DE1958162A1 - Procedure for advance control of a tandem mill - Google Patents
Procedure for advance control of a tandem millInfo
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Description
Nippon Kokan Kabushiki Kaisha « q „«» ^rflNippon Kokan Kabushiki Kaisha «q„ «» ^ rfl
Tokio, JapanTokyo, Japan
Verfahren zur Vorausregelung eines Jandemwalzwerks Procedure for advance regulation of a Jandem rolling mill
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Vorausregelung eines Kalt- oder eines Warm-Ϊandemwalzwerks zun Ausgleich von Dickenabweichungen auf der Basis einer im Bearbeitungsablauf vorher vorgenommenen Dickenmessung.The invention "relates to a method for advance regulation of a Cold or hot Ϊandem rolling mill to compensate for Thickness deviations based on a thickness measurement carried out beforehand in the machining process.
Es ist bereits ein Regelkreis bekannt, bei welchem die Streifen- oder Band-Dicke nach dem Auswalzen gemessen und dann unter Zugrundelegung des rückgekoppelten Werts die Anlage auf den erforderlichen Wert eingestellt wird.A control loop is already known in which the strip or strip thickness is measured after rolling and then the plant based on the fed back value is set to the required value.
Fig. 1 veranschaulicht ein solches herkömmliches System, Bei dieser Anlage ist an der Auslaufseite des ersten Walzgerüsts ein Röntgen-Dickenmesser (2) vorgesehen, welcher die Dicke des Bands mißt. Wenn die so gemessene Dicke von der Soll-Dicke abweicht, wird sie durch Einstellung der Anstelleinrichtung (3) des ersten Walzgerüsts auf den gewünschten Wert eingestellt. Gleichzeitig ist an der Auslaufseite des letzten Walzgerüsts (5) ebenfalls ein Röntgen-Dickenmesser (4) vorgesehen, welcher die Dicke des aus dem letzten Gerüst auslaufenden Streifens bzw. Bands mißt. Wenn die gemessene Dicke von der gewünschten Dicke abweicht, wird die Walzen-Umfangsgeschwindigkeit des ersten Walzgerüsts geändert und die Zugspannung zwischen den Walzgerüsten Wr. 4 und 5 eingestellt.Fig. 1 illustrates such a conventional system. In this installation, the first roll stand is on the outlet side an X-ray thickness meter (2) is provided, which measures the thickness of the Bands measures. If the thickness measured in this way deviates from the nominal thickness, it is adjusted by setting the adjusting device (3) of the first roll stand set to the desired value. At the same time, the last one is on the outlet side Roll stand (5) is also provided with an X-ray thickness gauge (4), which measures the thickness of the one running out of the last stand Strips or bands. If the measured thickness deviates from the desired thickness, the roller peripheral speed becomes of the first roll stand changed and the tensile stress between the roll stands Wr. 4 and 5 set.
- 2 009883/0253 - 2 009 883/0253
Auf diese Weise wird die gewünschte Streifen- bsw. Band-Dicke erreicht. Bei einem anderen bekannten Verfahren zur Messung der Banddicke wird die Walzlast (p) festgestellt und die Banddicke indirekt aus einem durch die G-leichung h = Sr + P/K ausgedrückten Verhältnis abgeleitet.In this way, the desired stripe- bsw. Band thickness achieved. In another known method for measuring the strip thickness, the rolling load (p) is determined and the strip thickness indirectly from one by the equation h = Sr + P / K is derived.
Bei den bei einem Tandemwalzwerk angewandten Rückkopplungssystemen dieser Art ist jedoch das Banddickenmeßgerät anIn the feedback systems used in a tandem mill however, the tape thickness gauge is of this type
^ der Auslaufseite eines Walzgerüsts angeordnet und wird die Banddicke automatisch durch Einstellung der Anstelleinrichtung oder der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit des vorgeschalteten Walzgerüsts auf der Grundlage der Abweichung zwischen der tatsächlichen Dicke des auslaufenden Bands und der Soll-Dicke geregelt. Die Ansprechgeschwindigkeit bei der Regelung der Banddicke ist mithin infolge der Verzögerung durch den Abstand zwischen dem Walzgerüst und der Meßvorrichtung sehr niedrig. Da außerdem die Banddicke nur bei Pesrstellung einer Abweichung geregelt wird, tritt eine Abweichung der Dicke bereits am Anfangspunkt der Regelstrecke auf, so daß es unmöglich ist, die gewünschte Dicke sofort wieder einzuführen. Das Bandstück mit abweichender Dicke, das während der Zeit-^ the outlet side of a roll stand and is the Automatic strip thickness by setting the adjusting device or the roller circumferential speed of the upstream Mill stand on the basis of the deviation between the actual thickness of the exiting strip and the target thickness regulated. The speed of response in regulating the strip thickness is therefore due to the delay caused by the Distance between the roll stand and the measuring device is very low. In addition, since the tape thickness is only available when a Deviation is regulated, a deviation in the thickness occurs already at the starting point of the controlled system, so that it it is impossible to reintroduce the desired thickness immediately. The piece of tape with a different thickness, which during the time
w verzögerung anfällt, kann in der Praxis nicht vernachlässigt werden. Ebenso kann auch die Anstellzeit bei einem iCandemwalzwerk, die wegen des Zusammenwirkens zwischen den einzelnen Walzgerüsten erforderlich ist, nicht vernachlässigt werden. Eine Erhöhung der Rückkopplungsgröße zur Verkürzung der Nächstellzeit für die Dickenabweichung führt zu größeren Dickenabweichungen, wodurch das System instabil wird und ein "Pendeln" nicht mehr vermeidbar ist. Die Erfindung .ist zur Ausschaltung der Nachteile des Bekannten geschaffen worden. Das besondere Merkmal der Erfindung liegt in einem Vcraur··- regelsystem zur Anstellung des ersten Walzgerüsts auf der If there is a delay, this cannot be neglected in practice. Likewise, the pitch time for an iCandem mill, which is necessary because of the interaction between the individual roll stands, cannot be neglected. An increase in the feedback size to shorten the adjustment time for the thickness deviation leads to greater thickness deviations, as a result of which the system becomes unstable and "oscillation" can no longer be avoided. The invention .ist was created to eliminate the disadvantages of the known. The special feature of the invention lies in a Vcraur ·· - control system for adjusting the first roll stand on the
- 3 -009883/0253- 3 -009883/0253
Grundlage der Featstellung von Abweichungen der LIaterialdicke a>i der Sinlaufseite des Yfalzgerüsts unter gleichzeitiger Änderung der Vorwärta-Schlupfgröße ("forward slip rate") während de3 Walzens durch Einstellung der Walzen-Umfangsgeschwindijkeit dieaea Walzgerüsts.Basis for specifying deviations in material thickness a> i the Sinlaufseite of the Yfalzgerüst under simultaneous Change of the forward slip rate during the rolling by adjusting the circumferential speed of the roll theaea roll stand.
Aufgabe der Erfindung ist mithin in erster Linie die Schaffung einer autoraatiaierten Walswericanlage, bei welcher jegliche Zeitverzögerung oder Totzeiten de3 Regelsystems von Anfang an ausgeschaltet wird.The object of the invention is therefore primarily to create an autoraatiaierten Walswericanlage, in which any Time delay or dead times of the 3 control system of Is switched off at the beginning.
Dabei eoll insbesondere auch eiiie automatisierte Walzwerkanlage geschaffen werden, bei welcher zwischen den einzelnen Walzgerüsten keinerlei abweichende Einflüsse zugelassen werden. In particular, an automated rolling mill system should also be used be created in which no deviating influences are permitted between the individual roll stands.
Im folgenden ist die Erfindung in einori Ausführungsbeiapiel anhand von Zeichnungen näher erläutert. Ea zeigen»The following is an embodiment of the invention explained in more detail with reference to drawings. Show ea »
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines herkölichen Regelsystems für ein Tandemwalzwerk,Fig. 1 is a schematic representation of a conventional Control system for a tandem rolling mill,
Pig. 2 eine schematische Darstellung eines Yorausregelsystema mit den Merkmalen der Erfindung undPig. 2 is a schematic representation of a pre-regulation system with the features of the invention and
Fig. 5 eine graphische Darstellung der Änderungswerte der Streifendicke nach dem erfindungagemä3en Verfahren im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren.Fig. 5 is a graph showing the change values of the Strip thickness according to the method according to the invention compared to the conventional method.
In Fig. 2, weiche ein Regelsystem zur Durchführung des erfindungsgeaäjsen Verfahrens veranschaulicht, iat an der Sinlaufaeite dea ersten Walsgerüsts eis Dickenmesser 7 angeord-In Fig. 2, a control system for performing the erfindungsgeaäjsen soft Process illustrated, iat on the Sinlaufaeite dea first Walsgerüsts ice thickness gauge 7 arranged-
_ 4 0098S3/Q253 _ 4 0098S3 / Q253
net, und ein erstes Walzgerüst 8, eine Anstelleinrichtung 9, ein an der Auslaufseite des ersten Walzgerüsts angeordneter Dickenmesser 10, ein Anstellmotor 11 und ein Walzwerk-Antriebsmotor 12 vorgesehen. Weiterhin sind die Soll-Dicke 13 des Streifens bzw. Bands, die Streifendicken-Regelung H durch Vorausregelverfahren, die Totzeit 15» die Ansteilschaltung 16, die Geschwindigkeit-Regelschaltung 17, der vorbestimmte Wert 18 der Banddicke an der Auslaufseite des ersten Walzgerüsts und die Dickenregelung 19 nach dem Rücldcopplungs-Verfahren dargestellt.net, and a first roll stand 8, an adjusting device 9, one arranged on the outlet side of the first roll stand Thickness meter 10, an adjusting motor 11 and a rolling mill drive motor 12 provided. Furthermore, the nominal thickness 13 of the strip or tape, the strip thickness control H are through Pre-control procedure, the dead time 15 »the connection circuit 16, the speed control circuit 17, the predetermined value 18 of the strip thickness on the exit side of the first roll stand and the thickness control 19 is shown according to the back coupling method.
Gemäß Fig. 2 wird die Dickenabweichung des Ausgangsmaterials durch den Dickenmesser 7 festgestellt, worauf der Änderungswert infolge dieser Abweichung durch Einstellung der Anstelleinrichtung 9 vorausgeregelt wird. Wenn der Änderungswert der VorwärtB-Schlupfgröße ("forward slip rate") während des WaIzvorgangs nicht kompensiert wird, variiert die ZwiBchengerüst-Zugspannung zwischen dem ersten und dem zweiten Walzgerüst, wobei diese Abweichung auf daß letzte Walzgerüst übertragen wird und die Dicke des Produkts beeinflußt. Aus diesem Grund wird diese Zugspannung gleichzeitig durch Änderung der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit des ersten Walzgerüsts kompensiert.As shown in FIG. 2, the thickness deviation of the starting material determined by the caliper 7, whereupon the change value as a result of this deviation is regulated in advance by setting the adjusting device 9. If the change value of the Forward slip rate during the rolling process is not compensated, the interstitial tensile stress varies between the first and the second roll stand, this deviation being transferred to that last roll stand and affects the thickness of the product. For this reason, this tensile stress is simultaneously increased by changing the circumferential speed of the roll of the first roll stand compensated.
Weiterhin ist eine Dickenmeßvorrichtung an der Auslaufseite des ersten Walzgerüsts vorgesehen, welche Dickenabweichungen des auslaufenden Streifens in Form eines konstanten Fehlersignals über eine Durchschnittswert-Schaltung A (Fig. 2) feststellt, wobei dieser Fehler durch Einstellung der Anstelleinrichtung 9 des ersten Walzgerüsts berichtigt wird, so daß die konstante Abweichung kompensiert werden kann.Furthermore, a thickness measuring device is provided on the outlet side of the first roll stand, which thickness deviations of the outgoing strip in the form of a constant error signal via an average value circuit A (Fig. 2), this error is determined by setting the adjusting device 9 of the first roll stand is corrected so that the constant deviation can be compensated.
Die Erfindung kennzeichnet sich mithin durch die Stabilisie-The invention is therefore characterized by the stabilization
- 5 -009883/0253- 5 -009883/0253
rung der Dicke des auslaufenden Bands und seiner Geschwindigkeit im ersten Walzgerüst durch das Vorausregelsystem, wobei ein Merkmal der Erfindung in der Konstanthaltung der volumetrischen Einlaufgeschwindigkeit des Bands liegt. Wenn sich bei einem Tandemwalzwerk die Dicke des einlaufenden Streifens ändert, muß die volumetrische Einlaufgeschwindigkeit konstant bleiben, um die Streifendicke der nachgeschalteten Walzgerüste auf konstantem Wert zu halten. Hierfür gilt die folgende Gleichung:the thickness of the outgoing strip and its speed in the first roll stand by the advance control system, a feature of the invention resides in keeping the volumetric infeed speed of the strip constant. if If the thickness of the incoming strip changes in a tandem mill, the volumetric infeed speed must be used remain constant in order to keep the strip thickness of the downstream rolling stands at a constant value. Therefor the following equation applies:
U-Il1 'V1 = ht'vt .......... (1)U-Il 1 'V 1 = ht'vt .......... (1)
in welcherin which
U die volumetrische Einlaufgeschwindigkeit,U is the volumetric infeed speed,
h1 die Dicke des aus dem ersten Walzgerüst auslaufenden Streifens,h 1 is the thickness of the strip exiting the first roll stand,
V1 die Auslaufgeschwindigkeit des Streifens aus dem ersten Walzgerüst,V 1 is the speed at which the strip leaves the first roll stand,
ht die Dicke des aus dem letzten Walzgerüst auslaufenden Streifens undht is the thickness of the strip exiting the last roll stand and
vt die Streifengeschwindigkeit am letzten Walzgerüst bedeuten. vt mean the strip speed at the last roll stand.
Bei einem Regelsystem zur Regelung der Abweichung der Streifendicke an der Auslaufseite des ersten Walzgerüsts lassen sich aus der Bewegungsgröße der Anstelleinrichtung 9 und der Änderungsgröße der Walzenumfangsgeschwindigkeit, welche einerIn a control system for controlling the deviation in the strip thickness on the outlet side of the first roll stand can be determined from the amount of movement of the adjusting device 9 and the Change size of the roller circumferential speed, which one
- 6 009883/0253 - 6 009883/0253
— O —- O -
Abweichung der Dicke des Ausgangsmaterials entsprechen, die folgenden Gleichungen ableiten:Deviation of the thickness of the starting material, derive the following equations:
in welcher die Abweichung der Dicke dee Ausgangsmaterials durch ΔΗχ, die Bewegungsgröße der Anstelleinrichtung 9 entsprechend der obigen Abweichung durch lSr1 und die Änderung3-größe der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit durch AV1 dargestellt sind undin which the deviation of the thickness of the starting material is represented by ΔΗχ, the amount of movement of the adjusting device 9 corresponding to the above deviation is represented by lSr1 and the amount of change in the roller circumferential speed is represented by AV 1 and
H die Einlaufdicke des Streifens, h die Auslaufdicke des Streifens,H is the inlet thickness of the strip, h is the outlet thickness of the strip,
Lx den Abstand zwischen der Dickenmeßvorrichtung und der Walze,Lx is the distance between the thickness measuring device and the roller,
vO1 die Geschwindigkeit des aus dem ersten Walzgerüst auslaufenden Streifens,vO1 is the speed of the one running out of the first roll stand Strip,
Sr die Abnahmegröße der Anstellung,Sr is the acceptance size of the employment,
P die Walzlast,P is the rolling load,
K die Steifheit des Walzwerks,K is the rigidity of the rolling mill,
ν die Walzen-Umfangsgeschwindigkeit,ν is the roller peripheral speed,
f die Vorwärts-Schlupfgröße undf is the forward slip amount and
S die Laplace-Zahl bedeuten.S mean the Laplace number.
009883/0253009883/0253
IJiihin gelten:IJiihin apply:
κ/κ /
dnmit giltdnmit applies
ASrI -A . ΔΗχ . e - (WVol)S (5)ASrI -A. ΔΗχ. e - (WVol) S (5)
daraus;from it;
2f
γ JMl . γ. -AHx. e-<WVoDS () 2f
γ JMl . γ. -AHx. e- <WVoDS ()
1 1 + f1 L 1 1 + f1 L
Anhand der vorstehenden Gleichungen lj und 7 können die Bewegungsgroße ASr- der Anstelleinrichtung sowie die Änderungsgröße der Yialcen-Unfangsgeschwindigkeit ÄV1 auf der Grundlage der Abweichung AHx der Dicke des Ausgangsmaterials ohne weiteres berechnet werden. Bei Verwendung eines elektronischen Rechners lassen sich diese Werte ohne Schwierigkeit emitteln.Using the above equations l j and 7, the amount of movement ASr- of the adjusting device and the amount of change in the Yialcene circumferential speed ÄV1 can be easily calculated on the basis of the deviation AHx in the thickness of the starting material. If an electronic calculator is used, these values can be determined without difficulty.
Der Index 1 in den Gleichungen bedeutet dabei das erste Walzgerüst. Die Koeffizienten (|g) , (rjg) und die Vorwärts- The index 1 in the equations means the first roll stand. The coefficients (| g), (rjg) and the forward
- 8 009883/0253 - 8 009 883/0253
Schlupfgröße f1 müssen nach dem voa Walsplan erhaltenen tatsäclilichen Wert geändert werden, wobei selbstverständlich auch die Zeitverzögerung in Abhängigkeit von der Position des Diclcennnssers berücksichtigt werden muß. Beispielsweise läßt sich dabei eine graphische Darstellung gemäß Pig. 3 auftragen, welche die Änderungsgröße der Streifendicke an der Auslaufseite de3 ersten Walzgerüsts im Vergleich zu derjenigen eines herkömmlichen Rückkopplungs-Systems zeigt. In dieser graphischen Darstellung geben die gestrichelte Linie das Ergebnis des herkömmlichen Verfahrens und die ausgesogene Linie das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte Ergebnis wieder, wobei diese Werte durch stufenartige Vergrößerung der Dicke des Ausgangsmaterials um jeweils 100 /u erhalten wurden.Hatch size f1 must actually be obtained according to the voa whale plan Value can be changed, the time delay depending on the position of the Diclcennnssers must be taken into account. For example a graphic representation according to Pig. 3, which shows the amount of change in the thickness of the strip on the Exit side of the first roll stand compared to that of a conventional feedback system. In this graph, the dashed line give the result of the conventional method and the drained Line achieved by the method according to the invention Result again, with these values by stepwise enlargement of the thickness of the starting material by 100 / µ each.
Erfindungsgemäß ist es mithin möglich, jegliche Zeitverzögerung bei der LIessung der Banddicke auszuschalten, wobei auch keine Änderung der Zugspannung zwischen den Walzgertrben auftritt. Dies ist auf die Art und Weise zurückzuführen, auf welche die Dicke des Ausgangsmaterials durch eine Einrichtung vorausgeregelt wird, welche sowohl die Bewegungsgröße der Anstellung als auch die Änderungsgrö3e der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit einstellt.According to the invention, it is therefore possible to switch off any time delay in the process of measuring the strip thickness, whereby also there is no change in the tensile stress between the rolling units. This is due to the way in which which the thickness of the starting material is pre-regulated by a device which both the amount of movement of the Adjustment as well as the change size of the roller circumferential speed adjusts.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebeiie Ausführungsforc: beschränkt, vielmehr kann das Verfahren auch bei einen Wann-Candemwalzvrerk durchgeführt werden. In diesem Fall nü3te jedoch offensichtlich das erfinduxigsgenäSe System an der Einlaufseite de3 ersten Walzgerüsts angeordnet 3ein, um sowohl die Dicke als auch dio Ie."peratur des Bands zu messen.Of course, the invention is not limited to the embodiment described above, but rather the procedure can also be carried out at a Wann-Candem-rolling mill will. In this case, however, it was obviously necessary the inventive system on the inlet side of the 3 first Roll stand arranged to measure both the thickness and the temperature of the strip.
009833/0253009833/0253
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