DE1427926B2 - Drehzahlregelung fuer die walzen eines walzgeruestes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehzahlregelung für die Walzen eines Walzgerüstes.

Bei kontinuierlichen Profil- und Mitteleisenwalzstraßen, sogenannten Kontistraßen, tritt das Problem auf, daß das Walzgut bei Eintreten in das letzte Gerüst Querschnittverzerrungen, z. B. seitlich Anwalzungen bei Rundmaterial, erleidet, welche außerhalb der zulässigen Toleränzgrenzen liegen. Dieses ist dadurch bedingt, daß beim Eintritt des Walzgutes die Drehzahl des Walzmotors infolge der Belastung vermindert wird, wodurch das durchlaufende Gut nicht ausreichend verformt wird. Man versucht, diese Schwierigkeit üblicherweise dadurch zu vermeiden, daß der bei Anstechen zwangläufig entstehende Drehzahleinbruch möglichst kurzzeitig durch Regelmaßnahmen wieder beseitigt wird, wobei der Walzenmotor wieder die vor dem Anstich eingestellte Drehzahl, abgesehen von einer geringen bleibenden Drehzahlabweichung, annimmt. Dieses Verfahren hat bei den heute üblichen hohen Walzgeschwindigkeiten den Nachteil, daß auch bei einem kurzzeitigen Regelvorgang mehrere Meter des Materials unbrauchbar werden und als Schrott anfallen. So entsteht z. B. beim Walzen eines Fertigstabmaterials von 60 rnni Durchmesser und bei einer Walzgeschwindigkeit von 4 m/sec eine kopfseitige Anwalzung von 1,6 m Länge längs des Stabes, die außerhalb der Toleranzgrenzen liegt.

Außerdem ist es im Stand der Technik auch bereits bekannt, daß die Drehzahl des Walzmotors beim Eintritt des Walzgutes infolge dieser Belastung um den maximal vorübergehenden Drehzahlabfall vermindert wird, so daß die Drehzahl des Motors dann unterhalb der Lastdrehzahl liegt. Dieses Drehzahlminimum wird beispielsweise etwa 50 bis 100 m/sec nach erfolgtem Anstich erreicht. Danach erfolgt dann ein Hochregeln der Drehzahl auf die Lastdrehzahl, wobei die Drehzahl zunächst über die Lastdrehzahl überschwingt und dann wieder unter die Lastdrehzahl absinkt, so daß erst nach einem aperiodischen Abklingen der tatsächlichen Drehzahlschwingung die eigentliche Lastdrehzahl erreicht wird. Vom Anstich bis zum endgültigen Erreichen der Lastdrehzahl kann es dabei etwa 500 m/sec dauern. Wenn man davon ausgeht, daß die übliche Walzgeschwindigkeit in Profil- und Mitteleisenstraßen etwa bei 8 m/sec und in besonderen Fällen noch wesentlich darüber liegen kann, laufen dann bis zum endgültigen Erreichen der Lastdrehzahl fast 4 m des Walzgutes mit einer unbrauchbaren Drehzahl durch das Walzgerüst. Das bedeutet, daß diese große Stablänge infolge des Walzens mit nicht genauer Drehzahl Anwalzungen (überschrittene ίο Abmessungstoleranzen) aufweist und daher verschrottet werden muß, was bei den großen Durchsatzmengen derartiger Walzenstraßen zu beträchtlichen Verlusten führt.

Es ist außerdem bekannt, Motoren ohne Regelung und Antriebe mit einer Feldregelung zu verwenden, wobei die Zeiten bis zum Erhalt der konstanten Lastdrehzahl sehr lang sind. Beim ungeregelten Motor betragen sie etwa 600 m/sec und bei der Feldregelung 1200 m/sec. Bei diesen Antrieben entstehen dann besonders lange Anwalzungen, weil ein beträchtlicher Teil des Walzgutes nicht mit der richtigen Walzdrehzahl gewalzt wird.

Diese bekannten Verfahren zeigen, daß die Drehzahl nach dem Drehzahleinbruch unter die Walzdrehzahl wieder hochgeregelt wird, was naturgemäß eine gewisse Zeit erfordert, während der das Walzgut mit Anwalzungen verformt wird.

Es ist auch bereits bekannt, die Drehzahl durch Feldschwächung auszuregeln. Das hat jedoch immer eine Verkleinerung des Drehmoments zur Folge, so daß der Walzmotor das für das Walzen erforderliche Moment nicht mehr hervorbringen kann, es sei denn, der Motor wäre derartig überdimensioniert, daß er erst nach der Feldschwächung das Drehmoment besitzt, welches für den Walzvorgang erforderlich ist, was jedoch aus wirtschaftlichen Gründen uninteressant ist. Dabei ist außerdem zum Ausregeln der Drehzahl eine Zeit von mindestens 1200 m/sec erforderlich, also wesentlich langer als bei den heute üblichen Verfahren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Walzen eines Walzgerüstes eine Drehzahlregelung anzugeben, bei welcher die Drehzahl der Walzen nach dem infolge der Belastung aufretenden Drehzahleinbruch nicht unter die Wälzdrehzahl absinkt und die Walzdrehzahl innerhalb kurzer Zeit erreicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Differenz zwischen der Leerlaufdrehzahl der Walzen vor dem Anstich und der Lastdrehzahl dem größten beim Anstich auftretenden Drehzahlabfall entspricht und die Leerlaufdrehzahl schwingungsfrei auf die normale Lastdrehzahl bei vorgegebener Walzgeschwindigkeit heruntergeregelt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgedankens sind die Walzen des letzten Gerüstes geregelt.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Drehzahl nach dem Drehzahleinbruch nicht wieder hochgeregelt zu werden braucht, was naturgemäß eine gewisse Zeit erfordert, während der das Walzgut verformt wird. Infolge dieser entfallenden Regelzeit ist die erfindungsgemäße Drehzahlregelung daher in der Lage, bereits fast vom Anfang des Stabes aus mit der richtigen Walzdrehzahl, d. h. innerhalb der Walzguttoleranzen, zu walzen. Dadurch werden die Anwalzungen, die durch Walzen mit von der Walzdrehzahl abweichender Drehzahl gewalzt werden, an den Stabanfängen auf ein Minimum herabgesetzt, weil nur

während des kurzzeitigen, aber unvermeidbaren Drehzahlabfalles des Walzmotors (etwa 50 m/sec) mit einer nicht der Lastdrehzahl entsprechenden Drehzahl gewalzt und unmittelbar nach dem Drehzahlabf all ohne weitere Schwingungen die Lastdrehzahl erreicht wird. Es ist also kein Hochregeln des Motors erforderlich, und der Stab hat lediglich am Anfang einen kurzen Teil von etwa 20 cm Länge, der verschrottet werden muß. Das ist jedoch ohne Bedeutung, weil die Kopfenden ohnehin mit der Schopfschere abgeschnitten werden müssen. Dieser Erfolg ist darauf zurückzuführen, daß die Drehzahl des Walzenmotors nach dem Drehzahlabfall schwingungsfrei in die Lastdrehzahl übergeht, so daß bereits nach kurzer Zeit die Lastdrehzahl erreicht wird. Um diese Vorteile zu erreichen, genügt es bereits, wenn die Leerlaufdrehzahl vor dem Anstichvorgang etwa 2 bis 3 % über die Drehzahl hinaus erhöht wird, die sich bei der vorgegebenen Walzgeschwindigkeit ergibt.

Eine Schaltung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Regelung von der hohen Drehzahl vor dem Anstich auf die eingestellte niedrigere Drehzahl beim Walzvorgang ist in den Figuren veranschaulicht, die ebenfalls die Verhältnisse angeben, die bei den bekannten Walzverfahren vorliegen.

Die vorliegende Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels in den Figuren veranschaulicht.

F i g. 1 veranschaulicht ein Drehzahl- und Strom-Zeit-Diagramm, welches sich bei den bekannten Walzverfahren ergibt;

F i g. 2 veranschaulicht ein Drehzahl- und Strom-Zeit-Diagramm, wie es sich bei erfindungsgemäßen Verfahren ergibt;

F i g. 3 veranschaulicht schematisch eine Regelschaltung zur Erzielung eines Drehzahl-Diagramms gemäß Fig. 1.

Bei den üblichen Drehzahl- und Strom-Zeit-Diagrammen, wie sie bei den bekannten Walzverfahren vorliegen, setzt sich die gesamte Ausregelzeit J₁ zusammen aus der Zeit t₂, in der die Walzdrehzahl n_w abfällt, und der Zeit i₃, in der die Drehzahl der Walzen wieder auf den ursprünglichen Wert angehoben wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Walzverfahren wird der zu erwartende Drehzahleinbruch als Drehzahlerhöhung vorgegeben, so daß die Leerlaufdrehzahl n_L um diesen Betrag über der erforderlichen Walzdrehzahl n_w liegt. Die Walzdrehzahl n_w wird bereits nach ίο der Zeit t₂ erreicht. Die Zeit i₃ zum Hochregeln entfällt. Damit wird die erforderliche Drehzahl η.ψ in einem Bruchteil der nach dem alten Verfahren erforderlichen Zeit erreicht.

Von einem in der Motorleitung vorgesehenen Gleichstromwandler (diese Teile sind der Vereinfachung halber nicht veranschaulicht) sind die drei Leitungen L₁, L₂, L₃ abgezweigt und arbeiten auf eine Gleichrichteranordnung G, die ihrerseits ausgangsseitig eine einstellbare Gleichspannung liefert, die mittels des Potentiometers P eingestellt werden kann. Zwischen der Potentiometerklemme Kl und dem Bezugspunkt M ergibt sich dann eine Spannung, welche den Zeitpunkt des Regeleinsatzes während des Stromanstiegs im Walzmotor bestimmt. Diese Spanas nung wird auf einen Meß trigger T gegeben, der über ein Zeitglied Z₁ und einen Speicher S₁ mit nachgeschaltetem Verstärker V ein Relais schaltet, dessen Kontakt K eine Sollwertänderung vom Leerlaufsollwert So₁ auf dem Walzdrehsollwert So₂ über einen veränderlichen Widerstand W₁ bewirkt. Beim Abfallen des Stromes auf den Wert des Leerlaufstromes schaltet der Trigger T über das Zeitglied Z₂ einen zweiten Speicher S₂, der den ersten Speicher S₁ löscht. Ein drittes Zeitglied Z₃ löscht den Speicher S₉, womit die Anlage wieder ihren Ausgangszustand erreicht hat. Im Gegensatz zu dem veränderlichen Widerstand W₁ ist in F i g. 3 mit W₂ ein nicht veränderlicher ohmscher Widerstand bezeichnet. C bedeutet einen Kondensator.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Drehzahlregelung für die Walzen eines Walzgerüstes beim Walzgutanstich mit Anpassung der Leerlaufdrehzahl an die Lastdrehzahl zum Vermeiden von kopfseitigen Anwalzungen des Walzgutes in kontinuierlichen Profil- und Mitteleisenstraßen, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen der Leerlaufdrehzahl der Walzen vor dem Anstich und der Lastdrehzahl dem größten beim Anstich auftretenden Drehzahlabfall entspricht und die Leerlaufdrehzahl schwingungsfrei auf die normale Lastdrehzahl bei vorgegebener Walzgeschwindigkeit heruntergeregelt wird.

2. Drehzahlregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen des letzten Gerüstes geregelt sind.