CZ305146B6 - Způsob válcování pásovitého válcovaného materiálu a válcovací trať pro provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Při provádění způsobu válcování pásovitého válcovaného materiálu na pěchovací stolici nebo na válcovacích stolicích (2), upravených viděno ve směru (x) válcování za sebou, se využívá stavěcích jednotek (20) k ovlivňování obrysu konce pásu. Hodnota (S) stavění se pro jednu nebo každou stavěcí jednotku (20) přiřazenou válcovací stolici (2) nebo pěchovací stolici zadává v závislosti na zjištěném obrysu konce pásu již vyválcovaného válcovaného materiálu (10). Válcovací trať pro provádění tohoto způsobu je opatřená válcovacími stolicemi (2), upravenými viděno ve směru (x) válcování za sebou, kterým je přiřazena vždy jedna stavěcí jednotka (20) k ovlivňování obrysu konce pásu. Válcovací trať dále obsahuje regulační jednotku (22) pro zadávání hodnoty (S) stavění pro jednu nebo každou válcovací stolici (2) nebo pěchovací stolici přiřazenou stavěcí jednotku (20) v závislosti na zjištěném obrysu konce pásu již vyválcovaného matriálu (10).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu válcování pásovitého válcovaného materiálu pěchovací stolicí, jakož i množstvím, viděno ve směru válcování, za sebou upravených válcovacích stolic, jimž je přiřazena vždy jedna stavěči jednotka k ovlivňování obrysu pásu válcovaného materiálu. Dále se vynález týká válcovací trati pro provádění tohoto způsobu, která může být především také ze strany vstupu vybavena pěchovací stolicí k redukci šířky válcovaného materiálu.

Dosavadní stav techniky

K válcování válcovaného materiálu se může ve válcovací trati používat množství válcovacích stolic. Válcovací stolice, které jsou obvykle dimenzovány jako takzvané víceválcové stolice a zahrnují množství pracovních a podle potřeby množství opěrných válců, jsou přitom upraveny pro protahování obvykle protáhlého válcovaného materiálu a jsou upraveny, viděno ve směru válcovaného materiálu, za sebou ve směru tahu válcovaného materiálu, označeného jako směr válcování. Válcovací trať s větším množstvím takových válcovacích stolic se může používat především při zpracování pásovitě vytvořeného válcovaného materiálu nebo válcovaného pásu. Pásovitý válcovaný materiál je v tomto případě způsobem především dvourozměrného provedení vytvořen jako v rovině rozpětí protažený válcovaný materiál s tloušťkou pouze nepatrnou ve srovnání s jeho rozměry v rovině rozpětí.

Právě při zpracování takto pásovitě vytvořeného válcovaného materiálu má takzvaný běh pásu, tedy průběh válcovaného materiálu válcovacími stolicemi, mimořádný význam. Při zpracování pásovitého válcovaného materiálu dochází totiž k tahu uvnitř pásového materiálu, označovanému také jako tah pásu. Tah pásu působí přitom obvykle stabilizujícím způsobem na vlastní běh pásu. Při asymetrickém zpracování, viděno vzhledem k podélné střední ose pásu, může docházet k tahu pásu však také mimo střed. Z toho důvodu může, například při výstupu pásu ze, viděno ve směru válcování, zadní válcovací stolice, docházet k vychýlení pásu směrem ke straně. Kromě toho může při silách, působících kvůli tahu pásu mimo střed na válcovaný materiál, docházet k chování konce pásu, odchylujícího se od vlastního válcovaného materiálu, což může opět vést k úchylkám odvalování.

Aby se tedy mohl kontrolovat pro výsledek válcování důležitý běh pásu nebo průběh pásovitě vytvořeného válcovaného materiálu válcovacími stolicemi, mohou být válcovací stolice vytvořeny výkyvné vždy okolo osy otáčení a vyrovnané v podstatě kolmo ke směru válcování. Příslušným vykývnutím jedné nebo každé válcovací stolice se přitom může běh pásu ovlivňovat tak, že se asymetricky vznikající tahová napětí udržují mimořádně nízká, nebo že se udržuje jiné zadání pro běh pásu. Chyby v běhu pásu, které mohou vést například k převálcovaným koncům pásu, či poškozením válců, a tedy spojené s požadavkem doplňkové výměny válců, se obvykle korigují vhodným vykývnutím válcovacích stolic operátorem. Možnosti záběru vzhledem k mimořádně dobrému výsledku válcování jsou přitom však pouze omezené, protože především v předních válcovacích stolicích, viděno ve směru válcování, jsou na základě tam ještě poměrně silného válcovaného materiálu potřebná korektumí opatření pouze těžko zachytitelná, a proto jsou kromě toho meziprostory mezi sousedními válcovacími stolicemi, viděno ve směru válcování, také jenom poměrně obtížně viditelné.

-1 CZ 305146 B6

Podstata vynálezu

Základem vynálezu je proto úkol, uvést způsob válcování úvodem uvedeného druhu, kterým se mimořádně jednoduše a spolehlivě udržuje reprodukovatelný běh pásu, příznivý pro zadaný výsledek válcování. Cílem je zhotovit co nejvíce obdélníkový, symetrický, konec pásu/hlavu pásu. Mělo by se zamezit také dlouhým jazykům pásu a rybím ocasům na konci pásu. Kromě toho se má uvést válcovací trať, mimořádně vhodná pro provádění tohoto způsobu.

Vzhledem ke způsobu se tento úkol řeší podle vynálezu tím, že se hodnota stavění pro jednu nebo každou stavěči jednotku přiřazenou válcovací stolici nebo pěchovací stolici zadává v závislosti na zjištěném obrysu konce pásu již vy válcovaného válcovaného materiálu.

Vynález přitom vychází z úvahy, že by pro jednoduché a spolehlivé dodržení zadaného běhu pásu mělo docházet k působení na běh pásu na základě vstupních veličin, mimořádně charakteristických pro válcovací procesy předcházejících běh pásu. Tak může způsobem samopřizpůsobujícího se systému docházet ke sledování působení na běh pásu na základě předchozích výsledků válcování. Jako základ pro vyhodnocení předchozích výsledků válcování je přitom vzat tok materiálu v již zhotoveném válcovaném materiálu, ke kterému dochází právě v závislosti na vytčené hodnotě vy kývnutí válcovacích stolic u každého válcovaného materiálu. Tento tok materiálu se potlačuje způsobem po celé délce válcovaného materiálu kumulovaného efektu mimořádně v oblasti konce pásu. Vyhodnocení obrysu konce pásu v rovině rozpětí pásovitě vytvořeného válcovaného materiálu tedy pro zadání hodnot stavění pro válcovací stolice, popř. pěchovací stolici, při průchodu následujícího válcovaného materiálu dodává mimořádně cennou informaci.

Výhodně se přitom hodnota stavění zadává v závislosti na zjištěném obrysu konce pásu již vy válcovaného materiálu pro úhel vykývnutí jedné nebo každé válcovací stolice okolo v podstatě kolmo ke směru válcování orientované osy otáčení. Právě vhodná hodnota vykývnutí válcovacích stolic okolo jejich osy otáčení umožňuje totiž mimořádně cílené působení na běh pásu.

Výhodně způsob podle vynálezu spočívá v tom, že se obrys konce pásu zjišťuje opticky.

Výhodně dále způsob podle vynálezu spočívá v tom, že jedna nebo každá hodnota stavění se zadává na základě vyhodnocení polynomu, který aproximuje množství hodnot měření, charakterizujících v souhrnu obrys konce pásu.

Výhodně dále způsob podle vynálezu spočívá v tom, že při zadání jedné nebo každé hodnoty stavění se zohledňuje zjištěný obrys hlavy pásu již vyválcovaného materiálu.

Výhodně dále způsob podle vynálezu spočívá v tom, že při zadání jedné nebo každé hodnoty stavění se zohledňuje teplotní profil válcovaného materiálu, zjištěný ve směru rozšíření pásu, a/nebo profil tloušťky, zjištěný ve směru rozšíření pásu.

Výhodně dále způsob podle vynálezu spočívá v tom, že při zadání hodnoty stavění pro válcovací stolici se zohledňuje tloušťka válcovaného materiálu při jeho průběhu touto válcovací stolicí.

Výhodně dále způsob podle vynálezu spočívá v tom, že se hodnota stavění, zadaná pro válcovací stolící, zohledňuje při zadání hodnoty stavění pro jednu nebo každou následující válcovací stolici, viděno ve směru válcování.

Výhodně dále způsob podle vynálezu spočívá v tom, že se hodnota stavění, zadaná pro válcovací stolici, při zadání hodnoty stavění pro následující válcovací stolici zohledňuje proporcionálně k navrženému poklesu tloušťky válcovaného materiálu při přechodu do této následující válcovací stolice.

-2CZ 305146 B6

Výhodně dále způsob podle vynálezu spočívá v tom, že jedna nebo každá hodnota stavění se sleduje tak, že se nastavuje obrys konce pásu, symetrický k podélné střední ose válcovaného materiálu.

Výhodně dále způsob podle vynálezu spočívá v tom, že se jedna nebo každá hodnota stavění sleduje tak, že obrys konce pásu zaujímá polohu maxima, zadatelnou jako žádaná hodnota, ve směru rozšíření pásu.

Výhodné dále způsob podle vynálezu spočívá v tom, že se zadává žádaná hodnota pro polohu maxima, závislá na poloze válcovací stolice ve válcovací trati, ve směru rozšíření a/nebo pro klínovitost obrysu konce pásu.

Jinými slovy informace, získaná vyhodnocením obrysu konce pásu, se přitom výhodně využívá také ještě pro další korektumí zásahy do aktuálního válcovacího procesu. Mimořádně výhodné je přitom vypočítání průběhu šířky pásu do následujících stolic za zohlednění prodloužení pásu. Z informace, která je tedy nyní k dispozici, se vzhledem k průběhu rozšíření pásu mohou při znalosti chování válců při ohybu připravit korektumí hodnoty pro hodnotu stavění, charakteristickou pro ohyb pracovních válců, v jedné nebo každé následující válcovací stolici. Pomocí těchto korektumích hodnot mohou být hodnoty stavění pro aktuální ohyb pracovních válců zadány tak, že k nerovnostem a/nebo převálcování pásu dochází pouze v mimořádně nepatrném rozsahu.

Alternativně nebo doplňkově se informace, získaná vyhodnocením obrysu konce pásu, využívá výhodně při provozu takzvaného zvedače smyček (angl. looper). Při konstantní tahové síle může při např. zužující se šířce válcovaného materiálu v oblasti jeho konce pásu docházet k lokálně vyššímu tahovému napětí, které nežádoucím způsobem může vést k roztržení pásu. Při znalosti skutečné minimální šířky z důvodu vyhodnocení obrysu konce pásu může být tahová síla, kterou je ovládán zvedač smyček, příslušně podle potřeby snížena, takže se může takovému roztržení zamezit. Aby se na druhou stranu zamezilo dlouhým jazykům pásu na konci pásu, může být pěchovací stolici kromě toho přiřazena separátní stavěči jednotka, kterou se mohou kompenzovat například dlouhé jazyky pásu zvýšenou redukcí šířky na konci pásu.

Ovlivňuje-li se šířka válcovaného materiálu pomocí pěchovací stolice, může docházet, především při poměrně vysoké redukci šířky, k takzvaným koncům iybího ocasu na konci pásu, které jsou při odvinutí pásu v zadních stolicích nevýhodné a mohou vést k převálcování. Vyhodnocením obrysu konce pásu se může dále alternativně nebo doplňkově včas zjistit vznik takových konců rybího ocasu, takže se mohou provést příslušná protiopatření, především korektumí záběiy na pěchovací stolici. Aby se naopak zamezilo jazykům pásu na konci pásu, je pěchovací stolice upravena jako stavěči článek. Dlouhým jazykům pásu se může zamezit zvýšenými redukcemi šířky na absolutním konci pásu.

Jako alternativní nebo doplňkový korektumí záběr pro tvar konců pásu může být upraveno ovlivňování profilu válcovaného materiálu. K tomu mohou být stavěči články profilu, především v předních válcovacích stolicích, viděno ve směru válcování, ovládány hodnotami stavění, které jsou zadány rovněž v závislosti na zjištěném obiysu konce pásu. Přitom je základem poznatek, že zvýšení profilu prodlužuje hrany pásu, kdežto snížení profilu prodlužuje střed pásu. Vhodným ovlivněním profilu se tedy může provádět nepřímý vliv na obrys konce pásu.

Evidování obrysu konce pásu již vyválcovaného materiálu se přitom může uskutečňovat na vhodném místě uvnitř válcovací trati vhodnými prostředky, například množstvím senzorů šířky. Výhodně je však upraveno bezdotykové, především optické, zjišťování obrysu konce pásu, přičemž se ve výhodném provedení může použít kamera. Vyhodnocení obrysu konce pásu se přitom může uskutečňovat tím, že se zjišťuje poloha maxima v obrysu ve směru šířky pásovitého válcovaného materiálu, přičemž hodnota stavění pro úhel vykývnutí se zadává vzhledem k zadatelné žádané pozici pro maximum jako řídicí veličiny. V mimořádně výhodném zdokonalení se

-3CZ 305146 B6 však obrys konce pásu vyhodnocuje na základě polynomu, kterým se přibližuje počet hodnot měření, reprezentujících v souhrnu obrys konce pásu.

Hodnoty měření se přitom mohou zjišťovat například digitalizované optickou kamerou, přičemž se přiblížení může uskutečňovat polynomem v následně zařazeném počítačovém modulu. Vytvořením takového polynomu, který co nejlépe přibližuje zjištěné hodnoty měření, je vyhodnotitelný obrys konce pásu s poměrně nepatrným množstvím dále zpracovávaných parametrů. Právě při vyhodnocení pomocí takového polynomu může být také takzvaný klínový podíl obrysu konce pásu mimořádně výhodným způsobem zohledněn. Při klínovitosti se jedná o rozměr, o který se výhodný směr obrysu konce pásu odchyluje od směru rozšíření válcovaného materiálu. Klínovitost se přitom může zjišťovat také alternativně vyhodnocením těch bodů, na kterých strany pásu končí a přecházejí obrys vlastního konce pásu. Vyhodnocení a zjištění těchto bodů je použitím polynomu možné mimořádně výhodným způsobem.

V dalším výhodném provedení se doplňkově k obrysu konce pásu bere v úvahu také v rovině rozpětí zjištěný obrys hlavy pásu vy válcovaného materiálu při zadání hodnot stavění pro válcovací stolice. Sice je kvůli poměrně menšímu toku materiálu v podélném směru válcovaného materiálu směrem na hlavu pásu projevení možných chyb při volbě úhlu vykývnutí pro válcovací stolice menší než u obrysu konce pásu, zohlednění obrysu hlavy pásu však velmi přispívá k doplňování informací, vyhodnotitelných pro zadání hodnot stavění pro úhel vykývnutí.

Další doplnění informací k příslušné volbě úhlu vykývnutí je dosažitelné tím, že se ve výhodném zdokonalení při zadání jedné nebo každé hodnoty stavění pro úhel vykývnutí válcovacích stolic bere v úvahu teplotní profil válcovaného materiálu zjištěný ve směru rozšíření pásu a/nebo profil pásu před a/nebo za válcovací tratí.

Chyba v běhu pásu, jakož i chybně nastavený úhel vykývnutí válcovací stolice mohou v závislosti na tloušťce válcovaného materiálu různou měrou působit na výsledek válcování. Ve výhodném provedení se při zadání hodnoty stavění pro válcovací stolici zohledňuje tloušťka válcovaného materiálu při jeho průchodu touto válcovací stolicí a/nebo profil pásu před a/nebo za válcovací tratí.

Kvůli tloušťce válcovaného materiálu, klesající při průchodu válcovacími stolicemi, mohou na jedné, viděno ve směru válcování přední, válcovací stolici učiněné vlivy působit také na běh pásu v zadních válcovacích stolicích, viděno ve směru válcování. Především při použití klínovitosti pásu jako řídicí veličiny pro nastavení úhlu vykývnutí se proto ve výhodném provedení zohledňuje hodnota stavění, zadaná pro válcovací stolici, při zadání hodnoty stavění pro jednu nebo každou, viděno ve směru válcování, následující válcovací stolici. Při zadání hodnoty stavění pro úhel vykývnutí válcovací stolice se tedy válcovací stolice, následující ve válcovací trati, spoluvykyvují, přičemž je jejich sledování navrženo pro kompenzaci poruch, vyvolaných vykývnutím přední válcovací stolice. Přitom se v dalším výhodném provedení hodnota stavění, zadaná pro válcovací stolici, při zadání hodnoty stavění pro následující válcovací stolici zohledňuje v rozměru, proporcionálním k navrženému poklesu tloušťky válcovaného materiálu při přechodu do této následující válcovací stolice.

Aby se udržovala asymetrická tahová napětí ve válcovací stolici při její manipulaci mimořádně malá, sleduje se jedna nebo každá hodnota stavění pro úhel vykývnutí válcovací stolice výhodně tak, že se nastavuje k podélné střední rovině válcovaného materiálu symetrický obrys konce pásu. Přitom může být jako dimenzační kritérium pro řízení, přiřazené jedné z válcovacích tratí, upraveno redukovat vhodným zadáním hodnot stavění pro úhel vykývnutí válcovacích stolic odchylku obrysu konce pásu od asymetrického obrysu na minimum.

Jako řídicí veličina pro řídicí jednotku, přiřazenou válcovací trati, může být upraven zadatelný klínový tvar nebo klínovitost pásu v jeho rovině rozpětí nebo také alternativně poloha maxima obrysu konce pásu ve směru rozšíření. Přitom se jedna nebo každá hodnota stavění pro úhel vy-4CZ 305146 B6 kývnutí válcovací stolice výhodně sleduje tak, že obrys konce pásu zaujímá jeho maximum ve směru rozšíření pásu na poloze, zadatelné jako žádaná hodnota.

Mimořádně vysoká flexibilita při zpracování válcovaného materiálu je dosažitelná tím, že se žádaná hodnota pro polohu maxima ve směru rozšíření nebo žádaná hodnota pro klínovitost konce pásu v rovině rozpětí v mimořádně výhodném provedení zadává v závislosti na poloze válcovací stolice ve válcovací trati. Přitom se může například, viděno ve směru průřezu pásu, již asymetricky vytvořený pásovitý válcovaný materiál mimořádně výhodným způsobem zpracovávat tím, že se, viděno ve směru válcování v přední válcovací stolici, úhel vykývnutí nejdříve nastaví tak, že se redukuje klínovitost vbíhajícího pásovitého válcovaného materiálu a válcovaný materiál se tedy přivádí do tvaru průřezu, symetrického k jeho podélné střední ose. Přitom se musí počítat s tím, že se v přední válcovací stolici na základě rozdílného toku materiálu nastavuje, viděno ve směru rozšíření, nerovnoměrné prodloužení pásu válcovaného materiálu. Na základě v přední válcovací stolici ještě poměrně velké tloušťky válcovaného materiálu se takové nerovnoměrné prodloužení pásu však může tolerovat. V následujících válcovacích stolicích, viděno ve směru válcování, může docházet k nastavení symetrického obrysu konce pásu v rovině rozpětí. Takto flexibilním zadáním žádaných hodnot nebo řídicích veličin pro řízení je tedy také nejdříve poměrně nesymetrický válcovaný materiál spolehlivým způsobem s mimořádně nepatrnými chybami běhu pásu zpracovatelný na poměrně symetrický koncový výrobek. Jsou upraveny také rozdílné žádané hodnoty pro hlavu pásu, střední část pásu a konec pásu.

K podpoře a/nebo kontrole válcovacího procesu se dále ve výhodném provedení měří profily průřezu pásu válcovaného materiálu, vbíhajícího do válcovací trati, a válcovaného materiálu, vybíhajícího z válcovací trati.

Vzhledem k válcovací trati zmíněného druhu se stanovený úkol řeší válcovací tratí pro provádění výše uvedeného způsobu, která je opatřená válcovacími stolicemi, upravenými viděno ve směru válcování za sebou, kterým je přiřazena vždy jedna stavěči jednotka k ovlivňování obrysu konce pásu. Válcovací trať podle vynálezu dále obsahuje regulační jednotku pro zadávání hodnoty stavění pro jednu nebo každou válcovací stolici nebo pěchovací stolici přiřazenou stavěči jednotku v závislosti na zjištěném obrysu konce pásu již vyválcovaného materiálu.

Výhodné provedení podle vynálezu spočívá v tom, že je regulační jednotka upravena pro zadávání hodnoty stavění pro úhel vykývnutí jedné nebo každé válcovací stolice okolo v podstatě kolmo ke směru válcování orientované osy otáčení v závislosti na zjištěném obrysu konce pásu již vyválcovaného materiálu.

Výhodné provedení podle vynálezu dále spočívá v tom, že regulační jednotka je ze strany vstupu spojena s množstvím válcovací stolici přiřazených měřicích zařízení ke zjišťování obrysu konce pásu a/nebo hlavy pásu v rovině rozpětí.

Výhodné provedení podle vynálezu dále spočívá v tom, že jedno nebo každé měřicí zařízení je vytvořeno jako optické zařízení, výhodně jako kamera.

Výhodné provedení podle vynálezu dále spočívá v tom, že regulační jednotka je ze strany vstupu spojena se zařízením k měření teploty ke zjišťování teplotního profilu válcovaného materiálu ve směru jeho rozšíření a/nebo se zařízeními k měření profilu ke zjišťování profilu pásu ve směru rozšíření.

Výhodné provedení podle vynálezu dále spočívá v tom, že přední válcovací stolice jsou vykývnutelné pro zhotovení symetrického profilu hotového pásu, bez tloušťkového klínu přes šířku pásu.

Výhodné provedení podle vynálezu dále spočívá v tom, že jsou na ní upraveny korekční články pro sílu zvedače smyček a ohybovou sílu pracovních válců v závislosti na zjištěné šířce pásu.

-5CZ 305146 B6

Výhodné provedení podle vynálezu dále spočívá v tom, že je v ní upravena pěchovací stolice pro nastavení optimálního obdélníku pásu.

Výhodné provedení podle vynálezu dále spočívá v tom, že dále obsahuje kontrolní jednotku maximálního poklesu pěchování pro zamezení tvarům konce pásu v půdorysu ve tvaru rybího ocasu.

Výhodné provedení podle vynálezu dále spočívá v tom, že válcování stolice válcovací trati mají stavěči články profilu ke korektuře profilu pásu pro ovlivňování tvaru konce pásu.

Jinými slovy regulační jednotka zadává hodnotu stavění pro jednu nebo každou stavěči jednotku, přiřazenou válcovací stolici nebo pěchovací stolici, výhodně pro úhel vykývnutí jedné nebo každé válcovací stolice, v závislosti na v rovině rozpětí zjištěném obrysu konce pásu již vyválcovaného válcovaného materiálu. Řídicí jednotka je přitom účelně ze strany výstupu spojena se stavěcími zařízeními k nastavení úhlu vykývnutí.

Pro spolehlivé přivádění vhodných vstupních parametrů pro řídicí jednotku je tato výhodně ze strany vstupu spojena s množstvím vždy jedné válcovací stolici přiřazených měřicích zařízení ke zjišťování obrysu konce pásu a/nebo hlavy pásu již vyválcovaného válcovaného materiálu v jeho rovině rozpětí. Měřicí zařízení mohou být přitom upravena například na přiřazené válcovací stolici ve zvýšené poloze, takže je umožněno zjišťování obrysu konce pásu v pohledu shora na válcovaný materiál.

Ke zjištění obrysu konce pásu mohou být upraveny vhodné senzory šířky, kterými se umožňuje zjišťování šířky válcovaného materiálu v závislosti na souřadnici délky. Výhodně je měřicí zařízení pro bezdotykové měření vytvořeno jako optické zařízení, především jako kamera.

Aby se umožnilo zohlednění teplotního profilu válcovaného materiálu při zadání hodnoty stavění pro úhel vykývnutí válcovacích stolic, je regulační jednotka v dalším výhodném provedení ze strany vstupu spojena se zařízením k měření teploty ke zjišťování teplotního profilu pásu ve směru jeho rozšíření a/nebo s množstvím zařízení k měření průřezu pásu.

Výhody, docílené vynálezem, spočívají především v tom, že jsou zohledněním obrysu konce pásu již vyválcovaného materiálu v jeho rovině rozpětí při zadání hodnot stavění pro úhel vykývnutí válcovacích stolic pro válcovací proces a výsledku válcování mimořádně jednoduchým a spolehlivým způsobem kompenzovatelná nevýhodná chybná nastavení při vykývnutí válcovacích stolic. Přitom je způsobem učícího se a adaptivního systému upraveno zachycování chybných nastavení na základě vyhodnocení předchozích výsledků válcování, přičemž obrys konce pásu jako přímé působení toku materiálu v pásovitém válcovaném materiálu připouští mimořádně precizní a spolehlivý návrat k možným chybným nastavením při úhlech vykývnutí válcovacích stolic. Kromě toho se může právě zadáním řídicích veličin pro nastavení úhlu vykývnutí v závislosti na poloze válcovací stolice ve válcovací trati uskutečňovat mimořádně flexibilní zpracování válcovaného materiálu, takže je při dostatečně vysoké kvalitě válcování zpracovatelný také různě předtvarovaný válcovaný materiál.

Objasnění výkresů

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1 schematicky válcovací trať s větším množstvím válcovacích stolic a obr. 2 konec pásu pásovitě vytvořeného válcovaného materiálu v pohledu shora.

-6CZ 305146 B6

Stejné části jsou na obou obrázcích opatřeny stejnými vztahovými značkami.

Příklady uskutečnění vynálezu

Válcovací trať i zahrnuje množství válcovacích stolic 2, které jsou v příkladu provedení vytvořeny vždy jako víceválcové stolice. K tomu zahrnuje každá válcovací stolice 2 vždy první pracovní válec 4 a druhý pracovní válec 6, které společně tvoří mezeru 8 mezi pracovními válci 4, 6 a jsou vytvořeny k protahování válcovaného materiálu 10. Pracovní válce 4, 6 jsou na svých od válcovaného materiálu W odvrácených stranách opřeny vždy jedním přiřazeným opěrným válcem 12, popř. 14, které jsou z jejich strany drženy v blíže nezobrazeném válcovacím stojanu.

Válcovací trať I je vytvořena pro zpracování válcovaného materiálu 10, protaženého na způsob pásu v rovině rozpětí. Pásovitý válcovaný materiál 10 má přitom především dvourozměrný tvar. Právě pro zpracování takového pásovitého válcovaného materiálu 10 je mimořádně významný takzvaný běh pásu, tedy průběh válcovaného materiálu 10 válcovacími stolicemi 2. Podle toho je válcovací trať I dimenzována tak, že se může ovlivňovat běh pásu během vlastního válcovacího procesu. K tomu je každá válcovací stolice 2 vytvořena nastavitelně nebo vykývnutelně okolo osy 18 otáčení, naznačené na obrázku čarou a orientovanou v podstatě kolmo ke směru x válcování, naznačeném šipkou 16. K nastavení úhlu vykývnutí, tedy předem zadatelnému vyrovnání válcovací stolice 2 vzhledem k její ose 18 otáčení, je každé válcovací stolici 2 přiřazena vždy jedna stavěči jednotka 20, která představuje blíže nezobrazené nastavení válcovací stolice 2.

Válcovací trať 1 je opatřena regulační jednotkou 22, která je mimo jiné upravena k automatickému ovlivňování úhlu vykývnutí válcovacích stolic 2. K tomu je regulační jednotka 22 ze strany výstupu k dodání hodnoty S stavění spojena datovým vedením 24 se stavěči jednotkou 20 každé válcovací stolice 2. Válcovací trať i a především její regulační jednotka 22 jsou přitom dimenzovány pro mimořádně spolehlivé dodržování řádného běhu pásu během válcovacího procesu.

K tomu je regulační jednotka 22 vytvořena tak, že zadává hodnoty stavění S pro úhly vykývnutí válcovacích stolic 2 v závislosti na obrysu konce 30 pásu, zjištěném v rovině rozpětí již vyválcovaného materiálu JO. Příklad pro takový obrys konce 30 pásu je znázorněn na obr. 2 pro pásovitě vytvořený válcovaný materiál 10 v pohledu shora. Válcovaný materiál 10 je přitom znázorněn pouze výřezově a v oblasti svého konce 30 pásu. Obrys konce 30 pásu v rovině rozpětí válcovaného materiálu 10 může přitom mít poměrně nerovnoměrný a ve srovnání s podélnou střední osou 32 válcovaného materiálu JO asymetrický tvar. Takové asymetrie mohou vznikat především kvůli chybně nastaveným úhlům vykývnutí v jedné nebo více válcovacích stolicích 2. Chybně nastavený úhel vykývnutí může totiž vyplývat v materiálovém toku, lokálně odlišném v porovnání s ostatním válcovaným materiálem 10, do podélného směru pásu JO. Takto lokálně rozdílný tok materiálu se redukuje kumulujícím způsobem především na konci 30 pásu válcovaného materiálu 10 do tvaru asymetrického obrysu.

K zadání hodnoty S stavění pro stavěči jednotky 20 válcovacích stolic 2 může být v regulační jednotce 22 upraveno zjišťování maxima obrysu konce 30 pásu ve směru y rozšíření válcovaného materiálu JO. Obrys konce 30 pásu se může v tomto případě vyhodnotit jako sled bodů. V tomto případě by mohla regulační jednotka 22 hodnoty S stavění pro úhel vykývnutí válcovacích stolic 2 provádět tak, že se maximum v obrysu konce 30 pásu nastavuje způsobem symetrického obrysu v poloze v bezprostřední blízkosti podélné střední osy 32 válcovaného materiálu JO. Alternativně by bylo možné také vyhodnocení obrysu konce 30 pásu funkcemi křivky „splíne“.

V příkladu provedení je však vyhodnocení obrysu konce 30 pásu navrženo pomocí polynomu. Přitom se polynom, jehož průběh 34 je na obr. 2 znázorněn čerchovaně, volí tak, že jeho průběh 34 co nejlépe přibližuje skutečný obrys 30 konce pásu, zjištěný na základě množství hodnot měření. Při matematickém určení polynomu je výhodný větší význam měřicích bodů ve střední

-7CZ 305146 B6 oblasti 35 pásu. Tímto polynomem se může uskutečňovat další vyhodnocení obrysu konce 30 pásu s pouze poměrně nepatrným počtem parametrů.

Jako řídicí veličina pro zadání hodnoty S stavění regulační jednotkou 22 se přitom může použít poloha maxima 36 v průběhu 34 polynomu ve směru y rozšíření válcovaného materiálu 10. Alternativně se však může jako řídicí veličina zjišťovat také takzvaná klínovitost konce 30 pásu. Přitom se vyhodnocením polynomu nebo také jednotlivých, skutečný průběh obrysu konce 30 pásu reprodukujících, hodnot měření, zjišťuje výhodný směr konce 30 pásu, schematicky znázorněný na obr. 2 rovinou 38. Tento výhodný směr odpovídá, viděno celkovou šířkou válcovaného materiálu 10, délkovému rozdílu 40 vnějších stran válcovaného materiálu 10. Tento délkový rozdíl 40 je tedy míra pro asymetrii konce 30 pásu.

Ke zjištění obrysu konce 30 pásuje válcovací trať 1, jak je znázorněno na obr. 1, opatřena množstvím měřicích zařízení 50. Měřicí zařízení 50 mohou přitom být vytvořena například jako senzory šířky. V příkladu provedení je však upraveno bezdotykové optické zjišťování obrysu konce 30 pásu. K tomu jsou měřicí zařízení 50 vytvořena jako optická zařízení, totiž jako kamery. Měřicí zařízení 50 jsou přitom upravena mezi dvěma válcovacími stolicemi 2 ve výšce tak, že je umožněno zjišťování obrysu konce pásu 30 v pohledu shora na válcovaný materiál W. Regulační jednotka 22 je přitom ze strany vstupu k přebírání hodnot měření, dodaných měřicími zařízeními 50 a charakteristických pro obrys konce 30 pásu, ze strany vstupu napojena na měřicí zařízení 50.

V příkladu provedení jsou měřicí zařízení 50, vytvořená jako kamery, dimenzována a polohována tak, že celý obrys konce 30 pásu, tedy obrys přes celou šířku válcovaného materiálu JO, leží v oblasti měření měřicího zařízení 50 a může se tedy zachycovat zároveň. Alternativně může však být, například kvůli odchylným vnějším okrajovým podmínkám, popř. při velmi dlouhých jazycích pásu, polohováno jedno nebo každé měřicí zařízení 50 tak, že jeho oblast měření nezachycuje celou šířku válcovaného materiálu 10. V tomto případě může být způsobem postupného snímání pro zjišťování obrysu konce 30 pásu upraveno, že vždy příslušné měřicí zařízení 50 zachycuje sérii částečně se překrývajících jednotlivých obrazů, které v souhrnu reprodukují celý obrys konce 30 pásu. Tyto jednotlivé obrazy se pak ve vyhodnocovací jednotce spojují na celkový obraz tak, že se v oblasti překrývání kryjí. Při probíhání konce 30 pásu v příčném směru se aktuální obrazy příslušně posouvají.

Dále je regulační jednotka 22 ze strany vstupu spojena se zařízením 52 k měření teploty. Zařízení 52 k měření teploty je přitom dimenzováno ke zjišťování teplotního profilu válcovaného materiálu JO ve směru y jeho rozšíření.

Kromě toho je regulační jednotka 22 ze strany vstupu spojena s prvním zařízením 54 k měření profilu a s druhým zařízením 56 k měření profilu. První zařízení 54 k měření profilu je přitom, viděno ve směru válcování válcovaného materiálu, upraveno před první válcovací stolicí 2 a slouží ke zjišťování profilu průřezu válcovaného materiálu J_0, vbíhajícího do válcovací trati 1. Druhé zařízení 56 k měření profilu je naproti tomu, viděno ve směru válcování válcovaného materiálu 10, upraveno za poslední válcovací stolicí 2 a je upraveno ke zjišťování profilu průřezu válcovaného materiálu JO, vycházejícího z válcovací trati I.

Při provozu válcovací trati JO se ke spolehlivému udržování běhu pásu, výhodného pro kvalitativně hodnotný výsledek válcování, uskutečňuje nastavení úhlu vykývnutí každé válcovací stolice 2 zadáním vhodných hodnot S stavění regulační jednotkou 22. Válcovací trať 1 je přitom vytvořena způsobem učícího se nebo adaptivního systému, přičemž se hodnota S stavění zadává za zohlednění výsledku válcování u již vyválcovaného materiálu. K tomu se měřicími zařízeními 50 zjišťuje obrys konce 30 pásu již vyválcovaného materiálu J_0. Obrys se přitom může zjišťovat pro válcovaný materiál 10, který celkově opustil válcovací trať I, nebo také pro válcovaný materiál 10, který již vyšel zjedné z válcovacích stolic 2, následujícími válcovacími stolicemi 2 ale ještě musí projít.

-8CZ 305146 B6

Při zjišťování obrysu konce 30 pásu se na základě hodnot měření, dodaných měřicím zařízením 50, zhotovuje polynom, přibližující průběh obrysu. Na základě tohoto polynomu se pro každou válcovací stolici 2 přezkoumává, zda řídicí veličina, upravená pro tuto válcovací stolici 2, leží v oblasti tolerance zadatelné žádané hodnoty. Přitom se může jako řídicí veličina vyhodnotit například poloha maxima polynomu ve směru y rozšíření válcovaného materiálu 10 nebo také délkový rozdíl 40, charakterizující klínovitost válcovaného materiálu JO. Vzhledem k příslušně zadané řídicí veličině se hodnoty S stavění pro válcovací stolice 2 sledují tak, že se příslušné žádané hodnoty stoupajíce přibližují.

Regulační jednotka 22 generuje přitom v příkladu provedení korektumí hodnoty AS pro úhel vykývnutí válcovací stolice 2 s polohovacím číslem i uvnitř válcovací trati 1 podle vztahu:

ASj = Hj * ALj/Lj * fj * f_u, přičemž ve vztahu znamená:

Hj tloušťku válcovaného materiálu 10 na sledované válcovací stolici 2 s polohovým číslem i,

ALj klínový podíl nebo délkový rozdíl 40 válcovaného materiálu 10 na válcovací stolici 2 s polohovým číslem i,

L; referenční délku, závislou na polohovém čísle i válcovací stolice 2, na které ve válcovaném materiálu 10 dochází k toku materiálu ve směru válcování nebo podélném směru válcovaného materiálu JO, fi faktor k vyhodnocení toku materiálu ve válcovaném materiálu 10 v jeho podélném směru, f_u způsobem výkyvného modulu přepočítávací faktor k převádění klínovitosti pásu k hodnotě stavění pro ustavenou polohu.

Regulační jednotka 22 je přitom doplňkově dimenzována pro to, že se hodnota stavění pro úhel vykývnutí válcovací stolice 2 při zadání hodnot stavění pro úhel vykývnutí následujících válcovacích stolic 2 rovněž zohledňuje. Přitom je upraveno, že se pokud možno co nejvíce kompenzují poruchy v běhu pásu, vyvolané vykývnutím válcovací stolice 2 uvnitř válcovací trati 1 v následujících válcovacích stolicích 2. Přitom se uskutečňuje spoluvykývnutí následujících válcovacích stolic 2 v míře, proporcionální k tloušťce válcovaného materiálu JO, klesající ve směru válcování.

Regulační jednotka 22 dále zadává hodnoty S stavění pro ohybové síly pracovních válců 4, 6, a k tomu je spojena s blíže nezobrazenými stavěcími prvky, přiřazenými pracovním válcům 4, 6. Také tyto hodnoty S stavění pro ohybové síly pracovních válců se na základě zjištěného obrysu konce 30 pásu sledují a korigují. K tomu se ze zjištěného obrysu konce 30 pásu v regulační jednotce 22 za zohlednění prodloužení pásu vypočítává průběh šířky pásu v následujících válcovacích stolicích 2. Z těchto šířkových parametrů se za zohlednění chování pracovních válců 4, 6 při ohybu hodnoty S stavění pro ohybovou sílu pracovních válců 4, 6 zadávají tak, aby pokud možno nevznikaly nerovnosti na válcovaném materiálu 10 a tedy vyválcování pásu.

Doplňkově může být regulační jednotka 22 dimenzována také pro využití zjištěného obrysu konce 30 pásu při zadání tažné síly pro zvedač smyček a/nebo hodnoty S stavění pro nezobrazenou pěchovací stolici, předřazenou válcovací trati i.

Způsob je použitelný nejen u válcovací trati i sestávající z většího množství válcovacích stolic 2, ale i u reverzních stolic, ve kterých se válcuje větší množství průchodů.

Claims (22)

1. Způsob válcování pásovitého válcovaného materiálu, na pěchovací stolici nebo na válcovacích stolicích (2), upravených viděno ve směru (x) válcování za sebou, při němž se využívá stavěčích jednotek (20) k ovlivňování obrysu konce (30) pásu, vyznačující se tím, že se hodnota (S) stavění pro jednu nebo každou stavěči jednotku (20) přiřazenou válcovací stolici (2) nebo pěchovací stolici zadává v závislosti na zjištěném obrysu konce (30) pásu již vyválcovaného válcovaného materiálu (10).

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že hodnota (S) stavění se zadává v závislosti na zjištěném obrysu konce (30) pásu již vy válcovaného materiálu (10) pro úhel vykývnutí jedné nebo každé válcovací stolice (2) okolo v podstatě kolmo ke směru (x) válcování orientované osy (18) otáčení.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že obrys konce (30) pásu se zjišťuje opticky.

4. Způsob podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že jedna nebo každá hodnota (S) stavění se zadává na základě vyhodnocení polynomu, který aproximuje množství hodnot měření, charakterizujících v souhrnu obrys konce (30) pásu.

5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, v y z n a č u j í c í se tím, že při zadání jedné nebo každé hodnoty (S) stavění se zohledňuje zjištěný obrys hlavy pásu již vyválcovaného materiálu (10).

6. Způsob podle některého z nároků laž5, vyznačující se tím, že při zadání jedné nebo každé hodnoty (S) stavění se zohledňuje teplotní profil válcovaného materiálu (10), zjištěný ve směru (y) rozšíření pásu, a/nebo profil tloušťky, zjištěný ve směru (y) rozšíření pásu.

7. Způsob podle některého z nároků laž6, vyznačující se tím, že při zadání hodnoty (S) stavění pro válcovací stolici (2) se zohledňuje tloušťka válcovaného materiálu (10) při jeho průběhu touto válcovací stolicí (2).

8. Způsob podle některého z nároků laž7, vyznačující se tím, že se hodnota (S) stavění, zadaná pro válcovací stolici (2), zohledňuje při zadání hodnoty (S) stavění pro jednu nebo každou následující válcovací stolici (2), viděno ve směru (x) válcování.

9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že se hodnota (S) stavění, zadaná pro válcovací stolici (2), při zadání hodnoty (S) stavění pro následující válcovací stolici (2) zohledňuje v míře, proporcionální k navrženému poklesu tloušťky válcovaného materiálu (10) při přechodu do této následující válcovací stolice (2).

10. Způsob podle některého z nároků laž9, vyznačující se tím, že jedna nebo každá hodnota (S) stavění se sleduje tak, že se nastavuje obrys konce (30) pásu, symetrický k podélné střední ose (32) válcovaného materiálu (10).

11. Způsob podle některého z nároků lažlO, vyznačující se tím, že se jedna nebo každá hodnota (S) stavění sleduje tak, že obrys konce (30) pásu zaujímá polohu maxima (36), zadatelnou jako žádaná hodnota, ve směru (y) rozšíření pásu,

12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že se zadává žádaná hodnota pro polohu maxima (36), závislá na poloze válcovací stolice (2) ve válcovací trati (1), ve směru (y) rozšíření a/nebo pro klínovitost obrysu konce (30) pásu.

- 10CZ 305146 B6

13. Válcovací trať pro provádění způsobu podle nejméně jednoho z nároků 1 až 12, opatřená válcovacími stolicemi (2), upravenými viděno ve směru (x) válcování za sebou, kterým je přiřazena vždy jedna stavěči jednotka (20) k ovlivňování obrysu konce (30) pásu, vyznačující se tím, že dále obsahuje regulační jednotku (22) pro zadávání hodnoty (S) stavění pro jednu nebo každou válcovací stolici (2) nebo pěchovací stolici přiřazenou stavěči jednotku (20) v závislosti na zjištěném obrysu konce (30) pásu již vy válcovaného materiálu (10).

14. Válcovací trať podle nároku 13, vyznačující se tím, že regulační jednotka (22) je upravena pro zadávání hodnoty (S) stavění pro úhel vykývnutí jedné nebo každé válcovací stolice (2) okolo v podstatě kolmo ke směru (x) válcování orientované osy otáčení (18) v závislosti na zjištěném obrysu konce (30) pásu již vyválcovaného materiálu (10).

15. Válcovací trať podle nároku 13 nebo 14, vyznačující se tím, že regulační jednotka (22) je ze strany vstupu spojena s množstvím válcovací stolici (2) přiřazených měřicích zařízení (50) ke zjišťování obiysu konce (30) pásu a/nebo hlavy pásu v rovině rozpětí.

16. Válcovací trať podle nároku 15, vyznačující se tím, že jedno nebo každé měřicí zařízení (50) je vytvořeno jako optické zařízení, výhodně jako kamera.

17. Válcovací trať podle některého z nároků 13ažl6, vyznačující se tím, že regulační jednotka (22) je ze strany vstupu spojena se zařízením (52) k měření teploty ke zjišťování teplotního profilu válcovaného materiálu ve směru (y) jeho rozšíření a/nebo se zařízeními (54, 56) k měření profilu ke zjišťování profilu pásu ve směru (y) rozšíření.

18. Válcovací trať podle některého z nároků 13 až 17, vyznačující se tím, že přední válcovací stolice (2) jsou vykývnutelné pro zhotovení symetrického profilu hotového pásu, bez tloušťkového klínu přes šířku pásu.

19. Válcovací trať podle některého z nároků 13 až 18, vyznačující se tím, že jsou na ní upraveny korekční články pro sílu zvedače smyček a ohybovou sílu pracovních válců v závislosti na zjištěné šířce pásu.

20. Válcovací trať podle jednoho nebo více z nároků 13 až 19, vyznačující se tím, že je v ní upravena pěchovací stolice pro nastavení optimálního obdélníku pásu.

21. Válcovací trať podle nároku 20, vyznačující se tím, že dále obsahuje kontrolní jednotku maximálního poklesu pěchování pro zamezení tvarům konce pásu v půdorysu ve tvaru rybího ocasu.

22. Válcovací trať podle jednoho nebo více z nároků 13 až 21, vyznačující se tím, že válcovací stolice (2) válcovací trati mají stavěči články profilu ke korektuře profilu pásu pro ovlivňování tvaru konce pásu.