AT409228B

AT409228B - Verfahren und einrichtung zum schneiden beim kontinuierlichen warmwalzen

Info

Publication number: AT409228B
Application number: AT0911898A
Authority: AT
Inventors: Walter Dragosics; Dietrich Wohld
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1998-10-26
Publication date: 2002-06-25
Also published as: CN1275934A; ATA911898A; DE19881709D2; DE19881709B4; US6435449B1; WO1999024181A1; CN1148272C; KR100545491B1; KR20010031861A

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zum Schneiden eines Metallbandes, das mit besonders hoher Geschwindigkeit aus einer Warmwalzstrasse ausläuft und mit einer hinter der Warmwalzstrasse angeordneten Schere geschnitten wird, wobei hinter der Schere zumindest ein Treiber mit zumindest zwei Treiberrollen angeordnet ist, zwischen denen das Metallband durchläuft, und die eine Haltekraft auf das Metallband ausüben. 



   Beim Warmwalzen gibt es in bezug auf das Schneiden von Metallbändern besondere Anforderungen, da das Warmwalzen mit hohen Bandgeschwindigkeiten erfolgt. Somit muss auch das Schneiden eines warmgewalzten Bandes bei einer hohen Bandgeschwindigkeit erfolgen. Aufgrund des Schneidens bei hohen Geschwindigkeiten steht eine extrem kurze Zeit zur Verfügung, um von den Bedingungen beim Ausfädeln von dem vorderen Band zu den für das Einfädeln des hinteren Bandes notwendigen Bedingungen umzustellen. Speziell die Geschwindigkeit der Treiberwalzen hinter der Schere muss sich sehr schnell ändern. Deshalb werden extreme Anforderungen an die Trägheitsarmut der Treiber gestellt. Diese Anforderungen sind jedoch nur begrenzt erfüllbar, so dass dem Schneiden warmgewalzter Bänder in bezug auf die Bandgeschwindigkeit enge Grenzen gesetzt sind.

   Ein besonderes Problem beim Schneiden schneller Metallbänder, insbesondere bei Metallbändern, die oberhalb einer Geschwindigkeit von 12 m/sec aus einem Walzgerüst auslaufen, besteht in den Rückwirkungen auf den Walzprozess vor der Schere. 



   Aus der JP-A-8-90058 ist ein Verfahren zum Schneiden eines Metallbandes bekannt, bei dem nach dem Schneiden dahinter angeordnete Rollen zur Durchführung des Bandes geöffnet werden
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren gemäss Anspruch 1 bzw. eine Einrichtung gemäss Anspruch 7 gelöst Besonders wesentliches Merkmal ist dabei das Auffahren bzw Öffnen der Treiberwalzen hinter der Schere nach dem Schnitt. Auf diese Weise ist es möglich, Ruckwirkungen durch das Schneiden auf einen vorgeordneten Walzprozess weitestgehend zu vermeiden. Auf diese Weise wiederum ist es möglich, Qualitätseinbussen des gewalzten Metallbandes bedingt durch den Schneidvorgang zu verringern.

   Der besondere Nutzen besteht darin, dass ein Schneiden auch bei hohen Geschwindigkeiten möglich ist, ohne maschinenbaulich nicht oder nur sehr schwer erreichbare Parameter an den Treibern einstellen zu mussen Die Erfindung wird besonders vorteilhaft zum Schneiden von Metallbändern eingesetzt, die schneller als mit 12 m/s aus einer Walzstrasse auslaufen. 



   In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vor dem Öffnen der Treiberrollen der Bandzug im Metallband zwischen den Treiberrollen und dem Haspel abgebaut. Auf diese Weise wird ein besonders ruhiger Bandlauf erreicht. 



   In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vor dem Schneiden des Metallbandes der Bandzug im Metallband zwischen den Treiberrollen und vor der Schere angeordneten Treiberrollen auf einen notwendigen Minimalzug reduziert. Dies verringert weiter die Rückwirkungen des Schneidens auf den Walzprozess und führt zu einem besonders präzisen Schnitt.

   Unter notwendigem Minimalzug ist dabei der Zug im Metallband zu verstehen, der notwendig ist, damit das Metallband gestrafft ist
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das durch das Schneiden des Metallbandes entstandene hintere Metallband nach dem Öffnen der Treiberrollen vom Haspel gefasst Nach Fassen des hinteren Metallbandes durch den Haspel werden die Treiberrollen in vorteilhafter Ausgestaltung geschlossen
In besonders vorteilharter Ausgestaltung der Erfindung sind vor und hinter der Schere Treiberrollen vorgesehen Auf diese Weise wird in Verbindung mit der Erfindung eine besonders gute
Entkopplung zwischen Schneiden und Walzen erreicht. 



   Weitere Vorteile und Einzelheiten sind der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zu entnehmen Im einzelnen zeigen
FIG 1 eine beispielhafte Ausgestaltung einer Schnittvornchtung,
FIG 2 eine beispielhafte Ausgestaltung eines Drehzahlreglers,
FIG 3 einen Momentenverlauf,
FIG 4 einen Zugspannungsverlauf. 



   In der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung werden folgende Abkurzungen verwandt. 



   DC Aufhaspel
PR1 Treibrollen vor der Schere 

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 PR2 Treibrollen hinter der Schere WR Arbeitswalzen (letztes Gerüst)   bstnp   Bandbreite F, Bandzug vor der Anlagenkomponente i hstnp Banddicke J, Trägheitsmoment der Rollen einschliesslich Getriebe, Motor, usw. 



  L, Länge zwischen benachbarten Anlagenkomponenten vor der Komponente i 
 EMI2.1 
 M, Motormoment MN,1 Nennmoment des Motors 
 EMI2.2 
 R, Rollenradius 
 EMI2.3 
 v, Drehzahl bzw. Rollenumfangsgeschwindigkeit v1* Sollwert der Drehzahl- bzw. der Rollenumfangsgeschwindigkeit   vstrip   Nennwert der Bandgeschwindigkeit   #1   Spezifischer Bandzug vor der Anlagenkomponente i 
 EMI2.4 
   #M1   Motormoment umgerechnet in spezifischen Bandzug 
 EMI2.5 
 t Zeit
Index i bezeichnet die Anlagenkomponenten Aufhaspel (DC), Treiberrollen (PR1) vor der Schere, Treiberrollen (PR2) oder Arbeitswalzen (WR) des letzten Gerüstes einer Walzstrasse vor der Schnitteinstellung. 



   FIG 1 zeigt eine Schneidvorrichtung. Diese weist eine Schere 10, ein Gerüst mit Treibrollen PR1 vor der Schere 10, ein Gerüst mit Treibrollen PR2 hinter der Schere 10, einen Haspel DC sowie eine Recheneinrichtung 11 auf. Die Recheneinrichtung 11 ist über eine Datenleitung 12, die in beispielhafter Ausgestaltung des Bussystems ausgeführt ist, datentechnisch mit den Antrieben der Treibrollen PR1 und PR2, des Haspels DC sowie der Schere 10 verbunden. 



   In FIG 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Metallband und der mit Bezugszeichen 2 bezeichnete Pfeil die Laufrichtung des Metallbandes 1. In Laufrichtung des Metallbandes 1 gesehen ist vor der Schneideinrichtung eine Walzstrasse zum Walzen des Metallbandes 1 angeordnet. Mit WR sind dabei die Arbeitswalzen des letzten Gerüstes dieser Walzstrasse bezeichnet. 



   Nach dem Schnitt des Metallbandes 1 durch die Schere 10 ist das Metallband 1 in einen vorderen Teil 13 und einen hinteren Teil 14 geteilt Der Haspel DC ist derart ausgestaltet, dass er das vordere Metallband 13 und das hintere Metallband 14 in verschiedenen Coils wickelt. 



   Den einzelnen Anlagenkomponenten wird jeweils ein Motormoment M, mit i (i = WR, PR1, PR2, DC), d. h. den Arbeitswalzen WR, den Treiberrollen PR1 und PR2 sowie den Haspel DC, zugeführt. 



  Die Anlage reagiert darauf mit den Drehzahlen bzw. Rollenumfangsgeschwindigkeiten v, mit i (i = WR, PR1, PR2, DC) und den Bandzügen F, bzw. den spezifischen Bandzügen   #1   mit i   (i   = WR, PR1, PR2, DC). 



   Für jede Anlagenkomponente Treibrollen PR1, PR2 und Haspel DC ist in beispielhafter Ausgestaltung ein Drehzahlregler gemäss FIG 2, der einen PI-Regler 3 aufweist, vorgesehen. Am Eingang dieses PI-Reglers 3 liegen die Sollgeschwindigkeit v1* und die Istgeschwindigkeit v, an. Auf 
 EMI2.6 
 lagerter Stromregelungen ist dem PI-Regler 3 ein   PT2-Glied   4 nachgeschaltet, an dessen Ausgang sich das Motormoment M, ergibt. 



   Die Drehzahlregler konnen in 2 Modi betneben werden :
Modus 0 (Schalter 5 nach links)
Der PI-Regler 3 arbeitet bei dieser Stellung des Schalters 5 als normaler Drehzahlregler und hält die Drehzahl auf ihrem Sollwert. 



   Modus 1 (Schalter 5 nach rechts) 
 EMI2.7 
 digkeit addiert. Der Ausgang des PI-Reglers 3, wird durch einseitige Begrenzung 31 begrenzt. 



  Dadurch kann sich bei einem eventuellen Riss des Metallbandes 1 die Geschwindigkeit nur so weit 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
 EMI3.1 
 ablauf erreicht
Die Drehzahlregler werden gesteuert, indem ihnen der Modus und das zu addierende Moment MFF,1 vorgegeben werden. Die Übertragung dieser Vorgaben zu den Drehzahlreglern erfolgt über Totzeiten, die die realen Übertragungstotzeiten nachbilden. 



   Um das Motormoment M, besser beurteilen zu können, wird mit dem Nennmoment   MN,,   das relative Motormoment in Prozent berechnet: 
 EMI3.2 
 
Der zeitliche Ablauf des Schneidens des Metallbandes wird in beispielhafter Ausgestaltung in folgende Phasen unterteilt:
Phase 1: Ausgangszustand,   Phase 2 : zwischen PR1 und PR2 auf einen Minimalzug reduzieren, Phase 3 : und den vorher vorhandenen Minimalzug ausgleichen, Phase 4 : zwischen PR2 und DC abbauen,  
Phase 5. PR2 öffnen und vorderes Metallband 14 zu Ende wickeln,
Phase 6: Haspel fasst das neue Band und baut Zug auf,   Phase 7 : schliessen und Haspelzug weiter aufbauen,  
Phase 8. Endzustand = Ausgangszustand mit neuem Band. 



   Wie die Drehzahlregler in den einzelnen Phasen gesteuert werden, ist FIG 3 sowie folgender Tabelle zu entnehmen: 
 EMI3.3 
 
<tb> 
<tb> Phase <SEP> Modus <SEP> Vorgegebene <SEP> Momente <SEP> [N/mm2]
<tb> 
 
 EMI3.4 
 
 EMI3.5 
 
<tb> 
<tb> 5 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 7,2 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 
 
 EMI3.6 
 
 EMI3.7 
 
<tb> 
<tb> 8 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0-4,8 <SEP> 12
<tb> 
 
Um die Wirkung der vorgegebenen Momente   MFF,,   auf die spezifischen Bandzüge   #1   unmittelbar ablesen zu können, sind die Werte   #MFF,1   in   N/mm2   angegeben, aus denen die vorgegebenen Momente mit der Gleichung 
 EMI3.8 
 berechnet werden. Entsprechend gilt für die Motormomente 
 EMI3.9 
 



   Die Phasen 3 und 4 schliessen ohne Pause direkt aneinander an, so dass der Haspelzug von 12 auf 0   N/mm2   ohne Unterbrechung abgebaut wird. Ebenso schliessen die Phasen 6 und 7 direkt aneinander an, so dass der Haspelzug von 0 auf 12   N/mm2   mit einer durchgehenden Rampe aufgebaut wird. 



   FIG 4 zeigt den Verlauf der Bandzüge   #PR1   und   #PR2   zwischen den Arbeitswalzen und den Treiberrollen vor der Schere bzw zwischen der Schere und den Treiberrollen hinter der Schere über die Zeit t. Dabei sind folgende Zahlenwerte zugrunde gelegt:
LPR1 = 23955 mm
LpR2 = 2480 mm 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 Loc = 4715 mm (vorderes Metallband 14) = 2272 mm (hinteres Metallband 13) RWR = 290 mm RPR1 = 250 mm RpR2 = 250 mm Roc = 1000 mm (vorderes Metallband 14) = 375 mm (hinteres Metallband 13) JWR = 21380 kgm2 JPR1 = 234 kgm2 JPR2 = 234 kgm2 Joc = 14351 kgm2 (vorderes Metallband 14)
2495 kgm2 (hinteres Metallband 13) bstnp = 1000 mm hstnp = 3 mm   Vstnp   16 m/s 
 EMI4.1 
   #OP,PR2   = 7,2 N/mm2   #OP,DC =   12 N/mm2   MN,WR   = 382000 Nm
MN,

  PR1 = 20400 Nm   MN.PR2   = 20400 Nm
MN,DC = 50000 Nm
Das Schneiden des Metallbandes 1 beginnt bei etwa 380 m/sec Der Verlauf der Zugspannung   #PR1   im Metallband 1 zwischen den Arbeitswalzen WR und den Treiberrollen PR1 vor der Schere 10 zeigt deutlich die Wirkung des erfindungsgemässen Verfahrens auf die Zugspannung hinter den Arbeitswalzen WR. Diese bleibt, wie FIG 4 zeigt, hinter den Arbeitswalzen WR während des Schnittvorgangs nahezu konstant. Somit sind Schnittprozess und Walzen entkoppelt, das heisst, das Schneiden des Metallbandes beeinflusst das Walzen des Metallbandes nicht. 



   PATENTANSPRÜCHE: 
1. Verfahren zum Schneiden eines Metallbandes (1), das, insbesondere mit besonders hoher
Geschwindigkeit, aus einer Warmwalzstrasse ausläuft und mit einer hinter der Warmwalz- strasse angeordneten Schere (10) geschnitten wird, wobei hinter der Schere (10) zumin- dest ein Treiber mit zumindest zwei Treiberrollen (PR2) angeordnet ist, zwischen denen das Metallband (1) durchläuft, und die eine Haltekraft auf das Metallband (1) ausüben, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberrollen (PR2) nach dem Schneiden des Metallbandes (1) derart geöffnet werden, dass die Haltekraft im wesentlichen Null ist
2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Öffnen der Treiberrollen (PR2) der Bandzug im Metallband (1) zwischen den
Treiberrollen (PR2) und dem Haspel (DC) abgebaut wird.

Claims

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schneiden des Metallbandes (1) der Bandzug im Metallband (1) zwischen den Treiberrollen (PR2) und vor der Schere (10) angeordneten Treiberrollen (PR1) auf ei- nen notwendigen Minimalzug reduziert wird 4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, wobei das Metallband (1) durch das Schneiden des Metallbandes (1) in ein hinteres Metallband (13) und ein vorderes Metallband (14) geteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das durch das Schneiden des Metallbandes (1) entstandene hintere Metallband (13) nach dem Öffnen der Treiberrollen (PR2) vom Haspel (DC) gefasst wird. <Desc/Clms Page number 5>

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach Fassen des hinteren Metallbandes (13) durch den Haspel (DC) die Treiberrollen (PR2) geschlossen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (1) mit mehr als 12 m/s aus der Walzstrasse ausläuft.

7. Einrichtung zum Schneiden eines Metallbandes (1) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Schere (10) zum Schneiden des aus einer Warmwalzstrasse auslaufenden Metallbandes (1) und mit zumindest zwei hinter der Schere (10) angeordneten Treiberrollen (PR2), zwischen denen das Metallband (1) durchläuft und die eine Haltekraft auf das Metallband (1) ausüben, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Schneiden des Metallbandes (1) eine Recheneinrichtung (11) auf- weist, die die Treiberrollen (PR2) nach dem Schneiden des Metallbandes (1) derart öffnet, dass die Haltekraft im wesentlichen Null ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest zwei Treiberrollen (PR1) vor der Schere (10) aufweist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schere (10) und die Treiberrollen (PR1, PR2) datentechnisch mit der Rechenein- richtung (11) verbunden sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7, 8, 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Haspel (DC) datentechnisch mit der Recheneinrichtung (11) verbunden ist HIEZU 4 BLATT ZEICHNUNGEN