DE1961585A1

DE1961585A1 - Verfahren und Einrichtung zum Betrieb eines Bandwalzwerks

Info

Publication number: DE1961585A1
Application number: DE19691961585
Authority: DE
Inventors: Mccarthy Joseph A
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1968-12-10
Filing date: 1969-12-09
Publication date: 1970-06-18
Also published as: FR2025805B1; AT294737B; US3587263A; FR2025805A1

Description

- .61585

WESTINGHOUSE ^₁ „ _den

n\

Unser Zeichen: VPA 69/8233 Hk/Kz

Verfahren und Einrichtung zum Betrieb eines Bandwalzwerks

Die Priorität der entsprechenden Anmeldung in den USA vom 10.12.1968, Ser.No. 782 599, wird in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Betrieb eines Bandwalzwerkes, bei dem das Walzgut' zwei einander zugeordnete Walzen zur Verminderung der Dicke durchläuft und bei dem zu beiden Seiten mindestens eines Walzgerüstes die ^ Walzkraft messende Geräte vorgesehen sind.

Wenn die Seitenkanten eines in ein Walzgerüst einlaufenden Walzgutes ungleich dick sind, d.h. das Walzgut einen leicht keilförmigen Querschnitt hat, neigt das die Walzen verlassende Band dazu, seitlich aus der Walzwerksbahn auszubrechen und sich aufzuwölben, wenn der Abstand der Walzenenden an beiden Seiten des Walzgerüstes gleich groß ist. Durch die Anstellung eines gleichmäßigen Walzspaltes über die Breite der Walzen wird die dickere Kante des Walzgutes nämlich einer höheren Walzkraft ausgesetzt als die dünnere Kante. Infolge des seitlichen Ausbrechens des Bandes ergeben sich Schwierigkeiten bei der Einfädelung des Bandes in ein weiteres Walzgerüst oder in einen Haspel und dadurch f eine geringere Produktivität.

Diese Schwierigkeiten werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß der Abstand der Walzen zunächst derart eingestellt wird, daß die Walzkraft an beiden Enden des Walzenpaares im wesentlichen gleich groß ist und das aus den Walzen auslaufende Waizgut sich auf einer im wesentlichen geradlinigen Bahn bewegt, und daß anschließend das aus dem Walzgerüst auslaufende Ende des Walzgutes unter Zugspannung gesetzt und gleichzeitig der Abstand der Walzenenden auf die gleiche Größe eingestellt wird. Sobald das Walzgut unter Zugspannung gesetzt ist, wird

009825/1504 - 2 -

ORIGINAL INSPECTED

VPA 69/8233

die Dicke des Walzgutes mit Hilfe einer die Walzkraft und/oder die Zugspannung beeinflussenden Dickenregeleinrichtung gehalten. Vorteilhafterweise wird die Dicke an den beiden Seitenkahten des Walzgutes vor Eintritt des Walzgutes in den Walzspalt gemessen und der Abstand zwischen den Enden des Walzenpaares in Abhängigkeit von den gemessenen Dickenwerten eingestellt. In einer Tandemstraße werden die Walzkräfte an den Enden des Walzenpaares mindestens eines der Walzgerüste gleich groß gehalten, bis das Walzgut in den Walzspalt des folgenden Walzgerüstes eingefädelt ist.

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Ss zeigen:

Pig. 1 eine schematische Darstellung der Wirkung eines einseitig dickeren Walzgutes auf die Arbeitswalzen, Fig. 2 eine schematische Darstellung der Einrichtung und Pig. "3 eine von einem Rechner gesteuerte Straße.

In Pig. 1 ist ein die Arbeitswalzen 10 und 12 durchlaufendes Walzgut 14 dargestellt, dessen Dicke von der linken zur rechten Kante zunimmt. Normalerweise sind die Spindeln an den entgegengesetzten Enden der Walzen so angestellt, daß der Walzspalt an beiden Enden im wesentlichen gleich groß ist. Wenn in diesen Walzspalt ein Walzgut mit keilförmigem Querschnitt eingefädelt wird, ist die auf der rechten Seite des Walzgutes ausgeübte Walzkraft größer als die auf der linken Seite. Während das Walzgut die parallelen Walzen 10 und 12 durchläuft, hat es die Neigung, von der Mittellinie des Walzgerüstes nach links abzuweichen. Dadurch wird es schwierig, das Walzgut in ein nachfolgendes Walzgerüst oder in einen Haspel einzufädeln.

In Pig. 2 ist eine Einrichtung dargestellt, durch die ein solches Abweichen des Walzgutes vermieden wird. Das Walzwerk enthält beispielsweise zwei mit S1 und 32 bezeichnete Walzgerüste. Jedes Gerüst umfaßt "ein Paar Arbeitswalzen 16 und 18 und ein Paar Stützwalzen 20 und 22. Die an den Wellenzapfen der Walze · 20 angreifenden Anstellvorrichtungen sind schematisch als Spindeln 24 und 26 dargestellt, die durch Motoren 28 und 30 angetrieben werden. Als Antriebe für die Spindeln können auch an-

009825/1504 - 3 -

dere elektrische oder hydraulische Mittel vorgesehen aein. Die Motoren 28 und 30 werden durch Steuergeräte 32 bzw. 34 gesteuert, die ihrerseits in Steuerabhängigkeit von einer Dickenregeleinrichtung 36 zur Aufrechterhaltung eines im wesentlichen gleich großen Abstandea zwischen den beiden entgegengesetzten Enden der Arbeitswalzen stehen.

Unterhalb der beiden Enden der Stützwalze 22 sind je eine Druckmefldose 37 bzw. 38 angeordnet. Die Walzen der Gerüste S1 und S2 werden durch Je einen Motor Ml bzw. M2 angetrieben.

Die von den Druckmeßdosen gelieferten, den Walzkräften an den beiden Enden des Walzenpaares proportionalen elektrischen Signale werden einem Verstärker 44 zugeführt, dessen Ausgangssignale Jeweils der Differenz aus den beiden Eingangssignalen proportional sind. Jede Druckmeßdose ist außerdem mit zwei Vergleichsgliedern 50 bzw. 52 verbunden. Das Vergleichsgliea 50 erzeugt ein Ausgangssignal, wenn das der Walzkraft auf der linken Seite der Walzen proportionale Signal größer ist als das auf aer rechten Seite, während das Vergleichsglied 52 ein Ausgangssignal liefert, wenn die Walzkraft auf der rechten Walzenseite grosser ist als die auf der linken Waizenseite. Der Ausgang des Vergleichsgliedes 50 und ein Ausgang des Verstärkers 44 sind sit ^e einem Eingang eines Gatters 58, der Ausgang des Vergleichsgliedes 52 und der andere Ausgang des Verstärkers 44 sind mit den Eingängen eines Gatters 66 verbunden. Ist beispielsweise die Walz- f kraft am linken Ende der Walze 22 grijier als die am rechten Ende, so erscheint am Ausgang des Vergleichers 50 ein Ausgang3signal, durch das das Gatter 53 geöffnet wird und das Ausgangssignal des Verstärkers 44 durchläßt. In gleicher Weise erscheint ar. Ausgang des Gatters oö ein Signal, wenn die Walzkraft am rechter. Ende der Walze 22'grc3er ist als die am linken Ende. Liefert beispielsweise das Gatter 5β ein Ausgangssignal, dann wird ein weiteres Gatter o2 geöffnet und das Ausgangssignal des batters :5 dem Steuergerät 32 zugeführt, wodurch der lüotor 28 in Betriec gesetzt und die Spindel 24 im Sinne einer Walzspaltvergröierung angetrieben wird. Während der Anstellbewegung der Spindel 2Ί nimmt das Walskraftsignal laufend ab, bis das Ausgangssignal des Verstärkers 44 Null ist. Dann sind die Walzkräfte an der linken und rechten Seite der Walzen gleich grc.3. Das die Walzen 'c und

009825/15 0 4

BAD ORIGINAL

-JT- VPA 69/8233

18 durchlaufende Walzgut bewegt 3ich nun auf einem im wesentlichen geradlinigen Wege zum Walzgerüst S2.

Wenn das Walzkraftsignal auf der rechten Seite größer ist als das auf der linken Seite, wird das zweite Gatter 66 leitend und leitet das Ausgangssignal des Verstärkers 44 zu einem weiteren Gatter 70. Wenn die Und-Bedingung am Gatter 70 erfüllt ist, beeinflußt das Ausgangssignal des Gatters das Steuergerät 34» das die Anstellvorrichtung so lange im Hub-Sinne steuert, bis die Walzkräfte auf beiden Seiten der Walzen gleich groß sind.

Jedem der beiden Walzmotoren M1 und M2 ist ein den Ankerstrom erfassender Fühler 74 bzw. 76 zugeordnet., dessen Ausgangs signal anwächst, wenn das Walzgut in den Walzspalt eingefädelt wird. Das Ausgangssignal des Meßfühlers 74 wird dem Gatter 62, dem Gatter 70 und einem weiteren Gatter 80 zugeführt. Das Gatter 80 wird durch dieses Signal gesperrt, so daß die übliche^vDickenregeleinrichtung 36 nicht wirksam ist, sondern die Anstellvorrichtungen nur durch das Ausgangssignal des Verstärkers· 44 gesteuert werden können.

Wenn das vordere Ende des Walzgutes das Walzgerüst S2 erreicht, wächst der Strom im Anker des Motors M2 an,.so daß der Meßfühler 76 ein Signal abgibt. Dieses Signal sperrt die Gatter 62 und 70 und öffnet das Gatter 80. Zu diesem Zeitpunkt wird auf das Walzgut, das jetzt beide Walzgerüste S1 und S2 durchläuft, eine Zugspannung ausgeübt. Dadurch wird das Walzgut mehr oder weniger gezwungen, zwischen den beiden Walzgerüsten gradlinig zu verlaufen. Durch die Öffnung des Gatters 80 wirkt die Dickenregeleinrichtung 36 wieder auf die Anstellvorrichtungen in dem Sinne ein, daß der Walzspalt zu beiden Seiten der Arbeitswalzen ohne Rücksicht auf eine keilförmige Ausbildung des Walzgutes gleich groß ist.

Als Dickenregeleinrichtung können unterschiedliche, mehr oder weniger einfache Systeme verwendet werden, beispielsweise ein System, bei dem die Dicke des aus dem Walzgerüst auslaufenden Walzgutes durch ein mit Röntgenstrahlen arbeitendes Dickenmeßgerät 84 gemessen und der Meßwert für die Korrektur der Anstellung ausgenutzt wird. Es kann jedoch auch eine Regelung

* 009825/150A

BAD ORIGINAL

F über die Walzkraft entsprechend der Gleichung h = S + r: benutzt werden, wobei h die Dicke des auslaufenden Walzgutes, S die Anstellung, P die Walzkraft und M die Auffed'erungskonstante des Walzgerüstes bedeuten. Wenn die Walzbedingungen zu beiden Seiten eines Gerüstes gleich sind und die Kanten des einlaufenden Walzgutes die gleiche Dicke haben, dann gilt die folgende Beziehung: h_L = S_L + ^T) = h_R = S_R + £r

"M" M

Dabei bedeuten die Indices L und R die linke bzw. rechte Seite der Walzen. Es ist jedoch möglich, daß die Walzkräfte an den entgegengesetzten Seiten des Walzgerüstes nicht gleich sind.

Daher werden die Ausgangssignale der Druckmeßdosen 37, 38 einem Gerät 86 zugeführt, das ein dem Mittelwert der Walzkräfte, an den | entgegengesetzten Seiten des Walzgerüstes proportionales Signal liefert. Aus diesem Signal wird in der Dickenregeleinrichtung nach der Formel h - S + w ein die AiBtellung S korrigierendes Signal zur Erzielung der gewünschten Ausgangsdicke abgeleitet.

In Fig. 3 ist eine Walzenstraße dargestellt, die fünf Walzgerüste umfaßt, von denen nur die Walzgerüste S1, S2 und S5 gezeichnet sind. Am Ende der Walzenstraße ist ein üblicher Haspel 81 angeordnet, der durch einen von einem Steuergerät 85 gesteuerten Motor 83 angetrieben wird. Zu jedem Walzgerüst ist eine Anstellvorrichtung SC1, SC2 bis SC 5 vorgesehen, die Mittel zur Steuerung der Walzkräfte an den entgegengesetzten Seiten der Arbeitswalzen umfassen. Die Walzkräfte auf der rechten und lin- | ken Seite der Walzen werden durch Druckmeßdosen L1L, L1R, L2L, I2R usw. erfaßt. Zur Bestimmung der Dicke an den Kanten des Walzgutes sind am Eingang der Walzenstraße zwei mit Röntgenstrahlen arbeitende Dickenmeßgeräte 88 und 90 angeordnet,· deren Ausgangssignale in einen Rechner 92 eingegeben werden. Dem Rechner werden ferner dem Istwert der Anstellung und den Walzkräf- ( ten proportionale Signale und ein Ausgangssignal eines Dickenmeßgerätes 94 zugeführt. Die Walzgerüste werden durch Motoren M1 bis M5 angetrieben. Die Zugspannung im Walzgut zwischen den Walzgerüsten wird durch Spannungsmeßgeräte T1 bis T4 erfaßt, die der Zugspannung proportionale elektrische Signale an den . Rechner 92 liefern. Außerdem ist der Rechner an einen Programmspeicher 95 angeschlossen.

009825/1504

ORIGINAL INSPECTED

- 6 - VPA 69/8233

Mit der in Pig.3 dargestellten Anordnung kann ein gegebenenfalls keilförmiger Querschnitt des Walzgutes durch die Dickenmeßgeräte 88 und 90 erfaßt werden. Eine entsprechende, dem Rechner«eingegebene Information kann zur Justierung der Anstellung am Gerüst SC1 verwendet werden, beispielsweise zur Justierung des Abstandea an den Enden des Walzenpaares vor dem Einlauf des Walzgutes in den Walzspalt, so daß die Walzkräfte an der linken und rechten Seite im wesentlichen gleich groß sind, bis der Durchlauf durch das erste Gerüst und der Einlauf in das zweite Gerüst beendet ist. Der Einlauf in das zweite Gerüst wird beispielsweise durch den Anstieg des Ankerstromes des Motors M2 angezeigt.

Wenn das Walzgut in das zweite Walzgerüst S2 einläuft, berichtigt der Rechner die Form des aus dem ersten Walzgerüst auslaufenden Walzgutes entsprechend den durch die Dickenmeßgeräte erfaßten Dickenabweichungen durch entsprechende Einstellung der Anstellvorrichtung entweder auf der linken oder der rechten Seite des Walzgerüstes S1. Zu diesem Zeitpunkt bereitet die Führung des Walzgutes bezogen auf das erste Walzgerüst keine Schwierigkeiten mehr, da das Walzgut durch das zweite Gerüst ausgerichtet wird. Gegebenenfalls können Abweichungen des einlaufenden Walzgutes von der gewünschten Form durch Vorgabe einer Anstellungskorrektur am zweiten oder einem der folgenden Gerüste korrigiert werden, soweit die Grenzen für die gewünschte Walzgutführung eingehalten werden. Bei den in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten Ausführungen kann während des Walζvorgange3, wenn die Walzkräfte an den Enden der Walzen gleich groß sind, eine Verminderung der Walzgutdicke entsprechend der Gleichung h = (S^ + S_R)/2 + (F_L + erzielt werden, wobei die Indices R und L wieder die M linke und die rechte Seite der Walzen bezeichnen. Aus dieser Gleichung kann der Rechner die Größen St und S_R für eine gewünschte mittlere Ausgangsdicke ableiten, ohne Rücksicht auf _y die Tatsaehe, daß eine Kante des Walzgutes dicker als die andere Kante sein kann, und mit gleich großen Walzkräften an beiden Seiten die gewünschte Führung des Walzgutes aufreohterhalten.

Wenn das Walzgut in den Haspel einläuft, wird dies durch den Anstieg der Belastung des Haspelmotors angezeigt. Dann kann die

— 7 — 009825/1504

Y- VPA 69/8233

Dicke dee auelaufenden Bandes nach dem Prinzip des Volumenverhältniasea über die Zugspannung zwischen den Walzgerüsten geregelt und gegebenenfalls in Abhängigkeit von der vom Dickenmeßgerät ermittelten Dicke des auslaufenden Bandes korrigiert werden. Der am Dickenmeßgerät 94 abgelesene Wert wird der Berechnung der gewünschten Ausgangsdicke, die sich aus der Regelung über die Zugspannung oder die Walzkraft ergibt, überlagert.

Die Drehzahlen der Antriebemotoren werden aufgrund der an den Zugepannungsmeßgeräten abgelesenen Werte gesteuert. Der Rechner kann unter Berücksichtigung der bekannten Eigenschaften der von den Walzkräften auf der rechten und linken Seite abhängigen Walzendurchbiegung programmiert werden. Dies kann zur Steuerung der Walzendurchbiegung und der Formgebung verwendet werden.

3 Figuren

8 Patentansprüche

009825/1504 ---S--

Claims

Patentansprüche

,VPA 69/8233

Verfahren zum Betrieb eines Walzwerkes, bei dem das Walzgut zwei einander zugeordnete Walzen zur Verminderung der Dicke durchläuft und bei dem zu beiden Seiten mindestens eines Walzgerüstes die Walzkraft messende Geräte vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Walzen (16, 18) zunächst derart eingestellt wird, daß die Walzkraft an beiden Enden des Walzenpaares im wesentlichen gleich groß ist, und das aus den Walzen (16,18) auslaufende Walzgut (14) sich auf einer im wesentlichen geradlinigen Bahn bewegt, und daß anschließend das aus dem Walzgerüst (S1) auslaufende Ende des Walzgutes (14) unter Zugspannung gesetzt und gleichzeitig der Abstand der Walzenenden auf die gleiche Größe eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des unter Zugspannung gesetzten Walzgutes mit Hilfe einer die Walzkraft und/oder die Zugspannung beeinflussenden Dickenregeleinrichtung konstant gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke an den beiden Seitenkanten des Walzgutes (14) vor Eintritt des Walzgutes in den Walzspalt gemessen und der Abstand zwischen den Enden des Walzenpaares in Abhängigkeit von den gemessenen Dickenwerten eingestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3 zum Antrieb einer Tandemstraße, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzkräfte an den Enden des Walzenpaares (16,18) mindestens eines der Walzgerüste (S1 bis S6) gleich groß gehalten werden, bis das Walzgut (14) in den Walzspalt des folgenden Walzengerüstes (S2, S3, S4 oder S5) eingefädelt ist.
5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches, der Walzkraft an dem einen Ende der Walzen (16, 13) proportionales Signal und ein weiteres, der Walzkraft an dem anderen Ende der Walzen proportionales elek- ■

- 9 009825/1504

- jf- VPA 69/8233

trisehes Signal einem Verstärker (44·) zugeführt sind, dessen der Differenz dieser Signale entsprechendes Ausgangesignal einer der den Walzenenden zugeordneten Anstellvorriehtungen (32, 34) zuführbar ist, bis das Ausgangssignal des Verstärkers (44) zu Null geworden ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Anstellvorrichtungen (32,34) Gatter (62,^70) vorgeschaltet sind, die eine Weiterleitung des Ausgangssignals des Verstärkers (44) an die Anstellvorrichtungen unterbrechen., wenn an einem Eingang der Gatter ein von einem Gerät (74, 76) zur Messung der im Walzgut (14) aufgetretenen Zugspannung geliefertes elektrisches Signal ansteht. ä
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Verstärkers (44) mit je einem Eingang von zwei weiteren Gattern (58,66) verbunden ist, deren zweiter Eingang an je ein Vergleichsglied (50, 52) angeschlossen ist und daß in Abhängigkeit von den auf der linken und rechten Seite des Walzgerüstes gemessenen Größen der Walzkräfte eines dieser beiden Gatter (58,66) geöffnet ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7? dadurch gekennzeichnet, daß die an den Seitenkanten des. einlaufenden Walzgutes (14) angeordneten Dickenmeßgeräte (88, 90) mit einem . Rechner verbunden sind, der den Abstand zwischen den Enden f eines Walzenpaares festlegt.

009825/1504