DE1118866B - Einrichtung zum Messen und Regeln der Staerke eines ein Walzwerk verlassenden Bandes - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

kl. 21 c 62/50

INTERNATIONALE KL.

H 02p; G 05g

B 34181 VHIb/21c

ANMELDETAG: 19. JANUAR 1955

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER

AUSLEGESCHRIFT: 7. DEZEMBER 1961

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Bestimmen der Stärke eines ein Walzwerk verlassenden Bandes.

Die Erfindung geht aus von der dem Walzwerker bekannten Formel V₀ · A₀ = V₁ · A₁, aus der sich die

Beziehung für die Austrittsstärke A₁ = A₀ · — ableiten läßt, wobei A₀ die Eintrittsstärke des Bandes und V₀ die Eintrittsgeschwindigkeit in das letzte Walzgerüst bzw. V₁ die Austrittsgeschwindigkeit und A₁ die Austrittsstärke aus diesem bedeutet.

Die Messung der Ein- und Austrittsgeschwindigkeit durch vom Band angetriebene, vor und hinter den Walzen angeordnete Tachometerdynamos ist bereits bekannt. Durch die Erfindung soll eine Einrichtung geschaffen werden, die die oben angegebene Bezeichnung darüber hinaus zur mittelbaren Messung der Stärke eines ein Walzwerk verlassenden Bandes erlaubt.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es möglieh, die Stärkenänderungen des Bandes zu korrigieren, bevor das Band das letzte Walzgerüst verläßt. Außerdem kann die erfindungsgemäße Einrichtung auch zur Steuerung des Walzwerkes in solcher Weise Verwendung finden, daß immer eine bestimmte Bandstärke aufrechterhalten wird.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die mit einem Verstellmotor, dessen Rotor sich in seiner Winkelstellung auf den Wert des jeweiligen Verhältnisses —einstellt,

und ferner durch eine zweite Einrichtung zur an sich bekannten Bildung eines Vergleichswertes für A₀ sowie mit einer mit dem Rotor des Motors gekuppelten Vorrichtung zum Reduzieren des Vergleichswertes für A₀ entsprechend der Rotorwinkelstellung und damit entsprechend dem Verhältnis —. Vorzugsweise

weist die erste Einrichtung ein Potentiometer auf, dessen Schieber mit dem Rotor des Motors zwangläufig gekuppelt ist und an dem eine der Geschwindigkeit V₁ entsprechende Spannung V₁ liegt, wobei der Motor in einem eine der Geschwindigkeit v₀ entsprechende Spannung F₀ an das Potentiometer über den Schieber anlegenden Kreis liegt.

Vorzugsweise wird der Motor über einen in diesem Kreis Hegenden Verstärker gespeist.

Die zweite Einrichtung weist zweckmäßig ein Potentiometer auf, an dem eine der Eintrittsbandstärke A₀ entsprechende Spannung liegt und dessen Schieber mit dem Rotor des Verstellmotors zwangläufig gekuppelt ist, wobei eine Meßvorrichtung vor-Einrichtung zum Messen und Regeln

der Stärke eines ein Walzwerk verlassenden

Bandes

Anmelder:

The British
Iron & Steel Research Association, London

Vertreter: Dipl.-Ing. R. H. Bahr

und Dipl.-Phys. E. Betzier, Patentanwälte,

Herne, Freiligrathstr. 19

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 26. Januar 1954

Wilfried Cecil Frederick Hessenberg,
Bromley, Kent (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

gesehen ist, die die Spannung zwischen dem Schieber und einem Potentiometerende mißt.

Findet die vorhergehend beschriebene Einrichtung zur Regelung der Stärke des aus dem Walzwerk auslaufenden Bandes mittels eines der Abweichung der Bandstärke vom Sollwert entsprechenden Signals Verwendung, dann wird zwischen dem Schieber und dem Potentiometer und der zweiten Einrichtung eine dem Sollwert entsprechende Spannung angelegt und die Spannungsdifferenz zwischen Sollwertspannung und der Spannung für den Istwert A₁ in an sich bekannter Weise zur Steuerung der die Bandstärke beeinflussenden Mittel verwendet.

Von besonderem Vorteil ist es, daß es durch die Erfindung möglich wird, die Größe des Walzenspaltes und damit seinen Einfluß auf das auslaufende Band ohne Anordnung irgendwelcher Vorrichtungen in Nähe oder im Walzenspalt festzustellen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Bandgeschwindigkeit zwischen den Walzen und der einen Tachometerrolle zwangläufig immer konstant ist und somit zwischen den Walzen und der Aufwickelhaspel keine Geschwindigkeitsänderung auftreten kann. Die dort herrschende Geschwindigkeit ist also in jedem Augenblick von der Stärke des auslaufenden Bandes abhängig. Da außerdem die Geschwindigkeiten vor der Walze und die Dicke mit Hufe des vor der Walze sitzenden Dickenmeßgerätes ebenfalls eindeutig gemessen werden kön-

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nen, entspricht die Austrittsstärke genau dem Wert der Bandstärke beim Austritt des Bandes aus den Waken, vor und hinter denen die einzelnen Elemente der erfindungsgemäßen Einrichtung angeordnet sind.

In der Zeichnung sind die Walzen der Walzgerüste bei 12 a, 12 b, 12 c usw. angedeutet. Selbstverständlich kann das Walzwerk beliebig viele solcher Walzgerüste aufweisen. Zwischen zwei benachbarten Gerüsten ist ein Mikrometer 13 eingeschaltet, das ein elektrisches Signal auf die Ausgangsleitungen 14 gibt. Dieses Signal entspricht der Stärke A₀ des Bandes 15 zwischen diesen beiden Gestellen. Außerdem ist eine Vorrichtung zur Abgabe eines elektrischen Signals vorgesehen, das der Geschwindigkeit V₀ des Bandes beim Durchgang zwischen den beiden Gerüsten entspricht. Diese Vorrichtung besteht aus einer Scheibe 16, die an dem Rotor eines Tachometergenerators 17 montiert ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Ebene der Scheibe 16 in Flucht mit der Bewegungsrichtung des Bandes 15 liegt und die Umfangsge- ao schwindigkeit der Scheibe der Geschwindigkeit des Bandes entspricht. Das Mikrometer 13 und die Vorrichtung 16,17 sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen die beiden letzten Walzgerüste des Walzwerkes eingeschaltet; sie können aber selbstverständlich auch zwischen zwei anderen Walzgerüsten vorgesehen sein.

Eine zweite Vorrichtung zur Messung der Bandgeschwindigkeit V₁ sitzt am Ausgang des letzten Walzgerüstes 12 a. Diese Vorrichtung entspricht der Vorrichtung 16,17 und besteht aus der Scheibe 18, die das Band unter Reibung berührt, und dem Tachometergenerator 19.

Das Walzwerk ist mit der üblichen Trommel 20 zum Aufwickeln des Bandes versehen, die mit dem Wickelmotor 21 gekoppelt ist, und enthält einen Antriebsmotor 22 sowie Anstellmotoren 23 für jedes Walzgerüst. Der Antriebsmotor 22 treibt die Walzen an, während der Anstellmotor 23 die Arbeitswalzen 12 richtig einstellt.

Der Ausgang des Generators 19 wird über die Leitungen 24 an ein Potentiometer 25 gelegt. Das zwischen dem Schieber 26 des Potentiometers und einer Endklemme des Potentiometers auftretende Signal wird in Reihe, aber entgegengesetzt zum Ausgang des Generators 17 geschaltet und liegt am Eingang eines Verstärkers 27, der an einen kleinen Elektromotor 28 geschaltet ist. Die Rotorwelle des Motors 28 trägt den Schieber 26 des Potentiometers und den Schieber 29 eines zweiten Potentiometers 30. Die an den Ausgangsleitungen 14 des Mikrometers 13 erscheinenden elektrischen Signale werden auf das Potentiometer 30 aufgebracht, und das Signal zwischen dem Schieber 30 und einer Endklemme des Potentiometers ist proportional zur Ausgangsstärke des Bandes und kann über ein Meßgerät 31 abgelesen werden.

Man kann auch ein Signal erhalten, das proportional der Abweichung der Ausgangsstärke von einem gegebenen Wert ist, und zwar erfolgt dies dadurch, daß man an den Schieber 29 und eine Endklemme des Potentiometers eine Spannungsquelle, z. B. die Batterie 32, parallel zum Potentiometer 33 schaltet. Der Schieberarm 29 ist an den Schieber 39 des Potentiometers 33 gelegt, und die Spannungsdifferenz erscheint an den Leitungen 35.

Zur Erstellung eines automatischen Kontrollsystems zur Aufrechterhaltung der Ausgangsstärke des Bandes auf einem gegebenen, durch die Einstellung des Potentiometers 33 bestimmten Wert kann das an den Leitungen 35 erscheinende Signal an den Wickelmotor 21 oder an einen der Anstellmotore 23 der Walzgerüste oder an einen der Antriebsmotore 22 gelegt werden, wie es durch die gestrichelten Linien angedeutet ist.

Sind die Geschwindigkeit und Stärke des Bandes zwischen den Gerüsten 12 α und 12 & gleich v_obzw./z_o und sind die Geschwindigkeit und Stärke des Bandes nach dem Austritt aus dem Walzwerk V₁ bzw. Zz₁, dann ist die an dem Potentiometer 25 liegende Spannung F₁ proportional zu V₁, und die zwischen dem Schieber 26 und einer Endklemme des Potentiometers auftretende Spannung ist gleich Ic-V₁, wobei k durch die Stellung des Schiebers auf dem Potentiometer bestimmt ist. Die am Eingang des Verstärkers 27 liegende Spannung ist infolgedessen proportional zu (F₀ — k · F₁), wobei F₀ proportional zu V₀ ist. Da die Verstärkung des Verstärkers 27 groß ist, ist die Winkelstellung der Rotorwelle des Motors 28

ν V

— = ψ-, da der Eingang am Verstärker näherungsweise Null ist. Wenn somit die am Potentiometer 30 liegende Spannung proportional zu A₀ ist, ist das zwischen Schieber 29 und einer Endklemme' des Potentiometers 30 auftretende Signal proportional zuh₀ ·—,

und da der Ausgang für ein breites Band über die ganze Bandlänge konstant, d. h. A₀ · v₀ = A₁ · V₁ ist, ist dieses Signal proportional zu A₁, der Austrittsstärke des Bandes, die durch das Meßgerät 31 angezeigt wird.

Im Betrieb liefert das Potentiometer 33 eine konstante Spannung A entgegen der Spannung vom Potentiometer 30, und das an den Ausgangsleitungen 35 auftretende Signal ist infolgedessen A₁ — A, d. h. die Abweichung der Stärke von einem gegebenen Anfangswert. Wenn diese Spannung zur Steuerung eines der Motoren 21, 22 oder 23 Verwendung rindet, hält das Walzwerk das Ausgangssignal an den Leitungen 35 auf dem Wert Null, d. h. die Austrittsstärke des Bandes auf dem gewünschten Wert A, der durch die Einstellung des Schiebers 34 bestimmt ist.

Man erkennt, daß das in den Zeichnungen erläuterte System die Messung der Stärke oder Dicke des das Walzwerk verlassenden Bandes auf indirektem Wege ermöglicht und den Vorteil bietet, daß die Bandstärke unmittelbar am Ausgang des letzten Walzgerüstes und nicht erst viel später gemessen wird. Dies ist von besonderem Wert, wenn das System zur automatischen Steuerung des Walzwerkes Verwen-.dung findet, da es die unmittelbare Kompensation von Dickenunregelmäßigkeiten ohne großen Zeitverlust ermöglicht.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems werden das Mikrometer und die beiden Geschwindigkeitsgeräte wie bisher verwendet. Es werden jedoch Prozentänderungen gemessen. Die vom Mikrometer und vom Geschwindigkeitsmesser zwischen den beiden Walzgestellen kommenden Signale werden kombiniert und ergeben ein resultierendes Signal, das gleich dem Ausstoß ist, nämlich (v₀ · A₀). Von diesem resultierenden Signal wird ein Signal abgeleitet, das proportional der prozentualen Änderung des Ausstoßes von einem gegebenen Wert ist, wobei der gegebene Wert einer gewünschten .Stärke entspricht. In ähnlicher Weise wird das Signal von dem die Geschwindigkeit des austretenden Ban-

des messenden Geschwindigkeitsmesser modifiziert und ergibt ein Signal, das proportional der prozentualen Änderung der Austrittsbandstärke von dem gegebenen Wert ist, der wieder der gewünschten Stärke entspricht. Diese beiden Prozentsignale werden gegeneinandergeschaltet und ergeben ein Differenzsignal, das proportional zur prozentualen Abweichung der Austrittsstärke des Bandes vom gewünschten Wert ist. Dieses Signal kann auf den Wickelmotor oder die beiden Anstell- oder Antriebsmotore der Gestelle aufgebracht werden, um automatisch Bandstärkenänderungen zu kompensieren und auf dem Wert Null zu halten.

Infolge der Einstellungen in Übereinstimmung mit dem Prozentänderungssignal treten Änderungen in dem Bandzug zwischen den Walzgerüsten auf, die das ganze System in ein neues Gleichgewicht bringen. Stärkenänderungen im Walzwerk werden durch diese Änderungen des Bandzuges derart aufgefangen, daß sie keine Änderung der Bandstärke nach dem Verlassen des letzten Walzgerüstes hervorrufen.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zum Messen der Stärke eines ein Walzwerk verlassendes Bandes mit Hilfe der aus der Formel V₀ · A₀ = V₁ · A₁ abgeleiteten Beziehung für die Austrittsstärke A₁ = A₀ · —, wobei

A₀ die Eintrittsstärke des Bandes und v₀ die Eintrittsgeschwindigkeit in das letzte Walzgerüst bzw. V₁ die Austrittsgeschwindigkeit aus diesem bedeutet, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die einen Verstellmotor (28) aufweist, dessen Rotor sich in seiner Winkelstellung auf den Wert

des jeweiligen Verhältnisses—einstellt, und durch

eine zweite Einrichtung zur an sich bekannten Bildung eines Vergleichswertes für A₀ sowie mit einer mit dem Rotor des Motors (28) gekuppelten Vorrichtung zum Reduzieren des Vergleichswertes für A₀ entsprechend der Rotorwinkelstellung und damit entsprechend dem Verhältnis^-.

30

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung ein Potentiometer (25) aufweist, dessen Schieber (26) mit dem Rotor des Motors (28) zwangläufig gekuppelt ist und an dem eine der Geschwindigkeit V₁ entsprechende Spannung V₁ liegt, wobei der Motor (28) in einem eine der Geschwindigkeit v₀ entsprechende Spannung V₀ an das Potentiometer über den Schieber anlegenden Kreis hegt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (28) über einen in diesem Kreis (27) hegenden Verstärker gespeist wird.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung ein Potentiometer (30) aufweist, an dem eine der Eintrittsbandstärke A₀ entsprechende Spannung liegt und dessen Schieber mit dem Rotor des Motors (28) zwangläufig gekuppelt ist, und eine Meßvorrichtung vorgesehen ist, die die Spannung zwischen Schieber und einem Potentiometerende mißt.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4 zur Regelung der Stärke des aus dem Walzwerk auslaufenden Bandes mittels eines der Abweichung der Bandstärke vom Sollwert entsprechenden Signals, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schieber und dem Potentiometer und der zweiten Einrichtung eine dem Sollwert entsprechende Spannung angelegt ist und die Spannungsdifferenz zwischen Sollwertspannung und der Spannung für den Istwert A₁ in an sich bekannter Weise zur Steuerung der die Bandstärke beeinflussenden Mittel dient.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 815 063, 740 975;

deutsche Patentanmeldung B23094Ib/7a (bekanntgemacht am 19. 4.1956);

britische Patentschrift Nr. 681373;

Buch von Hoff und Dahl, »Grundlagen des Walzverfahrens«, 1950, Verlag Stahleisen m. b. H., Düsseldorf, S. 149 bis 160;

Zeitschrift »Revue Brown Boveri«, Mai/Juni 1949, S. 188/189.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 109 748/365 11.61