CH637047A5

CH637047A5 - Verfahren zur geschwindigkeitssteuerung einer bandgiess- und walzanlage und gemaess diesem verfahren gesteuerte anlage.

Info

Publication number: CH637047A5
Application number: CH1326878A
Authority: CH
Inventors: Wilhelm F Lauener
Original assignee: Lauener W F Ag
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1978-12-29
Publication date: 1983-07-15
Also published as: JPH0130585B2; EP0013539A1; DE2966402D1; JPS5592220A; US4341259A; ATE5236T1; CA1147527A; EP0013539B1

Description

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren zur Geschwindigkeitssteuerung einer Bandgiess- und Walzanlage derart zu schaffen, dass die bisher erforderlichen Vorrichtungen wie Bandtreiber, Bandführung für die Bandschlaufe und Durchlaufofen entfallen können, was beträchtliche Einsparungen an Investitions- und Betriebskosten zur Folge hat.

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Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die durch das erste nach der Giessmaschine angeordnete Walzwerk erzeugte Geschwindigkeit des Gussbandes zwischen Walzwerk und Giessmaschine gemessen wird, und der Messwert als Regelgrösse für die Steuerung s der Antriebsgeschwindigkeit der Giessmaschine verwendet wird. Damit wird erreicht, dass sich die Geschwindigkeit der Kokille der Geschwindigkeit des entstehenden Gussbandes kontinuierlich direkt, ohne Bandschlaufe anpasst und optimiert. Nötigenfalls ist dafür zu sorgen, dass das Gussband 10 zwischen Giessmaschine und erstem Walzwerk spannungsfrei über Stützrollen geführt ist.

Für die genaue Erfassung und Signalisierung der Geschwindigkeit des Gussbandes können bestehende, eine genügende Genauigkeit aufweisende Mess- und Steuergeräte 15 verschiedener Art eingesetzt werden.

Eine Methode besteht darin, dass die Drehzahl einer auf dem Gussband aufliegenden Messrolle auf bekannte Art elektronisch zu einem Steuersignal aufgearbeitet wird. Es ist auch möglich, auf dem Markt befindliche, kontaktlos ar- 20 beitende Mess- und Steuergeräte anzuwenden («Schweizer Maschinenmarkt», Nr. 18/1974, Seiten 42/43). Vorzugsweise wird die Bandgeschwindigkeit am Austritt der Giessmaschine gemessen und als Regelgrösse für die Regelung des Antriebes herangezogen. Es ergeben sich folgende Möglich- 25 keiten:

1. Der Antrieb des Walzwerkes wird nicht automatisch geregelt:

Daraus resultiert eine Geschwindigkeit des Gussbandes, 30 welche infolge der vorgenannten Gründe innerhalb eines gewissen Intervalls zeitlich veränderlich sein kann, wobei die Regelung der Geschwindigkeit der Giessmaschine durch die Messung der durch das Walzwerk erzeugten Geschwindigkeit des Gussbandes erfolgt, welche als Regelgrösse die Ge- 35 schwindigkeit der Giessmaschine steuert und optimiert.

2. Die Bandgeschwindigkeit wird durch besondere Messresultate geregelt:

Die Temperatur des Gussbandes zwischen der Giessma- 40 schine und dem nachfolgenden Walzwerk gilt als massgebende Grösse für die Überwachung des Giessprozesses und für die Weiterverarbeitung des Gussbandes in der Produktionslinie. Dieser Wert wird beeinflusst durch die Giessgeschwin-digkeit und/oder die Intensität der Kühlung (welche geregelt werden kann).

Um die Anlage unter optimalen Verhältnissen zu betreiben, muss die Temperatur innerhalb enger Grenzen gehalten werden. Vorzugsweise wird diese Messung direkt am Austritt der Giessmaschine vorgenommen.

Damit ergibt sich eine Anpassung der Geschwindigkeit des Gussbandes derart, dass die günstigste Temperatur des Bandes dauernd eingehalten wird. Dies kann auf zwei Arten erreicht werden.

a) Indem die Drehzahl der Walzen des Walzwerkes durch das Temperatur-Messgerät so gesteuert wird, dass die Drehzahl bei zu tiefer Temperatur entsprechend vergrössert und bei zu hoher Temperatur verkleinert wird.

b) Indem die Intensität der Kühlung durch ein automatisch gesteuertes, im Kühlwasserkreislauf eingebautes Ventil so geregelt wird, dass sich die optimale Temperatur des Gussbandes laufend einstellt, wobei die Temperatur des Gussbandes als Regelgrösse für die Regelung des Ventils dient.

3. Eine bestimmte, konstante Bandgeschwindigkeit wird gefordert:

Der Antrieb des Walzwerkes wird durch die Geschwindigkeit des Gussbandes derart gesteuert, dass diese praktisch konstant bleibt. Mit dem Steuergerät wird dabei auch die erforderliche Geschwindigkeit der Giessmaschine geregelt und konstantgehalten.

Das hiermit vorgeschlagene Prinzip der Geschwindigkeitsregelung des Antriebes einer Giess- und Walzlinie erfordert ein Minimum an Investitions- und Unterhaltskosten. Zudem hat die erhebliche Verminderung des mechanischen Aufwandes infolge Wegfalls von Bandtreibern und Bandschlaufe eine weitere bedeutende Kostensenkung zur Folge.

Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass sich der Platzbedarf für eine Produktionslinie auf ein Minimum reduziert, was sich wiederum in günstigem Sinne auf die Investitionskosten auswirkt.

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Claims

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1. Verfahren zur Geschwindigkeitssteuerung einer Band-giess- und Walzanlage, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das erste nach der Giessmaschine angeordnete Walzwerk erzeugte Geschwindigkeit des Gussbandes zwischen Walzwerk und Giessmaschine gemessen wird und der Messwert als Regelgrösse für die Steuerung des Antriebes der Giessmaschine verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ohne zwischen der Giessmaschine und dem anschliessenden Walzwerk angeordnete Bandtreiber arbeitet.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man ohne zwischen der Giessmaschine und dem anschliessenden Walzwerk gebildete Bandschlaufe arbeitet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ohne Regelung der Geschwindigkeit des Antriebes des Walzwerkes gearbeitet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Gussbandes zwischen der Giessmaschine und dem anschliessenden Walzwerk konstantgehalten wird, wobei die Regelgrösse auch für die Regelung der Geschwindigkeit des Antriebes des Walzwerkes dient.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Geschwindigkeit des Antriebes des Walzwerkes regelt, indem die Temperatur des Gussbandes nach dem Austritt aus der Giessmaschine als Regelgrösse dient, wobei die Geschwindigkeit bei zu niedriger Temperatur vergrössert und bei zu hoher Temperatur verkleinert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Intensität der Kokillenkühlung der Giessmaschine automatisch erfolgt, indem die Temperatur des Gussbandes nach dem Austritt aus der Giessmaschine als Regelgrösse für die Regelung der Intensität der Kühlung dient.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die Geschwindigkeit des Gussbandes am Austritt der Giessmaschine misst.

9. Bandgiess- und Walzanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messvorrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit des Gussbandes sowie eine Steuereinrichtung zur Regelung der Geschwindigkeit der Giessmaschine in Funktion der Gussbandgeschwindigkeit vorgesehen ist.

Für die Herstellung von Metallbändern können kontinuierlich arbeitende Giessmaschinen mit mitlaufenden Kokillen eingesetzt werden (Dr. Herrmann, «Handbuch des Stranggiessens»).

Erfahrungsgemäss muss die Geschwindigkeit der mitlaufenden Kokillen genau auf die Geschwindigkeit des entstehenden Gussbandes abgestimmt sein, damit Relativbewegungen zwischen dem entstehenden Band und den Kokillenflächen möglichst vermieden werden, um Spannungsrisse im erstarrenden Material zu verhindern.

Als Kokille wird hierbei jedes zur Bildung eines Giess-raumes dienende Element, wie umlaufende Metallbänder, aufeinanderfolgende, aus einem Stück oder aus mehreren zusammengesetzten Einzelheiten bestehende Blöcke wie auch sogennante Giessräder, verstanden.

Um für den Giessprozess optimale Verhältnisse zu schaffen, muss die Geschwindigkeit der Kokillen und damit auch des erzeugten Gussbandes stufenlos regelbar sein.

Produziert nun die Giessmaschine eine Banddicke, welche grösser ist als die zum Haspeln oder Abhaspeln zulässige Dimension, so muss das Gussband in Linie und im Gleichlauf mit der Giessmaschine gewalzt werden.

Es ist bekannt, dass die Geschwindigkeit des im Walz-prozess begriffenen Bandes von mehreren Faktoren abhängig ist. Erfahrungsgemäss kann diese Geschwindigkeit selbst bei gegebener Dickenabnahme und konstanter Drehzahl der Walzen eine Veränderung über zeitliche Intervalle aufweisen.

Währenddem es z. B. möglich ist, den Walzgrad praktisch unverändert zu halten, gelingt es erfahrungsgemäss nicht, den von mehreren Einflüssen abhängigen Reibungskoeffizienten und die Festigkeit bzw. die Veränderung des Formänderungswiderstandes genügend konstantzuhalten. Beide Werte sind z. B. von der Temperatur des Walzgutes, der Walzgeschwindigkeit und von weiteren Faktoren abhängig-

Unter diesen Umständen kann die Geschwindigkeit des Walzgutes in Funktion der Zeit um mehrere % schwanken, selbst wenn die Umfangsgeschwindigkeit bzw. die Drehzahl der Walzen konstant bleibt.

Eine starre Koppelung von Giessmaschine und Walzwerk in bezug auf die Geschwindigkeit ist somit nicht möglich.

Es ist nun üblich, am Austritt der Giessmaschine einen Bandtreiber anzuordnen und anschliessend eine sogenannte Bandschlaufe vorzusehen, welche zum Ausgleich von Geschwindigkeitsdifferenzen des Bandes zwischen Giessmaschine und Walzwerk dient. Zudem kann die Veränderung der Schlaufe zur Erzeugung eines Signals für die Steuerung des Antriebes des Walzwerkes dienen (Vortrag R.W. Haze-lett und Dr. C.E. Schwartz, American Institut of Mining, 1964, oder «Bänder, Bleche, Rohre» Heft Nr. 9,1970, Seiten 469 bis 471).

Der Bandtreiber besteht aus einem oder mehreren hintereinander angeordneten, angetriebenen Walzenpaaren, welche das aus der Giessmaschine austretende Band fassen und unter relativ leichtem Walzendruck bei genau auf die Giessmaschine abgestimmter Geschwindigkeit führen und damit von aussen in Giessrichtung auf das Band wirkende Kräfte von der Giessmaschine fernhalten.

Die erwähnten Zusatzeinrichtungen ergeben eine relativ grosse Distanz zwischen der Giessmaschine und dem ersten Walzwerk. Dies hat zur Folge, dass sich das Gussband unterwegs infolge Abstrahlung und Kontakten mit Führungsrollen abkühlt. Um die erforderliche Walztemperatur zu erreichen, muss in der Regel vor dem Walzwerk noch ein Durchlaufofen vorgesehen werden, um die Wärmeverluste zu kompensieren.

Die beschriebenen Zusatzeinrichtungen bilden einen wesentlichen Bestandteil der Investitionskosten. Zudem verteuert der Betrieb des Durchlaufofens die Betriebskosten. Insbesondere steht dieser Aufwand auch im Widerspruch zu den heute allgemein angestrebten Energiesparmassnahmen.

Um die erforderliche Genauigkeit der Regelung der Antriebsgeschwindigkeiten der verschiedenen, in Tandem angeordneten Vorrichtungen zu bewerkstelligen, wird der Antrieb der Giessmaschine oder des Bandtreibers als Leitsektion vorgesehen, welche die Geschwindigkeit der anderen Antriebe bestimmt. Hierfür sind verschiedene bekannte Antriebe und Steuerungen auf dem Markt.