DE1918207A1

DE1918207A1 - Regelungseinrichtung fuer ein Walzwerk

Info

Publication number: DE1918207A1
Application number: DE19691918207
Authority: DE
Inventors: Tracy John Andre; John Davies; Gordon Heywood
Original assignee: Loewy Robertson Engineering Co Ltd
Current assignee: Loewy Robertson Engineering Co Ltd
Priority date: 1968-04-11
Filing date: 1969-04-10
Publication date: 1969-11-27
Also published as: GB1265147A

Description

LOEWY ROBERTSON ENGINEERING COMPANY LIMITED, 551-553 Wallisdown Road, Poole, Dorset (England)

Regelungseinrichtung für ein Walzwerk

Die Erfindung betrifft eine Regelungseinrichtung für ein Walzwerk zum Messen des Abstandes der Lagergehäuse der Walzen an mindestens einer Seite des Walzwerkes und zum Auswerten des Meßwertes für die Regelung des Abstandes der Lagergehäuse, um das in dem Walzwerk ausgewalzte Gut auf einer vorgegebenen Dicke zu halten.

Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung für ein Walzwerk zeichnet sich aus durch eine erste, an mindestens einer Seite des Gerüstes zwischen den Lagergehäusen der Walzen angeordnete Kolben—Zylinder—Anordnung (Balance-Zylinder) , deren Zylinder mit dem Zylinder einer zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung (Meß-Zylinder) derart verbunden ist, daß Abstandsänderungen der Lagergehäuse von einer korrespondierenden Lageänderung des Kolbens der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung begleitet sind, der seinerseits an einen Wegaufnehmer angeschlossen ist·

Bei einer solchen Einrichtung ist der Wegaufnehmer vorzugsweise mit Abstand von den Lagergehäusen angeordnet.

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Dies hat den Vorteil, daß der Wegaufnehmer o. dgl. den., schwierigen Arbeitsbedingungen hinsichtlich Temperatur und Atmosphäre in der Umgebung der Lagergehäuse und Walzen entzogen ist, v/odurch außerdem eine Erschwerung des Walzenwechsels vermieden wird. Die Verbindung zwi- . sehen dem Zylinder der ersten Kolben-Zylinder—Anordnung und dem Zylinder der Meßzylinder-Anordnung besteht vorzugsweise aus einer lösbaren Kupplung. Weiterhin wird bevorzugt, daß auf beiden Seiten des Gerüstes zwischen den Lagergehäusen Kolben-Zylinder-Anordnungen (Balance-Zylinder) angeordnet und mit'dem Zylinder der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung (Meßzylinder) verbunden sind, Vorzugsweise liegt jede Balance-Zylinder-Anordnung zwischen den Lagergehäusen der Arbeitswalzen.

t In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Zylinder der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung neben seiner Verbindung.zu dem (den) Zylinder(n) der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung auf mindestens einer Gerüstseite einen Anschluß , an eine Druckflüssigkeitsquelle besitzt; daß die Verbindung und der Anschluß auf jeweils, einer Seite des Kolbens im Zylinder vorgesehen sind; und daß der Kolben mit einem Wegaufnehmer o. dgl. verbunden ist, der eine Einrichtung steuert, die ihrerseits den Abstand der La-. gergehäuse der Arbeitswalzen weitgehend auf einem· ge- · wünschten Wert hält. . ■_.-·

Die. Druckflüssigkeitsquelle ist an den Zylinder vorzugsweise über ein Steuerventil angeschlossen, das den Druck im Meßzylinder und im. Balance—Zylinder im wesentlichen konstant hält. Vorzugsweise läßt sich die Druckflüssigkeitsque.lie außerdem mit derselben-Seite des Kolbens rim Meßzylinder verbinden_? an die auch die Balance-Zylinder

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angeschlossen sind, um die Meßeinrichtung zu nullen.

Zum Bestimmen des Drucks in den Balance-Zylindern und zum Messen der Walzlast können Druckwandler vorgesehen sein, denen Korrekturwerte für die Ausbiegung der Walzen—Lagerzapfen und für die Abflachung der Arbeitswalzen entnommen werden. Vorzugsweise ist außerdem eine Entlüftungseinrichtung für die Meßanordnung vorgesehen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeich- " nung schematisch dargestellt ist.

Das Walzwerk hat eine geschlossene Gerüstseite 12, in der Lagergehäuse 13, 14 für Stützwalzen angeordnet sind, die Lager zur Aufnahme der Zapfen 15, 16 der oberen bzw. unteren Stützwalze 17, 18 aufnehmen. Innerhalb der Lagergehäuse 13, 14 sind Lagergehäuse 20, 21 vorgesehen, die über nicht bezeichnete Lager und Lagerzapfen 22, 23 die obere und untere Arbeitswalze 24, 25 führen. Die unteren Lagergehäuse 21 der Arbeitswalzen sind mit Balance—Zylindern 26 versehen, in denen Kolben 27, die am oberen Lagergehäuse 20 der oberen Arbeitswal- ^ ze anliegen, verschiebbar geführt sind. Bei dem darge- * stellten Walzwerk handelt es sich um einen hydraulisch betätigten Typ, bei dem das obere Lagergehäuse 13 der oberen Stützwalze an der Oberseite des Gerüstes 12 anliegt und das untere Stützwalzen-Lagergehäuse einen Arbeitszylinder 28 aufweist, in dem ein sich am Gerüst 12 abstützender Arbeitskolben 30 geführt ist. Von einem Tank 34, der mit einem Hydrauliköl o. dgl. gefüllt ist, führt eine Leitung zu einer Pumpe 33, die die unter Druck gesetzte Flüssigkeit über ein Druckregelventil 32 und eine Leitung 31 in den Zylinder 28 pumpt. Auf Grund des Druckes im Zylinder 28 werden die Lagergehäuse entgegen der Walzlast gegeneinandergedrückt. Es sei 909848/0577

der Vollständigkeit halber erwähnt, daß auf der anderen Seite des Walzwerkes eine ähnliche Anordnung getroffen

Die Balance-Zylinder 26 sind über eine lösbare Kupplung 35, eine Leitung 19 und einen Druckwandler 36 mit dem einen Ende eines Zylinders 37 verbunden, in dem ein Kolben 38 verschiebbar geführt ist· Von einer Druckflüs.-sigkeitsquelle gelangt ein Druckmittel über eine Leitung 40 und ein Regelventil 41 zu dem anderen Ende des Zylinders 37 auf der gegenüberliegenden Kolbenseite. Die Druckflüssigkeitsquelle kann darüberhinaus über das Regelventil 41 und ein weiteres Ventil 42 mit derselben Seite des Kolbens verbunden werden, an die auch die Balance-Zylinder angeschlossen sind. Der Kolben 38 ist mit einem Wegaufnehmer 43 o. dgl. verbunden, der über · eine Leitung 44 ein der jeweiligen Stellung des Kolbens 38 entsprechendes Signal abgibt·

Das Regelventil 41 dient dazu, die zum und vom Zylinder 37 strömende Druckflüssigkeitsmenge zu regeln, um den Balance-Druck auf einem vorbestimmten konstanten Wert zu halten, der von dem Druckwandler 36 gemessen und in Form eines dem gemessenen Druck proportionalen Signals an die Leitung 45 gegeben wird.

Wenn sich der Walzspalt während des Walzens ändert,, strömt das Druckmittel zu und von den Balance-Zylindern, wodurch der Kolben 38 verschoben wird. Die Stellung des Kolbens 38 stellt dadurch ein Maß für den Spalt zwischen den Lagergehäusen der Arbeitswalzen dar» Die vorzugsweise selbst abdichtende Trennkupplung 35 erlaubt ein schnelles und einfaches Abnehmen der Leitung 19, so daß durch die Meßeinrichtung keine Behinderung

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des Walzenwechsels eintritt· Innerhalb der Leitung 19 kann ein automatisch arbeitender Luft-Spür-Schalter vorgesehen sein, durch den das Meßsystem entlüftet werden kann, wenn dieses notwendig werden sollte. Das System wird dadurch auf einen Nullwert eingestellt, daß zunächst die Arbeitswalzen gegeneinandergefahren werden, anschließend das Ventile 42 geöffnet und die Lage des Kolbens 38 mit der Lage des Wegaufnehmers 43 auf Null gestellt wird. Darauf wird das Ventil 42 geschlossen und die Arbeitswalzen voneinander getrennt. Der vom Aufnehmer 43 angezeigte Meßwert ist dann ein ^

direktes Maß für die Trennung der Arbeitswalzen in un- ' belastetem Zustand.

Die tatsächliche Ausgangsdicke H- des ausgewalzten Materials ergibt sich aus folgender Gleichung:

H₅ « G + & - ~ ± T
² w ^Kn

Hierin bedeuten:

G * den Spalt zwischen den unbelasteten Walzen, gemessen an den Lagergehäusen;

R = die Walzlast; ' . |

B ■ die Walz-Balance-Last;

K ■ .die Abplattungssteifigkeit der Arbeits-

walze gegenüber dem Material;

K « die Biegesteifigkeit des Lagerzapfens der Arbeitswalze;

T β Driftfehlerkorrektur, die durch eine Dikkenmeßrückkopplung gewonnen wird.

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Die gewünschte Dicke wird in einem Wähler 46 eingestellt, der ein dieser gewünschten Dicke entsprechendes Signal über eine Leitung 47 auf einen Vergleichskreis 48 gibt, an den außerdem das dem Walzspalt entsprechende Signal über die Leitung 44 gelangt. Der Vergleichskreis 48 gibt an eine Leitung 50 ein Fehlersignal· ab, das zu einem Steuerkreis 51 gelangt. Der Ausgang des Steuerkreises 51 regelt über eine Leitung 49 das Druckregelventil 32, das seinerseits die Walzlast bestimmt. Die Regeleinrichtung wirkt also so, daß sie bestrebt ist, das Fehlersignal möglichst weitgehend auf dem Wert O zu halten, so daß der Abstand zwischen den Lagergehäusen 20, 21 der Arbeitswalzen konstant gehalten wird.

Dem Steuerkreis 51 kann darüberhinaus über eine Leitung 45 ein Signal zugeführt werden, das ein Maß für die Walz-Balance-Last ist. Außerdem kann dem Steuerkreis 51 über eine Leitung 52 ein Signal augeführt werden, das dem Druck in der Leitung 31 und damit der Walzlast entspricht und von einem Druckaufnehmer 53 in der Leitung 31 ausgeht. Schließlich kann über eine Leitung 54 ein von einem direkt messenden Dickenmeßgerät 55 kommendes Signal an den Steuerkreis 51 gelangen. Der Steuerkreis 51 modifiziert sein Ausgangssignal,um die Fehler zu berücksichtigen, die in der Dicke des Walzgutes auf Grund der Abplattung der Walzen, der Walzen«? biegung und des Driftfehlers auftreten, wie es in der vorstehenden Gleichung dargestellt ist. Alternativ besteht die Möglichkeit, den durch die Lagerzapfenbiegung hervorgerufenen Fehler nicht direkt zu kompensieren, sondern vielmehr über das direkt arbeitende bzw, abtastende Dickenmeßgerät 55. Das Fehlersignal T von diesem Dickenmeßgerät dient außerdem sum Kompensieren von Volumenänderungen des Hydrauliköle οο dgl_o auf Grund von Temperaturänderungen sowie zum Kompensieren von

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Nullpunktverschiebungen auf Grund von Ölverlusten. Da darüberhinaus das Regelsystem sehr leicht genullt bzw. nachgeeicht werden kann, läßt sich zum Kompensieren von Driftfehlern eine häufige Nachgleichung ohne Schwierigkeiten durchführen.

Die Erfindung ist nicht auf hydraulisch arbeitende Walzwerke beschränkt, da das an die Leitung *49 gelangende Steuersignal zum Regeln jeder Art von WalzspaltnachStelleinrichtungen verwendet werden kann. Bei einem konventionellen Walzwerk, bei dem der Walzspalt durch auf die Lagergehäuse der Stützwalzen einwirkende Spindeln o. dgl. verstellt wird, dient das erwähnte Signal zum Regeln des Antriebes der Spindeln. In einem vorgespannten Walzwerk wird das Signal zum Regeln der Länge der Lagergehause-Schrauben durch Veränderung der Vorspannkraft benutzt oder - im Falle großer Fehler - zum Verdrehen der Schrauben. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuersignal auf der Leitung 49 auch zum Regeln der auf das Walzgut einwirkenden Zugspannung dienen.

Durch Messung des VJalzspaltes direkt an den Lagergehäusen der Arbeitswalzen fallen die Fehlermöglichkeiten auf Grund des Ausbiegens der Stützwalzen und deren Abplattung fort, und durch Einbeziehung der ohnehin vorhandenen Balance—Zylinder werden keine zusätzlichen hydraulischen oder elektrischen Verbindungen zu den Lagergehäusen nötig* Durch den Anschluß der Balance-Zylinder auf der anderen Seite des Walzwerkes an die Leitung 19 wird außerdem erreicht, daß das System automatisch einen Mittelwert des Walzspaltes bildet. Das System kann darüberhinaus so ausgebildet werden, daß es hydraulisch verstärkt, so daß beispielsweise eine Varl-

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ation des Walzspaltes zwischen O und 5 mm zu einer Verlagerung des Kolbens im Zylinder 37 zwischen O und SO mm führt, wodurch *die Fehlermöglichkeiten des Wegaufnehmers um den Faktor 10 verringert werden.

9 Q 9 § A 8 / 0 Ej 7 f

Claims

ANSPRUCHE

l.) Regelungseinrichtung für ein Walzwerk, gekennzeichnet durch eine erste, an mindestens einer Seite des Gerüstes(12) zwischen den Lagergehäusen (13, 14; 20,21) der Walzen (17, 18; 24, 25) angeordnete Kolben-Zylinder-Anordnung (Balance-Zylinder) (26, 27), deren Zylinder (26) mit dem Zylinder (37) einer zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung (Meßzylinder) (37, 38) derart verbunden ist, daß Abstandsänderungen der Lagergehäuse von einer korrespondierenden Lageänderung des Kolbens (38) der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung begleitet sind, der seinerseits an einen Wegaufnehmer (43) angeschlossen ist.

2. Regelungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegaufnehmer (43) mit Abstand von den Lagergehäusen (13, 14; 20,21) angeordnet ist.

3. Regelungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten des Gerüstes (12) zwischen den Lagergehäusen (13, 14; 20, 21) Kolben-Zylinder-Anordnungen (Balance-Zylinder) C26, 27) angeordnet und mit dem Zylinder (37) der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung (Meßzylinder) (37, 38) verbunden sind.

4. Regelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Balance-Zylinder-Anordnung (26, 27) zwischen den Lagergehäusen (20, 21) der Arbeitswalzen (24, 25) angeordnet ist.

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5φ Regelungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (37) der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung neben seiner Verbindung zu dem Zylinder (26) der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung auf mindestens einer Gerüstseite einen Anschluß an eine Druckflüssigkeitsquelle (4Q) besitzt; daß die Verbindung und der Anschluß auf jeweils einer Seite des Kolbens (38) im Zylinder (37) vorgesehen sind; und daß der Kolben (38) mit einem Wegaufnehmer (43) o. dgl. verbunden ist, der eine Einrichtung (48, 51, 32) steuert, die ihrerseits den Abstand der Lagergehäuse (20, 21) der Arbeitswalzen (24, 25) weitgehend auf einem gewünschten Wert hält.

6. Regelungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Wegaufnehmer (43). o. dgl. gesteuerte Einrichtung einen Vergleichskreis (48) aufweist, der ein von dem Wegaufnehmer kommendes und der tatsächlichen Trennung der Lagergehäuse der Arbeitswalzen (24, 25) entsprechendes elektrisches Signal mit einem Signal vergleicht, das dem gewünschten Abstand der Lagergehäuse der Arbeits— walzen entspricht·

7. Regelungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine die Walzlast und den Druck in den Balance-Zylindern (26) messende Einrichtung (53, 36), deren Ausgangssignal(e) als Korrekturwerte für die Abplattung der Arbeitswalzen und die Ausbiegung der Lagerzapfen der Arbeitswalzen in die Regelungseinrichtung eingegeben wird (werden).

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8. Regelungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Arbeitswalzen (24, 25) mit Hilfe hydraulischer Einrichtungen (28, 30) einstellbar ist und daß das Ausgangssignal vom Steuerkreis (51) das Zu- und Abströmen von Druckmittel zu der hydraulischen Einrichtung steuert.

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