DE1602168A1

DE1602168A1 - Verfahren und Einrichtung zum Regeln von Walzgut auf konstanten Querschnitt

Info

Publication number: DE1602168A1
Application number: DE19671602168
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hartwig Luft
Original assignee: Schloemann AG
Current assignee: Schloemann AG
Priority date: 1967-06-20
Filing date: 1967-06-20
Publication date: 1970-04-09
Also published as: FR1570897A; GB1224650A

Description

1102158

- 2008 -

Verfahren und Einrichtung -zum Regeln von Walzgut auf konstanten Querscnnitt

Die Erfindung betrifft ein Verfanren zum Regeln des Walzgutquerschnittes an Walzenstraßen, insbesondere Feinstahl- und Drahtstraßen auf konstante Querschnittsflache.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, in kontinuierlichen Walzenstraßen Querschnittsmeßgeräte einzusetzen und nach Ist- und Sollwertsvergleich den Differenzwert für das Einregeln der Querschnittsfläche an Walzenstraßen zu verwenden (DBP 1 168 852, 7a 22/03). Einer derartigen Einrichtung haften jedoch durch mechanisches Abtasten des Walzgutquerschnittes bereits erhebliche Mangel an. So ist diese Methode sehr ungenau, da Oberflächenfehler und Zunder zu einer Verfälschung des Meßwertes führen, die Meßrollen keine große Standzeit haben, um eine genaue Messung zu gewährleisten. Im übrigen ist aus der Druckschrift nicht eine Lehre zu entnehmen, wie überhaupt Einfluß auf die Walzenstraße genommen werden soll.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Regelung des Walzgutquerschnittes an kontinuierlichen Walzenstraßen, vorzugsweise Peinstahl- und Drahtstraßen möglichst frühzeitig, d. h., bei noch relativ geringen Walzgeschwindigkeiten auszuführen, da in der Walzenstraße nahe der Fertigstraße die Laufgeschwindigkeit des Walzgutes gegenüber der Regelgeschwindigkeit ungünstig hoch liegt und mit der Regelung ein sehr toleranzhaltiges Fertiggut zu erhalten.

009815/1079 copy

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Regeln des Walzgutquerscnnittes auf konstante Querschnittsfläche vorgescnlagen, nach welcnem die jeweilige Fläche des aus dem ersten Walzgerüst auslaufenden Walzgutquerscnnittes ermittelt wird, in an sich oekannter Weise die Istfläcne mit der SollfJLäche verglicnen wird und aus der Flächendifferenz im ersteh Walzgerüst die Korrektur der Walzenanstellung erfolgt.

In der weiteren Ausbildung des Verfahrens wird der auslaufende Walzgutquerschnitt aus dem Meßwert für die jeweilige Walzenanstellung und dem Meßwert für die Breite des auslaufenden Walzgutes errechnet. Dauei kann die Gerüstauffederung für die Messung als Konstante oerücksicntigt werden.

Der Vorteil einer solchen Regelung ist, daß diese mit guten Ergebnissen hinsichtlich der Regelgenauigkeit und ohne übermäßige Kosten in der Vor- oder Zwischenstaffel, d.h., da, wo die Walzgeschwindigkeit noch relativ klein ist, eingesetzt werden kann und es damit möglich ist, die Querschnittsunterschiede des Einsatzmaterials über seine Länge auszugleichen. Es treten nämlich in zunehmendem Maß - bedingt durch die Putzstellen des Einsatzmaterials ebenso wie durch Walzfehler in den Knüppelstraßen - Querschnittsänderungen im Walzgut auf, die einen Einfluß auf den Walzgutfertigquerschnitt zur Folge haben.

Die Meßfolge des Walzgutquerschnittes erfolgt diskontinuierlich, so daß ein Meßwert erst abgegriffen wird, nachdem der aus der vorhergehenden Messung gebildete Differenzwert zur Korrektur der Anstellung vorgegeben worden, bzw. die Korrektur ausgefflrt worden ist. Das Walzgut läuft längskraftfrei in das erste Walzgerüst ein und unter geringen Längskräften aus diesem aus. 009815/1079

Zur Erhöhung der Regelgenauigkeit wird zusätzlich zur .Flächenmessung des Walzgutes die Einlauf geschwindigkeit des Walzgutes in das erste Gerüst gemessen, da bei einer während der Flächenmessung auftretenden Querschnittsänderung des einlaufenden Walzgutes diese Änderung sich im Verhältnis von ca. 6:1 zwischen Rückstau "und Voreilung im Fließverhalten aufteilt, so daß sich der Rückstau als Veränderung der Einlaufgeschwindigkeit auswirkt und als ein Maß für die Querschnittsänderung ausgewertet werden kann. Durch Korrektur·des Meßwertes für die Flächenmessung infolge einer Geschwindigkeitsänderung wird eine noch größere Regelgenauigkeit erzielt*

Die Erfassung des entsprechenden Breitenmeßwertes erfolgt zeitlich erst,, wenn der Meßpunkt des "Walzgutquersehnittes, an welchem die Höhe ermittelt worden ist, das Breitenmeßgerät erreicht hat. Dadurch ist gewährleistet, -daß die Meßwerte für Breite und Höhe an der gleichen Stelle des Walzgutquerschnittes abgegriffen werden.

Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem an sich bekannten Rechengerät, welches aus dem Meßwert für die Breite und die Höhe den Walzgutquerschnitt an einer bestimmten Stelle ermittelt und die Regelabweichung zur Veränderung des Walzgutquerschnittes dem Antrieb der Walzenanstellung des betreffenden Walzgerüstes zuführt.

Dem betreffenden Walzgerüst ist eine an sich bekannte Geschwindigkeitsmeßeinrichtung vorgeordnet, welche eine Geschwindigkeitsänderung während der Messung erfaßt und dem Rechengerät zur Korrektur der Messung zuführt Dabei ist je ein die Einlaufgeschwindigkeit als Funktion des Querschnittes und der Anstellhöhe ermittelndes Rechengerät für die Ist- und SoIl-

009815/1079

geschwindigkeit vorgesehen. Die Geschwindigkeitsmessung könnte als Lichtwertmessung erfolgen, bei der Punkte bestimmter Strahlungsintensität am Walzgut an zwei Stellen längs der Walzlinie erfaßt und die Laufzeit von einem Meßpunkt zum anderen gemessen werden. Auch könnte die Geschwindigkeitsmessung mittels eines reflektierten Laserstrahles erfolgen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung stellt die Zeichnung dar. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vor- oder Zwischenstraße im Prinzip, Fig. 2 eine Regelung des Walzgutquerschnittes im Prinzip und Fig. 3 eine weitere Regelung des Walzgutquerschnittes im Prinzip.

In Fig. 1 ist eine kontinuierliche Vor- oder Zwischenstaffel dargestellt, an deren erstem Walzgerüst die Querschnittsregelung erfolgt. Mit 1 ist ein Walzensatz des ersten Walzgerüstes bezeichnet, dem sich weitere Walzensätze 2 und j5 der weiteren Walzgerüste in HV-Anordnung anschließen. Die Walzensätze jeder Staffel werden von einem gemeinsamen Gruppenantrieb G angetrieben.

Die nach Fig. 2 in den Walzensatz 1 des ersten Walzgerüstes vorzugsweise längszugfrei einlaufende Walzgutlänge W mit einem Walzgutquerschnitt F₀ und einer Einlaufgeschwindigkeit V₀ wird beispielsweise in der Stichfolge Raute-Quadrat im Querschnitt verringert. Von einer der Walzen des Walzensatzes 1 wird ein Tachodynamo.4 mit der Drehzahl n^ angetrieben, welcher einem Taktgeber 4a eine wegabhängige Impulsfolge zuführt. Nach der Zeit t_x gibt der Taktgeber 4a einen Impuls an einen Rechner 9, · der sodann aus dem von einem Breitenmeßgerät 5 üblicher Bauart ermittelten

009815/1079

BAD ORIGINAL

Meßwert b_ist für die Breite der Walzgutlänge W und dem Anstellwert h einer Anstellung 6 von Walzensatz 1 den Walzgutquerschnitt F}__st — f (h-**³ errechnet. Der Anstellung 6 ist ein Meßwertbildnef 7 und ein Verzögerungsglied 8 nachgeschaltet. Das Verzögerungsglied 8 erhält ebenfalls nach dem Zeitpunkt t_x, d.h., sobald der maßgebende Meßpunkt der WaIzgutlähge W, an dem die Höhe h_ist festgestellt wurde, nach Durchlaufen der Strecke χ das Breitenmeßgerät 5 erreicht hat, einen Impuls, wodurch der gespeicherte Meßwert h_iS£ mit dem entsprechenden Breitenmeßwert Dist zusammen in den Rechner 9 gelangt. Der Rechner 9 bildet den Wert für den Walzgutquerschnitt Fj._sti welcher im Differenzbildner 10 mit dem zugeführten Vergleichswert für F_soll verglichen wird. Der bei Ungleichheit entstehende Differenzwert für die Fläehenabweichung Δ F wird im Umwandler 11 zu einer Regelabweichung Ah für die Anstellung 6 umgeformt. Über eine Torschaltung 12 wird der Wert Δ h nach Freigabe durch den Taktgeber k-a. der Anstellung 6 zugeführt und die Fläehenabweichung Λ F korrigiert. Die Regelung arbeitet diskontinuierlich, indem für die Taktzeit t_x jeweils keine Änderung der Anstellung 6 erfolgt. Erst wenn nach der Taktzeit t_x die neuen Meßwerte für h_ist und b_is^ vorliegen, nachdem das vorher gebildete Regelkommando die Anstellung 6 ggf. korrigiert hat, kann eine neue Ausregelung einsetzen.

In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Regelung des Walzensatzes 1 einer kontinuierlichen Vor- oder Zwischenstaffel mit Gruppenantrieb G dargestellt. Dem Walzensatz 1 sind weitere Walzensätze 2 und 3 nachgeordnet.

Die Geschwindigkeit v_o der'längszugfrei in den Walzensatz 1 einlaufenden Walzgutlänge W wird vor dem Walzensatz 1 in bekannter Weise berührungs-

009815/1079 \ copy

frei gernessen. Von Änderungen der Geschwindigkeit v_o der einlaufenden Walzgut!änge W kann nämlich auf Änderungen des Walzgutquerschnittes Fo geschlossen werden. Bei gleichem Durchsatz an Walzensatz 1 und gleichem anstechenden Walzgutquerschnitt P₀. über seine Länge ist die Geschwindig keit des einlaufenden Walzgutquerschnittes V₀ konstant. Ändert sich der Walzgutquerschnitt P₀ der einlaufenden Walzgutlänge W, so ändert sich auch die Geschwindigkeit v_o des einlaufenden Walzgutquerschnittes. Wird der einlaufende Walzgutquerschnitt größer, so wird der Rückstau des Walzgutes vor dem ersten Walzensatz 1 größer, d.h., die Walzgutlänge W läuft langsamer ein.

Dieser Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit v_o und Walzgutquerscnnitt F₀ läßt sicn für verschiedene Anstellhöhen h meßtechnisch ermitteln und ist in Rechengeräten 21 und 55 als Rechenvorschrift einprogrammiert. Die Meßwerte v_o. und n±_st werden dem Recnengerät 21 zugeführt, welches

ist .

nacn der eingegeuenen Funktion v_o=f (F₀)h den Waizgutistquerscnnitt. Fo ist errecnnet. Ebenso wird im Recnengerät 35 aus v_o* _son und h_ist ein Wert für den Walzgutsollquersennitt F_{0 so}n ermittelt. In einem Differenzbildner 22 wird die FläcnenauweiciiungAF_o zwischen P_{0 soll} und F_{0 ist} geoildet, die in einem Umwandler 25 in einen Stelloefenl für die Anstellung 24 umformt und deren AntrieD zugeleitet werden. Durch diesen Regelvorgang wird der aus dem ersten Walzensatz 1 auslaufende Walzgutquerscnnitt F^ laufend konstant genalten, so daß damit ein kontinuierlicher Regelvorgang gegenüber dem in der Fig. 2 dargestellten diskontinuierlichen Regelvorgang möglich ist.

Die sich anscnließende Messung der Anstellhöhe· h^st und der Breite zur Bestimmung der FlächenaDweicnung /^ P-) des auslaufenden Walzgutquer-

009815/1079

BAD ORICSNAL

schnittes F-, dient nur noch der Nacneichnung.

Das geschieht derart, daß, wie für Fig. 2 Descnrieoen, der Meßwert von der Anstellung 24 über einen Meßwertoildner 27 einem Verzögerungsglied 28 zugeführt wird, von dem aus der Meßwert für nj__s^ erst dann an ein Recnengerät 29 zur Ermittlung des Vialzgutquerschnittes F-] weitergeleitet wird, wenn von einem Taktgeoer 14a ein Öffnungsimpuls gegeoen wirdj dies erfolgt dann, wenn der dem Meßwert von hist zuzuordnende Meßpunkt auf der Walzgutlänge W den Weg χ von der Mitte Walzspalt bis zum Breitenmeßgerät 25 zurückgelegt hat. Dieser Weg χ wird durcn eine Impulsfolge, die von einem mit einer Walze des Walzensatzes 1 verDundenen Tachodynamo 14 in der Zeit t_x an einen TaktgeDer I4a gegeoen wird, seiner Größe nach angegeben. Aus .den Meßwerten f"^r die Breite Dj__st und die Höhe n_ist wird in dem Rechengerät 29 der Wert für F^ ist gebildet, der in einem Differenzbildner 30 mit dem Wert für F-j _soj_]_ verglichen wird. Stimmen F1 j__s-^ und F-j _soj_i nicht überein, so entstent der Differenzwert A F-], Ein Umwandler J1 bildet aus dem Differenzwert A p^ einen diesem proportionalen Viert für die erforderliche Gescnwindigkeitsänderung Δ v_sol]_ der einlaufenden Walzgutlänge W, der nacn Addition bzw. Subtraktion mit dem Sollwert für die Geschwindigkeit der einlaufenden WalzgutJjänge W in einem weiteren Rechengerät 32 den korrigierten Sollwert für die Geschwindigkeit der einlaufenden Walzgutlänge ν\> _soll das Rechengerät 33 vorgibt. Nacn der Funktion v^T _{0 so}n = f (F_{0 so}n) h ^w^^rc aus dem Meßwert der Anstellungsnöhe h±_s^ und v^! _{o so}nder Sollquerschni¹ F_{0 so}ii ermittelt. In einem weiteren DifferenzDildner 22 wird aus dem Vergleicn von F_{0 ist} und F₀ soll ^di^e Regelabweichung der Einlauffläche Af₀ geoildet," die., wie bereits besenrieben, Üoer den Umwandler 23 als ein dem Wert Λ F₀ *_irOr₇.* ;>onaler Stellbefehl &h der Anstellung 24 vor

gegeben wird. -0 09815/1079 ·

BAD ORIGINAL ^C° ■

Wie aus der Beschreibung zu ersehen, wird oei einer derartigen Regelung nach Pig. J kontinuierlich geregelt, und es werden die Meßwerte für die Istanstellung n_ist und ^di^e Istbreite b±_st lediglich zur Korrektur als Bezugswerte herangezogen.

Da eine solche Regelung bereits in der Vor- bzw. Zwischenstaffel bei relativ niedrigen Walzgescnwindigkeiten erfolgen kann, erübrigt sich ein weiteres Regeln des Querschnittes der Walzgutlänge W in der Fertigstraße bei hoher Walzgeschwindigkeit.

BAD 009815/1079

Claims

Patentansprüche - 2008 -

1. Verfahren zum Regeln der Querschnittsfläche von Walzgut in kontinuierlich walzenden Vor- und Zwiscnenstaffein von Draht- oder Feinstahlstraßen, um einen konstanten Fertigquerschnitt zu erhalten, wouei Höhe und Breite des Walzgutquerschnittes gemessen, daraus die Querschnittsfläche entsprechend der vorliegenden Kaliberform errechnet, aus dem Vergleich von Ist- und Sollquerschnitt der Flächenfenler über die Länge des Walzgutes ermittelt und ausgeregelt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß Höhe und Breite des am ersten Gerüst einer Staffel auslaufenden Walzgutquerschnittes gemessen werden, aus diesen Meßwerten die jeweilige Querschnittsfläche des Walzgutes entsprechend der Kaliberform dieses Walzensatzes errechnet wird und nach einem Soll-Istwertvergleich der Querschnittsflachen die Korrektur eines auftretenden Flächenfehlers über die Walzenanstellung des ersten Gerüstes erfolgt.

2« Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des auslaufenden Walzgutes aus dem Meßwert d_er jeweiligen Anstellungshöhe und dem Meßwert der Auslaufbreite errechnet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Messung von Höhe und Breite sowie die Berechnung der Fläcne des Auslaufquerschnittes erst dann erfolgt, wenn die Korrektur der Anstellung aufgrund der vorherigen Messung ausgeführt ist·

009815/1079

4. Verfahren nach einem der Ansprücne 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß das Walzgut längskraftfrei in das erste Walzgerüst einläuft und "nur unter geringen Längskräften aus demselben austritt.

5. Verfanren nacn einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die Einlaufgeschwindigkeit des längskraftfrei in das erste Gerüst einer Staffel einlaufenden Walzgutes gemessen wird> aus den Gescnwindigkeitsänderungen kontinuierlich die Einlauffläenenfehler rechnerisch ermittelt und kontinuierlich über die Anstellung des ersten Walzensatzes korrigiert werden.

6. Verfahren nacn einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung des entsprechenden Breitenmeßwertes zeitlich erst dann erfolgt, wenn der Meßpunkt des WaIzgutquerscnnittes, an welchem die Hone ermittelt worden ist, das Breitenmeßgerät erreicht hat.

7. Einricntung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprücne 1 ois 4,

dadurch ^cennzeichnet, daß ein an sicn Gekanntes Recnengerät (9, 29) aus -den Meßwerten der Breite (ßist) u*¹** der Höhe (h-^gt) den Walzgutquerschnitt ermittelt, Soll- und Istquerschnitt vergleicht und die Regelabweicnung (&F, Δ F₀) zur Veränderung des Waizgutquerscnnittes dem Antrieo der Walzenanstellung (4, 24) des Betreffenden Walzgerüstes zufürirt.

009815/1079

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5>

dadurch gekennzeichnet, daß dem betreffenden Walzgerüst eine an
sich bekannte Geschwindigkeitsmeßeinrichtung (20) vorgeordnet ist, welche den Meßwert (v_o ^_Q^) einem Rechengerät (21) zuführt, wobei
je ein die Einlaufgeschwindigkeit als Punktion von Querschnitt und Anstellhöhe ermittelndes Rechengerät (21, 35) für die Ist- und die Sollgeschwindigkeit vorgesehen ist«

009815/1079