um einen aus Differenzen zwischen Vorgabewerten und einer Vielzahl von durch die Ebenheitsmeßeinrichtung (3) erhaltenen gemessenen Werten berechneten Ebenheitsfehler zu verkleinern; dadurch gekennzeichnet, daß
die Ebenheitsmeßeinrichtung (3) die Ebenheitswerte mißt, unmittelbar nachdem sich der gewalzte Streifen (40) aus dem Walzstand (2) herausstreckt; und daß
die Ebenheitssteuereinrichtung (12) ein Betätigungseinrichtungspaar des wenigstens einen Betätigungseinrichtungspaares (20-26, 46) auf der Antriebsseite steuert, um einen antriebsseitigen Ebenheitsfehler zu reduzieren, der aus Differenzen zwischen den Vorgabewerten und einer Vielzahl von entsprechenden gemessenen Werten berechnet ist, die von der Ebenheitsmeßeinrichtung (3) auf der Antriebsseite, so wie sie von der Mitte des gewalzten Streifens (40) gesehen wird, erhalten werden, und das wenigstens eine andere Betätigungseinrichtungspaar (30-36, 47) auf der Arbeitsseite steuert, um einen arbeitsseitigen Ebenheitsfehler zu verkleinern, der aus Differenzen zwischen den Vorgabewerten und einer Vielzahl von entsprechenden gemessenen Werten berechnet ist, die von der Ebenheitsmeßeinrichtung (3) auf der Arbeitsseite erhalten werden.
15. Walzsteuervorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungseinrichtungspaar eine erste Betätigungseinrichtung mit wenigstens einer Einrichtung der Arbeitswalzen-Biegeeinrichtung (20, 21, 22; 30, 31, 32), Zwischenwalzen-Biegeeinrichtung (23-26, 33-36), Zwischenwalzen-Verschiebeeinrichtung (48, 49) und Einebnungsvorrichtung (46, 47) enthält.
16. Walzsteuervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungseinrichtungspaar eine zweite Betätigungseinrichtung mit einem Punktkühlsystem enthält.
17. Walzsteuervorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Ebenheitsstab (3) eine Vielzahl von Ebenheitsmeßelementen zum Messen von Ebenheitswerten an einer Vielzahl von Punkten in der Breitenrichtung des gewalzten Streifens (40) enthält.
18. Walzsteuervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebenheitssteuereinrichtung (12) eine manipulierte Variable der ersten Betätigungseinrichtung erhält, um eine minimale Quadratsumme zu schaffen, wobei die Quadratsumme eine Summe von Quadraten jeder Differenz ist, die durch Abziehen eines Produktes einer Betriebskraft jeder Betätigungseinrichtung und einem entsprechenden Ebenheitseinflußkoeffizienten erhalten wird, aus einer Differenz zwischen jedem der Vorgabe- und jedem der Vielzahl von Ebenheitswerten, die von der Vielzahl von Ebenheitsmeßelementen gemessen werden.
19. Walzsteuervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebenheits-Steuereinrichtung (12) die Größe der manipulierten Variablen für jeden Ebenheitsmeßpunkt berechnet und die zweite Betätigungseinrichtung gesteuert wird, um eine Feineinstellung der manipulierten Variablen vorzunehmen.
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