DE1527610B2

DE1527610B2 - Vorrichtung zum Walzen von etwa gleiche Querschnittshöhe und -breite aufweisenden Knüppeln, Stangen u.a. Stabstahlerzeugnissen

Info

Publication number: DE1527610B2
Application number: DE1527610A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Alfred Stoneleigh Surrey Yeomans (Grossbritannien)
Original assignee: British Iron and Steel Research Association BISRA
Current assignee: British Iron and Steel Research Association BISRA
Priority date: 1965-06-16
Filing date: 1966-06-14
Publication date: 1979-09-20
Also published as: CH513682A; SE309400B; GB1150073A; DE1527610A1; US3468145A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Walzen von etwa gleiche Querschnittshöhe und -breite aufweisenden Knüppeln, Stangen und ähnlichen Stabstahlerzeugnissen von bestimmter Höhe und Breite, indem in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Stichen in dem ersten Stich der Walzspalt an den beiden Breitseiten des Knüppels und in dem folgenden Stich an den beiden Hochseiten des Knüppels angreift, wobei in den jeweiligen Walzspalten eines der beiden Querschnittsmaße des Knüppels verkleinert wird, während das andere Querschnittsmaß durch freies Breiten anwächst, mit mindestens zwei aufeinanderfolgende Stiche bildenden Walzspalten, deren Walzebenen zueinander senkrecht stehen, wobei im letzten Walzspalt das eine Querschnittsmaß durch den Walzvorgang auf Sollmaß bringbar ist und das andere

Querschnittsmaß durch freies Breiten auf Sollmaß anwächst.

Obwohl es beim Kalt- und Warmwalzen von Blechen bekannt ist, mit Rückkopplungssignalen arbeitende automatische Steuersysteme zu verwenden (US-PS 3036480; Zeitschrift »Blech« Nr. 11/1961, Seite 816) gibt es zum Walzen von Stabstahlerzeugnissen der obengenannten Artikel keine mit vertretbarem Aufwand automatisierte Vorrichtung.

Die Erzielung der gewünschten Genauigkeit des Endquerschnitts ist nach dem Stand der Technik der Erfahrung des Stichmeisters überlassen, wobei das Walzen entweder in zwei oder mehreren aufeinanderfolgenden Walzgerüsten oder mittels eines Umkehr gerüsts erfolgt, und wobei der erzielte Endquerschnitt beispielsweise entweder durch Einbrennen des Endes des Knüppels in ein Holz und durch Messen der erzielten Abmessungen oder durch Abschneiden eines kurzen Stücks des Knüppels nach dem letzten Stich, Reinigung und Messen überprüft wird. Bei einer derartigen Art der Verfahrensführung wird dann durch den Stichmeister die Walzspalteinstellung der letzten beiden Stiche korrigiert, um die Dimensionen des Knüppels in den beiden aufeinander senkrecht stehenden Walzrichtungen in Richtung des angestrebten Endquerschnitts zu verändern.

Bei derartigen manuell gesteuerten Walzvorrichtungen ist es beim Walzen in geschlossenen Kalibern bekannt, im vorletzten Stich das zu verkleinernde Querschnittsmaß bis unter den Sollwert des nächstfolgenden Stichs herunterzuwalzen, so daß sich durch die im letzten Stich folgende Breitung das erforderliche Endmaß bei Füllung des Kalibers ergibt (Wusatowski »Grundlagen des Walzens«, 1963, Seite 543; Puppe u. a. »Walzwerkswesen«, 2. Band, 1934, Seiten 107 bis 110). Es ist den nach dem Stand der Technik bekannten Stichplänen zum Walzen in geschlossenen Kalibern jedoch nicht zu entnehmen, in welcher Reihenfolge die Walzspalte der die beiden aufeinanderfolgenden Stiche durchführenden Walzenpaare beeinflußt oder verstellt werden.

Beim Herunterwalzen von Rohblöcken, die zu Platinen oder Vorblöcken gewalzt werden, ist es ferner bekannt, die Einstellung des Walzspalts beim zweiten Stich mittels eines Rechners in Abhängigkeit von gemessenen Walzkraftwerken, die beim Walzen auftreten, zu berechnen (GB-PS 818952). Der Rechner ermittelt hierbei den optimalen Anzug für den nächsten Stich, wobei dieser entweder für die manuelle Verstellung angezeigt wird oder das Ausgangssignal dazu dient, den Walzspalt des nächstfolgenden Gerüsts selbsttätig einzustellen.

Ferner ist aus der DE-AS 1151480 ein Verfahren zum Walzen von Warmband großer Länge bzw. großen Ringgewichts in kg je mm Bandbreite aus einem Rohblock oder Vorblock entsprechend großer Abmessung in einer Hitze unter Herbeiführung einer trotz unterschiedlicher Fertigwalztemperatur gleichmäßigen Dicke und/oder Breite über die ganze Länge des Bandes bekannt, wobei vorgesehen ist, daß das Band hinter der Vorstraße, jedoch vor Einlauf in das Fertiggerüst mit gleichbleibender Walzeneinstellung, durch stufenlos veränderliche Walzenanstellung eine vom vorauslaufenden zum nachlaufenden Ende der Walzader zunehmende Dicken- und/oder Breitenverminderung erhält, durch welche die sich im Fertiggerüst ergebende unterschiedliche Dicken- und/oder Breitenabnahme kompensiert wird. Durch dieses be-

kannte Verfahren zum Walzen von Warmband soll erreicht werden, daß nach dem Fertigstich ein praktisch gleichmäßiges Warmband in der Dicke und gegebenenfalls auch in der Breite vom vorauslaufenden bis zum nachlaufenden Walzaderende vorliegt.

Schließlich ist aus der DE-PS 581775 eine Anstellvorrichtung für Walzwerke mit einer Hilfseinrichtung zur Verringerung der Abmaße beim Walzen von langen, runden oder quadratischen Stäben in mehreren aufeinanderfolgenden Walzkalibern bekannt, wobei der Walzenspalt des letzten Vorprofils während des ganzen Walzengangs in gesetzmäßiger Weise entsprechend dem erfahrungsgemäß festgestellten Temperaturabfall fortlaufend so verstellt wird, daß der Temperaturabfall während des Walzvorgangs ausgeglichen und dadurch eine möglichst gleichmäßige, über die ganze Länge des Walzstabs reichende Stärke nach dem Fertigstich erzielt wird. Hierbei ist insbesondere eine nach den Erfahrungen ausgelegte Kurvensteuerung für die Walzenspaltverstellung vorgesehen.

Im übrigen wird in den beiden zuletzt genannten Druckschriften speziell das Problem des sich über die Länge eines Walzguts einstellenden Temperaturabfalls behandelt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der obengenannten Art mit einer Regeleinrichtung zu schaffen, die mit vertretbarem Aufwand, d. h. mit einer möglichst geringen Anzahl von Regeleingriffen, die Erzielung des Walzgutsollquerschnitts (Fertigmaß) mit hoher Meßgenauigkeit gewährleistet.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der jeweils erste Walzspalt im Sinne einer Gleichhaltung des durch Breiten im jeweils zweiten Walzspalt anwachsenden Querschnittsmaßes regelbar ist und der jeweils zweite Walzspalt auf einen bestimmten Wert eingestellt ist.

Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß lediglich ein einziger Regeleingriff erforderlich ist, um in zwei aufeinanderfolgenden Stichen ein Walzgut zu erzeugen, welches in zwei aufeinanderstellenden und zueinander senkrechten Ebenen genaue Abmessungen aufweist. Die Erfindung geht hierbei von der weiter unten in einer Analyse zweier aufeinanderfolgenden Walzstiche dargestellten Erkenntnis aus, daß Stabstahlerzeugnisse gewünschter Höhe und Breite in zwei aufeinanderfolgenden Stichen hergestellt werden können, ohne in irgendeiner Weise den Walzspalt des zweiten der Stiche zu verändern, wobei der unmittelbar vorausgehende Stich mit einem derartigen Walzspalt durchgeführt wird, daß ein Zwischenerzeugnis austritt, welches einen einzigartigen und eindeutigen Bereich von Höhen- und Breitenabmessungen aufweist, die nach Durchlaufen des fest eingestellten Walzspalts des letzten Stichs zu dem gewünschten Endprodukt führen. An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, daß die Problematik, mit der sich die vorliegende Erfindung befaßt, beim Walzen von Spannstahl oder Blecherzeugnissen nicht auftritt, da hier die Bandbreite durch die Breite des Vorblocks am Beginn des Warmwalzens festgelegt ist. Eine Breitung in Richtung der Bandbreite von beispielsweise 1 % liegt hierbei innerhalb der Toleranzen, so daß beim Blechwalzen die Bandbreite kaum zu den gesteuerten Parametern gehört. Demgegenüber ist beim Walzen von Stabstahlerzeugnissen die Steuerung sowohl der Breite als auch der Höhe des Endprodukts von beson

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derer Bedeutung. Eine vorteilhafte Ausführungsform nach der Erfindung ist durch eine Meßeinrichtung zum Messen des Materials am Ende des jeweils ersten Walzspalts gekennzeichnet, wobei die Ausgangsgröße der Meßeinrichtung Mittel zum Regeln des Walzspalts des ersten Stichs beeinflußt.

Eine abgewandelte Ausführungsform nach der Erfindung kann dadurch geschaffen werden, daß eine Meßeinrichtung zum Messen des Materials nach dem letzten der zweiten Walzspalte vorgesehen ist, wobei die Ausgangsgröße der Meßeinrichtung Mittel zum Regeln des Walzspalts des ersten Stichs beeinflußt.

Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung stellt eine besonders einfache Variante dar, da hierbei die gewünschten Abmessungen des Zwischenprodukts nicht vorausberechnet werden müssen, da beispielsweise lediglich die Breite des den letzten Stich verlassenden Knüppels gemessen wird und der hierbei gegebenenfalls erfaßte Fehler zur Steuerung des Walzspalts des vorletzten Stichs herangezogen wird. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich in besonders einfacher Weise automatisieren, da aus den Abweichungen von der gewünschten Breite des den letzten Stich verlassenden Knüppels ein Fehlersignal erzeugt werden kann, welches durch Rückführung zur Steuerung des Walzspalts im vorletzten Stich dient, bis das Fehlersignal zu null wird. Hierbei ist dann der Zustand erreicht, in welchem das Zwischenprodukt den obenerwähnten einzigartigen und eindeutigen Bereich von Werten der Höhe und Breite aufweist.

Bei einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung kann eine Meßeinrichtung zum Erfassen der Abmessungen des Knüppels auf der Einlaufseite des ersten Walzspalts vorgesehen sein, wobei der Ausgang des Meßgeräts die Mittel zum Einstellen bzw. zum Regeln des Walzspalts des ersten Stichs beeinflußt.

Es ist offensichtlich, daß bei sämtlichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Vorteil erreicht wird, daß zur Erzielung eines in den beiden Hauptabmessungen genauen Endquerschnitts lediglich ein Walzspalt beeinflußt wird, wobei diese Beeinflussung und Verstellung lediglich eines der Walzspalte entweder in Form einer Vorsteuerung oder -regelung und/oder in Form einer Regelung mit Rückführung (Ist- und Sollwert Vergleich) vorgenommen werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Rahmen von Ausführungsbeispielen nähert erläutert. Es zeigen

Fig. 1-4 graphisch die Grundlagen der Erfindung, und

Fig. 5-7 schematische Ansichten von Vorrichtungen nach der Erfindung, und zwar in Fig. 5 an einem Umkehrwalzwerk und in Fig. 6 und 7 an Walzwerken mit mehreren Walzgerüsten.

Beim Walzen von Knüppeln mit rechteckigem Querschnitt wird das Material nicht nur in der vertikalen Dicke reduziert, sondern auch horizontal gebreitet, wenn es durch horizontal gelagerte Walzen läuft, und der Walzspalt kleiner ist als die Dicke des einlaufenden Materials. Die Breitung ändert sich dabei mii der vorgenommenen Dickenreduzierung, mit dem Verhältnis von Dicke zu Breite und mit dem Durchmesser der Walzen. Es gehen auch noch andere Faktoren ein, z. B. die Zugspannung, aber für einen bestimmten Walzvorgang sind diese Faktoren im wesentlichen fest und für einen bestimmten Quer-

schnitt von einlaufenden Blöcken ist ein einzigartiger und eindeutiger Zusammenhang zwischen der Dikkenreduzierung und der Breitung vorhanden, wie dies durch Fig. 1 dargestellt ist. In Fig. 1 bestimmt die Kennlinie OP den Bereich von Ausgangsquerschnitten in Werten der Dickenreduktion AH und der Breitung AB in bezug auf einen Ursprung O, der die Einlaufdicke A und die Breite B bestimmt. Der angezeigte Bereich entspricht dabei demjenigen, der durch Veränderung des Walzenspalts und damit der Dicke erhalten werden kann. Damit entspricht das Arbeiten am Ursprung O dem Walzen mit einem Walzenspalt, der größer oder gleich ist der Dicke des einlaufenden Knüppels, wobei keine Breitung erfolgt, während bei Verkleinerung des Walzspalts durch Dickenverringerung und Breitung ein Querschnitt der Größe (A - AH) X(B+ (B) erzeugt wird.

Wenn der Querschnitt anders ist als der obenerwähnte gegebene Querschnitt, dann ergeben sich andere Kennlinien, wie durch die strichpunktierten Linien der Fig. 1 angedeutet ist. Man sieht, daß die verschiedenen Kennlinien nicht zusammenfallen. In entsprechender Weise kann ein gewünschter Blockquerschnitt von einem bestimmten Bereich von einlaufenden Blockquerschnitten ausgehend hergestellt werden, ohne daß der Walzspalt geändert werden muß. Dieser Bereich kann durch eine Kennlinie OP in Fig. 2 dargestellt werden, wobei aber der Ursprung O in diesem Falle den gewünschten Querschnitt AxP darstellt, der aus einem Querschnitt (A - AH) X(B + AB) dadurch hergestellt wird, daß durch das Walzen die Dickenreduktion AB und die Breitung AH erzielt wird.

Wenn man nun das Walzen eines im Querschnitt rechteckigen Knüppels auf einen erforderlichen Querschnitt betrachtet, dann wird der einlaufende Block normalerweise nicht den Querschnitt haben, der innerhalb des von der Kurve gegebenen Bereichs liegt, um den erforderlichen und gesuchten Querschnitt mit einem einzigen Stich erzeugen zu können. Man kann aber den erforderlichen Querschnitt mit zwei Stichen herstellen, die normalerweise der letzte und der vorletzte Stich der üblichen Folge von Stichen sind. Die Weise, auf welche man dies erreicht, ist graphisch in Fig. 3 dargestellt, die im wesentlichen die Kennlinien nach den Fig. 1 und 2 kombiniert.

In Fig. 3 stellt der Punkt P₁ den Blockquerschnitt A₁ x B₁ unmittelbar vor dem vorletzten Stich dar und die durch diesen Punkt gehende Kurve stellt denjenigen einzigen Bereich von Querschnitten dar, die aus einem solchen Block gewalzt werden können (siehe Fig. 1). Der Ursprung O stellt den erforderlichen oder gesuchten Querschnitt AxB dar und die durch diesen Punkt gehende Kurve stellt den einzigartigen Bereich von Eingangsquerschnitten für den letzten Stich dar, von welchem ausgehend man den gesuchten Querschnitt erhalten kann (siehe dazu Fig. 2). Die beiden Kurven haben einen Schnittpunkt P₂, welcher den Querschnitt A₂ X B₂ darstellt, der im vorletzten Stich hergestellt werden muß, um mit dem letzten Durchgang den gesuchten Querschnitt herstellen zu können. Wenn man davon ausgeht, daß beim Walzen von dicken Knüppeln und Stangen oder dergleichen aufeinanderfolgende Walzstiche mit bezüglich des Knüppels rechtwinklig zueinanderstehenden Walzebenen durchgeführt werden, dann muß beim vorletzten Stich mit solcher Walzspalteinstellung gearbeitet werden, daß man eine Dickenreduzierung AA₁ und eine Breitung AB₁ von solcher Größe erhält, daß die beiden folgenden Bedingungen gelten:

und

A₁ - AA₁ = A₂ B

₁ B,

AB₁ = B₂.

Beim letzten Stich muß dann mit einem solchen konstanten Walzspalt gewalzt werden, daß eine Dikkenreduktion AB₂ und eine Breitung AA₂ entsteht, die durch folgende Gleichungen gegeben sind:

und

+ AA₂ = A - AB₂ = B.

Für einen anderen Ausgangsquerschnitt, der vom Punkt P\ dargestellt wird gilt ein anderer Schnitt-

punkt P'₂ und entsprechend wird durch ein anderes Walzen der gewünschte Querschnitt hergestellt.

Der erforderliche Querschnitt des Knüppels wird in einem Stich mit vorherbestimmtem Walzspalt dadurch hergestellt, daß man die Walzspalteinstellung des vorhergehenden Stichs zum Herstellen eines Zwischenquerschnitts steuert oder regelt, der dann in dem zweiten Stich mit vorherbestimmtem festgelegten Walzspalt auf den gesuchten Endquerschnitt gewalzt wird. Der tatsächliche Walzspalt im zweiten Stich wird j bei den meisten Walzgerüsten durch direkte Einstellung des Walzspalts eingestellt, da Knüppelwalzgerüste oder Stangenwalzgerüste und dergleichen normalerweise steif sind, d.h. also, daß während des Walzens selbst das Walzgerüst keine wesentlichen Federeigenschäften hat, wodurch der Spalt größer würde. Wenn jedoch der eingestellte Walzspalt nicht mit der erforderlichen Genauigkeit dem tatsächlichen Walzspalt entspricht, dann können automatische Walzspaltsteuerungen, wie sie zum Beispiel beim Blechwalzen

}■-> bekannt sind, verwendet werden, um den Walzspalt

' im wesentlichen auf einem vorherbestimmten Wert zu halten.

Es sollte weiter darauf gesehen werden, daß die Dickenverminderungen nicht so groß sind, daß ein erhebliches Ausbauchen der Seiten der Querschnitte stattfindet.

Eine automatische Steuerung des Walzvorgangs zum Erzeugen eines bestimmten rechteckigen Querschnitts in zwei Stichen, wie dies oben beschrieben wurde, kann dann durch eine Vorsteuerung auf der Grundlage einer Messung des Eingangsquerschnitts des Knüppels am ersten der beiden Stiche vorgenommen werden, wobei weiterhin vorherbestimmte Ausdrücke der Kennlinien verwendet werden, welche die Dickenverminderung und die Breitung zueinander in Beziehung setzen, die von dem oder den Walzgerüsten erzeugt werden. Diese Beziehungen für Dickenverminderung und Breitung können auf theoretischem Wege gewonnen werden oder empirisch anhand von Versuchsstichen.

Während die Erfindung oben in Anwendung auf das Walzen von Knüppeln mit rechteckigem Querschnitt beschrieben wurde, kann man sie auch bei anderen herzustellenden Querschnitten, beim soge-

bo nannten Profilwalzen anwenden, obwohl hierbei die Frage der Breitung komplexer ist, da die Dickenreduzierung über dem Block nicht konstant ist und die Breitung infolgedessen durch die Längsscherung beeinflußt wird. Die Schwierigkeit besteht darin, daß die

_b5 Breitung und damit tatsächliche Verminderung in der Querschnittsebene, vom Profil der Verminderung abhängt und in einem Profildurchgang nicht in einfacher Weise von der Einlaufdicke und -breite abhängt.

Es können aber trotzdem äquivalente rechteckige Querschnitte abgeleitet und zum Zweck der Ermittlung der Breitung beim Profilwalzen verwendet werden. Wenn auch einfache analytische Überlegungen, wie dies bei den Fig. 1 und 2 der Fall ist, nicht verwendet werden können, gibt es doch einen Bereich von Querschnitten, die jedem gegebenen Kaliberquerschnitt genügen. Dies ist in Fig. 4 unter Bezug auf einen Block mit rechteckigem Querschnitt dargestellt, der durch Profilwalzen mit ovaler Öffnung hindurchtritt. Dabei muß die Dicke, d. h. in Fig. 4 die Höhe des einlaufenden Materials mindestens gleich sein der größten Walzspaltöffnung und der Querschnitt des einlaufenden Materials muß mindestens gleich sein der Fläche des gewünschten ovalen Querschnitts. Die oben erläuterten Beziehungen können dabei empirisch bestimmt werden.

In ähnlicher Weise gibt es die krummlinigen Bereiche für andere Formen von Einlaufquerschnitten, die durch einen vorhergehenden Stich erzeugt wurden und von besonderem Interesse ist in diesem Falle das Walzen von rhombischen zu quadratischen Querschnitten. Für eine bestimmte Abmessung von in einen rhombischen Walzstich eingeführten Block kann ein Bereich von rhombischen Querschnitten verschiedener Füllungsgrade dadurch erhalten werden, daß man den Walzspalt verändert. Für den quadratischen Walzstich existiert ein Bereich von rhombischen Walzquerschnitten, die durch verschiedene Walzspalteinstellungen erzeugt werden, wobei jeder eine entsprechende Breite hat, die ein genaues Endprodukt ergeben kann. Dann kann wie beim Walzen Von Knüppeln mit rechteckigem Querschnitt zwischen parallelen Walzen der Walzspalt des rhombischen Stichs so gesteuert werden, daß man ein Zwischenprodukt mit rhombischen Querschnitt erhält, welches seinerseits auf die erforderlichen quadratischen Abmessungen gewalzt werden kann.

In der Praxis wird aber die Steuermöglichkeit beim Formwalzen beschränkter sein und dies kann eine automatische Steuerung an vorhergehenden Stichen oder die Verringerung der Anzahl von ungeregelten vorhergehenden Stichen notwendig machen.

Jedenfalls ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Steuerung der Stiche am Ende einer Stichfolge beschränkt, sondern kann auch Anwendung finden, wenn die Genauigkeit der Querschnitte von Zwischenprodukten wichtig ist.

Unter Bezug auf die praktische Ausführung der Erfindung wurde bereits darauf hingewiesen, daß eine reine Vorsteuerung bzw. -regelung angewendet werden kann. Es kann aber auch eine Regelung mit Rückführung (Soll- und Istwert Vergleich) verwendet werden oder eine Regelung bzw. Steuerung, die sowohl mit Rückführung als auch mit Vorsteuerung arbeitet. Bei einer einfachen Regelung mit Rückführung kann die Veränderung des Ausgangsquerschnitts unter Bezug auf den erwünschten Querschnitt an einem Gerüst einer kontinuierlichen Walzstraße dazu verwendet werden, den Walzspalt des vorhergehenden Walzgerüsts zu steuern, wobei der Walzspalt im darauffolgenden oder zweiten Gerüst so festgehalten wird, daß man damit den erforderlichen Querschnitt für den richtigen Querschnitt erhält. Damit wird der Fehler in der Breite des Ausgangsquerschnitts herangezogen, um den Walzspalt des gesteuerten Gerüsts zu verkleinern, wenn das Produkt des fest eingestellten Gerüsts größer wird und umgekehrt.

Die weiter oben erwähnte Vorsteuerung ist außer bei kontinuierlichen Walzstraßen mit Vorteil bei Umkehrwalzgerüsten anwendbar. Obwohl dieses System bestimmte Walzspalteinstellungen für das jeweilige

"' Paar von Stichen vorgibt, ist es jedoch wichtig, daß den Stichen Knüppel mit über ihrer Länge gleichbleibendem Querschnitt zugeführt werden. Um diese Einschränkung zu vermeiden, ist es vorteilhaft, den beim ersten gesteuerten Durchgang erzeugten Queri" schnitt zu überwachen und eine Korrektur des ersten Walzspalts in Abhängigkeit von Abweichungen von dem Querschnitt durchzuführen, den die Vorsteuerung für den letzten Stich angefordert hat.

Bei den mit Vorsteuerung arbeitenden Systemen

ι') kann es bei kontinuierlichen Walzwerken ferner vorteilhaft sein, den beim zweiten Durchgang erzeugten Querschnitt zu erfassen und zu überwachen, um die Beziehungen jeweils auf den neuesten Stand zu bringen, auf deren Grundlage die Vorsteuerung im vor-

-'(> hergehenden Durchgang gearbeitet hat.

In Fig. 5 ist ein Knüppel 10 dargestellt, der durch den vorletzten Stich eines Umkehrwalzgerüsts 11 läuft, dessen WalzspalteinsteHung verstellbar und durch ein Steuergerät 12 gesteuert ist. Ein Meßgerät

2> 13 bekannter Gattung mißt die Dicke und die Höhe des aus dem Walzgerüst austretenden Knüppels. In das Steuergerät 12 werden Informationen eingegeben, die die Sollabmessungen des Knüppels nach dem letzten Stich des Umkehrwalzgerüsts betreffen: Die Dicke und Breite gemäß Messung durch das Meßgerät 13; Informationen über die Abmessungen des Knüppels vor dem Walzen, den Durchmesser der Walzen des vorletzten Stichs und den Breitungskoeffizienten des Knüppels.

Jeder Walzfolge oder Stich ist ein Satz richtiger Werte für die Abmessung des Knüppels nach dem Stich zugeordnet. Um einen richtigen Endquerschnitt zu erhalten, müssen die Abweichungen der Dicke und der Breite des in dem vorletzten Stich gewalzten Materials einer Beziehung genügen, die in einer linearen Gleichung dargestellt werden kann, in der die Summe der mathematischen gewichteten Werte der Fehler hinsichtlich Dicke und Breite Null wird oder einen konstanten Wert ergibt. Das Steuergerät 12 ist derart ausgebildet, daß es die Walzspalteinstellung des Walzgerüsts 11 beim vorletzten Stich so verändert, daß ein Querschnitt entsprechend dieser Beziehung erhalten wird. Die Gewichtung der Fehler kann statt auf mathematischem Wege auch empirisch bestimmt

so werden. Das Steuergerät 12 kann ein Digital-Analogrechner bekannter Art sein, der mit der Gewichtung der Fehler hinsichtlich Dicke und Breite programmiert ist.

Das Walzgerüst 11 kann mit einer automatischen Dickersteuerung oder dergleichen für den letzten Stich ausgerüstet sein, um den Walzspalt beim letzten Stich auf einem gewünschten konstanten Wert zu halten, wenn die Auffederung des Walzgerüsts diesen Aufwand erfordert.

bo Die ideale Einstellung für den vorletzten Stich ist dabei diejenige, die für den letzten Durchgang Knüppel erzeugt, die im Vergleich mit dem Walzspalt des letzten Stichs einen solchen Querschnitt aufweisen, daß Knüppel mit dem erwünschten Querschnitt aus

b5 dem letzten Stich austreten.

In Fig. 6 ist eine Stabstahl-Walzstraße mit mehreren Gerüsten und einer besonders einfachen Form der Steuerung dargestellt. Eine solche Steuerung ist dann

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zweckmäßig, wenn die Entfernung zwischen den Walzgerüsten im Vergleich zur Gesamtlänge des gewalzten Rohlings klein ist. Ein Knüppel oder eine Stange 14 tritt zunächst in das gesteuerte vorletzte Gerüst 15 ein und dann in das letzte Gerüst 16. Wenn die Federkonstante des Gerüsts 16 ausreicht, um diesen Aufwand zu rechtfertigen, dann kann dieses Gerüst mit einer Walzspaltregelung oder dergleichen versehen sein, um den Walzspalt auf dem gewünschten konstanten Wert zu halten. Die Walzebenen der Gerüste 15 und 16 stehen senkrecht zueinander. Ein Meßgerät 17 bekannter Art mißt die Breite der das Gerüst 16 verlassenden Stange. Diese Messung wird zusammen mit der gewünschten Breiteneinstellung in eine Differenzierschaltung 18 bekannter Form eingespeist und jeder Fehler in der Breite wird einer Steuerschaltung 20 eingegeben, die zur Einstellung des Walzspalts des Gerüsts 15 dient. Die richtige Einstellung für das Gerüst 15 ist diejenige, welche dem Gerüst 16 Stangen mit solchem Querschnitt, verglichen mit dem Walzspalt an diesem Gerüst, liefert, daß Stangen mit dem gewünschten Querschnitt aus dem Gerüst 16 austreten.

In Fig. 7 ist eine Knüppel-Walzstraße mit mehreren Walzgerüsten dargestellt, welche nach der Erfindung gesteuert wird. Ein Knüppel 21 läuft durch die Gerüste 22 und 23, das gesteuerte und verstellbare vorletzte Gerüst 24 und das letzte Gerüst 25. Die Walzebenen aufeinanderfolgender Gerüste sind jeweils senkrecht zueinander angeordnet. Wenn die Auffederung des Gerüsts 25 diesen Aufwand erfordert, dann kann dieses Gerüst mit einer automatischen Walzspaltsteuerung od. dgl. ausgerüstet sind, um den Walzspalt auf dem gewünschten konstanten Wert zu halten. Ein Meßgerät 26 bekannter Form welches die Dicke und die Breite des Knüppels bzw. des Rohlings mißt, ist zwischen den Gerüsten 23 und 24 oder zwischen den Gerüsten 24 und 25 angeordnet. Ein weiteres Meßgerät 27 bekannter Art mißt die Höhe und die Breite des Knüppels, der aus dem Gerüst 25 austritt. In einen Rechner 28 werden folgende Werte eingegeben: Die tatsächliche Höhe und Breite des Knüppels von dem Meßgerät 27; die Höhe und Breite des Knüppels von dem Meßgerät 26; die erforderliche Endgröße des Knüppels; Daten über die Nennabmessungen des Materials vor dem Walzen; der Durchmesser der Walzen der Gerüste 24 und 25; der Breitungskoeffizient des Knüppels. Der Ausgang des Rechners 28 wird an das Gerüst 24 zur Einstellung des Walzspalts gegeben.

Jeder Walzfolge ist ein Satz richtiger Werte für die Abmessungen des jedes Gerüst verlassenden Knüppels zugeordnet. Um am Ausgang des Gerüsts 25 einen Knüppel mit den gewünschten Abmessungen zu erhalten, können die Dicken- und Breitenabweichungen des in das Gerüst 24 eintretenden, aus dem Gerüst 23 kommenden Materials, gemäß Messung vom Meßgerät 26 (im vorliegenden Fall soll das Meßgerät vor dem Gerät 24 liegen) dadurch kompensiert werden, daß man beim Gerüst 24 vom richtigen Nominalwert für den Walzspalt abweicht. Diese Abweichungen von den richtigen nominellen Werten müssen einer Beziehung genügen, die in einer linearen Gleichung dargestellt werden kann. In dieser Gleichung

■■> summieren sich die mathematisch gewichteten Werte der Dicken- und Breitenfehler des in das Grüst 24 einlaufenden Materials und die Abweichung der Walzspalteinstellung des Gerüsts 24 zu Null oder zu einem konstanten Wert. Der Rechner 28 ist so ausgei< > bildet, daß er den Wert der Walzspalteinstellung so errechnet, daß diese Beziehung erfüllt wird. Die Gewichtung der Fehler kann empirisch bestimmt werden. Bei einer bevorzugten Anwendung werden jedoch die Fehler, die an dem Knüppel auftreten, der aus dem

ι-"' Gerüst 25 austritt durch Beobachtung der Fehler mit Hilfe des Meßgeräts 27 jeweils auf den neuesten Stand gebracht oder korrigiert. Mittels eines als Regressionsanalyse bekannten mathematischen Verfahrens kann man nun unter Verwendung dieser Fehlergrößen

-'ο die Gewichtung der Fehler in Höhe und Breite des in das Gerüst 24 eintretenden Knüppels durchführen und die an diesem Gerüst durchzuführende Walzspaltkorrektur kann mit diesem Verfahren so vorgenommen werden, daß die Fehler an dem aus dem Ge-

2"> rüst 25 austretenden Knüppel eliminiert sind. Der Rechner 28, der die Rechnungen zum Korrigieren und auf den neuesten Stand bringen der Korrekturgleichungen durchführt, kann ein digitaler oder analoger Rechner bekannter Art sein.

Wahlweise kann auch bei der Walzvorrichtung gemäß Fig. 7 eine Regelung mit Rückführung nach Fig. 5 angewendet werden. In diesem Falle wird das Meßgerät 26 in Fig. 7 in der gestrichelten Stellung angeordnet und angeschlossen und die gemessenen

Fehler sind diejenigen, die am Einlauf des Gerüsts 25 auftreten. Der Walzspalt am Gerüst 24 wird dann so eingestellt, daß die gewichteten Summen der Abweichungen hinsichtlich Höhe und Breite sich zu Null oder zu einem konstanten Wert summieren. Diese Gewichtung kann in der oben beschriebenen Weise unter Verwendung des Meßgeräts 27 korrigiert werden.

Bei richtiger Einstellung des Gerüsts 24 weisen die in das Gerüst 25 einlaufenden Knüppel einen solchen Querschnitt im Vergleich zum Walzspalt dieses Gerüsts auf, daß die aus dem Gerüst 25 austretenden Knüppel den gewünschten Querschnitt haben.

Außer bei der einfachen Regelung mit Rückführung, ist bei den vorstehend beschriebenen Steuerun-

gen die Zugspannung im Knüppel zwischen dem letzten und dem vorletzten Gerüst von Einfluß. Jede Änderung der Zugspannung verändert den Kurvenverlauf gemäß den Fig. 1 und 2. Beim Walzen von Stab- oder Stangenmaterial ist es aber bereits bekannt,

Zugspannungen zwischen den Gerüsten zu vermeiden, indem man Schlaufenbildung zwischen den Gerüsten zuläßt. Außerdem kann man kontinuierliche Knüppelwalzstraßen derart betreiben, daß zwischen den einzelnen Gerüsten keine oder vernachlässigbare

do Zugspannungen auftreten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Walzen von etwa gleiche Querschnittshöhe und -breite aufweisenden Knüppeln, Stangen und ähnlichen Stabstahlerzeugnissen von bestimmter Höhe und Breite, indem in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Stichen in dem ersten Stich der Walzspalt an den beiden Breitseiten des Knüppels und in dem folgenden Stich an den¹ beiden Hochseiten des Knüppels angreift, wobei in den jeweiligen Walzspalten eines der beiden Querschnittsmaße des Knüppels verkleinert wird, während das andere Querschnittsmaß durch freies Breiten anwächst, mit mindestens zwei aufeinanderfolgende Stiche bildenden Walzspalten, deren Walzebenen zueinander senkrecht stehen, wobei im letzten Walzspalt das eine Querschnittsmaß durch den Walzvorgang auf Sollmaß bringbar ist und das andere Querschnittsmaß durch freies Breiten auf Sollmaß anwächst, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils erste Walzspalt im Sinne einer Gleichhaltung des durch Breiten im jeweils zweiten Walzspalt anwachsenden Querschnittsmaßes regelbar ist und der jeweils zweite Walzspalt auf einen bestimmten Wert fest eingestellt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung (13,26) zum Messen des Materials am Ende des jeweils ersten Walzspalts, wobei die Ausgangsgröße der Meßeinrichtung Mittel (12,28) zum Regeln des Walzspalts des ersten Stichs beeinflußt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung (17, 27) zum Messen des Materials nach dem letzten der beiden Walzspalte, wobei die Ausgangsgröße der Meßeinrichtung Mittel (20, 28) zum Regeln des Walzspalts des ersten Stichs beeinflußt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßeinrichtung (26) zum Erfassen der Abmessungen des Knüppels auf der Einlaufseite des ersten Walzspalts vorgesehen ist, wobei der Ausgang des Meßgeräts die Mittel (28) zum Einstellen bzw. Regeln des Walzspalts des ersten Stichs beeinflußt.