DE1933887A1 - Method and device for controlling the shape of metal strips - Google Patents
Method and device for controlling the shape of metal stripsInfo
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Description
Nippon Kokan Xabushiki Kaisha und Tokyo - 3. HlU 1969 Shibaura Electric Go„,Ltd.Nippon Kokan Xabushiki Kaisha and Tokyo - 3 HlU 1969 Shibaura Electric Go ", Ltd.
Tokio Tazv» ,Kawasaki, Japan Tokyo Tazv », Kawasaki, Japan
Verfahren und Vorrichtung zur. Steuerung der Form von Metallbändern Method and device for. Control of the shape of metal belts
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Form eines Metallbands bzw, —Streifens, insbesondere zur Erzeugung eines Metallhands einwandfreier Flachheit.The invention relates to a method and a device for controlling the shape of a metal strip or —Stripes, especially for making a metal hand impeccable flatness.
Beim Walzen von Metallbändern treten bekanntlich zahlreiche Schwierigkeiten bezüglich der Steuerung der Dicke und Form des Metallbands auf. Während kaum irgendwelche Schwierigkeiten bezüglich der Steuerung der· Iiängs-Abmessungen des Bands auftreten, da. hierfür das bekannte automatische Dickenregelsystem bzw, sogenannte AG-O* System entwickelt und eingesetzt wurde, ist es bekannt^ daß derzeit noch keine Systeme zur Steuerung der Band·· Dicke und -Form über die Bandbreite entwickelt worden sind. Diese Schwierigkeiten sind beispielsweise in einem in "Iron and Steel Engineer", August 1965, ver-» öffentlichten Artikel mit Titel "Theory and Practical Aspects in Grown Control" behandelt. Dieser Bericht er·» wähnt jedoch keine Maßnahmen hinsichtlich der Form quer zur Laufrichtung des Metallbands. Inbezug auf die Steuerung der Querabmessungen und der Form ist lediglich in den japanischen Patentanmeldungen Hr, 17429/1967 und ITr, 1009/1968 ein Verfahren zur Anwendung von Zug-It is well known that numerous occurrences are involved in the rolling of metal strips Difficulties in controlling the thickness and shape of the metal strip. While hardly any Difficulties in controlling the longitudinal dimensions of the band occur since. for this the well-known automatic thickness control system or so-called AG-O * System was developed and implemented, it is known ^ that there are currently no systems to control the belt Thickness and shape have been developed over the range. These difficulties are for example in one in "Iron and Steel Engineer", August 1965, public article entitled "Theory and Practical Aspects in Grown Control ". This report he ·» however, mentions no measures with regard to the shape transversely to the running direction of the metal strip. In relation to the Control of the transverse dimensions and the shape is only in Japanese patent applications Hr, 17429/1967 and ITr, 1009/1968 a method for the use of tensile
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walzen und G-eschwindigkeit-Meßwalzen "be schrieb en, die in Richtung der Bandbreite 'angeordnet werden. Es wurde auch ein "Versuch unternommen, Dickenmesser in Richtung der Bandbreite anzuwenden. Andere Versuche haben jedoch gezeigt, daß alle diese Verfahren unzuverlässig und in der Praxis nicht anwendbar sind.rollers and speed measuring rollers "be wrote en that in the direction of the bandwidth '. It was Also an "attempt has been made to use thickness gauges in the direction of the belt width. Other attempts have, however has shown that all of these methods are unreliable and not practical.
Bin Merkmal der Erfindung liegt in der Feststellung von Schwingungen bzw. Wellungen und Veränderungen des Metallbands in Richtung seiner ^icke und zur davon abhängigen Steuerung der Abmessungen und der Form quer zum Metallband. Hierbei kann die Feststellung der Schwingungen . ohne weiteres durch Auswertung einer magnetischen Änderung, einer elektrostatischen Änderung und dgl. berührungslos erfolgen«A feature of the invention resides in the finding of Vibrations or corrugations and changes in the metal strip in the direction of its thickness and in relation to the dependent Control of dimensions and shape across the metal strip. This can be used to determine the vibrations. easily by evaluating a magnetic change, an electrostatic change and the like. Contactlessly take place"
Aufgabe der Erfindung ist mithin in erster linie die Schaffung eines Verfahrens zur Feststellung der Form bzw.■Flachheit eines Metallbands in Richtung seiner Breite,The object of the invention is therefore primarily the Creation of a method for determining the shape or ■ flatness of a metal strip in the direction of its Broad,
Ein anderes Erfindungsziel bezweckt die Schaffung einer Vbrrrichtung zur Steuerung der Form bzw, der Flachheit eines Metallbands in Richtung seiner Breite.Another aim of the invention is to create a Vbrrrichtung to control the shape or, the flatness of a metal band in the direction of its width.
Im folgenden ist die Erfindung in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert, Es zeigen:The following is the invention in a preferred embodiment explained in more detail with reference to the drawings, They show:
Fig. 1 Beispiele für mangelhaft geformte Metallbänder,Fig. 1 Examples of poorly formed metal strips,
Fig« 2 eine graphische Barstellung zur Veranschaulichung des Verhältnisses zwischen der in Richtung der Band-Dicke entstehenden Schwingungswellen und der Schwingungswellenform,2 shows a graphic representation for illustration the ratio between the vibration waves occurring in the direction of the strip thickness and the vibration waveform,
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Fig. 3 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung,3 shows a schematic representation of an exemplary Embodiment of the invention,
Fig, 4 Vier graphische Darstellungen zur Veranschaulichung des Verhältnisses zwischen typischen Formen und den diesen Formen entsprechenden Ausgangsamplitu— den undFig. 4 Four graphical representations to illustrate the relationship between typical shapes and the output amplitude corresponding to these forms the and
Fig. 5 ein Schaltbild einer Vorrichtung zur Feststellung von Schwingungen in Richtung der Band-Dicke.5 shows a circuit diagram of a device for determining vibrations in the direction of the strip thickness.
Bs ist bekannt, daß ein Mangel an Flachheit des Endprodukts, insbesondere bei kaltgewalztem Metallband, häufig zur Zurückweisung des Produkts führt. Die typischen Zurückweisungsgründe sind in Fig. 1 dargestellt, worin links ein Band mit Wellenbildung an den Rändern und rechts ein solches mit mittigen Wölbungen dargestellt ist. Diese mangelhaften Bandformen sind durch Steuerung der Balligkeit der Walzen zu vermeiden.It is known that a lack of flatness of the end product, especially with cold-rolled metal strip, often leads to the rejection of the product. The typical Reasons for rejection are shown in Fig. 1, in which on the left a band with wave formation at the edges and on the right one is shown with central bulges. These defective belt shapes are through control to avoid the crowning of the rolls.
Die Erfindung beruht auf Erkenntnissen, welche zeigten, daß die Rand- oder Mittelwellungen hervorrufende Wellenform eng mit der Schwingungswellenform in Richtung der Band-Dicke zusammenhängt. Fig. 2 zeigt dieses aufgrund zahlreicher Versuche festgestellte Verhältnis. Gemäß Fig. 2 wird die Schwingungsamplitude mit zunehmender Fläche der Wellungen größer. Wenn diese Änderungen der Schwingungswellenform festgestellt und sodann die Ballig*· keit der Walzen sowie die Walzkraft in Abhängigkeit von den festgestellten Werten automatisch eingestellt werden, kann ohne weiteres ein Band guter Flachheit bzw. planebener Form erhalten werden. The invention is based on findings which have shown that the waveform causing the edge or center corrugations is closely related to the vibration waveform in the direction of tape thickness. Fig. 2 shows this due to ratio established in numerous attempts. According to FIG. 2, the oscillation amplitude increases with increasing Area of the corrugations larger. If these changes in the vibration waveform are detected and then the crowning * The speed of the rolls and the rolling force are automatically set depending on the values determined, a strip of good flatness or a plane shape can be obtained without further ado.
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Fig, 3 veranschaulicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.Figure 3 illustrates one embodiment of a device according to the invention for performing this Procedure.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Kaltwalzwerk läuft ein Metallband, beispielsweise ein Stahlband, in der durch den Pfeil 1♦ angedeuteten Richtung durch, einen vorbestimmten Walzspalt hindurch. Ungefähr in der Mitte und an "beiden Seiten des Metallbands 1 sind in einem günstigsten Abstand Tom Metallband 1 Schwingungs-Fühler 6a, 6b und 6c angeordnet, die gemäß Fig* 3 mit Synchron-. Gleichrichterschaltungen 7a, 7b bzw. 7c verbunden sind. Durch diese Vorrichtungen werden Änderungen der Dicke ■ über di© Band-Breite festgestellt. Wenn der Ausgang der genannten Synchron-Gleichrichterschaltungen an Amplitudenschaltungen 8a, 8b bzw, 8c angelegt wird, in welchen er in einen Mittelwert bzw. den Effektivwert der Schwingungswellenform umgewandelt wird, kann die Änderung der Schwingungsamplitude an den drei genannten Stellen, d.h. eine Änderung der Dicke in Richtung der Bandbreite, fest» gestellt werden«In the cold rolling mill shown in Fig. 3 runs in Metal band, for example a steel band, in the direction indicated by the arrow 1 ♦ through a predetermined Roll gap through. Approximately in the middle and on "both sides of the metal strip 1 are in a cheapest Distance Tom metal band 1 vibration sensors 6a, 6b and 6c arranged, which according to Fig * 3 with synchronous. Rectifier circuits 7a, 7b and 7c are connected. These devices detect changes in thickness over the width of the belt. When the output of the called synchronous rectifier circuits on amplitude circuits 8a, 8b or 8c is applied, in which it is converted into a mean value or the rms value of the oscillation waveform is converted, the change in the vibration amplitude at the three named points, i. a change in thickness in the direction of the strip width, fixed » to be asked "
Wenn hierbei an der einen Seite des Metallbands eine wellige Kante auftritt, ist die Amplitude an dieser Stelle größer als an den anderen Stellen. Im Fall von welligen Kanten an beiden Seiten des Metallbands werden beide Amplituden größer als in der Mitte des Metallbands. Umgekehrt wird selbstverständlich die Amplitude bei mittigen Wellungen in der Mitte größer ale an den Seiten. Dieses Verhältnis ist in Fig. 4 graphisch darge·* stellt. Genauer gesagt, zeigt Fig. 4a» daß die Amplituden der Ausgangssignale A, B und 0 jeweils praktisch gleich groß sind und jeweils praktisch gleich niedrige Absolutwerte besitzen. Fig, 4b gilt für den Fall, daß Here, when a wavy edge occurs on one side of the metal strip, the amplitude at this point is greater than at the other points. In the case of wavy edges on both sides of the metal band, both amplitudes become larger than in the middle of the metal band. Conversely, of course, the amplitude in the case of central corrugations is greater in the middle than on the sides. This relationship is shown graphically in FIG. More precisely, FIG. 4a shows that the amplitudes of the output signals A, B and 0 are each practically the same size and each have practically equally low absolute values. Fig, 4b applies to the case that
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die Balligkeit der Walzen zu klein ist, so daß an beiden Seiten des Metallbands wellige Bänder gebildet werden« In diesem Fall ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die automatische Durchführung der folgenden Schritte:the crowning of the rollers is too small, so that on both On the sides of the metal strip, wavy strips are formed. In this case, the method according to the invention enables the automatic execution of the following steps:
Zunächst werden die Ausgänge A und B der Amplitudenschaltungen in eine Rechnerschaltung 10 eingespeist, in welcher folgende Berechung durchgeführt werden kann:First, the outputs A and B of the amplitude circuits are fed into a computer circuit 10, in which the following calculation can be carried out:
A-B = X.A-B = X.
Durch diesen Wert X wird eine Zustellvorrichtung 12 derart betätigt, daß der Druck von hydraulischen Arbeitszylindern 13 und 13* erhöht wird« Gleichzeitig nimmt der Druck zwischen den Lagerböcken 5 und 51 der Stütz— walzen 3 zu. Demzufolge nimmt der Streokungswert an den Randabschnitten des Metallbands ab, während gleichzeitig der Streckungswert des Metallbanda in seinem Mittelbereich zunimmt«A feed device 12 is actuated by this value X in such a way that the pressure of hydraulic working cylinders 13 and 13 * is increased. At the same time, the pressure between the bearing blocks 5 and 5 1 of the support rollers 3 increases. As a result, the value of the scattering decreases at the edge sections of the metal band, while at the same time the value of the elongation of the metal banda increases in its central area «
Diese automatische Regelung bzw* Steuerimg wird so lange fortgesetzt;, bis das Signal A gleich dem Signal B wird.This automatic control or * Steuerimg is continued ;, until the signal A is equal to the signal B is.
Während das Signal Q noch dem Signal A ungleich iat«. muß zuia zweiten dieses Verhältnis ebenfalls auf gleiehe Weise berücksichtigt werden. Dies bedeutet, daß beide . Signale A und 0 einext ReohnersahaltuÄg 11 eingegeben werdem». wele&e die folgende Beyeohung durchführt*While the signal Q is still unequal to the signal A «. Second, this relationship must also be taken into account in the same way. This means that both. Signals A and 0 can be entered in a ReohnersahaltuÄg 11 ». wele & e carries out the following observation *
Die Zuatellvorriohtungen 14 uad 14* ftte die W6tlzlÄ#t werden in Abhängigkeit vom obe& genannte« Wert X in der Weise betätigt, daß die Anatellspindeln 15 und 15* durohThe additional devices 14 and 14 * ftte the w6tlÄ # t are dependent on the above & mentioned «value X in the Way pressed that the Anatellspindeln 15 and 15 * duroh
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die "betreffende Vorrichtung abwärts gefahren werden. Diese Regelung bzw. Steue^ng wird so lange fortgesetzt, bis das Signal G dem Signal A gleich ist*the "device in question can be driven downwards. This regulation or control is continued as long as until signal G equals signal A *
Auf diese Weise kann die Steuerung der Walzen-Balligkeit und des Walzdrucks ohne weiteres durchgeführt werden.In this way, the control of the roll crown and the roll pressure can be easily performed.
Fig» 4c veranschaulicht das genannte Verhältnis für den Fall, daß die Balligkeit der Walzen zu groß ist. Hierbei können die Schritte des vorstehend beschriebenen Verfahrens wirksam umgekehrt werden.Fig »4c illustrates the said relationship for the Case that the crowning of the rolls is too great. The steps of the method described above effectively reversed.
Fig. 4d veranschaulicht das genannte Verhältnis für den Fall, daß die beiden Walzdrücke Pa und Pc unausgeglichen sind, d.h. daß das Streckungsausmaß in Richtung der Bandbreite entsprechend zunimmt. Die genannten drei Signale haben hierbei folgendes VerhältnisίFig. 4d illustrates the said relationship for the Case that the two rolling pressures Pa and Pc are unbalanced, i.e. that the amount of stretching is in the direction of Bandwidth increases accordingly. The three signals mentioned have the following relationship
A<B<0 oderA>B>G.A <B <0 or A> B> G.
In diesem Fall erfolgt die automatische Steuerung er*· findungsgemäß wie folgts In this case, the automatic control is he * · inventively as follows s
Zunächstwird die Funktion der Rechnerschaltung 10 eine gewisse Zeitspanne lang durch die Arbeitsweise eines sog. Diskrimin&tors 9 für diese Signale unterbrochen. Sodann wird der Walzdruck Pc oder Pa, durch den Ausgang der Rechnersanaltung 11» ä*h« A *»& * Tf gleich dem .: Walzdruck Pa bzw. Po gemacht. Während der Auegang des Biskriminators 9 Hull wirdt wird sodann die funktion der Reohriersciialtung 10 wieder eingeleitet, worauf die. Balligkeita-StÄuerung mit denselben Verfahrenaschritten, wie erwähnt, durchgeführt wird»First, the function of the computer circuit 10 is interrupted for a certain period of time by the operation of a so-called discriminator 9 for these signals. Then the rolling pressure Pc or Pa is made equal to the rolling pressure Pa or Po through the output of the computer system 11 "ä * h" A * "& * T f. The function of Reohriersciialtung While the Auegang of Biskriminators 9 Hull t then introduced 10 again, whereupon. Crowning is carried out with the same process steps as mentioned »
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FLg.,5 ist ein Schaltbild einer aus einem Magnetkern 16 und einer Spule 17 bestehenden Ausführungsform eines Detektors 6a, 6b, 6c der vorstehend beschriebenen Torrichtung. Wenn dieser Detektor 6 unter dem in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung laufenden Metallband angeordnet wird, wird durch eine Schwingung in Richtung der Bandbreite eine größenmäßig bestimmte Änderung des Spalts zwischen dem Detektor 6 und dem Metallband 1 hervorgebracht, wobei diese Schwingung selbstverständlich in eine Änderung der Spulen-Induktivität umgewandelt wird» Wenn eine Wechselstrom-Brücke, deren eine Seite die Detektor-Spule darstellt, durch eine Stromquelle 19 gespeist wird, kann eine der genannten Schwingung entsprechende unabgeglichene Spannung erhalten werden, die auf die vorher erwähnte Weise behandelt wird. FLg., 5 is a circuit diagram of an embodiment of a detector 6a, 6b, 6c consisting of a magnetic core 16 and a coil 17 for the gate direction described above. If this detector 6 is arranged below the metal strip running in the direction indicated by the arrow, an oscillation in the direction of the strip width produces a change in size of the gap between the detector 6 and the metal strip 1, which oscillation naturally results in a change in the If an alternating current bridge, one side of which is the detector coil, is fed by a current source 19, an unbalanced voltage corresponding to said oscillation can be obtained, which voltage is treated in the aforementioned manner.
Anstelle der Magnet-Schaltung kann auch eine eine elektrostatische Kapazität verwendende Schaltung, eine Schaltung mit photoelektronischen Bauteilen und dgl. angewandt werden.Instead of the magnetic circuit, a circuit using an electrostatic capacitance, a Circuit with photoelectronic components and the like. Be applied.
Die Verwendung einer beliebigen anderen DetektorvcErichtung bedeutet keine Abwandlung der die Feststellung der Schwingungswellenform des Metallbands betreffenden Aufgaben und Merkmale der Erfindung.The use of any other detector device does not mean a modification of the tasks relating to the detection of the vibration waveform of the metal strip and features of the invention.
—8—-8th-
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Claims (1)
(8a; 8b; 8c)/die von den Detektoren abgegebenen Signale (A; B; 0), einen Diskriminator (9) am Ausgang der Amplitudenschaltung und eine Einrichtung zur Regelung der Walzen-Balligkeit und des Walz drucks in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen eines Rechners (10). for
(8a; 8b; 8c) / the signals emitted by the detectors (A; B; 0), a discriminator (9) at the output of the amplitude circuit and a device for controlling the roll crown and roll pressure depending on the output signals of a Computer (10).
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