DE102010014350B9 - Walzstraße, Walzvorrichtung und Steuerverfahren dafür - Google Patents

Walzstraße, Walzvorrichtung und Steuerverfahren dafür Download PDF

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Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, Arbeitwalzen zu öffnen und zu schließen, ohne daß die Arbeitswalzen und ein gewalztes Band verkratzt werden und ohne daß ein Schlupf dazwischen auftritt. Dazu umfaßt eine Walzstraße eine Last-Erfassungseinrichtung für das gewalzte Band, eine Bandgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite, eine Spannungs-Erfassungseinrichtung für das gewalzte Band an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite, eine Motorgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung für den Elektromotor, der die Arbeitswalzen antreibt, eine Spannungs-/Geschwindigkeits-Bezugswert-Berechnungseinrichtung für die Spannung des gewalzten Bandes an der Eingangsseite und der Ausgangsseite des Walzgerüsts oder für eine Bezugsgeschwindigkeit für den Elektromotor, eine Geschwindigkeits-Steuereinrichtung zum Steuern der Geschwindigkeit des Elektromotors auf der Basis von Geschwindigkeitsdaten und der Bezugsgeschwindigkeit, eine Walzenpositions-Berechnungseinrichtung und eine Berechnungseinrichtung für Anweisungen zum Öffnen/Schließen der Walzen bei...

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Walzstraße gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Verfahren zum Steuern einer Walzstraße gemäß dem Oberbegriff des nebengeordneten Patentanspruchs 6, eine Walzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des nebengeordneten Patentanspruchs 11 und ein Verfahren zum Steuern einer Walzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des nebengeordneten Patentanspruchs 16.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Bei einer solchen herkömmlichen Kaltwalzstraße, insbesondere einer kontinuierlichen Walzstraße und einer sogenannten Tandem-Kaltwalzstraße mit einer Anzahl von in Reihe angeordneten Walzanlagen wird das zu walzende Material (Bandspulen) an der Eingangsseite der kontinuierlichen Walzstraße zusammengeschweißt und kontinuierlich ausgewalzt. Da sich die Walzprodukte hinsichtlich der Art des Stahls, der Dicke des Bandes und der Breite des Bandes von Bandspule zu Bandspule ändern, muß das Walzschema jedesmal dann, wenn ein Schweißpunkt durch die Walzanlage läuft, geändert werden.
  • Wenn der Unterschied in der Bandbreite, der Banddicke, dem Bandmaterial und dergleichen zwischen der gerade gewalzten Bandspule und der danach zu walzenden Bandspule jedoch sehr groß ist, kann das Band beim nachfolgenden Walzvorgang am Schweißpunkt brechen. Daher wird die Walzanlage beim Durchlaufen des Schweißpunktes angehalten, die Arbeitswalzen werden für die Bandspule zu einem größeren Walzspalt geöffnet, und der Betrieb der Walzanlage wird fortgesetzt, nachdem der Schweißpunkt der Bandspule durchgelaufen ist.
  • Die JP 2004-34039 A und JPS 58-168410 beschreiben diesbezügliche Techniken.
  • Beim Steuern der Geschwindigkeit eines Walzgerüsts wird im allgemeinen die Massenflußbilanz für das gewalzte Band berücksichtigt, damit Änderungen in der Dicke des Bandes und der Spannung daran nicht das nachfolgenden Walzgerüst beeinflussen. Wenn eines der Walzgerüste als Bezugs-Walzgerüst genommen wird, wird dessen Geschwindigkeit nicht verstellt, sondern es wird die Geschwindigkeit des anderen Walzgerüsts in einer bestimmten Richtung daran angepaßt.
  • Zum Beispiel wird die Geschwindigkeit einer eingangsseitigen Spannrolle dadurch gesteuert, daß ein Bezugswert für die Geschwindigkeitseinstellung an das in Bandlaufrichtung erste Walzgerüst ausgegeben wird, ohne daß die Geschwindigkeit für das in Bandlaufrichtung nachgeordnete Walzgerüst geändert wird, dessen Geschwindigkeit konstant gehalten wird.
  • Bei einem Bezug auf das in Bandlaufrichtung erste Walzgerüst wird mit dem Steuersignal für die Steuerung der Spannung zwischen den Walzgerüsten die Geschwindigkeit des in Bandlaufrichtung nachgeordneten Walzgerüsts gesteuert, ohne daß die Geschwindigkeit des in Bandlaufrichtung ersten Walzgerüsts geändert wird. Auf diese Weise wird eine ausgangsseitige Spannrolle einer Steuerung unterworfen.
  • Der Konferenzbericht von John Pittner und Marwan A. Simaan ”Optimal Control of Continuous Tandem Cold Metal Rolling”, 2008 American Control Conference, June 11–13, 2008, Seattle (WA), USA, Seiten 2834–2839, beschreibt Walzstraßen, Walzvorrichtungen, bzw. deren Steuerverfahren, von denen jeweils die Oberbegriffe der vorliegenden unabhängigen Ansprüche 1, 6, 11 und 16 ausgehen.
  • Herkömmlich wird vor dem Beginn des Walzvorganges ein Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende festgelegt, und es werden eine Banddickensteuerung und eine Spannungssteuerung ausgewählt und durchgeführt, die zu dem Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende passen. Die JP 2008-142728 A , die JPS 58-205611 A , die JP 61-070429 A (Patent Nr. 2797872) und die JP 08-252617 A (Patent Nr. 3234431) beschreiben entsprechende Techniken.
  • Bei dieser Technik verursachen die Arbeitswalzen an dem Teil des gewalzten Bandes, an dem die Walzen stoppen, eine Stopmarke. Da die Arbeitswalzen auf das Band zu geschlossen werden, nachdem der Schweißpunkt durchgelaufen ist, um den Walzvorgang wieder aufzunehmen, ist das gewalzte Band nicht maßhaltig, bis die Banddicke nach der erneuten Aufnahme des Betriebs wieder innerhalb eines akzeptablen Bereichs liegt. Dadurch wird die Ausbeute der Walzbandspule verringert. Auch nimmt die Arbeitseffektivität ab, da die Walzanlage angehalten wird, um die Arbeitswalzen zu öffnen und das gewalzte Band zuzuführen, bis der Schweißpunkt hindurchgelaufen ist, woraufhin die Arbeitwalzen wieder geschlossen werden und der Betrieb wieder aufgenommen wird.
  • Auch beim Ersetzen einer Arbeitswalze wird bei jedem Anhalten der Walzstraße auf dem gewalzten Band eine Stopmarke erzeugt. Die Ausbeute an dem Produkt wird dadurch geringer, und gleichzeitig kann die Walzstraße nicht betrieben werden, bis nach dem Anhalten die Arbeitswalzen von dem gewalzten Band weggenommen und geöffnet worden sind, die Arbeitswalze ersetzt wurde und die Arbeitswalzen wieder geschlossen wurden. Dadurch nimmt die Arbeitseffektivität des Walzvorganges ab.
  • Wenn die Arbeitswalzen von dem gewalzten Band weggenommen und geöffnet sowie damit wieder in Kontakt gebracht werden können, während der Walzvorgang weiter läuft, braucht die Walzstraße nicht angehalten werden, und die Ausbeute und die Arbeitseffektivität werden besser. Der Betrieb der kontinuierlichen Walzstraße wird merklich verbessert, und es wird möglich, die Arbeitswalzen auszutauschen (zu ersetzen) und die Anzahl von Walzgerüsten für den Walzvorgang im laufenden Betrieb zu ändern.
  • Es ist jedoch schwierig, die Arbeitswalzen während des Walzvorganges zu öffnen und mit dem gewalzten Band in Kontakt zu bringen. Es wurden zwar diesbezüglich verschiedene Studien durchgeführt, für den tatsächlichen praktischen Betrieb sind jedoch nur wenige Techniken geeignet.
  • Die Probleme beim Öffnen und Schließen der Arbeitswalzen während des Walzvorganges liegen darin, daß das gewalzte Band während des Öffnens und Schließen der Arbeitswalzen so unstabil werden kann, daß es bricht, und daß beim Öffnen der Arbeitswalzen und beim Herstellen des Kontakts mit dem gewalzten Band zwischen dem gewalzten Band und den Arbeitswalzen ein Schlupf auftritt. Dadurch können sowohl auf dem gewalzten Band als auch den Arbeitswalzen Kratzer entstehen.
  • Bei einer Belastung des zu walzenden metallischen Bands wird dieses verformt. Eine vorübergehende Verformung, bei der das zu walzende Band nach dem Wegnehmen der Last wieder den ursprünglichen Zustand annimmt, wird elastische Verformung genannt. Eine bleibende Verformung, die auch nach der Wegnahme der Last in dem gewalzten Band verbleibt, wird plastische Verformung genannt. Die Belastung am Übergangspunkt von der elastischen Verformung zur plastischen Verformung wird Fließgrenze genannt.
  • Durch die Spannung zwischen den Walzgerüsten und die von den Arbeitswalzen ausgeübte Belastung wird das gewalzte Band beim Walzen plastisch verformt, so daß die Dicke des Bandes an der Abgabeseite der Walzanlage kleiner ist als an der Eingangsseite der Walzanlage. Der Unterschied in der Dicke des Bandes zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Walzanlage wird Reduktion genannt.
  • Bei einer Verringerung der Belastung durch die Arbeitswalzen wird auch die Reduktion kleiner. Wenn die Belastung kleiner wird als die Belastung an der Fließgrenze für den Übergang von der plastischen Verformung zur elastischen Verformung, wird die Reduktion zu Null oder extrem klein. Dabei wird die Geschwindigkeit des gewalzten Bandes an der Eingangsseite der Walzanlage größer und an der Ausgangsseite der Walzanlage kleiner, mit der Folge eines scharfen Anstiegs der Spannung an der Eingangsseite der Walzanlage und an der Ausgangsseite der Walzanlage.
  • Wenn die Belastung durch die Arbeitswalzen an einem Band, das sich im Zustand elastischer Verformung befindet, ansteigt und die Fließgrenze übersteigt, geht das Band in den Zustand plastischer Verformung über.
  • Da dadurch die Reduktion plötzlich zunimmt, nimmt die Geschwindigkeit des gewalzten Bandes an der Eingangsseite der Walzanlage ab und an der Ausgangsseite der Walzanlage zu. Als Folge davon nimmt die Spannung an der Eingangsseite der Walzanlage und an der Ausgangsseite der Walzanlage stark ab.
  • Bei einer normalen Walzgeschwindigkeit wird der Walzvorgang bei einer starken Zunahme der Spannung am gewalzten Band unstabil, und es treten Formdefekte auf, sogenannte Flächenkontraktionen. Die Spannung am Rand des Bandes steigt an, mit der Folge von Brüchen im gewalzten Band.
  • Wenn die Arbeitswalze vom gewalzten Band zurückgezogen wird, ändert sich das Drehmoment des die Arbeitswalze antreibenden Motors, und es ändern sich die Geschwindigkeiten der Arbeitswalze und des gewalzten Bandes. Dadurch rutschen das gewalzte Band und die Arbeitswalze aufeinander. Wenn andererseits die Arbeitswalze mit dem gewalzten Band in Kontakt gebracht wird, tritt zwischen der Arbeitwalze und dem gewalzten Band ebenfalls Schlupf auf, da sich die Geschwindigkeiten der Arbeitwalze und des gewalzten Bandes unterscheiden.
  • Das heißt, daß beim Öffnen und Schließen der Arbeitswalzen während des Betriebs der Walzanlage (während das gewalzte Band durchläuft) wegen des Unterschieds in den Geschwindigkeiten der Arbeitswalzen und des gewalzten Bandes ein Schlupf auftritt und Kratzer entstehen.
  • Beim Öffnen und Schließen der Arbeitswalzen ändert sich durch den plötzlichen Übergang des Zustands des gewalzten Bandes von der plastischen Verformung zur elastischen Verformung und umgekehrt die Spannung am Band so stark, daß die Ebenheit des Bandes gestört ist. Die Folge ist eine Flächenkontraktion und möglicherweise ein Bandbruch.
  • Entsprechend sucht der Fachmann nach einem Verfahren und einer Walzstraße, bei dem bzw. bei der die Arbeitswalzen mit einer minimalen Änderung in der Spannung des Bandes und ohne das Auftreten von Schlupf zwischen dem gewalzten Band und den Arbeitwalzen geöffnet und geschlossen werden können.
  • Das technische Problem ist es daher, beim Öffnen und Schließen der Arbeitswalzen keine Kratzer auf dem gewalzten Band und/oder den Arbeitswalzen zu erzeugen.
  • Die herkömmliche Technik weist darüberhinaus das folgende Problem auf. Wenn das in Bandlaufrichtung nachgeordnete Walzgerüst für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende gewählt wird, weil zum Beispiel das in Bandlaufrichtung nachgeordnete Walzgerüst als Bezugsstandard genommen wird, wird das Ausgangssignal für die Spannungssteuerung zwischen den Walzgerüsten zur Geschwindigkeit des in Bandlaufrichtung ersten Walzgerüsts, und eine Folgesteuerung steuert die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle. Die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle wird darüberhinaus auch durch die eingangsseitige Spannungssteuerung gesteuert.
  • Wen die Reduktion an dem in Bandlaufrichtung ersten Walzgerüst gesteuert und der Walzspalt verengt wird, nimmt die eingangsseitige Spannung ab, und auch die Spannung zwischen den Walzgerüsten nimmt ab. Durch die Spannungssteuerung zwischen den Walzgerüsten nimmt daher wegen des Geschwindigkeits-Ausgangssignals für das erste Walzgerüst die Geschwindigkeit des ersten Walzgerüsts ab. Durch die Folgesteuerung wird wegen des Geschwindigkeits-Ausgangssignals für die eingangsseitige Spannrolle die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle kleiner. Die eingangsseitige Spannungssteuerung setzt die eingangsseitige Spannung herab, so daß durch das Geschwindigkeits-Ausgangssignal für die eingangsseitige Spannrolle die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle herabgesetzt wird.
  • An die eingangsseitige Spannrolle wird die Summe der Steuersignale der Spannungssteuerung zwischen den Walzgerüsten und der eingangsseitigen Spannungssteuerung ausgegeben. Die Folge ist eine große Änderung in der Geschwindigkeit, wodurch die Steuerantwort lange dauert.
  • Bei der beschriebenen herkömmlichen Technik wird durch die Folgesteuerung mit einem Festlegen des Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsendes vor dem Beginn des Walzens bei einer Änderung der Spannung durch eine Walzspaltänderung am Walzgerüst die Änderung in der Geschwindigkeit so groß, daß die Reaktion der Steuerung lange dauert.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf diesen Umständen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Walzstraße der eingangs genannten Art ein Öffnen und Schließen der Arbeitswalzen zu ermöglichen, ohne daß ein Schlupf zwischen dem gewalzten Band und den Arbeitswalzen auftritt und ohne daß diese verkratzt werden. Dabei soll die Genauigkeit in der Banddicke und die Einhaltung einer präzisen Spannung dadurch verbessert werden, daß Spannungsänderungen und/oder Banddickenänderungen aufgrund einer Verzögerung in der Geschwindigkeitsantwort vermieden werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorstehende Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale in den Patentansprüchen 1 und 6, bzw. durch die kennzeichnenden Merkmale in den Patentansprüchen 11 und 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die vorliegende Erfindung umfaßt gemäß einem ersten Aspekt eine Walzstraße mit einem oder mehr als einem Walzgerüst mit einer oberen und einer unteren Arbeitswalze zum Drücken auf und Walzen eines durchlaufenden gewalzten Bandes von oben und von unten, mit einer Reduktions-Steuervorrichtung zum Steuern des Walzspaltes zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze, mit einer Last-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der von der oberen und der unteren Arbeitswalze auf das gewalzte Band ausgeübten Belastung, mit einer Bandgeschwindigkeits-Erfassungeinrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit des gewalzten Bandes an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite des Walzgerüsts, mit einer Spannungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Spannung am gewalzten Band an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite des Walzgerüsts, mit einer Motorgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit des Elektromotors, der die obere und die untere Arbeitswalze des Walzgerüsts antreibt, mit einer Spannungs-/Geschwindigkeits-Bezugswert-Berechnungseinrichtung zum Berechnen der Spannung des gewalzten Bandes an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite des Walzgerüsts oder eines Bezugwerts für die Geschwindigkeit des Elektromotors, mit einer Geschwindigkeits-Steuereinrichtung zum Steuern der Geschwindigkeit des Elektromotors auf der Basis von bestimmten Daten für die Geschwindigkeit, die von der Motorgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung gemessen werden, und der Bezugsgeschwindigkeit, mit einer Walzenpositions-Berechnungseinrichtung zum Berechnen der Position der Arbeitswalze, und mit einer Berechnungsvorrichtung für Anweisungen zum Öffnen/Schließen der Walze bei laufendem Band zum Steuern des Öffnens/Schließens der oberen und der unteren Arbeitswalze relativ zum gewalzten Band während dessen Durchlaufs, wobei die Berechnungsvorrichtung für Anweisungen zum Öffnen/Schließen der Walze bei laufendem Band das gewalzte Band durch Erhöhen oder Verringern der Last, Konstanthalten der Last und Steuern des Öffnens von geschlossenen oberen und unteren Arbeitswalzen am gewalzten Band oder Schließen von offenen oberen und unteren Arbeitswalzen am gewalzten Band unter Verwendung der Reduktions-Steuervorrichtung in den Zustand elastischer Verformung bringt, ohne daß der Lauf des gewalzten Bandes angehalten wird, während die Spannungen und/oder die Geschwindigkeiten des gewalzten Bandes an der Eingangsseite des Walzgerüsts und an der Ausgangsseite des Walzgerüsts gleich groß gehalten werden.
  • Die vorliegende Erfindung umfaßt gemäß einem zweiten Aspekt ein Verfahren zum Steuern einer Walzstraße mit einem oder mehr als einem Walzgerüst mit einer oberen und einer unteren Arbeitswalze zum Drücken auf und Walzen eines durchlaufenden gewalzten Bandes von oben und von unten, und mit einer Reduktions-Steuervorrichtung zum Steuern des Walzspaltes zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze, wobei das Verfahren einen ersten Schritt einer Steuervorrichtung zum Erhöhen oder Verringern der von der oberen und der unteren Arbeitswalze an das gewalzten Band ausgeübten Belastung ohne Anhalten des Laufs des gewalzten Bands, einen zweiten Schritt der Steuervorrichtung zum Konstanthalten der Belastung, nachdem das gewalzte Band in den Zustand elastischer Verformung gelangt ist, und einen dritten Schritt der Steuervorrichtung zum Öffnen der geschlossenen oberen und unteren Arbeitswalzen von dem gewalzten Band oder Schließen der offenen oberen und unteren Arbeitswalzen zum gewalzten Band unter Verwendung der Reduktions-Steuervorrichtung ohne Anhalten des Laufs des gewalzten Bandes umfaßt, wobei die Spannungen und/oder die Geschwindigkeiten des gewalzten Bandes an der Eingangsseite des Walzgerüsts und an der Ausgangsseite des Walzgerüsts gleich groß gehalten werden.
  • Die vorliegende Erfindung umfaßt gemäß einem dritten Aspekt eine Walzvorrichtung mit einer eingangsseitigen Spannrolle zum Steuern der an der Eingangsseite einer Walzanlage an ein zu walzendes Band angelegten Spannung, mit einer Geschwindigkeits-Steuereinrichtung für die eingangsseitige Spannrolle, mit einer ausgangsseitigen Spannrolle zum Steuern der an der Ausgangsseite einer Walzanlage an ein gewalztes Band angelegten Spannung, mit einer Geschwindigkeits-Steuereinrichtung für die ausgangsseitige Spannrolle, mit einer Anzahl von Walzgerüsten, mit einer Geschwindigkeits-Steuereinrichtung für die Anzahl von Walzgerüsten, mit einem Banddickendetektor zum Erfassen der Banddicke des gewalzten Bandes, mit einem Spannungsdetektor zum Erfassen der Spannung am gewalzten Band, mit einer Anzahl von Steuereinrichtungen für die Ausgabe der Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle, der Geschwindigkeit der ausgangsseitigen Spannrolle und der Geschwindigkeit der Anzahl von Walzgerüsten an jeweiligen Geschwindigkeits-Manipulationsenden auf der Basis von bestimmten Daten für das Walzen, die aus der Banddicke des gewalzten Bandes erhalten werden, die vom Banddickendetektor erfaßt wird, und der Spannung des gewalzten Bandes, die vom Spannungsdetektor erfaßt wird, mit einer Bestimmungseinrichtung für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende zum Bestimmen eines Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsendes, an dem keine Einstellgröße für die Geschwindigkeitssteuerung ausgegeben wird, auf der Basis von bestimmten Daten für das Walzen einschließlich der Banddicke und der Spannung und von Walzbedingungen einschließlich dem Steuerausgang für die Banddickensteuerung und die Spannungssteuerung derart, daß die Geschwindigkeitseinstellgröße an jedem Geschwindigkeits-Manipulationsende minimal wird, und mit einer Erzeugungseinrichtung für den Bezugswert der Geschwindigkeitseinstellung zum Bestimmen der jeweiligen Geschwindigkeitseinstellgröße für die eingangsseitige Spannrolle, die ausgangsseitige Spannrolle und die Anzahl von Walzgerüsten gemäß dem von der Bestimmungseinrichtung für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende bestimmten Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende und Ausgabe der jeweiligen Bezugsgeschwindigkeitseinstellgröße an jedem Geschwindigkeits-Manipulationsende.
  • Die vorliegende Erfindung umfaßt gemäß einem vierten Aspekt ein Verfahren zum Steuern einer Walzvorrichtung mit einer eingangsseitigen Spannrolle zum Steuern der an der Eingangsseite einer Walzanlage an ein zu walzendes Band angelegten Spannung, mit einer Geschwindigkeits-Steuereinrichtung für die eingangsseitige Spannrolle, mit einer ausgangsseitigen Spannrolle zum Steuern der an der Ausgangsseite einer Walzanlage an ein gewalztes Band angelegten Spannung, mit einer Geschwindigkeits-Steuereinrichtung für die ausgangsseitige Spannrolle, mit einer Anzahl von Walzgerüsten, mit einer Geschwindigkeits-Steuereinrichtung für die Anzahl von Walzgerüsten, mit einem Banddickendetektor zum Erfassen der Banddicke des gewalzten Bandes, mit einem Spannungsdetektor zum Erfassen der Spannung am gewalzten Band, mit einer Anzahl von Steuereinrichtungen für die Ausgabe der Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle, der Geschwindigkeit der ausgangsseitigen Spannrolle und der Geschwindigkeit der Anzahl von Walzgerüsten an jeweiligen Geschwindigkeits-Manipulationsenden auf der Basis von bestimmten Daten für das Walzen, die aus der Banddicke des gewalzten Bandes erhalten werden, die vom Banddickendetektor erfaßt wird, und der Spannung des gewalzten Bandes, die vom Spannungsdetektor erfaßt wird, wobei das Verfahren einen Schritt zum Bestimmen eines Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsendes, an dem keine Einstellgröße für die Geschwindigkeitssteuerung ausgegeben wird, so daß auf der Basis von bestimmten Daten für das Walzen einschließlich der Banddicke und der Spannung und von Walzbedingungen einschließlich dem Steuerausgang für die Streifendickensteuerung und die Spannungssteuerung die Geschwindigkeitseinstellgröße an jedem Geschwindigkeits-Manipulationsende minimal wird, und einen Schritt zum Bestimmen der jeweiligen Geschwindigkeitseinstellgröße für die eingangsseitige Spannrolle, die ausgangsseitige Spannrolle und die Anzahl von Walzgerüsten gemäß dem von einer Bestimmungseinrichtung für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende bestimmten Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende und Ausgabe der Bezugsgeschwindigkeitseinstellgröße an jedem Geschwindigkeits-Manipulationsende umfaßt.
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, die Arbeitswalzen zu öffnen und zu schließen, ohne daß zwischen dem gewalzten Band und den Arbeitswalzen ein Schlupf auftritt und diese verkratzt werden.
  • Außerdem ist es möglich, die Genauigkeit in der Banddicke und in der Spannung zu erhöhen, da Spannungsänderungen und/oder Banddickenänderungen aufgrund von Verzögerungen in der Geschwindigkeitsantwort vermieden werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Darstellung einer Walzstraße S mit einem Walzgerüst und mit einem einfachen Beispiel für die Ausgestaltung eines Systems zum Öffnen und Schließen der Walzen bei laufendem Band gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2A ist ein Diagramm für die Geschwindigkeit der Walzstraße, das heißt die Geschwindigkeit von Arbeitswalzen, die von einem Elektromotor angetrieben werden, zum Zeitpunkt des Öffnens der Arbeitswalzen für ein gewalztes Band, während die Walzstraße in Betrieb ist (während das gewalzte Band 1 durchläuft).
  • 2B ist ein Diagramm für die Walzlast am gewalzten Band und die Biegekraft der Arbeitswalzen im Betrieb der Walzstraße.
  • 2C ist ein Diagramm für bestimmte Spannungsdaten an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite der Walzstraße im Betrieb der Walzstraße.
  • 2D ist ein Diagramm für bestimmte Geschwindigkeitsdaten des gewalzten Bandes an der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Walzstraße im Betrieb der Walzstraße.
  • 3 zeigt beispielhaft den Ablauf eines Öffnungsvorganges der Arbeitswalzen für ein gewalztes Band im Betrieb der Walzstraße.
  • 4A ist ein Diagramm für die Geschwindigkeit der Walzstraße, das heißt die Geschwindigkeit der von einem Motor angetriebenen Arbeitswalzen der Walzstraße zum Zeitpunkt des Schließens von oberen und unteren Arbeitswalzen auf ein gewalztes Band, während die Walzstraße in Betrieb ist (während das gewalzte Band durchläuft).
  • 4B ist ein Diagramm für die Walzlast am gewalzten Band und die Biegekraft der Arbeitswalzen im Betrieb der Walzstraße.
  • 4C ist ein Diagramm für bestimmte Spannungsdaten an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite der Walzstraße im Betrieb der Walzstraße.
  • 4D ist ein Diagramm für bestimmte Geschwindigkeitsdaten des gewalzten Bandes an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite der Walzstraße.
  • 5 zeigt beispielhaft den Ablauf beim Schließen der oberen und unteren Arbeitswalze auf das gewalzte Band im Betrieb der Walzstraße (während das gewalzte Band weiterläuft).
  • 6 ist eine Darstellung des Aufbaus einer Walzvorrichtung und eines Steuersystems dafür gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 7 zeigt ein Bezugsbeispiel.
  • 8 ist eine Darstellung des Aufbaus einer Bestimmungsvorrichtung für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende in der Walzvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 9 ist eine Darstellung des Aufbaus einer Erzeugungsvorrichtung für den Bezugswert der Geschwindigkeitseinstellung in der Walzvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 10 ist ein Zeitdiagramm für einen Steuervorgang bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 11 ist ein Flußdiagramm für einen Steuervorgang bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 12 ist eine Darstellung eines ersten Aufbaus eines Bezugsbeispiels für eine Walzvorrichtung und eines Steuersystems dafür.
  • 13 ist eine Darstellung eines zweiten Aufbaus eines Bezugsbeispiels für eine Walzvorrichtung und eines Steuersystems dafür.
  • 14 ist eine Darstellung des Aufbaus einer Walzvorrichtung mit eingangsseitigen und ausgangsseitigen Zugrollen gemäß einem modifizierten Beispiel der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eines Steuersystems dafür.
  • 15 ist eine Darstellung des Aufbaus einer Walzvorrichtung mit einer Einstellvorrichtung für die optimale Geschwindigkeit gemäß einem modifizierten Beispiel der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eines Steuersystems dafür.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird nun eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. In der 1 usw. sind einzelne Funktionen als Block dargestellt, und wenn die ganze (oder ein Teil der) Vorrichtung von einem Computer gebildet wird, können die Funktionen durch eine Software ausgeführt werden. Das heißt, daß ein als ”Vorrichtung” bezeichnetes strukturelles Element genausogut eine ”Einrichtung” oder eine ”Einheit” sein kann. Die 1 ist eine schematische Darstellung einer Walzstraße S mit einem Walzgerüst und mit einem einfachen Beispiel für die Ausgestaltung eines Systems zum Öffnen und Schließen der Walzen bei durchlaufendem Band gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • <<Überblick über die Walzstraße S>>
  • Bei der Walzstraße S gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung öffnen sich eine obere und eine untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 für ein gewalztes Band nach einer vorgegebenen Prozedur während des Walzvorgangs bei einer Bandlaufgeschwindigkeit von gleich 60 mpm (Meter/Minute) oder weniger, wenn ein Schweißpunkt des gewalzten Bandes 1 durch die obere und untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 läuft, die beide die Walzarbeit ausführen. Dabei wird festgestellt, ob das gewalzte Band 1 aus dem Zustand plastischer Verformung in den Zustand elastischer Verformung übergegangen ist, und es wird bewirkt, daß die obere und untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 nicht mit dem gewalzten Band 1 in Kontakt kommen. Danach wird während eines Langsamphase der Walzstraße S, bei der die Geschwindigkeit des gewalzten Bandes 1 gleich oder kleiner als 60 mpm ist, bewirkt, daß die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 wieder mit dem gewalzten Band 1 in Kontakt kommen, wobei festgestellt wird, ob das gewalzte Bande 1 aus dem Zustand elastischer Verformung in den Zustand plastischer Verformung übergegangen ist, und es wird bewirkt, daß das gewalzte Band 1 nach einer vorgegebenen Prozedur wieder Schritt für Schritt den Walzbedingungen unterworfen wird. Auf diese Weise erfolgt das Öffnen und Schließen der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 während des Walzvorganges.
  • Da festgestellt wird, ob das gewalzte Band 1 sich im Zustand plastischer Verformung oder im Zustand elastischer Verformung befindet, wenn die Geschwindigkeiten der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 und des gewalzten Bands 1 mit 60 mpm oder weniger klein sind und wenn die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 für das gewalzte Band 1 Schritt für Schritt nach einer vorgegebenen Prozedur geöffnet werden und dann wieder mit dem gewalzten Band 1 in Kontakt gebracht werden, können die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 für das gewalzte Band 1 geöffnet und geschlossen werden, ohne daß auf dem gewalzten Band 1 oder der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 Kratzer entstehen.
  • Darüberhinaus kann vermieden werden, daß zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 und dem gewalzten Band 1 ein Schlupf auftritt, so daß das gewalzte Band 1 stabil in den Walzzustand übergehen kann.
  • Da die Beschleunigungsrate/Abbremsrate in der Straße, die Spannung am gewalzten Band 1 und die Walzlast Schritt für Schritt so geändert werden, daß das gewalzte Band 1 weich in einen Zustand geringer Geschwindigkeit mit 60 mpm oder weniger übergeht, kann das gewalzte Band 1 weich vom Zustand plastischer Verformung in den Zustand elastischer Verformung übergehen und auch vom Zustand elastischer Verformung wieder in den Zustand plastischer Verformung übergehen.
  • Die Walzbedingungen für das gewalzte Band 1 wie die elastische Verformung und die plastische Verformung können aus den Abweichungen von bestimmten Spannungsdaten an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 oder an der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 oder anhand von bestimmten Daten für das Geschwindigkeitsverhältnis des gewalzten Bands 1 zwischen der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 festgestellt werden.
  • Im folgenden wird die Walzstraße S genauer erläutert.
  • <<Allgemeiner Aufbau der Walzstraße S>>
  • Die Walzstraße S umfaßt eine eingangsseitige Geschwindigkeits-Steuerrolle 2 an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3, um die das gewalzte Band 1 läuft und die das gewalzte Band 1 mit einer Steuerung der Geschwindigkeit des gewalzten Bandes 1 dem Walzgerüst 3 zuführt. Darüberhinaus umfaßt die Walzstraße S an der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 eine Zugrolle 4, auf die das gewalzte Band 1 als Bandspule 5 aufgewickelt wird.
  • Die eingangsseitige Geschwindigkeits-Steuerrolle 2 kann jeden Mechanismus umfassen, mit dem die Laufgeschwindigkeit des gewalzten Bandes 1 gesteuert werden kann, etwa einen Mechanismus in der Form von Klemmrollen, bei denen das gewalzte Band 1 zwischen Walzen festgehalten wird, oder in der Form einer Abgaberolle mit einer Geschwindigkeitssteuerfunktion oder in der Form einer Wickelrolle mit einer Geschwindigkeitssteuerfunktion.
  • An der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 befindet sich ein eingangsseitiger Spannungsdetektor 9, der die Spannung am gewalzten Band 1 an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 erfaßt, und ein eingangsseitiger Geschwindigkeitsdetektor 6, der die Laufgeschwindigkeit des gewalzten Bands 1 an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 erfaßt.
  • An der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 befindet sich außerdem ein ausgangsseitiger Spannungsdetektor 10, der die Spannung am gewalzten Band 1 an der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 erfaßt, und ein ausgangsseitiger Geschwindigkeitsdetektor 7, der die Laufgeschwindigkeit des gewalzten Bands 1 an der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 erfaßt.
  • Zum Beispiel ist der eingangsseitige und der ausgangsseitige Geschwindigkeitsdetektor 6, 7 jeweils eine Vorrichtung, die Laserlicht in einer leicht geneigten Richtung auf das gewalzte Band 1 einstrahlt und aus dem Unterschied in der Wellenlänge des einfallenden Lichts und der Wellenlänge des reflektierten Lichts Änderungen in der Geschwindigkeit ermittelt.
  • Zum Beispiel ist der eingangsseitige und der ausgangsseitige Spannungsdetektor 9, 10 jeweils eine Vorrichtung, bei der eine Rolle 9r bzw. 10r mit dem gewalzten Band 1 in Kontakt steht und die aus der Last an den Rollen 9r, 10r die Spannung des gewalzten Bands 1 ermittelt. Der eingangsseitige und der ausgangsseitige Geschwindigkeitsdetektor 6, 7 und der eingangsseitige und der ausgangsseitige Spannungsdetektor 9, 10 ist jedoch nicht auf diese beschriebene Struktur beschränkt.
  • Das Walzgerüst 3 ist mit einer Positions-Steuervorrichtung 51 für die obere Arbeitswalze Rs1 und einer Positions-Steuervorrichtung 52 für die untere Arbeitswalze Rs2 versehen. Die beiden Positions-Steuervorrichtungen 51, 52 arbeiten unabhängig voneinander. Die Positions-Steuervorrichtung 51 für die obere Arbeitswalze und die Positions-Steuervorrichtung 52 für die untere Arbeitswalze steuern unabhängig voneinander die Höhenposition der oberen Arbeitswalze Rs1 bzw. der unteren Arbeitswalze Rs2.
  • Die Positions-Steuervorrichtung 51 für die obere Arbeitswalze und die Positions-Steuervorrichtung 52 für die untere Arbeitswalze werden unabhängig voneinander jeweils durch eine eigene Steueranweisung von einer Walzenpositions-Bezugswert-Berechnungsvorrichtung 61 gesteuert.
  • Es ist auch ein Lastdetektor 8 vorgesehen, der die am oberen Teil der unteren Arbeitswalze Rs2 bzw. am unteren Teil der oberen Arbeitswalze Rs1 anliegende Last erfaßt. Die auf das gewalzte Band 1 von der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 ausgeübte Walzlast wird vom Lastdetektor 8 gemessen.
  • Eine Spannungs-/Geschwindigkeits-Bezugswert-Berechnungsvorrichtung 62 gibt an eine Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 40 für die eingangsseitige Geschwindigkeits-Steuerrolle 2, die das gewalzte Band 1 zuführt, eine Bezugsgeschwindigkeit für einen Elektromotor 20 aus und an eine Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 41 für das Walzgerüst 3 eine Bezugsgeschwindigkeit für einen Elektromotor 21. Jede der Geschwindigkeits-Steuervorrichtungen 40, 41 erfaßt die Drehzahl des Elektromotors 20 bzw. 21 durch einen Geschwindigkeitsdetektor 30, 31 am jeweiligen Elektromotor 20, 21 und steuert den Elektromotor 20, 21 so, daß er sich mit der angewiesenen Geschwindigkeit dreht, die von der Spannungs-/Geschwindigkeits-Bezugswert-Berechnungsvorrichtung 62 berechnet wurde.
  • Eine Strom-Bezugswert-Berechnungsvorrichtung 63 berechnet aus einem Spannungs-Sollwert für die Zugrolle 4, die an der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 eine Spannung auf das gewalzte Band 1 ausübt, dem Durchmesser der Spule 5 aus dem aufgewickelten gewalzten Band 1 und einer Bezugsgeschwindigkeit von der Spannungs-/Geschwindigkeits-Bezugswert-Berechnungsvorrichtung 62 einen Strom-Bezugswert für einen elektrischen Zugrollen-Antriebsmotor 22, damit die gewünschte Spannung erhalten wird. Eine Strom-Steuervorrichtung 42, in das der von der Strom-Bezugswert-Berechnungsvorrichtung 63 berechnete Bezugswert für den Strom eingegeben wird, steuert den elektrischen Zugrollen-Antriebsmotor 22 derart, daß der Strom am elektrischen Zugrollen-Antriebsmotor 22 gleich dem von der Strom-Bezugswert-Berechnungsvorrichtung 63 berechneten Bezugsstrom wird.
  • Unter normalen Walzbedingungen wird die Spannung am gewalzten Band 1 an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 durch Erhöhen/Herabsetzen der Geschwindigkeit des gewalzten Bands 1 durch die eingangsseitige Geschwindigkeits-Steuerrolle 2 gesteuert. Das gewalzte Band 1 wird vom Walzgerüst 3 auf die gewünschte Banddicke ausgewalzt und dann an der Bandspule 5 aufgewickelt.
  • Eine Berechnungsvorrichtung 60 für Anweisungen zum Öffnen/Schließen der Walzen bei laufendem Band steuert die Walzstraße S als Ganzes. Sie steuert auch den Ablauf beim Öffnen der oberen und unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 und beim Schließen der oberen und unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 für das gewalzte Band 1 umfassend, während die Walzstraße in Betrieb ist (während das gewalzte Band 1 weiterläuft), wie es später noch beschrieben wird.
  • Das heißt, daß die Berechnungsvorrichtung 60 für Anweisungen zum Öffnen/Schließen der Walzen bei laufendem Band eine Anweisung zum Schließen der Walzen an die Walzenpositions-Bezugswert-Berechnungsvorrichtung 61 ausgibt, die die Positions-Steuervorrichtungen 51, 52 für die obere und die untere Arbeitswalze steuert. Die Berechnungsvorrichtung 60 für Anweisungen zum Öffnen/Schließen der Walzen bei laufendem Band gibt auch einen Bezugswert für die Geschwindigkeit des gewalzten Bands 1 für die Geschwindigkeits-Steuervorrichtungen 40, 41 an die Spannungs-/Geschwindigkeits-Bezugswert-Berechnungsvorrichtung 62 aus. Außerdem gibt die Berechnungsvorrichtung 60 für Anweisungen zum Öffnen/Schließen der Walzen bei laufendem Band eine Bezugsspannung für das gewalzte Band 1 an der Ausgangsseite an die Strom-Bezugswert-Berechnungsvorrichtung 63 aus.
  • Die Berechnungsvorrichtung 60 für Anweisungen zum Öffnen/Schließen der Walzen bei laufendem Band, die Walzenpositions-Bezugswert-Berechnungsvorrichtung 61, die Spannungs-/Geschwindigkeits-Bezugswert-Berechnungsvorrichtung 62 und die Strom-Bezugswert-Berechnungsvorrichtung 63 werden zum Beispiel jeweils durch einen PLC (einen programmierbaren Logikcontroller) realisiert, der ein Software-Steuerprogramm enthält. Auch die Geschwindigkeits-Steuervorrichtungen 40, 41, die Strom-Steuervorrichtung 42 und die Positions-Steuervorrichtungen 51, 52 für die obere und die untere Arbeitswalze können zum Beispiel durch ein Software-Steuerprogramm, eine elektronische Schaltung und dergleichen in einem PLC realisiert werden.
  • <Vorgänge beim Öffnen der oberen und unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 für das gewalzte Band>
  • Als nächstes werden nun die Vorgänge beim Öffnen der oberen und unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 vom gewalzten Band weg im Betrieb des Walzgerüsts (während das gewalzte Band 1 durchläuft) anhand der 2 und 3 erläutert.
  • Die 2A zeigt als Diagramm die Geschwindigkeit der Walzstraße, die die Geschwindigkeit der vom Elektromotor 21 des Walzgerüsts 3 angetriebenen oberen und unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 ist, zu dem Zeitpunkt, wenn die obere und untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 vom gewalzten Band 1 weg geöffnet werden, im Betrieb des Walzgerüsts (während das gewalzte Band 1 durchläuft). Die 2B zeigt als Diagramm die Walzlast am gewalzten Band 1 und die Biegekraft der oberen und unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 im Betrieb des Walzgerüsts (während das gewalzte Band 1 durchläuft). Die 2C zeigt als Diagramm bestimmte Daten für die Zugspannung am gewalzten Band 1 an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und an dessen Ausgangsseite im Betrieb des Walzgerüsts (während das gewalzte Band 1 durchläuft). Die 2D zeigt als Diagramm bestimmte Daten für die Geschwindigkeit des gewalzten Band 1 an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und an dessen Ausgangsseite im Betrieb des Walzgerüsts (während das gewalzte Band 1 durchläuft). Die 3 zeigt als Diagramm beispielhaft den Ablauf beim Öffnen der oberen und unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 vom gewalzten Band 1 im Betrieb des Walzgerüsts (während das gewalzte Band 1 durchläuft).
  • Um die obere und untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 im Betrieb des Walzgerüsts (während das gewalzte Band 1 durchläuft) zu öffnen, wird zuerst im Schritt S101 der 3 die Geschwindigkeit der vom Elektromotor 21 angetriebenen oberen und unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 des Walzgerüsts herabgesetzt (siehe (1) in der 2A), und im Schritt S102 der 3 wird festgestellt, ob die Geschwindigkeit des Walzgerüsts im Bereich niedriger Geschwindigkeit (30 bis 50 mpm) liegt.
  • Wenn sich das Walzwerk nicht im Bereich niedriger Geschwindigkeit (30 bis 50 mpm) befindet (im Schritt S102 der 3: NEIN), kehrt der Prozeß zum Schritt S101 zurück, und die Arbeitswalzen Rs1, Rs2 des Walzgerüsts werden weiter abgebremst.
  • Wenn sich jedoch das Walzwerk im Bereich niedriger Geschwindigkeit (30 bis 50 mpm) befindet (im Schritt S102 der 3: JA), wird im Schritt S103 der 3 die Abbremsrate des Walzgerüsts 3 geändert (siehe (2) in der 2A), und das Walzgerüst 3 wird allmählich abgebremst und in einen Zustand extrem geringer Geschwindigkeit (langsamer als 30 mpm) gebracht.
  • Um eine Überreaktion zu verhindern und um Abweichungen vom den vorgegebenen Maßen so klein wie möglich zu halten, wird das Walzgerüst 3 auf die extrem geringe Geschwindigkeit abgebremst. Wenn die Geschwindigkeit des Walzgerüsts 3 kleiner ist als 60 mpm, ist sie ausreichend klein. In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und der Zeit kann die Änderung der Abbremsrate ein einstufiger Vorgang sein oder ein mehrstufiger Vorgang oder ein Vorgang ganz ohne Stufen, und es ist jede Bezugsgeschwindigkeit geeignet, die einen stabilen Übergang von der Geschwindigkeit des Walzgerüsts 3, der Geschwindigkeit des gewalzten Bandes 1 an der Ausgangsseite und der Spannung daran in den Zustand extrem geringer Geschwindigkeit ermöglicht.
  • Wenn die Geschwindigkeit der Walzanlage klein ist und versucht wird, die Dicke des gewalzten Bandes 1 konstant zu halten, kann die an das gewalzte Band 1 angelegte Last zunehmen, so daß im Schritt S103b der 3 die Positions-Steuervorrichtung 52 für die untere Arbeitswalze eine Steuerung derart ausführt, daß die Last konstant ist oder die Last im Zustand extrem geringer Geschwindigkeit einen vorgegebenen Belastungswert nicht übersteigt (siehe (3) in der 2B).
  • Im Schritt S104 der 3 wird festgestellt, ob sich die Geschwindigkeit der Walzanlage (die Geschwindigkeit des Walzgerüsts 3) im Zustand extrem geringer Geschwindigkeit befindet. Wenn sich die Geschwindigkeit der Walzanlage (die Geschwindigkeit des Walzgerüsts 3) nicht im Zustand extrem geringer Geschwindigkeit befindet (im Schritt S104 der 3: NEIN), kehrt der Prozeß zu den Schritten S103a, S103b der 3 zurück.
  • Wenn sich die Geschwindigkeit der Walzanlage (die Geschwindigkeit des Walzgerüsts 3) im Zustand extrem geringer Geschwindigkeit befindet (im Schritt S104 der 3: JA), wird im Schritt S105 der 3 die Walzgeschwindigkeit (die Geschwindigkeit des Walzgerüsts 3) so gesteuert, daß sie konstant ist, und im Schritt S106a der 3 wird der Last-Sollwert geändert oder die Positions-Steuervorrichtung für die untere Arbeitswalze so gesteuert, daß sich die untere Arbeitswalze Rs2 nach unten bewegt, wodurch sich die Walzlast am gewalzten Band 1 verringert (siehe (4) in der 2B). Gleichzeitig werden im Schritt S106b der 3 auch die Biegekräfte an der oberen Arbeitswalze Rs1 und an der unteren Arbeitswalze Rs2 verringert (siehe (5a) in der 2B).
  • Im Schritt S106c der 3 wird der Sollwert für die Zugspannung derart gesteuert, daß die Spannungen an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und an der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 gleich groß sind (siehe (5b) in der 2C).
  • Die Biegekräfte an der oberen Arbeitswalze Rs1 und an der unteren Arbeitswalze Rs2 sind die Kräfte, die außen an den beiden Enden der oberen Arbeitswalze Rs1 und der unteren Arbeitswalze Rs2 angelegt werden, um die Durchbiegung der oberen Arbeitswalze Rs1 und an der unteren Arbeitswalze Rs2 zu kompensieren (die Durchbiegung, bei der sich der mittlere Teil der Walze nach außen und beide Enden nach innen biegen, da das gewalzte Band 1 sich zwischen den beiden mittleren Teilen befindet).
  • Im Schritt S107 der 3 wird festgestellt, ob eine große Änderung in der Spannung des gewalzten Bands 1 an der Eingangsseite oder der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 erfaßt wird (siehe (6a) in der 2C), ob der Unterschied in den bestimmten Daten für die Geschwindigkeit zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 in einem vorgegebenen Bereich (kleiner als 1%) liegt (oder ob das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 zu Eins wird oder zu einem Wert in der Nähe von Eins) (siehe (6b) in der 2D), oder ob die Walzlast am gewalzten Band 1 an einem unteren Grenzwert liegt (siehe (6c) in der 2B).
  • Wenn im Schritt S107 der 3 keine große Änderung in der Spannung am gewalzten Band 1 an der Eingangsseite oder der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 erfaßt wird, der Unterschied in den Daten für die Geschwindigkeit zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 nicht in dem vorgegebenen Bereich (kleiner als 1%) liegt (oder das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 nicht zu einem Wert in der Nähe von Eins wird) und die Walzlast nicht an einem unteren Grenzwert liegt (im Schritt S107 der 3: NEIN), kehrt der Prozeß zu den Schritten S106a, S106b und S106c der 3 zurück.
  • Wenn im Schritt S107 der 3 jedoch festgestellt wird, daß eine große Änderung in der Spannung am gewalzten Band 1 an der Eingangsseite oder der Ausgangsseite erfaßt wird, oder daß der Unterschied in den Daten für die Geschwindigkeit zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite in dem vorgegebenen Bereich (kleiner als 1%) liegt (oder das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 zu einem Wert in der Nähe von Eins wird), oder daß die Walzlast an einem unteren Grenzwert liegt (im Schritt S107 der 3: JA), wird festgestellt, daß das gewalzte Band 1 von der plastischen Verformung zur elastischen Verformung übergeht. Im Schritt S108a der 3 wird dann die Positions-Steuervorrichtung 52 für die untere Arbeitswalze so gesteuert, daß die Walzlast am gewalzten Band 1 konstant ist (siehe (7a) in der 2B). Danach werden im Schritt S108b der 3 die Biegekräfte an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 bis zur Ausgleichskraft angehoben (einem Zustand, in dem die Biegekraft jeweils vom Gewicht der oberen bzw. unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 aufgehoben wird) (siehe (7b) in der 2B), so daß die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 nicht auf einer der Zwischenwalzen Rc1, Rc2 oder der Stützwalzen Rb1, Rb2 rutschen.
  • Im Schritt S109 der 3 wird dann festgestellt, ob die Daten für die Biegekraft der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 bis zu einer Kraft zunehmen, die gleich oder größer der Ausgleichskraft ist, und ob die Daten für die Spannungen an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und an der Ausgangsseite davon einander gleich sind oder der Unterschied dazwischen in einem vorgegebenen Bereich liegt (siehe (8) in der 2B).
  • Im Schritt S109 der 3 kehrt, wenn festgestellt wird, daß die Daten für die Biegekraft der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 nicht bis zu einer Kraft zunehmen, die gleich oder größer der Ausgleichskraft ist, oder daß die Daten für die Spannungen an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und an der Ausgangsseite davon nicht einander gleich sind oder der Unterschied dazwischen nicht in einem vorgegebenen Bereich liegt (im Schritt S109 der 3: NEIN), der Prozeß zu den Schritten S108a, S108b zurück.
  • Wenn dagegen festgestellt wird, daß die Daten für die Biegekraft der Arbeitswalzen Rs1, Rs2 bis zu einer Kraft zunehmen, die gleich oder größer ist als die Ausgleichskraft, und daß die Daten für die Spannungen an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und an der Ausgangsseite davon einander gleich sind oder der Unterschied dazwischen in einem vorgegebenen Bereich liegt (im Schritt S109 der 3: JA), wird im Schritt S110a der 3 die Positions-Steuervorrichtung 52 für die untere Arbeitswalze so gesteuert, daß sich die untere Arbeitswalze Rs2 nach unten bewegt und sich vom gewalzten Band 1 entfernt (siehe (9) in der 2B).
  • Gleichzeitig wird im Schritt S110b der 3, wenn die Walzlast auf einen bestimmten Wert oder weniger abnimmt, die Positions-Steuervorrichtung 51 für die obere Arbeitswalze so gesteuert, daß die Position der oberen Arbeitswalze Rs1 angehoben wird (siehe (9) in der 2B).
  • Im Schritt S111 der 3 wird dann festgestellt, ob die untere Arbeitswalze Rs2 eine Position erreicht hat, die gleich oder größer ist als ein vorgegebener Wert X von der Durchlauflinie, an der das gewalzte Band 1 durchläuft. Zum Beispiel wird, wenn die Dicke des gewalzten Bandes 1 3 mm beträgt, der Wert X mm auf 2 mm festgelegt. X kann jeden Wert annehmen, bei dem das gewalzte Band 1 nicht mit der unteren Arbeitswalze Rs2 in Kontakt kommt.
  • Wenn festgestellt wird, daß die untere Arbeitswalze Rs2 noch nicht eine Position erreicht hat, die gleich oder größer ist als der vorgegebene Wert X von der Durchlauflinie, an der das gewalzte Band 1 durchläuft (im Schritt S111 der 3: NEIN), kehrt der Prozeß zum Schritt S110a der 3 zurück.
  • Wenn dagegen im Schritt S111 der 3 festgestellt wird, daß die untere Arbeitswalze Rs2 eine Position erreicht hat, die gleich oder größer ist als der vorgegebene Wert X von der Durchlauflinie, an der das gewalzte Band 1 durchläuft (im Schritt S111 der 3: JA), ist der Vorgang zu Ende (siehe (10) in der 2B).
  • Darüberhinaus wird im Schritt S112 der 3 festgestellt, ob die obere Arbeitswalze Rs1 eine Position erreicht hat, die gleich oder größer ist als ein vorgegebener Wert X von der Durchlauflinie, an der das gewalzte Band 1 durchläuft. X kann jeden Wert annehmen, bei dem das gewalzte Band 1 nicht mit der oberen Arbeitswalze Rs1 in Kontakt kommt.
  • Wenn festgestellt wird, daß die obere Arbeitswalze Rs1 noch nicht eine Position erreicht hat, die gleich oder größer ist als der vorgegebene Wert X von der Position der Durchlauflinie (im Schritt S112 der 3: NEIN), kehrt der Prozeß zum Schritt S110b der 3 zurück.
  • Wenn dagegen festgestellt wird, daß die obere Arbeitswalze Rs1 eine Position erreicht hat, die gleich oder größer ist als der vorgegebene Wert X von der Position der Durchlauflinie (im Schritt S112 der 3: JA), ist der Vorgang zu Ende (siehe (10) in der 2B).
  • Der vorstehende Prozeß stellt den Ablauf beim Öffnen der oberen und unteren Arbeitswalzen Rs1, Rs2 vom gewalzten Band 1 im Betrieb der Walzanlage dar (während das gewalzte Band 1 durchläuft).
  • <<Vorgänge beim Schließen der oberen und unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 auf das gewalzte Band im Betrieb der Walzanlage>>
  • Als nächstes werden nun die Vorgänge beim Schließen der oberen und unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 auf das gewalzte Band 1 im Betrieb der Walzstraße S (während das gewalzte Band 1 durchläuft) anhand der 5 erläutert.
  • Die 4A bis 4D sind Diagramme für die Vorgänge, wenn die obere und die untere Arbeitswalze Rs1 und Rs2 im Betrieb der Walzstraße (während das gewalzte Band 1 durchläuft) im Zustand geringer Geschwindigkeit, in dem die Geschwindigkeit des gewalzten Bandes 1 gleich oder kleiner ist als 60 mpm, am gewalzten Band 1 geschlossen werden. Die 4A zeigt als Diagramm die Geschwindigkeit der Walzstraße, die die Geschwindigkeit der vom Elektromotor 21 des Walzgerüsts 3 angetriebenen oberen und unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 ist, zu dem Zeitpunkt im Betrieb der Walzanlage (während das gewalzte Band 1 durchläuft), wenn die obere und untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 am gewalzten Band geschlossen werden. Die 4B zeigt als Diagramm die Walzlast am gewalzten Band 1 und die Biegekraft an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 im Betrieb der Walzanlage (während das gewalzte Band 1 durchläuft). Die 4C zeigt als Diagramm bestimmte Daten für die Zugspannung an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und an dessen Ausgangsseite im Betrieb der Walzanlage (während das gewalzte Band 1 durchläuft). Die 4D zeigt als Diagramm bestimmte Daten für die Geschwindigkeit des gewalzten Bands 1 an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und an dessen Ausgangsseite im Betrieb der Walzanlage (während das gewalzte Band 1 durchläuft). Die 5 zeigt als Diagramm beispielhaft den Ablauf beim Schließen der oberen und unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 am gewalzten Band im Betrieb der Walzanlage (während das gewalzte Band 1 durchläuft).
  • Um die obere und untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 im Betrieb der Walzanlage (während das gewalzte Band 1 durchläuft) zu schließen, wird zuerst im Schritt S201 der 5 der Betrieb der vom Elektromotor 21 angetriebenen oberen und unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 der Walzanlage (des Walzgerüsts 3) aufgenommen, während das gewalzte Band 1 der 1 mit einer Geschwindigkeit durchläuft, die gleich oder kleiner als 60 mpm ist. Wenn die Geschwindigkeit der Walzanlage (die Drehzahl der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2) größer ist als die Geschwindigkeit des gewalzten Bandes 1 bei der geringen Geschwindigkeit von gleich oder kleiner als 60 mpm, wird das Walzgerüst 3 (die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2) abgebremst, und die Bezugsgeschwindigkeit für den Elektromotor 21 an der Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 41 wird so eingestellt, daß die Umfangsgeschwindigkeit der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 des Walzgerüsts 3 gleich der Geschwindigkeit des gewalzten Bandes 1 ist (siehe (1) in der 4A).
  • Im Schritt S202 der 5 wird festgestellt, ob der Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem Walzgerüst 3 (der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2) und dem gewalzten Band 1 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
  • Wenn festgestellt wird, daß der Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem Walzgerüst 3 (der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2) und dem gewalzten Band 1 nicht Null ist oder nicht innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt (im Schritt S202 der 5: NEIN), kehrt der Prozeß zum Schritt S201 der 5 zurück.
  • Wenn dagegen festgestellt wird, daß der Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem Walzgerüst 3 (der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2) und dem gewalzten Band 1 innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt (im Schritt S202 der 5: JA), gibt in den Schritten S203a, S203b der 5 die Berechnungsvorrichtung 60 für die Anweisung zum Öffnen/Schließen der Walzen bei laufendem Band der 1 eine Walzenschließanweisung an die Walzenpositions-Bezugswert-Berechnungsvorrichtung 61 aus, und die Walzenpositions-Bezugswert-Berechnungsvorrichtung 61 gibt an die Positions-Steuervorrichtung 51 für die obere Arbeitswalze und die Positions-Steuervorrichtung 52 für die untere Arbeitswalze eine Schließanweisung aus, wodurch die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 am gewalzten Band 1 geschlossen werden (siehe (2) in der 4B).
  • Im Schritt S204 der 5 erfaßt der Lastdetektor 8 (siehe 1) die Walzlast am gewalzten Band 1, und es wird festgestellt, ob die Walzlast gleich oder größer einem vorgegebenen Wert ist.
  • Wenn die Walzlast nicht gleich oder größer dem vorgegebenen Wert ist (im Schritt S204 der 5: NEIN), kehrt der Prozeß zu den Schritten S203a, S203b der 5 zurück.
  • Wenn dagegen die Walzlast gleich oder größer dem vorgegebenen Wert ist (im Schritt S204 der 5: JA), gibt im Schritt S205 der 5 die Walzenpositions-Bezugswert-Berechungsvorrichtung 61 (siehe 1) derart eine Bezugsposition an die Positions-Steuervorrichtung 52 für die untere Arbeitswalze aus, daß die Walzlast konstant bleibt, wodurch eine Konstantlaststeuerung ausgeführt wird (siehe (3) in der 4B).
  • Daraufhin wird im Schritt S206 der 5 die Biegekraft an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 von der Ausgleichskraft ausgehend reduziert (siehe (4) in der 4B). Im Schritt S207 der 5 wird festgestellt, ob die Reduzierung der Biegekraft an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 von der Ausgleichskraft abgeschlossen ist.
  • Wenn im Schritt S207 der 5 festgestellt wird, daß die Reduzierung der Biegekraft an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 von der Ausgleichskraft noch nicht abgeschlossen ist (im Schritt S207 der 5: NEIN), kehrt der Prozeß zu dem Schritt S206 der 5 zurück.
  • Wenn dagegen festgestellt wird, daß die Reduzierung der Biegekraft an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 von der Ausgleichskraft abgeschlossen ist (im Schritt S207 der 5: JA), gibt im Schritt S208a der 5 die Walzenpositions-Bezugswert-Berechnungsvorrichtung 61 auf der Basis einer Anweisung von der Berechnungsvorrichtung 60 für die Anweisung zum Öffnen/Schließen der Walzen bei laufendem Band (siehe 1) eine Schließanweisung an die Positions-Steuervorrichtung 52 für die untere Arbeitswalze aus, und auf der Basis einer Anweisung von der Positions-Steuervorrichtung 52 für die untere Arbeitswalze, die Last am gewalzten Band 1 zu erhöhen, wird der Walzspalt am gewalzten Band 1 von der unteren Arbeitswalze Rs2 geschlossen (siehe (5) in der 4B). Gleichzeitig wird im Schritt S208b der 5 die Biegekraft an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 zusammen mit der vorstehenden Last erhöht, um die Formänderung des gewalzten Bandes 1 so klein wie möglich zu halten (siehe (6) in der 4B). Darüberhinaus ändert im Schritt S208c der 5 die Berechnungsvorrichtung 60 für die Anweisung zum Öffnen/Schließen der Walzen bei laufendem Band die von der Spannungs-/Geschwindigkeits-Bezugswert-Berechnungsvorrichtung 62 an die Geschwindigkeits-Steuervorrichtungen 40, 41 ausgegebene Bezugsspannung an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und die Bezugsspannung für die Strom-Bezugswert-Berechnungsvorrichtung 63 an der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 auf einen für den Walzvorgang festgelegten Wert (siehe (7) in der 4C).
  • Bei der Erhöhung der Walzlast am gewalzten Band 1 geht das gewalzte Band 1 vom Zustand elastischer Verformung in den Zustand plastischer Verformung über. Dieser Zustandsübergang kann anhand der Tatsache erfaßt werden, daß die vom Spannungsdetektor 9 an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 oder die vom Spannungsdetektor 10 an der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 der 1 erfaßte Spannung abnimmt, oder daß ein Geschwindigkeitsunterschied zwischen den Geschwindigkeiten des gewalzten Bandes 1 am Geschwindigkeitsdetektor 6 an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und am Geschwindigkeitsdetektor 7 an der Ausgangsseite davon erscheint (alternativ wird das Geschwindigkeitsverhältnis des gewalzten Bandes 1 zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite ungleich Eins).
  • Im Schritt S209 der 5 wird festgestellt, ob die Walzlast einen Zielwert erreicht hat und ob die Spannungsänderung durch die Berechnungsvorrichtung 60 für die Anweisung zum Öffnen/Schließen der Walzen bei laufendem Band abgeschlossen ist.
  • Wenn die Walzlast am gewalzten Band 1 den Zielwert noch nicht erreicht hat oder die Spannungsänderung durch die Berechnungsvorrichtung 60 für die Anweisung zum Öffnen/Schließen der Walzen bei laufendem Band noch nicht abgeschlossen ist (im Schritt S209 der 5: NEIN), kehrt der Prozeß zu den Schritten S208a, S208b und S208c der 5 zurück.
  • Wenn dagegen die Walzlast den Zielwert erreicht hat und die Spannungsänderung durch die Berechnungsvorrichtung 60 für die Anweisung zum Öffnen/Schließen der Walzen bei laufendem Band abgeschlossen ist (im Schritt S209 der 5: JA), wird im Schritt S210 der 5 aus dem Zustand, in dem die Beschleunigungsrate des Walzgerüsts 3 herabgesetzt ist, mit der Beschleunigung des Walzgerüsts 3 begonnen (siehe (8) in der 4A).
  • Dann wird im Schritt S211 der 5 festgestellt, ob die Geschwindigkeit des Walzgerüsts 3 (die Geschwindigkeit der oberen und unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2) gleich oder größer ist als eine bestimmte Geschwindigkeit.
  • Wenn die Geschwindigkeit des Walzgerüsts 3 (die Geschwindigkeit der oberen und unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2) nicht gleich oder größer ist als die bestimmte Geschwindigkeit (im Schritt S211 der 5: NEIN), kehrt der Prozeß zum Schritt S210 der 5 zurück.
  • Wenn dagegen die Geschwindigkeit des Walzgerüsts 3 gleich oder größer ist als die bestimmte Geschwindigkeit (im Schritt S211 der 5: JA), wird im Schritt S212 der 5 das Walzgerüst weiter beschleunigt, wobei die Beschleunigungsrate zur normalen Beschleunigungsrate zurückkehrt (siehe (9) in der 4A) und die Walzbedingungen zu den normalen Walzbedingungen verlagert werden (siehe (10) in der 4A).
  • Die Beschleunigungsrate kann durch eine einmalige Änderung in einem einzigen Schritt geändert werden, sie kann aber auch auf der Basis der Geschwindigkeit des Walzgerüsts 3 (der Drehzahl der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2), der Zeit und dergleichen in vielen Schritten geändert werden, und sie kann fortlaufend ohne Stufen geändert werden.
  • Der vorstehende Prozeß ist der in der 5 gezeigte Ablauf beim Schließen der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 am gewalzten Band 1 im Betrieb der Walzstraße S (während das gewalzte Band 1 durchläuft).
  • <<Zusammenfassung>>
  • Bei der Walzstraße S (siehe 1) der Ausführungsform werden die Walzbedingungen Schritt für Schritt vom Walzen des gewalzten Bandes 1 bis zum Öffnen der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 geändert, und die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 werden relativ zum gewalzten Band 1 geöffnet/geschlossen, während die Walzanlage weiter im Betrieb ist (während das gewalzte Band 1 durchläuft). Die Vorgänge dafür werden bei einer Zuführgeschwindigkeit für das gewalzte Band 1 von gleich oder weniger als 60 mpm ausgeführt, so daß eine Maßabweichung des Produkts (des gewalzten Materials) verhindert bzw. so klein wie möglich gehalten wird, wobei die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 geöffnet/geschlossen werden können, ohne daß auf der oberen oder der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 oder dem gewalzten Band 1 Kratzer erzeugt werden.
  • Bei der Walzstraße S wird, wenn die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 geöffnet werden, zuerst die Walzgeschwindigkeit von der im normalen Walzbetrieb herabgesetzt, so daß das Walzen mit geringer Geschwindigkeit erfolgt.
  • Dabei kann die Geschwindigkeit schrittweise abgesenkt werden, um stabile Walzbedingungen zu erhalten.
  • Wenn die Zuführgeschwindigkeit für das gewalzte Band 1 auf eine extrem geringe Geschwindigkeit von weniger als 30 mpm festgelegt wird, kann der Prozeß zum Öffnen/Schließen der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 sicher ausgeführt werden. Wenn die Geschwindigkeit von einer Zuführung des gewalzten Bandes 1 mit geringer Geschwindigkeit (gleich oder schneller als 30 mpm) auf eine extrem geringe Geschwindigkeit (weniger als 30 mpm) herabgesetzt wird, ist die Abbremsrate groß, d. h. daß, wenn die Geschwindigkeit schnell herabgesetzt wird, die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 des Walzgerüsts 3 gestoppt werden. Deshalb wird die Abbremsrate der Bezugsgeschwindigkeit für die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 des Walzgerüsts 3 Schritt für Schritt geändert, um das Walzgerüst 3 allmählich abzubremsen.
  • Wenn bei einer geringen Geschwindigkeit der Spalt zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 derart gesteuert wird, daß die Dicke des gewalzten Bandes 1 gleich dem Zielwert wird, steigt die von der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 auf das gewalzte Band 1 ausgeübte Last an, und die Ebenheit des gewalzten Bandes 1 nimmt ab.
  • Entsprechend wird, wenn die Walzbedingungen von einer Walzbedingung mit geringer Geschwindigkeit zu einer Walzbedingung mit extrem geringer Geschwindigkeit geändert werden, der Spalt zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 derart gesteuert, daß die Last an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 (die Walzlast) konstant bleibt. Dabei hat das gewalzte Band 1 an der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 eine kleinere Dicke als an der Eingangsseite davon, und das gewalzte Band 1 wird von der von der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 ausgeübten Last gewalzt und plastisch verformt.
  • Aus diesem Walzzustand (mit plastischer Verformung) wird der Spalt zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 allmählich vergrößert, wobei die von der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 ausgeübte Last konstant gehalten oder verringert wird, bis das gewalzte Band 1 in den Zustand elastischer Verformung übergeht und in diesem Zustand bleibt.
  • Gleichzeitig wird die Geschwindigkeit der Rollen (der eingangsseitigen Geschwindigkeits-Steuerrolle 2, der Zugrolle 4) an der Eingangsseite und der Ausgangsseite oder das Drehmoment der Zugrolle 4, die eine Aufwickelrolle ist, derart geändert, daß die Zugspannungen am gewalzten Band 1 an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und an dessen Ausgangsseite gleich groß sind.
  • In dem Moment, wenn das gewalzte Band 1 vom Zustand plastischer Verformung in den Zustand elastischer Verformung übergeht, verändern sich dabei die Spannungen am gewalzten Band 1 oder dessen Geschwindigkeiten an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und an dessen Ausgangsseite. Deshalb wird, um die Änderung in der Spannung des gewalzten Bandes 1 an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und an dessen Ausgangsseite minimal zu halten, die Geschwindigkeit der Arbeitswalze (der eingangsseitigen Geschwindigkeits-Steuerrolle 2 und der Zugrolle 4) an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und an dessen Ausgangsseite verändert, oder es wird das Drehmoment der Zugrolle 4 verändert.
  • Die Geschwindigkeitsänderungen an der eingangsseitigen Geschwindigkeits-Steuerrolle 2 und der Zugrolle 4 oder die Drehmomentänderung an der Zugrolle 4 werden auf der Basis der Spannung am gewalzten Band 1 oder dessen Geschwindigkeit berechnet. Dadurch ist es möglich, die Änderung in der Spannung des gewalzten Bandes 1 so klein wie möglich zu halten, so daß der stabile Betrieb fortgeführt werden kann.
  • Wenn sich die Last an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 ändert, ändert sich auch das Ausmaß der Durchbiegung der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 und die Ebenheit des gewalzten Bandes 1. Deshalb wird die Biegekraft an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 herabgesetzt, wodurch sich das Ausmaß der Durchbiegung der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 derart ändert, daß die Änderung in der Form des gewalzten Bandes 1 minimal wird.
  • Danach wird die Biegekraft an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 erhöht, damit zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 und den Zwischenwalzen Rc1, Rc2 sowie den Stützwalzen Rb1, Rb2 kein Schlupf auftritt, und die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 werden geöffnet, wodurch die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 vom gewalzten Band 1 weg bewegt werden. Da dabei die Geschwindigkeit des gewalzten Bandes 1 und die Umfangsgeschwindigkeiten der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 60 mpm oder so betragen, können die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 gegenüber dem gewalzten Band 1 in einem Zustand geöffnet werden, in dem die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 im wesentlichen stehen, so daß zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 und dem gewalzten Band 1 kein Schlupf auftritt.
  • Wenn die Zuführung des gewalzten Bandes 1 bei einer extrem geringen Geschwindigkeit von weniger als 30 mpm erfolgt, kann die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Schlupf auf ein Minimum reduziert werden.
  • Wie beschrieben ist es möglich, die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 im Betrieb zu öffnen, ohne daß an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 oder auf dem gewalzten Band 1 Kratzer entstehen, da die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 Schritt für Schritt mit geringer Geschwindigkeit vom gewalzten Band 1 wegbewegt werden.
  • Wenn die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 auf das gewalzte Band 1 zu bewegt werden und damit in Kontakt kommen, wird die Biegekraft an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 auf eine Kraft erhöht, bei der zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 und den Zwischenwalzen Rc1, Rc2 sowie den Stützwalzen Rb1, Rb2 kein Schlupf auftritt, und das gewalzte Band 1 wird in einen Zustand geringer Geschwindigkeit abgebremst oder beschleunigt sowie die Geschwindigkeit der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 derart gesteuert, daß die Geschwindigkeit der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 mit der Geschwindigkeit des gewalzten Bandes 1 übereinstimmt. Dabei wird die Geschwindigkeit des gewalzten Bandes 1 von einer Geschwindigkeits-Erfassungseinrichtung für das gewalzte Band 1 in der Art eines Geschwindigkeitsindikators erfaßt, etwa durch den Geschwindigkeitsdetektor 6 an der Eingangsseite der Walzanlage und den Geschwindigkeitsdetektor 7 an der Ausgangsseite der Walzanlage.
  • Das Ausmaß des Abfalls (Einstellung der Motordrehzahl für einen abnehmenden Laststrom am Elektromotor 21) der Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 41 für die obere und untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 wird derart auf einen vorgegebenen Wert eingestellt, daß die Geschwindigkeit der oberen und unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 der Geschwindigkeit des gewalzten Bandes 1 folgt. Wenn die obere und untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 mit dem gewalzten Band 1 in Kontakt kommen, wird am Elektromotor 21, dem Motor des Walzgerüsts 3, ein Drehmoment erzeugt, wenn sich die Geschwindigkeit des gewalzten Bandes 1 von der Geschwindigkeit der oberen und unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 unterscheidet. Da das Ausmaß des Abfalls auf den am besten dafür geeigneten Wert eingestellt wird, wird die Bezugsgeschwindigkeit für den Elektromotor 21, dem Antriebsmotor der Arbeitswalzen, so eingestellt, daß der Drehmomentstrom verschwindet, wodurch verhindert wird, daß die obere und untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 auf dem gewalzten Band 1 rutschen.
  • Die Position der oberen Arbeitswalze Rs1 ist auf die Position der Durchlauflinie des gewalzten Bandes 1 ausgerichtet. Die untere Arbeitswalze Rs2 wird langsam angehoben, so daß die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 mit dem gewalzten Band 1 in Kontakt kommen. Wann die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 mit dem gewalzten Band 1 in Kontakt kommen, kann mit dem Lastdetektor 8 erfaßt werden. Nachdem der Lastdetektor 8 die Last an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 erfaßt, wird die Höhenposition der unteren Arbeitswalze Rs2 derart gesteuert, daß die Last an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 einen bestimmten Wert annimmt, bei dem das gewalzte Band 1 im Zustand elastischer Verformung bleibt. Wenn die Last an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 den bestimmten Wert annimmt, wird die Biegekraft daran herabgesetzt.
  • Dann werden durch Anheben der unteren Arbeitswalze Rs2 die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 am gewalzten Band 1 geschlossen, damit das gewalzte Band 1 in den Walzzustand kommt (in den Zustand plastischer Verformung). Im Zustand plastischer Verformung ist die Dicke des gewalzten Bandes 1 an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 größer als an der Ausgangsseite, so daß sich die Geschwindigkeiten des gewalzten Bandes 1 an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und an der Ausgangsseite des Walzgerüsts 3 verändern.
  • Entsprechend kann der Moment, in dem das gewalzte Band 1 von Zustand elastischer Verformung in den Zustand plastischer Verformung übergeht, dadurch erfaßt werden, daß der eingangsseitige Geschwindigkeitsdetektor 6 an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und der ausgangsseitige Geschwindigkeitsdetektor 7 an der Ausgangsseite davon einen Geschwindigkeitsunterschied am gewalzten Band 1 feststellen (das Geschwindigkeitsverhältnis).
  • Wenn das gewalzte Band 1 von Zustand elastischer Verformung in den Zustand plastischer Verformung übergeht, nimmt die Spannung an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und die Spannung an der Ausgangsseite davon ab, und das Ausmaß der Änderung der Walzgeschwindigkeit an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und der Walzgeschwindigkeit an der Ausgangsseite davon, d. h. die Geschwindigkeit an der eingangsseitigen Geschwindigkeits-Steuerrolle 2 und die Geschwindigkeit der Zugrolle 4 oder das Ausmaß der Änderung im Drehmoment der Zugrolle 4 wird auf der Basis der Daten vom eingangsseitigen Spannungsdetektor 9 und vom ausgangsseitigen Spannungsdetektor 10, den Spannungsdetektoren an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und der Ausgangsseite davon, oder den Daten vom eingangsseitigen Geschwindigkeitsdetektor 6 und dem ausgangsseitigen Geschwindigkeitsdetektor 7, den Geschwindigkeitsdetektoren für das gewalzte Band 1 an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und der Ausgangsseite davon, berechnet, woraufhin die entsprechenden Einstellungen erfolgen. Im Ergebnis können Änderungen in der Spannung des gewalzten Bandes 1 weitgehend unterdrückt werden.
  • Wenn die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 geschlossen werden, wird mit der zunehmenden Last an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 die Biegekraft an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 erhöht, um eine Formänderung des gewalzten Bandes auszuschließen.
  • Die Walzgeschwindigkeiten an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite (die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Geschwindigkeits-Steuerrolle 2 und die Geschwindigkeit der Zugrolle 4) oder das Drehmoment an der Aufwickelrolle (Zugrolle 4) werden derart geändert, daß die Spannung des gewalzten Bandes 1 an der Eingangsseite des Walzgerüsts 3 und der Ausgangsseite davon jeweils den vorgegebenen Wert annimmt.
  • Nachdem im Walzzustand das gewalzte Band 1 in den Zustand plastischer Verformung übergegangen ist und die Spannung innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, werden die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 des Walzgerüsts 3 beschleunigt und in den normalen Walzbetrieb gebracht.
  • <<Auswirkungen und Effekte>>
  • Bei der Walzstraße S kann, da die Walzbedingungen für das gewalzte Band 1 während des Betriebs bei geringen Geschwindigkeiten Schritt für Schritt geändert werden, die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 geöffnet/geschlossen werden, ohne daß an der oberen und der unteren Arbeitswalze Rs1, Rs2 oder am gewalzten Band 1 Kratzer entstehen und ohne daß dazwischen ein Schlupf auftritt.
  • Es ist damit möglich, die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 zu öffnen und zu schließen, während das Walzen weitergeführt wird.
  • Damit kann ein Schweißpunkt am gewalzten Band 1 durch die Arbeitswalzen laufen, wobei die obere und die untere Arbeitswalze Rs1, Rs2 geöffnet werden, ohne daß der Walzvorgang an den oberen und der unteren Arbeitswalzen Rs1, Rs2 unterbrochen oder das Walzgerüst 3 angehalten wird. Der Freiheitsgrad für Änderungen der Dicke und der Breite des gewalzten Bandes 1 wird damit größer.
  • Der Freiheitsgrad für Änderungen des Betriebsmodus und Änderungen des Walzschemas für das gewalzte Band 1 an einem Schweißpunkt wird damit verbessert.
  • Bei kontinuierlichen Walzanlagen ist es möglich, während des laufenden Walzvorgangs die Anzahl der Walzgerüste (die Anzahl der Walzgerüste 3) zu ändern.
  • Da am gewalzten Band 1 keine Walzmarke erzeugt wird, wird die Ausbeute besser, und da es möglich ist, den Walzvorgang ohne Anhalten des Walzgerüsts 3 fortzusetzen, wird die Arbeitseffizienz dramatisch besser.
  • Die vorliegende Erfindung kann zum Beispiel in Kaltwalzanlagen zum Austauschen der oberen und der unteren Arbeitswalze im Betrieb der Walzanlage (während das gewalzte Band 1 durchläuft), zum Ändern der Anzahl der Walzgerüste im Betrieb der Walzanlage und zum Ändern des Betriebsplans im Betrieb der Walzanlage verwendet werden.
  • Es wird nun eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zum besseren Verständnis der Ausführungsform erfolgt die Beschreibung mit Bezug auf ein Ausführungsbeispiel.
  • Bei einer Walzanlage mit einer Tandem-Kaltwalzstraße ist es zur Steuerung der Banddicke und der Spannung erforderlich, die Geschwindigkeit jedes Walzgerüsts entsprechend zu steuern.
  • Die 12 zeigt ein Beispiel für eine herkömmliche Walzvorrichtung. Die herkömmliche Walzvorrichtung der 12 ist eine Tandem-Kaltwalzstraße für ein Walzgerüst 1002. Die Tandem-Kaltwalzstraße umfaßt ein erstes Walzgerüst 1001 und das zweite Walzgerüst 1002. An der Eingangsseite der Walzvorrichtung befindet sich eine eingangsseitige Spannrolle 1003 und an der Ausgangsseite davon eine ausgangsseitige Spannrolle 1004.
  • Die Tandem-Kaltwalzstraße umfaßt des weiteren eine Reduktions-Steuervorrichtung 1021 für das erste Walzgerüst und eine Reduktions-Steuervorrichtung 1022 für das zweite Walzgerüst. Mit der Reduktions-Steuervorrichtung 1021 für das erste Walzgerüst und der Reduktions-Steuervorrichtung 1022 für das zweite Walzgerüst wird der Walzspalt am jeweiligen Walzgerüst gesteuert, um den auf ein gewalztes Band 1005 ausgeübten Walzdruck zu steuern. Die Tandem-Kaltwalzstraße umfaßt außerdem eine Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1023 für das erste Walzgerüst, eine Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1024 für das zweite Walzgerüst und eine Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1025 für die eingangsseitige Spannrolle, mit denen die Geschwindigkeit des gewalzten Bandes 1005 gesteuert wird, um die daran anliegende Spannung einzustellen.
  • Beim Walzen soll das gewalzte Band 1005 durch Einstellen des Walzdrucks und der am gewalzten Band 1005 einwirkenden Spannung eine vorgegebene Dicke erhalten. Es sind daher ein ausgangsseitiges Dickenmeßgerät 1011 für das erste Walzgerüst und ein ausgangsseitiges Dickenmeßgerät 1012 für das zweite Walzgerüst vorgesehen, um die Dicke des gewalzten Bandes 1005 zu messen. Um die Spannung an den verschiedenen Stellen zu messen, sind ein eingangsseitiges Spannungsmeßgerät 1012, ein Zwischengerüst-Spannungsmeßgerät 1014 und ein ausgangsseitiges Spannungsmeßgerät 1015 vorgesehen.
  • Das Signal vom ausgangsseitigen Dickenmeßgerät 1011 für das erste Walzgerüst wird zu einer Banddicken-Steuervorrichtung 1031 geführt, das die Banddicke an der Ausgangsseite des ersten Walzgerüsts 1001 steuert. Das Ausgangssignal der Banddicken-Steuervorrichtung 1031 wird in die Reduktions-Steuervorrichtung 1021 für das erste Walzgerüst eingegeben, die den Walzdruck am ersten Walzgerüst 1001 steuert.
  • Das Ausgangssignal des Zwischengerüst-Spannungsmeßgeräts 1014 wird zu einer Zwischengerüst-Spannungssteuerung 1032 geführt. Die Zwischengerüst-Spannungssteuerung 1032 steuert die Spannung zwischen den Walzgerüsten mittels der Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1023 für das erste Walzgerüst, die die Geschwindigkeit des ersten Walzgerüsts 1001 steuert.
  • Gleichermaßen wird das Ausgangssignal des eingangsseitigen Spannungsmeßgeräts 1013 zu einer eingangsseitigen Spannungssteuerung 1033 geführt. Die eingangsseitige Spannungssteuerung 1033 steuert die Spannung an der Eingangsseite des ersten Walzgerüsts 1001 mittels der Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1025 für die eingangsseitige Spannrolle, die die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle 1003 steuert.
  • Das Ausgangssignal des ausgangsseitigen Spannungsmeßgeräts 1015 wird in eine ausgangsseitige Spannungssteuerung 1034 eingegeben. Die ausgangsseitige Spannungssteuerung 1034 steuert die Spannung an der Ausgangsseite des zweiten Walzgerüsts 1002 mittels einer Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1026 für die ausgangsseitige Spannrolle, die die Geschwindigkeit der ausgangsseitigen Spannrolle 1004 steuert.
  • Damit die Spannung an der Eingangsseite des ersten Walzgerüsts 1001 konstant bleibt, muß die eingangsseitige Geschwindigkeit des ersten Walzgerüsts 1001 gleich der Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle 1003 sein. Es wird nun angenommen, daß die Zwischengerüst-Spannungssteuerung 1032 die Geschwindigkeit des ersten Walzgerüsts 1001 verändert. Dabei wird die Geschwindigkeit des ersten Walzgerüsts 1001 durch ein Steuersignal geändert, was eine Änderung der Spannung an der Eingangsseite zur Folge hat.
  • Entsprechend ist es erforderlich, auch der eingangsseitigen Spannrolle 1003 ein Steuersignal zuzuführen, damit das Verhältnis der Geschwindigkeiten an der eingangsseitigen Spannrolle 1003 und am ersten Walzgerüst 1001 konstant bleibt und um zu verhindern, daß eine Spannungsänderung auftritt. Diese Funktion wird durch eine Folgefunktion 1040 ausgeführt, wie es in der 12 gezeigt ist.
  • Wie beschrieben wird bei der herkömmlichen Tandem-Walzstraße, wenn die Geschwindigkeit an einem Walzgerüst, das einer Banddickensteuerung und einer Spannungssteuerung unterworfen ist, verändert wird, durch die Anwendung der Folgefunktion 1040 die Massenflußbilanz des gewalzten Bandes 1005 aufrecht erhalten, damit eine Banddickenänderung und eine Spannungsänderung nicht das andere Walzgerüst beeinflussen. Die Folgefunktion 1040 verändert die Geschwindigkeit hinsichtlich eines Walzgerüsts nicht, sondern verstellt die Geschwindigkeit des anderen Walzgerüsts in einer Richtung.
  • Zum Beispiel wird bei der herkömmlichen Tandem-Walzstraße der 12, wenn an das erste Walzgerüst 1001 ein Geschwindigkeits-Bezugswert ausgegeben wird, ohne die Geschwindigkeit am zweiten Walzgerüst 1002 zu ändern, durch die Folgefunktion die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle 1003 geändert.
  • Darüberhinaus ist es wie in der 13 gezeigt möglich, mit Bezug zum ersten Walzgerüst 1001 die Geschwindigkeit des zweiten Walzgerüsts 1002 durch die Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1024 für das zweite Walzgerüst zu steuern, an die ein Steuersignal von der Zwischengerüst-Spannungssteuerung 1032 gegeben wird, ohne die Geschwindigkeit des ersten Walzgerüsts 1001 zu verändern. In diesem Fall wird eine Folgefunktion 1041 für die ausgangsseitige Spannrolle 1004 betrieben.
  • Herkömmlich wird vor Beginn des Walzvorgangs ein Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende bestimmt, und es werden dazu passend die Banddickensteuerung und die Spannungssteuerung ausgewählt und ausgeführt. Wenn zum Beispiel das erste Walzgerüst 1001 als Bezugsstandard dient, wird das in der 13 dargestellte Steuersystem übernommen, und wenn das zweite Walzgerüst 1002 als Bezugsstandard dient, wird das in der 12 dargestellte Steuersystem übernommen.
  • Bei dem in der 7 gezeigten Fall, bei dem das zweite Walzgerüst 1002 als Bezugsstandard dient, wird, wenn das zweite Walzgerüst 1002 für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende verwendet wird, das Ausgangssignal der Zwischengerüst-Spannungssteuerung 1032 zum Bezugswert 1051 für die Geschwindigkeit des ersten Walzgerüsts 1001, und mittels der Folgefunktion 1040 wird der Bezugswert 1052 für die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle 1003 manipuliert. Die eingangsseitige Spannungssteuerung 1033 manipuliert darüberhinaus den Bezugswert 1050 für die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle 1003.
  • Wenn die Reduktion am ersten Walzgerüst 1001 manipuliert wird, um den Walzspalt zu schließen, nimmt die Spannung an der Eingangsseite ab, und auch die Spannung zwischen den Walzgerüsten nimmt ab. Entsprechend verringert die Zwischengerüst-Spannungssteuerung 1032 die Geschwindigkeit des ersten Walzgerüsts über den Bezugswert 1051 für die Geschwindigkeit des ersten Walzgerüsts, und die Folgesteuerung 1040 verringert die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle 1003 über den Bezugswert 1052 für die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle. Da die Spannung an der Eingangsseite abnimmt, verringert auch die eingangsseitige Spannungssteuerung 1033 die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle 1003 über den Bezugswert 1050 für die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle.
  • Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird nun eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die gleichen strukturellen Elemente wie oben werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht noch einmal erläutert. Die 6 zeigt ein Walzsystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand eines Tandem-Kaltwalzsystem beschrieben, das ein Beispiel mit zwei Walzgerüsten darstellt, dem einfachsten Aufbau in einem solchen Fall.
  • Das Tandem-Kaltwalzsystem der Ausführungsform umfaßt das erste Walzgerüst 1001, das zweite Walzgerüst 1002, an der Eingangsseite des Walzsystems die eingangsseitige Spannrolle 1003 und an der Ausgangsseite davon die ausgangsseitige Spannrolle 1004. Außerdem umfaßt das Tandem-Kaltwalzsystem der Ausführungsform die Reduktions-Steuervorrichtung 1021 für das erste Walzgerüst und die Reduktions-Steuervorrichtung 1022 für das zweite Walzgerüst. Mit der Reduktions-Steuervorrichtung 1021 für das erste Walzgerüst und der Reduktions-Steuervorrichtung 1022 für das zweite Walzgerüst wird der Walzspalt am jeweiligen Walzgerüst gesteuert, um den auf das gewalzte Band 1005 ausgeübten Walzdruck zu steuern.
  • Das Tandem-Kaltwalzsystem der Ausführungsform umfaßt des weiteren das ausgangsseitige Dickenmeßgerät 1011 für das erste Walzgerüst und das ausgangsseitige Dickenmeßgerät 1012 für das zweite Walzgerüst, um die Dicke des gewalzten Bandes 1005 zu messen. Um die Spannung an den verschiedenen Stellen zu messen, sind das eingangsseitige Spannungsmeßgerät 1013, das Zwischengerüst-Spannungsmeßgerät 1014 und das ausgangsseitige Spannungsmeßgerät 1015 vorgesehen.
  • Die Tandem-Kaltwalzstraße der Ausführungsform umfaßt schließlich noch die Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1023 für das erste Walzgerüst, mit der die Geschwindigkeit des ersten Walzgerüsts 1001 gesteuert wird, die Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1024 für das zweite Walzgerüst, mit der die Geschwindigkeit des zweiten Walzgerüsts 1002 gesteuert wird, die Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1025 für die eingangsseitige Spannrolle, mit der die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle 1003 gesteuert wird, und die Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1026 für die ausgangsseitige Spannrolle, mit der die Geschwindigkeit der ausgangsseitigen Spannrolle 1004 gesteuert wird.
  • Mit der Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1023 für das erste Walzgerüst, der Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1024 für das zweite Walzgerüst, der Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1025 für die eingangsseitige Spannrolle und der Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1026 für die ausgangsseitige Spannrolle werden die Geschwindigkeit des ersten Walzgerüsts 1001, die Geschwindigkeit des zweiten Walzgerüsts 1002, die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle 1003 und die Geschwindigkeit der ausgangsseitigen Spannrolle 1004 und damit die Geschwindigkeit des gewalzten Bandes 1005 gesteuert und die Spannung daran eingestellt.
  • Das Walzsystem der Ausführungsform umfaßt darüberhinaus eine Bestimmungsvorrichtung 1045 für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende, die auf der Basis eines Steuersignals und von Daten über das Walzen ein Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende festlegt, das ein Bezugsstandard für die Geschwindigkeitseinstellung ist, und eine Erzeugungsvorrichtung 1046 für den Bezugswert der Geschwindigkeitseinstellung, die Geschwindigkeitseinstellgrößen für das jeweilige Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende der Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1023 für das erste Walzgerüst, der Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1024 für das zweite Walzgerüst, der Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1025 für die eingangsseitige Spannrolle und der Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1026 für die ausgangsseitige Spannrolle erzeugt. Die Erzeugungsvorrichtung 1046 für den Bezugswert der Geschwindigkeitseinstellung gibt die erzeugte Geschwindigkeitseinstellgröße daran aus.
  • Das Signal vom ausgangsseitigen Dickenmeßgerät 1011 für das erste Walzgerüst wird in die Banddicken-Steuervorrichtung 1031 eingegeben, die die Banddicke an der Ausgangsseite des ersten Walzgerüsts 1001 steuert. Das Ausgangssignal der Banddicken-Steuervorrichtung 1031 wird in die Reduktions-Steuervorrichtung 1021 für das erste Walzgerüst eingegeben. Die Reduktions-Steuervorrichtung 1021 für das erste Walzgerüst steuert den Walzdruck am ersten Walzgerüst 1001.
  • Über die Zwischengerüst-Spannungssteuerung 1032 wird in die Erzeugungsvorrichtung 1046 für den Bezugswert der Geschwindigkeitseinstellung der Wert der Spannung zwischen den Walzgerüsten eingegeben, der vom Zwischengerüst-Spannungsmeßgerät 1014 gemessen wird. Der vom eingangsseitigen Spannungsmeßgerät 1013 an der Eingangsseite des ersten Walzgerüsts 1001 gemessene Wert der Spannung wird über die eingangsseitige Spannungssteuerung 1033 in die Erzeugungsvorrichtung 1046 für den Bezugswert der Geschwindigkeitseinstellung eingegeben. Der vom ausgangsseitigen Spannungsmeßgerät 1015 an der Ausgangsseite des zweiten Walzgerüsts 1002 gemessene Wert der Spannung wird über die ausgangsseitige Spannungssteuerung 1034 in die Erzeugungsvorrichtung 1046 für den Bezugswert der Geschwindigkeitseinstellung eingegeben.
  • Bei dem Walzsystem der Ausführungsform legt die Bestimmungsvorrichtung 1045 für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende auf der Basis von Daten für das Walzen wie der Banddicke und der Spannung und von Walzbedingungen wie den Steuersignalen von der Banddickensteuerung und der Spannungssteuerung ein Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende, für das keine Einstellung erfolgt, derart fest, daß die Geschwindigkeitseinstellgröße an jedem Steuersignalende (jedem Geschwindigkeits-Manipulationsende) minimal wird. Die Bestimmungsvorrichtung 1045 für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende gibt den auf den Steuersignalen und den Daten für das Walzen beruhenden Wert für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende an die Erzeugungsvorrichtung 1046 für den Bezugswert der Geschwindigkeitseinstellung aus.
  • Die Erzeugungsvorrichtung 1046 für den Bezugswert der Geschwindigkeitseinstellung erzeugt für die eingangsseitige Spannrolle 1003, die ausgangsseitige Spannrolle 1004 und die Anzahl der Walzgerüste gemäß dem von der Bestimmungsvorrichtung 1045 für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende bestimmten Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende entsprechende Geschwindigkeitseinstellgrößen. Die Erzeugungsvorrichtung 1046 für den Bezugswert der Geschwindigkeitseinstellung gibt die Geschwindigkeitseinstellgrößen für die jeweiligen Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsenden an die Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1023 für das erste Walzgerüst, die Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1024 für das zweite Walzgerüst, die Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1025 für die eingangsseitige Spannrolle und die Geschwindigkeits-Steuervorrichtung 1026 für die ausgangsseitige Spannrolle aus.
  • Um das Problem der herkömmlichen Steuertechnik zu überwinden, wird wie in der 7 gezeigt der Bezugsstandard auf das erste Walzgerüst 1001 geändert, wenn die Spannung an der Eingangsseite und die Spannung zwischen den Walzgerüsten bei einem Verringern des Walzspalts am ersten Walzgerüst 1001 abnimmt. Bei der Änderung des Bezugsstandards auf das erste Walzgerüst 1001 wird das Ausgangssignal 1053 der Zwischengerüst-Spannungssteuerung 1032 dazu verwendet, die Geschwindigkeit des zweiten Walzgerüsts 1002 zu ändern, und das Ausgangssignal der Zwischengerüst-Spannungssteuerung 1032 und das Ausgangssignal der eingangsseitigen Spannungssteuerung 1033 werden zu einer Art Folgesteuerung zusammenaddiert. Aus dieser Summe wird dann das Ausmaß der Änderung der Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle 1003 abgeleitet. Eine Verzögerung im Steuerverhalten wird so vermieden.
  • Bei der Walzvorrichtung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der 6 wählt die Bestimmungsvorrichtung 1045 für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende auf der Basis von Daten über das Walzen und der Steuersignale wie von der Spannungssteuerung und der Banddickensteuerung derart ein Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende aus, daß die Geschwindigkeitseinstellgröße, die an die einzelnen Walzgerüste ausgegeben wird, minimal wird. Die Erzeugungsvorrichtung 1046 für den Bezugswert der Geschwindigkeitseinstellung legt für jedes Walzgerüst (einschließlich der eingangsseitigen und der ausgangsseitigen Spannrollen) gemäß dem Bezugs-Walzgerüst einen Bezugswert für die Geschwindigkeit fest und gibt diesen aus.
  • Es werden im folgenden die Steuerungen betrachtet, die die einzelnen Walzgerüste der Walzanlage manipulieren, das heißt die eingangsseitige Spannungssteuerung 1033, die Zwischengerüst-Spannungssteuerung 1032 und die ausgangsseitige Spannungssteuerung 1034. Die folgende Erläuterung bezieht sich auf den Fall, daß das Spannungssteuersignal mit dem zweiten Walzgerüst 1002 als Bezugsstandard ausgegeben wird.
  • Die 8 zeigt schematisch die Bestimmungsvorrichtung für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende. Für das zweite Walzgerüst 1002 als Bezugsstandard wird durch eine Fuzzy-Folgerung auf der Basis der Spannung an der Eingangsseite, der Spannung zwischen den Walzgerüsten und der Spannung an der Ausgangsseite ein Pegel ermittelt. Die Einstellwerte für die jeweiligen Spannungen werden von der eingangsseitigen Spannung, die vom eingangsseitigen Spannungsmeßgerät 1013 ausgegeben wird, der Spannung zwischen den Walzgerüsten, die vom Zwischengerüst-Spannungsmeßgerät 1014 ausgegeben wird, bzw. der ausgangsseitigen Spannung, die vom ausgangsseitigen Spannungsmeßgerät 1015 ausgegeben wird, subtrahiert, um die eingangsseitige Spannungsabweichung, die Zwischengerüst-Spannungsabweichung und die ausgangsseitige Spannungsabweichung zu erhalten. Auf der Basis dieser Ergebnisse ermittelt eine Sicherheitsfaktor-Berechnungsvorrichtung 1451 mittels einer Zugehörigkeitsfunktion, wie sie in der 8 gezeigt ist, einen Sicherheitsfaktor.
  • Der Sicherheitsfaktor umfaßt folgendes:
    • EM:
    Die eingangsseitige Spannung ist kleiner als der Einstellwert.
    EP:
    Die eingangsseitige Spannung ist größer als der Einstellwert.
    SM:
    Die Spannung zwischen den Walzgerüsten ist kleiner als der Einstellwert.
    SP:
    Die Spannung zwischen den Walzgerüsten ist größer als der Einstellwert.
    DM:
    Die ausgangsseitige Spannung ist kleiner als der Einstellwert.
    DP:
    Die ausgangsseitige Spannung ist größer als der Einstellwert.
  • Auf der Basis der von der Sicherheitsfaktor-Berechnungsvorrichtung 1451 ermittelten Sicherheitsfaktoren leitet in einer Folgerungsvorrichtung 1452 eine Folgerungsausführungsvorrichtung 1454 eine Folgerung gemäß vorab in einer Folgerungsregelbasis 1453 festgelegten Folgerungsregeln eine Folgerung ab. Die Folgerungsregeln sind wie folgt derart festgelegt, daß die Geschwindigkeitseinstellgröße für jede Geschwindigkeits-Steuervorrichtung minimal wird:
    IF (EM AND SP) THEN ist das zweite Walzgerüst der Bezugsstandard (i)
    IF (EM AND SM AND DP) THEN ist das erste Walzgerüst der Bezugsstandard (i + 1)
    IF (EP AND SM) THEN ist das zweite Walzgerüst der Bezugsstandard (i + 2)
  • Mit dem AND wird der Minimalwert gemäß einer vorgegebenen Regel in der Fuzzy-Folgerung bezeichnet. Die Folgerung wird mit der Anzahl von Regeln ausgeführt, die vorab unter Verwendung dieser Folgerungsregeln festgelegt wurden, und der Pegel (i) für das erste Walzgerüst als Bezugsstandard, der Pegel (i) für das zweite Walzgerüst als Bezugsstandard, der zum Schlußteil der einzelnen Folgerungsregeln gehört, sowie die Maximalwerte davon werden ermittelt, wodurch der Pegel festgestellt wird, inwieweit das erste Walzgerüst der Bezugsstandard ist und inwieweit das zweite Walzgerüst der Bezugsstandard ist.
  • Eine Bestimmungsvorrichtung 1455 vergleicht den Pegel für das erste Walzgerüst 1001 als Bezugsstandard mit dem Pegel für das zweite Walzgerüst 1002 als Bezugsstandard und legt einen Wert für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende fest. Wenn der Pegel für das erste Walzgerüst 1001 als Bezugsstandard größer ist als der Pegel für das zweite Walzgerüst 1002 als Bezugsstandard, wird das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende zu Eins (erstes Walzgerüst 1001).
  • Die 9 zeigt schematisch die Erzeugungsvorrichtung 1046 für den Bezugswert der Geschwindigkeitseinstellung. Das Ausgangssignal der Zwischengerüst-Spannungssteuerung 1032 wird gemäß dem Wert für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende, der von der Bestimmungsvorrichtung 1045 für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende ermittelt wurde, entweder an das erste Walzgerüst 1001 oder an das zweite Walzgerüst 1002 ausgegeben. Zusammen mit diesem Vorgang wird in Übereinstimmung damit, ob das Ausgangssignal der Zwischengerüst-Spannungssteuerung 1032 an das erste Walzgerüst 1001 oder das zweite Walzgerüst 1002 ausgegeben wird, eine Verstärkung G1STD und eine Verstärkung G2STD festgelegt.
  • Wenn der Wert für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende gleich Eins ist, ist das erste Walzgerüst 1001 der Bezugsstandard, und das von der Zwischengerüst-Spannungssteuerung 1032 ausgegebene Steuersignal wird zur Steuerung der Geschwindigkeit des zweiten Walzgerüsts 1002 ausgegeben. Da das Ausgangssignal der Zwischengerüst-Spannungssteuerung 1032 mit Bezug zum zweiten Walzgerüst 1002 berechnet wird, ist es erforderlich, einen Code zu invertieren. In diesem Fall ist G1STD = 0 und G2STD = –1. Wenn das erste Walzgerüst 1001 der Bezugsstandard ist, ist G1STD = 1 und G2STD = 0.
  • Wenn die Verstärkungen G1STD und G2STD festgelegt sind, wird durch den in der 9 gezeigten Steuerblock an die einzelnen Geschwindigkeits-Steuervorrichtungen eine Geschwindigkeitseinstellgröße ausgegeben, wobei das Steuersignal der eingangsseitigen Spannungssteuerung, der Zwischengerüst-Spannungssteuerung und der ausgangsseitigen Spannungssteuerung einen Bezugswert für die Geschwindigkeitseinstellung der eingangsseitigen Spannrolle, einen Bezugswert für die Geschwindigkeitseinstellung des ersten Walzgerüsts bzw. einen Bezugswert für die Geschwindigkeitseinstellung des zweiten Walzgerüsts darstellt.
  • Die Folgerungsvorrichtung 1452 bestimmt auf der Basis davon, ob der Pegel für das erste Walzgerüst als Bezugsstandard oder der Pegel für das zweite Walzgerüst als Bezugsstandard größer ist, ob das erste Walzgerüst 1001 oder das zweite Walzgerüst 1002 der Bezugsstandard ist. Ob das erste Walzgerüst 1001 oder das zweite Walzgerüst 1002 der Bezugsstandard ist, kann auch dadurch bestimmt werden, ob eine gewichtete Verstärkung > 1,0 von (dem Pegel für das erste Walzgerüst 1001 als Bezugsstandard) > gewichtete Verstärkung × (dem Pegel für das zweite Walzgerüst als Bezugsstandard) ist, wobei dem zweiten Walzgerüst Priorität gegeben wird.
  • Die 10 zeigt den Steuervorgang bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei einer vorübergehenden Änderung im Zustand der Walzvorrichtung. Die 10 zeigt den Bezugswert für die eingangsseitige Spannung, den Bezugswert für die Zwischengerüstspannung, den Bezugswert für die ausgangsseitige Spannung und den Wert für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende für die einzelnen Zustände und den Bezugswert für die Geschwindigkeit im Zustand A der Walzvorrichtung für den Fall, daß der Zustand der Walzvorrichtung sich vom Zustand A zu einem Zustand B ändert.
  • Im Zustand A der Walzvorrichtung ist die Spannung an der Eingangsseite groß, die Spannung zwischen den Walzgerüsten ist ebenfalls groß, und es gibt keine Abweichung in der Spannung an der Ausgangsseite. Im Zustand A erhöht die eingangsseitige Spannungssteuerung die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle. Es erfolgt eine Manipulation derart, daß die Zwischengerüst-Spannungssteuerung die Geschwindigkeit des ersten Walzgerüsts 1001 bezüglich des zweiten Walzgerüsts 1002 erhöht oder die Geschwindigkeit des zweiten Walzgerüsts 1002 bezüglich des ersten Walzgerüsts 1001 herabsetzt.
  • Wenn das zweite Walzgerüst 1002 der Bezugsstandard ist, erfolgt somit (durch etwas, das eine Folgesteuerung für das erste Walzgerüst darstellt) eine Beschleunigung mit Beschleunigung + Zwischengerüst-Spannungssteuerung, da die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle = eingangsseitige Spannungssteuerung ist, so daß die Manipulationsgröße für die eingangsseitige Spannrolle 1003 groß wird. Wenn dagegen das erste Walzgerüst 1001 der Bezugsstandard ist, erfolgt durch Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle = eingangsseitige Spannungssteuerung nur eine Beschleunigung, so daß die Manipulationsgröße für die eingangsseitige Spannrolle 1003 klein ist.
  • Im Zustand B der Walzvorrichtung ist die Spannung an der Eingangsseite klein, die Spannung zwischen den Walzgerüsten ist groß, und es gibt keine Abweichung in der Spannung an der Ausgangsseite. Im Zustand B verringert die eingangsseitige Spannungssteuerung die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle. Es erfolgt eine Manipulation derart, daß die Zwischengerüst-Spannungssteuerung die Geschwindigkeit des ersten Walzgerüsts 1001 bezüglich des zweiten Walzgerüsts 1002 erhöht oder die Geschwindigkeit des zweiten Walzgerüsts 1002 bezüglich des ersten Walzgerüsts 1001 herabsetzt.
  • Wenn das erste Walzgerüst 1001 der Bezugsstandard ist, ist es erforderlich, die eingangsseitige Spannrolle 1003 abzubremsen und das zweite Walzgerüst 1002 abzubremsen. Wenn das zweite Walzgerüst 1002 der Bezugsstandard ist, heben sich die Abbremsung der eingangsseitigen Spannrolle 1003 durch die eingangsseitige Spannungssteuerung und die gleichzeitige Beschleunigung (durch etwas, das eine Folgesteuerung für die Geschwindigkeitsänderung des ersten Walzgerüsts 1001 darstellt) der eingangsseitigen Spannrolle 1003 durch die Zwischengerüst-Spannungssteuerung zumindest teilweise auf. Im Ergebnis ist das Ausmaß der Änderung in der Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle 1003 klein.
  • Die 11 zeigt den Steuervorgang bei der Walzvorrichtung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Zuerst wird geprüft, ob die Walzvorrichtung beim Walzen ist (Schritt S1001). Wenn die Walzvorrichtung nicht beim Walzen ist, wird nach dem Ablauf einer Wartezeit erneut geprüft, ob die Walzvorrichtung beim Walzen ist (Schritt S1002 und Schritt S1001). Wenn die Walzvorrichtung im Walzbetrieb ist, werden vom eingangsseitigen Spannungsmeßgerät 1013, vom Zwischengerüst-Spannungsmeßgerät 1014 und vom ausgangsseitigen Spannungsmeßgerät 1015 Daten für die Spannung an der Eingangsseite, Daten für die Spannung zwischen den Walzgerüsten und Daten für die Spannung an der Ausgangsseite aufgenommen (Schritt S1003). Auf der Basis dieser Daten über die Spannung, von Steuersignalen wie der Abweichung der jeweiligen Spannung und Daten über den Walzvorgang wird ein Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende bestimmt (Schritt S1004).
  • Die jeweils von der eingangsseitigen Spannungssteuerung 1033, der Zwischengerüst-Spannungssteuerung 1032 und der ausgangsseitigen Spannungssteuerung 1034 auszugebenden Steuersignale werden berechnet (Schritt 1005). Auf der Basis dieser von der eingangsseitigen Spannungssteuerung 1033, der Zwischengerüst-Spannungssteuerung 1032 und der ausgangsseitigen Spannungssteuerung 1034 ausgegebenen Steuersignale und unter Berücksichtigung dessen, was zusammen mit diesen Steuersignalen in Übereinstimmung mit dem Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende einer Folgesteuerung entspricht, werden Bezugswerte für die Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle 1003, des ersten Walzgerüsts 1001, des zweiten Walzgerüsts 1002 und der ausgangsseitigen Spannrolle 1004 erzeugt (Schritt S1006). Die Bezugswerte für die Geschwindigkeit werden an die eingangsseitige Spannrolle 1003, das erste Walzgerüst 1001, das zweite Walzgerüst 1002 und die ausgangsseitige Spannrolle 1004 ausgegeben (Schritt S1007).
  • Auf diese Weise wird auf der Basis der Walzbedingungen wie der Spannung an der Eingangsseite, der Spannung zwischen den Walzgerüsten und der Spannung an der Ausgangsseite während des Walzens ein Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende festgelegt, bei dem die Geschwindigkeit nicht geändert wird, und in Übereinstimmung mit dem Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende werden an die Geschwindigkeits-Steuervorrichtungen für die eingangsseitige Spannrolle 1003, das erste Walzgerüst 1001, das zweite Walzgerüst 1002 und die ausgangsseitige Spannrolle 1004 Steuersignale ausgegeben.
  • Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann nicht nur bei Tandem-Kaltwalzstraßen mit zwei Walzgerüsten angewendet werden, sondern auch bei Tandem-Kaltwalzstraßen mit einem beliebigen Aufbau. Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auch wie in der 14 gezeigt bei einer Walzstraße angewendet werden, bei der die eingangsseitige Spannrolle und die Geschwindigkeits-Steuervorrichtung dafür von einer eingangsseitigen Zugrolle 1055 und einer Geschwindigkeits/Drehmoment-Steuervorrichtung 1057 gebildet werden oder bei der die ausgangsseitige Spannrolle und die Geschwindigkeits-Steuervorrichtung dafür von einer ausgangsseitigen Zugrolle 1056 und einer Geschwindigkeits/Drehmoment-Steuervorrichtung 1058 gebildet werden.
  • Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird durch eine Fuzzy-Folgerung auf der Basis von vorher festgelegten Regeln ein Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende derart bestimmt, daß die Geschwindigkeitseinstellgröße an jeder Geschwindigkeits-Steuervorrichtung minimal wird. Die Geschwindigkeitseinstellgröße an jedem Walzgerüst kann jedoch auch auf der Basis einer Folgerung aus dem Ausgangssignal für die Geschwindigkeitseinstellgröße von jeder Steuervorrichtung mit einem geänderten Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende berechnet werden, und das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende kann in Übereinstimmung mit vorher festgelegten Bewertungskriterien derart bestimmt werden, daß die Geschwindigkeitseinstellgröße geeignet groß wird. Die 15 zeigt die Ausgestaltung eines Steuersystems für diesen Fall.
  • Hinsichtlich der Vorab-Ermittlung der Bewertungskriterien kann der Absolutwert der Geschwindigkeitseinstellgröße an jedem Walzgerüst festgestellt werden, es kann der Maximalwert davon festgestellt werden, und es kann ein Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende mit einem Minimum bei einem solchen Maximalwert ausgewählt werden oder der quadratische Mittelwert der Geschwindigkeitseinstellgröße an jedem Walzgerüst festgestellt werden und ein Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende gewählt werden, bei dem der festgestellte Wert minimal wird.

Claims (20)

  1. Walzstraße mit einem oder mehr als einem Walzgerüst (3) mit einer oberen und einer unteren Arbeitswalze (Rs1, Rs2) zum Drücken auf und Walzen eines durchlaufenden gewalzten Bandes (1) von oben und von unten; einer Reduktions-Steuervorrichtung (51, 52) zum Steuern des Walzspaltes zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze (Rs1, Rs2); einer Last-Erfassungseinrichtung (8) zum Erfassen der von der oberen und der unteren Arbeitswalze (Rs1, Rs2) auf das gewalzte Band (1) ausgeübten Belastung; einer Bandgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung (6, 7) zum Erfassen der Geschwindigkeit des gewalzten Bandes (1) an der Eingangsseite des Walzgerüsts und der Ausgangsseite des Walzgerüsts; einer Spannungs-Erfassungseinrichtung (9, 10) zum Erfassen der Spannung am gewalzten Band (1) an der Eingangsseite des Walzgerüsts und an der Ausgangsseite des Walzgerüsts; einer Motorgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit des Elektromotors (20, 21), der die obere und die untere Arbeitswalze (Rs1, Rs2) des Walzgerüsts antreibt; einer Spannungs-/Geschwindigkeits-Bezugswert-Berechnungseinrichtung (62) zum Berechnen der Spannung des gewalzten Bandes (1) an der Eingangsseite des Walzgerüsts und an der Ausgangsseite des Walzgerüsts oder einem Bezugswert für die Geschwindigkeit des Elektromotor (20, 21); einer Geschwindigkeits-Steuereinrichtung (40, 41) zum Steuern der Geschwindigkeit des Elektromotors (20, 21) auf der Basis von Daten für die Geschwindigkeit, die von der Motorgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung gemessen werden, und dem Bezugswert für die Geschwindigkeit; einer Walzenpositions-Berechnungseinrichtung (61) zum Berechnen der Position der Arbeitswalzen (Rs1, Rs2); und mit einer Berechnungsvorrichtung (60) für Anweisungen zum Öffnen/Schließen der Walzen bei laufendem Band zum Steuern des Öffnens/Schließens der oberen und der unteren Arbeitswalze (Rs1, Rs2) relativ zum gewalzten Band (1) während des Durchlaufs des gewalzten Bands, wobei die Berechnungsvorrichtung (60) das Öffnen von am gewalzten Band geschlossenen oberen und unteren Arbeitswalzen (Rs1, Rs2) und das Schließen von am gewalzten Band offenen oberen und unteren Arbeitswalzen unter Verwendung der Reduktions-Steuervorrichtung (51, 52) steuert, ohne daß das durchlaufende gewalzte Band angehalten wird, während die Spannungen und/oder die Geschwindigkeiten des gewalzten Bandes zwischen der Eingangsseite des Walzgerüsts und der Ausgangsseite des Walzgerüsts gleich groß gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungsvorrichtung (60) durch Erhöhen oder Verringern der Last das gewalzte Band (1) in den Zustand elastischer Verformung bringt und die Last konstant hält.
  2. Walzstraße nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungsvorrichtung (60) die Biegekräfte an der oberen und der unteren Arbeitswalze (Rs1, Rs2) beim Erhöhen/Verringern der Last und beim Öffnen und Schließen der oberen und der unteren Arbeitswalze anpaßt.
  3. Walzstraße nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungsvorrichtung (60) den Betrieb so steuert, daß das Öffnen und Schließen der oberen und der unteren Arbeitswalze (Rs1, Rs2) bei einer Geschwindigkeit des durchlaufenden gewalzten Bandes von weniger als 30 Meter/Minute erfolgen.
  4. Walzstraße nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungsvorrichtung (60) eine Bestimmungseinrichtung für das Geschwindigkeitsverhältnis und das Walzen umfaßt, die aus den von der Bandgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung (6, 7) festgestellten Geschwindigkeiten des gewalzten Bandes an der Eingangsseite und der Ausgangsseite des Walzgerüsts das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Eingangsseite des Walzgerüsts und der Ausgangsseite des Walzgerüsts ermittelt und feststellt, ob sich das gewalzte Band im Zustand plastischer Verformung oder im Zustand elastischer Verformung befindet.
  5. Walzstraße nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungsvorrichtung (60) eine Spannungs/Walzvorgang-Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung des Übergangs des gewalzten Bandes aus dem Zustand plastischer Verformung in den Zustand elastischer Verformung oder aus dem Zustand elastischer Verformung in den Zustand plastischer Verformung auf der Basis von von den Spannungs-Erfassungseinrichtungen (9, 10) erfaßten Änderungen in der Spannung des gewalzten Bandes an der Eingangsseite des Walzgerüsts und der Ausgangsseite des Walzgerüsts umfaßt.
  6. Verfahren zum Steuern einer Walzstraße mit einem oder mehr als einem Walzgerüst (3) mit einer oberen und einer unteren Arbeitswalze (Rs1, Rs2) zum Drücken auf und Walzen eines durchlaufenden gewalzten Bandes (1) von oben und von unten und mit einer Reduktions-Steuervorrichtung (51, 52) zum Steuern des Walzspaltes zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze, wobei das Verfahren umfaßt einen Schritt des Erhöhens oder Verringerns der von der oberen und der unteren Arbeitswalze (Rs1, Rs2) auf das gewalzte Band (1) ausgeübten Belastung ohne Anhalten des durchlaufenden gewalzten Bands; einen Schritt des Öffnens der am gewalzten Band (1) geschlossenen oberen und unteren Arbeitswalzen (Rs1, Rs2) oder des Schließens der am gewalzten Band offenen oberen und unteren Arbeitswalzen unter Verwendung der Reduktions-Steuervorrichtung (51, 52) ohne Anhalten des durchlaufenden gewalzten Bands, während die Spannungen und/oder die Geschwindigkeiten des gewalzten Bandes zwischen der Eingangsseite des Walzgerüsts und der Ausgangsseite des Walzgerüsts gleich groß gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Erhöhen oder Verringern der Belastung die Belastung konstant gehalten wird, nachdem das gewalzte Band in den Zustand elastischer Verformung gelangt ist.
  7. Verfahren zum Steuern einer Walzstraße nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Schritt des Einstellens der Biegekraft an der oberen und der unteren Arbeitswalze (Rs1, Rs2) beim Erhöhen/Verringern der Belastung und beim Öffnen/Schließen der oberen und der unteren Arbeitswalze.
  8. Verfahren zum Steuern einer Walzstraße nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Schritt die Belastung ohne Anhalten des durchlaufenden gewalzten Bandes (1) bei einer Geschwindigkeit des gewalzten Bandes von weniger als 30 Meter/Minute erhöht oder verringert wird.
  9. Verfahren zum Steuern einer Walzstraße nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte des Erfassens der Geschwindigkeit des gewalzten Bandes (1) an der Eingangsseite des Walzgerüsts und an der Ausgangsseite des Walzgerüsts; des Berechnen des Geschwindigkeitsverhältnisses für das gewalzte Band zwischen der Eingangsseite des Walzgerüsts und der Ausgangsseite des Walzgerüsts; und des Bestimmens, ob sich das gewalzte Band im Zustand plastischer Verformung oder im Zustand elastischer Verformung befindet.
  10. Verfahren zum Steuern einer Walzstraße nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte des Erfassens der Spannungen am gewalzten Band (1) an der Eingangsseite des Walzgerüsts und an der Ausgangsseite des Walzgerüsts; und des Erfassens von Änderungen in der Spannung des gewalzten Bandes an der Eingangsseite des Walzgerüsts und an der Ausgangsseite des Walzgerüsts, um dadurch einen Übergang des gewalzten Bands vom Zustand plastischer Verformung in den Zustand elastischer Verformung oder vom Zustand elastischer Verformung in den Zustand plastischer Verformung festzustellen.
  11. Walzvorrichtung mit einer eingangsseitigen Spannrolle (1003) zum Steuern der Spannung, die an der Eingangsseite einer Walzanlage auf ein zu walzendes Band (1005) ausgeübt wird; einer ausgangsseitigen Spannrolle (1004) zum Steuern der Spannung, die an der Ausgangsseite der Walzanlage auf das gewalzte Band (1005) ausgeübt wird; einer Geschwindigkeits-Steuereinrichtung (1026) für die ausgangsseitige Spannrolle (1004); einer Anzahl von Walzgerüsten (1001, 1002); einer Geschwindigkeits-Steuereinrichtung (1023, 1024) für die Anzahl von Walzgerüsten (1001, 1002); einem Banddickendetektor (1011) zum Erfassen der Banddicke des gewalzten Bandes (1005); einem Spannungsdetektor (1013–1015) zum Erfassen der Spannung am gewalzten Band (1005); einer Steuereinrichtung für die Ausgabe der Geschwindigkeit der Anzahl von Walzgerüsten (1001, 1002) an jeweiligen Geschwindigkeits-Manipulationsenden auf der Basis von Daten für das Walzen, die aus der vom Banddickendetektor (1011) erfaßten Banddicke des gewalzten Bandes und der vom Spannungsdetektor (1013–1015) erfaßten Spannung des gewalzten Bandes erhalten werden; gekennzeichnet durch eine Bestimmungseinrichtung (1045) für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende zum Bestimmen eines Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsendes, an dem keine Einstellgröße für die Geschwindigkeitssteuerung ausgegeben wird, auf der Basis von Daten für das Walzen einschließlich der Banddicke und der Spannung und von Walzbedingungen einschließlich einem Steuersignal für die Banddickensteuerung und die Spannungssteuerung derart, daß die Geschwindigkeitseinstellgröße am Geschwindigkeits-Manipulationsende minimal wird; eine Geschwindigkeits-Steuereinrichtung (1025) für die eingangsseitige Spannrolle (1003); eine Anzahl von Steuereinrichtungen für die Ausgabe der Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle (1003) und der Geschwindigkeit der ausgangsseitigen Spannrolle (1004); und eine Erzeugungseinrichtung (1046) für den Bezugswert der Geschwindigkeitseinstellung zum Bestimmen der jeweiligen Geschwindigkeitseinstellgröße für die eingangsseitige Spannrolle (1003), die ausgangsseitige Spannrolle (1004) und die Anzahl von Walzgerüsten (1001, 1002) gemäß dem von der Bestimmungseinrichtung (1045) für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende bestimmten Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende und zur Ausgabe der jeweiligen Geschwindigkeitseinstellgröße an jedem Geschwindigkeits-Manipulationsende.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungseinrichtung (1046) für den Bezugswert der Geschwindigkeitseinstellung eine Folgesteuerung zum Addieren einer Geschwindigkeits-Manipulationsgröße zu jedem Geschwindigkeits-Manipulationsende, dessen Geschwindigkeit mit Bezug zur Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsendeseite eingestellt wird, ausführt, wobei die Geschwindigkeits-Manipulationsgröße auf der Basis der Steuersignalgröße für die einzelnen Geschwindigkeits-Manipulationsenden in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeitsverteilung für die Geschwindigkeits-Manipulationsenden bestimmt wird.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (1045) für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende anhand einer Steuerregel bestimmt, die eine Fuzzy-Folgerung beinhaltet, bei der auf der Basis der Walzbedingungen eine Geschwindigkeitseinstellgröße an jedem Geschwindigkeits-Manipulationsende vorab so bestimmt wird, daß sie minimal ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (1045) für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende anhand einer vorgegebenen Bewertungsfunktion auf der Basis der Geschwindigkeitseinstellgröße an jedem Geschwindigkeits-Manipulationsende einen Bewertungswert ermittelt und das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende so bestimmt, daß der Bewertungswert ein Optimalwert wird.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die eingangsseitige Spannrolle (1003) und die Geschwindigkeits-Steuereinrichtung (1025) für die eingangsseitige Spannrolle von einer eingangsseitigen Zugrolle und einer Geschwindigkeits- oder Drehmoment-Steuereinrichtung für die eingangsseitige Zugrolle gebildet werden, und/oder die ausgangsseitige Spannrolle (1004) und die Geschwindigkeits-Steuereinrichtung (1026) für die ausgangsseitige Spannrolle von einer ausgangsseitigen Zugrolle und einer Geschwindigkeits- oder Drehmoment-Steuereinrichtung für die ausgangsseitige Zugrolle gebildet werden.
  16. Verfahren zum Steuern einer Walzvorrichtung mit einer eingangsseitigen Spannrolle (1003) zum Steuern der Spannung, die an der Eingangsseite einer Walzanlage auf ein zu walzendes Band (1005) ausgeübt wird; einer Geschwindigkeits-Steuereinrichtung (1025) für die eingangsseitige Spannrolle (1003); einer ausgangsseitigen Spannrolle (1004) zum Steuern der Spannung, die an der Ausgangsseite der Walzanlage auf das gewalzte Band (1005) ausgeübt wird; einer Geschwindigkeits-Steuereinrichtung (1026) für die ausgangsseitige Spannrolle (1004); einer Anzahl von Walzgerüsten (1001, 1002); einer Geschwindigkeits-Steuereinrichtung (1023, 1024) für die Anzahl von Walzgerüsten (1001, 1002); einem Banddickendetektor (1011) zum Erfassen der Banddicke des gewalzten Bandes (1005); einem Spannungsdetektor (1013–1015) zum Erfassen der Spannung am gewalzten Band (1005); und mit einer Anzahl von Steuereinrichtungen für die Ausgabe der Geschwindigkeit der eingangsseitigen Spannrolle (1003), der Geschwindigkeit der ausgangsseitigen Spannrolle (1004) und der Geschwindigkeit der Anzahl von Walzgerüsten (1001, 1002) an jeweiligen Geschwindigkeits-Manipulationsenden auf der Basis von Daten für das Walzen, die aus der vom Banddickendetektor (1011) erfaßten Banddicke des gewalzten Bandes und der vom Spannungsdetektor (1013–1015) erfaßten Spannung des gewalzten Bandes erhalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt Bestimmen eines Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsendes, an dem keine Einstellgröße für die Geschwindigkeitssteuerung ausgegeben wird, auf der Basis von Daten für das Walzen einschließlich der Banddicke und der Spannung und von Walzbedingungen einschließlich einem Steuersignal für die Banddickensteuerung und die Spannungssteuerung derart, daß die Geschwindigkeitseinstellgröße am Geschwindigkeits-Manipulationsende minimal wird; und Bestimmen, durch eine Erzeugungseinrichtung (1046) für den Bezugswert der Geschwindigkeitseinstellung, der jeweiligen Geschwindigkeitseinstellgröße für die eingangsseitige Spannrolle (1003), die ausgangsseitige Spannrolle (1004) und die Anzahl von Walzgerüsten (1001, 1002) gemäß dem von der Bestimmungseinrichtung (1045) für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende bestimmten Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende und zur Ausgabe der jeweiligen Geschwindigkeitseinstellgröße an jedem Geschwindigkeits-Manipulationsende.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungseinrichtung (1046) für den Bezugswert der Geschwindigkeitseinstellung eine Folgesteuerung zum Addieren einer Geschwindigkeits-Manipulationsgröße zu jedem Geschwindigkeits-Manipulationsende, dessen Geschwindigkeit mit Bezug zur Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsendeseite eingestellt wird, ausführt, wobei die Geschwindigkeits-Manipulationsgröße auf der Basis der Steuersignalgröße für die einzelnen Geschwindigkeits-Manipulationsenden in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeitsverteilung für die Geschwindigkeits-Manipulationsenden bestimmt wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (1045) für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende anhand einer Steuerregel bestimmt, die eine Fuzzy-Folgerung beinhaltet, bei der auf der Basis der Walzbedingungen eine Geschwindigkeitseinstellgröße an jedem Geschwindigkeits-Manipulationsende vorab so bestimmt wird, daß sie minimal ist.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (1045) für das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende anhand einer vorgegebenen Bewertungsfunktion auf der Basis der Geschwindigkeitseinstellgröße an jedem Geschwindigkeits-Manipulationsende einen Bewertungswert ermittelt und das Bezugsgeschwindigkeits-Manipulationsende so bestimmt, daß der Bewertungswert ein Optimalwert wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die eingangsseitige Spannrolle (1003) und die Geschwindigkeits-Steuereinrichtung (1025) für die eingangsseitige Spannrolle von einer eingangsseitigen Zugrolle und einer Geschwindigkeits- oder Drehmoment-Steuereinrichtung für die eingangsseitige Zugrolle gebildet werden, und/oder die ausgangsseitige Spannrolle (1004) und die Geschwindigkeits-Steuereinrichtung (1026) für die ausgangsseitige Spannrolle von einer ausgangsseitigen Zugrolle und einer Geschwindigkeits- oder Drehmoment-Steuereinrichtung für die ausgangsseitige Zugrolle gebildet werden.
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