DE19825121A1 - Verfahren zur Regelung der Auslaufdicke eines gewalzten Bandes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Auslaufdicke h¶a¶ eines gewalzten Bandes stromab eines Walzgerüstes (1, 5.1, 5.2, 5.3...5.n), wobei eine Sollwertabweichung DELTAh¶a¶ der Auslaufdicke h¶a¶ als Führungsgröße eine Stellgröße beaufschlagt. Um insbesondere in der Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsphase der Walzstraße auf einfache Weise eine geforderte Auslaufdicke h¶a¶ sicherzustellen, ist vorgesehen, daß als Stellgröße der Reibungskoeffizient mu zwischen Walzgerüst (1, 5.1, 5.2, 5.3...5.n) und gewalztem Band vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Auslaufdicke eines gewalzten Bandes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei der Herstellung gewalzter Bänder werden häufig höchste Ansprüche an die Dickentoleranz (bis in den µm-Bereich) gestellt. Außerdem besteht das Erfordernis, die verwertbare Länge des Bandes zu steigern, d. h., den Dickenfehler möglichst auch in der Beschleunigungs- bzw. Abbremsphase der Walzstraße auszuregeln. Bei Beschleunigung und Verzögerung treten jedoch Störgrößen auf, die durch eine geschwindigkeitsabhängige Änderung der Verformungseigenschaften im Walzspalt erzeugt werden.

Es ist bekannt, eine Dickenregelung nach dem Prinzip des konstanten Massenflusses zu realisieren. Da der Volumendurchsatz stromauf und stromab des Walzgerüstes konstant ist und während des Walzprozesses keine nennenswerte Veränderung der Breite des Bandes eintritt, gilt: h_a = h_e ν_e/ν_a mit ν_e als Einlaufgeschwindigkeit, ν_a als Auslaufgeschwindigkeit, h_e als Einlaufdicke und h_a als Auslaufdicke. Um die Auslaufdicke h_a möglichst konstant zu halten, muß also der Einfluß einer schwankenden Einlaufdicke h_e kompensiert und das Geschwindigkeitsverhältnis ν_e/ν_a konstant gehalten werden. Dazu wird eine sogenannte Dickenvorsteuerung eingesetzt, die entsprechend der Dickenabweichung Δh_e des einlaufenden Bandes die Anstellposition des Walzgerüstes, d. h. die Größe des Walzspaltes, korrigiert. Nachteilig ist, daß - wie für jede Einrichtung, die nur aufgrund eines Einlaufmeßwertes ohne Rückmeldung der erreichten Änderung eine Korrektur durchführt - mittels Vorsteuerung die Auslaufdicke h_a nur steuerbar, nicht aber regelbar ist. Die zweite Forderung (ν_e/ν_a = const) wird durch Drehzahlregelungen und konstante Haspelzüge, d. h. konstante Bandvor- und -Rückzüge, erreicht. Verbleibende Dickenfehler stromab des Walzgerüstes werden mit einem Dickenmeßgerät erfaßt und durch entsprechende Änderung der Anstellposition des Walzgerüstes bzw. bei kleinen Banddicken durch Änderung des Bandrückzuges korrigiert. In Abhängigkeit von der Beschleunigung oder der Verzögerung der Bandgeschwindigkeit wird die Anstellung, d. h. der Walzspalt des Walzgerüstes auf- bzw. zugefahren. Als Stellgröße fungiert hier folglich eine Walzkraftänderung. Da der Regelkreis den Meßwert für die Sollwertabweichung Δh_a wegen der Bandlaufzeit entsprechend dem Abstand zwischen Walzspalt und Dickenmeßgerät nur zeitverzögert erhält, kann die Regelkreisverstärkung nicht all zu groß eingestellt werden, um ein Schwingen des Regelkreises zu vermeiden.

Nachteilig bei der Verwendung der Walzkraft als Stellgröße zur Regelung der Auslaufdicke ist die Beschränkung auf einen relativ geringen Stellbereich. Eine all zu große Walzkraft würde die Bandform ungünstig beeinflussen. Außerdem wird durch Walzkraftverstellung eine kaum zu beherrschende Einflußnahme auf diverse weitere Walzparameter ausgeübt, welche wiederum Auswirkungen auf die Bandqualität und teilweise auf die Auslaufdicke des gewalzten Bandes haben.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das oben genannte Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch Einflußnahme auf den Reibungskoeffizienten µ zwischen Walzgerüst und gewalztem Band als Stellgröße ergibt sich eine größere Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Regelung, wodurch letztlich die Auslaufdicke h_a des gewalzten Bandes auch in der Anlauf- bzw. Bremsphase der Walzstraße konstant gehalten werden kann.

Ausschußlängen am Anfang und am Ende des Bandes, welche eingeschmolzen und neu gewalzt werden müssen, werden auf ein Minimum reduziert.

Da die plastischen Umformeigenschaften ganz erheblich von dem Reibungskoeffizienten µ abhängen, ergibt sich ein großer Stellbereich, wobei für die Verstellung des Reibungskoeffizienten µ mehrere Möglichkeiten zur Verfügung stehen. Der Reibungskoeffizient µ ist beispielsweise von der Temperatur im Walzspalt, von einer Schmierung, insbesondere deren Filmdicke, und auch von der Leitgeschwindigkeit des Walzgerüstes abhängig.

Gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, als Stellgröße zur Änderung des Reibungskoeffizienten die Leitgeschwindigkeit ν des Walzgerüstes mit µ = f(ν) zu verwenden. Diese Geschwindigkeit ist vorteilhafterweise sehr feinfühlig einstellbar.

Eine zu bevorzugende Ausführungsform ist gemäß Anspruch 3 durch die Drehzahleinstellung für die Einflußnahme auf die Leitgeschwindigkeit bzw. eine Leitgeschwindigkeitsänderung gegeben. Die Drehzahl ist meßtechnisch, beispielsweise mittels eines Hall-Sensors, sehr exakt überprüfbar.

Anspruch 4 charakterisiert eine einfache Möglichkeit, eine mehrgerüstige Walzstraße hinsichtlich der Banddicke zu regeln.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Figur zeigt in stark vereinfachter schematisierter Darstellungsweise die Hauptbestandteile einer Walzstraße in Verbindung mit einer Regelung der Auslaufdicke h_a eines zu walzenden - nicht dargestellten - Bandes. Ein Walzgerüst 1 ist mit Walzen 2 und einem Antrieb 3 ausgestattet. Das Band wird in einem Walzspalt 4 mittels plastischer Umformung auf eine Soll-Auslaufdicke h_a gewalzt. Stromab dieses letzten Walzgerüstes 1 einer noch n weitere Gerüste 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n aufweisenden Walzstraße erfolgt eine kontinuierliche oder taktweise Dickenmessung 6 des auslaufenden Bandes. Der Meßwert h_a wird einer Regeleinrichtung 7 zugeführt, welche einen Leitsollwertgeber 8 beaufschlagt. Letzterer generiert eine Stellgröße, die ein Maß für eine Walzgeschwindigkeit ν darstellt. Dieser Leitsollwert wird allen Walzgerüsten 1, 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n sowie gegebenenfalls auch den Haspeln zugeführt. Dieser Leitsollwert wirkt auf die jeweiligen Antriebe - beispielhaft für das Walzgerüst 1 als Antrieb 3 dargestellt - im Sinne einer Drehzahlverstellung der Walzen 2. Letzlich wird durch die daraus resultierende Einstellung der Leitgeschwindigkeit ν des Walzgerüstes 1, 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n wegen µ = f(ν) der Reibungskoeffizient µ vorgegeben. Dieser Reibungskoeffizient µ wiederum beeinflußt die Auslaufdicke h_a, womit der Regelkreis geschlossen ist.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das vorstehend angegebene Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch machen.

Claims (4)

1. Verfahren zur Regelung der Auslaufdicke h_a eines gewalzten Bandes stromab mindestens eines Walzgerüstes (1, 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n), wobei eine Sollwertabweichung Δh_a der Auslaufdicke h_a als Führungsgröße eine Stellgröße beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellgröße der Reibungskoeffizient µ zwischen Walzgerüst (1, 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n), und gewalztem Band vorgesehen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellgröße die Leitgeschwindigkeit ν des Walzgerüstes (1, 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n), µ = f(ν) oder eine davon abgeleitete Größe vorgesehen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch kennzeichnet, daß als Stellgröße die Drehzahl n eines Antriebes (3) des Walzgerüstes (1, 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n) vorgesehen ist.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibungskoeffizient µ oder eine diesen beeinflußende Größe allen Walzgerüsten (1, 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n) und Haspeln mittels eines Gebers (8) als Stellgröße zugeführt wird.