DE2041277A1 - Verfahren zum Walzen von bandfoermigem oder blechfoermigem Material - Google Patents
Verfahren zum Walzen von bandfoermigem oder blechfoermigem MaterialInfo
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Description
Karl A. Brose
Drpl -hg.
Ü-6023" Möiichfcrt - PuHaA
Ü-6023" Möiichfcrt - PuHaA
DB/Hü-Case P 603 GW Münehen-Pullach, den 18. August 1970
THE BRITISH IRON AMD STEEL RESEARCH ASSOCIATION, 24 Buckingham
Gate, London S.V/. 1, England
Verfahren zum Walzen von bandförmigem oder blechförmigem
Material
Die Erfindung betrifft das Walzen von bandförmigem oder blechförmigem
Material. Bandförmiges Material umfasst auch Band-bleche.
Wegen der modernen Anforderungen an flachgewalzte, bandförmige
oder blechförmige Materialien ist es erstrebenswert, das Walzverfahren
derart steuerbar zu machen, dass das hergestellte· Produkt die gewünschte Dicke (insbesondere das genaue Bandmaß)
aufweist und frei von Höckern und inneren Spannungen (insbesondere
gute Oberflächengüte) ist. liegen ihres inneren Zusammenhanges hat sich die getrennte Steuerung von Stärke und Oberflächengüte
als nicht praktisch erwiesen. Zum Beispiel hat eine Maßnahme zur Korrektur der Dicke mittels einer Einstellung der
Zustellachrauben am WalzengerÜ3t einen Einfluss auf die Form. Andererseits hat als anderes Beispiel eine Maßnahme zur Formkorrektur .mittels der die Walzenbiegung steuernden Vorrichtungen oder der die Bandspannung steuernden Vorrichtungen einen
.Einfluss auf die Blechdicke. Je nach dem Grad-der Zusammenwir-
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kung zwischen Blechdicke und Blechform kann die Steuerung des
Walζ Vorganges mit getrennten Steuervorrichtungen für Dicke und
Form, einmal angefangen, eine lange Zeitspanne dauern oder nie erreicht werden.
Dem erfindungsgemässen Verfahren entsprechend wurde nun gefunden,
dass eine gleichzeitige Steuerung von Dicke und Form ρ des Band- oder Blechmaterials durchgeführt werden kann, um
bandförmiges oder blechförmiges Material gewünschter Dicke und Form herzustellen.
Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern der Dicke und der Form von bandförmigem oder blechförmigem Material
während des Walzens ^sselben in einer Walzstrasse unter symmetrischen
Walzbedingungen, das die folgenden Schritte umfasst: Das Erfassen der Dicke des band- oder bleehförmigen Materials
beim Austritt aus der Walzstrassej das Erfassen der Form des band- oder bleehförmigen Materials beim Austritt aus der Walzstrasse;
das Ausdrücken der erfassten Form als Kombination aus ^ mindestens zwei Kurven verschiedener geometrischer Form, wobei
™ mindestens zwei Fehlersignale aus den Koeffizienten der Kurven
abgeleitet werden und jedes Fehlersignal einem der Koeffizienten entspricht; das Ableiten des Fehlersignales aus der
erfassten Dicke; das übersetzen dieser Fehlersignale in eine gleiche Anzahl von Steuersignalen zum gleichzeitigen Korrigieren
von Dicken-und Formfehlern} und dem Senden eines jeden Steuersignales zu einem entsprechenden Teil einer Vielzahl
verschiedener Walzsstrassensteuervorrichtungen, um eine gleichzeitige Korrektur von Dicken- und Formfehlern durchzuführen.
Ein anderer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Steuern der Dicke und der Form von bandförmigem oder blechförmigem
Material während des Walzens desselben in einer WaIz-
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strasse unter symmetrischen Walzbedingungen, welche folgende Bestandteile aufweist: Meßfühlervorrichtungen zum Erfassen der Dikke
des die Walzstrasse verlassenden bandförmigen oder blechf8r~
migen Materials; Meßfühlervorrichtungen zum Erfassen der Form
des die Walzstrasse verlassenden bandförmigen οder blechform!-
gen Materials; einen Rechner um (a) die afasste Form als Kombination
von mindestens zwei Kurven verschiedener geometrischer Form auszudrücken und mindestens zwei Fehlersignale aus den
Koeffizienten der Kurven abzuleiten, wobei jedes Fehlersignal einem der entsprechenden Koeffizienten entspricht und um (b)
ein Fehlersignal aus der erfassten Dicke abzuleiten; einen
Steuerteil zum übersetzen der genannten Fehlersignale in eine gleiche Anzahl Steuersignale zum gleichzeitigen Korrigieren von
Dicken- und Formfehlern; und eine Vielzahl verschiedener Steuervorrichtungen
der Walzstrasse für den Empfang des jeweils zu
der entsprechenden Steuervorrichtung gesandten Steuersignale
um eine gleichzeitige Korrektur von Dicken- und Formfehlern
durchzuführen.
Die Meßfühlervorrichtung zur Erfassung der Dicke kann ein Röntgenstrahlmeßfühler
am Ausstoßende der Walzstrasse sein oder einsehliessen. Alternativ oder zusätzlich kann die Meßfühlvorrichtung
eine Kraftmeßdose unter der Zustellschraubenvorrichtung
des Walzgerüstes sein oder einsehliessen., Die Meßfühlvorrichtung
zur Dickenerfassung kann ein Spannungsverteilungsmesser sein oder einsehliessen. Vorzugsweise ist der Messer von
der in der britischen Patentschrift 1-13.8 822 beschriebenen Art.
Dieses Meßgerät weist mindestens fünf Fühler zur Anordnung in zueinander in Abstand liegenden Punkten über die Bandbreite oder
die Breite des die Walzenstrasse verlassenden Blechmaterials zur
Erfassung der in diesen Punkten herrschenden Spannung in dem Material auf. Die Dicken- und Formmeßfühlervorrichtungen können
oberhalb und/oder unterhalb des die Walzstrasse verlassenden
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bandförmigen oder blechförmigen Materials angeordnet sein. Diese Wahl kann nach den besonderen Betriebsbedingungen getroffen
werden. Alle Meßfühlvorrichtungen sollen so dicht wie möglich
an der Walzstrasse angeordnet sein.
Die Dicken- und Formfehler in einer über die Breite gemessenen
Entfernung χ von der Mittellinie der Materialbreite sind Bestandteile des gesamten Profilfehlers E(x) des band- oder blechförmigen
Materials in dieser Entfernung. Erfindungsgemäss kann E(x) durch die Gleichung 1 ausgedrückt werden:
(1) E(x) = Ec + P1 (x) + P2 (x) ... + Pn (x)
Die verwendeten Symbole haben die folgende Bedeutung:
(a) E ist der gesamte Profilfehler an der Mittellinie der
Materialbreite wo χ gleich O ist.
E stellt die Komponente des Dickenfehlers dar, aus der
durch das Rechenwerk vorzugsweise ein Fehlersignal abgeleitet werden kann.
(b) P>(x) + Fp(x)...+F (x) sind homogene Funktionen von x, die
auf der Grundlage von theoretischen und praktischen Überlegungen gewählt wurden, um eine für praktische Zwecke genügend
genaue Beschreibung von E(x) zu erhalten.
Bei symmetrischen Walzbedingungen, welches die von der Erfindung geforderten Bedingungen sind, wird der gesamte Profilfehler
E(x) um die Mittellinie der Breite des bandförmigen oder blechförmigen Materials symmetrisch sein. Falls sich bei E(x) ehe
Assymmetrie ergibt, kann die Symmetrie durch differenzierte
Bewegung der Zustellschrauben des Walzgerüstes hergestellt wer-
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dem* wo&el eine der Schraube« te Bezug auf' die andere Sciirau&e
angehoben oder abgesenkt wird;» Bei. einer* Symmetrie ^on ECxI umi
die Mittellinie der- Breite und auf' der Baals der durch; Efessun*-
gen am gewalaten Material fcestatlgftett tnearerbisenen tifeeriegurt-*
gen können die Funktionen F^Cx) fc««FnCx) der ßlelciiung· 1 folgen,-dermassendar
gestellt Werdens
λ:sv2 ■ ■■■■: ■■■■■.■ ■■■'.■
In diesen Gleichungen sind K-1...K iConstanta Daraus folgt, daß
χ« η
E(x) durch die Gleichung 2 dargestellt ,werden kann: '
(2> E(x) = En + KLx2 +Kox^ ...+ K x?n
In dieser Gleichung repräsentieren die Ausdrücke K^x ...Kx n
die Komponente des Formfehlers in η Dimensionen unter symmetrischen
V/alzbedingungen. Man kann dies .-als die symmetrische Komponente
des Formfehlers in η Dimensionen bezeichnen. Dadurch kann
die Steuerung von Dickenfehlern und Formfehlern durch dieEliminierung
von (n + 1) Fehlerparametern durchgeführt werden, nämlich E , K1, K0 ... K . Diese Parameter hängen von den einstellbaren
Veränderlichen der V/alzstrasse ab. Zum Beispiel von den
Stellungen-der Zustellschrauben der Walzgerüste, der Walzspannung und der Biegekräfte der Walzen. Für praktische Zwecke
reicht es allgemein aus, die Komponente des Formfehlers in
der durch die einfachere Gleichung 3 gegebenen Form zu be—
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rückai cfrti gen:
2
(3) FarmfeblerkoBiponente = K^x ■*■ E-x
(3) FarmfeblerkoBiponente = K^x ■*■ E-x
Bei gegebenen Gleichungen 2 und 3 können die Bestandteile des
FormTe!ilers (für eine oder mehrere Entfernungen χ über die Breite des Materials) als Kombination von mindestens zwei Kurven ver-" schiedener geometrischer Form ausgedrückt werden. Folglich kann
der Formfehler in Form von mindestens zwei Komponenten K1, Kp
ausgedrückt werden. Aus diesen Komponenten können dann durch ein Rechenwerk mindestens zwei Fehlersignale abgeleitet werden.
Eine Walzstrassensteuervorrichtung kann z.B. zum Steuern der
Zustellschraube St der Walzenb sgekraft J, der vorderen Walzspannung Tf oder der hinteren Walzspannung Tb dienen. Kleine
Änderungen AS,ΔΤ,ΔJ in diesen Steuerfaktoren bewirken linear
abhängige Veränderungen der Fehlerparameter E , K1, KD...K .
Im Falle der obigen Gleichung 3 werden diese Veränderungen durch
die folgenden Gleichungen ausgedrückt:
Ec = a^S + a2 Δ T + a, Δ J
K1 = ajjÄS + a,-Δ Τ + a6AJ
In diesen Gleichungen sind a^ <'*,,... ag die als "Walzstrassenparameter"
bezeichneten Konstanten. Diese Parameter kTmnen
analytinch oder experimentell ermittelt werden. CIe messen
die Empfindlichkeit der entsprechenden Fehlerparameter Efi, K1,
K0...K pjecerulber den entspreclienden Steuerfaktoren ΔΓ» , Δ Τ, Δ J
Den r.teuerfaktoren Δί'>,ΔΤ,Δ-Γ entsprechende Steuersipnale kön
nen durch einen die aus elnoni Hechenwerk kommenden !'ehlersipia
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ORtGiMAL
le übersetzenden Steuerteil, wie zuvor beschrieben, hergestellt
werden. Die Steuersignale können dann zu der Vielzahl von WaIzstrassensteuervorrichtungen
gesendet werden.
Diese Vielzahl von Walzstrassensteuervorrichtungen sehTiessen vorzugsweise
Zustellsteuervorrichtungen der Walzgerüste, Steuervorrichtungen für die Walzenbiegung oder insbesondere wenn Bandmaterial
hergestellt wird, Steuervorrichtungen für die Zugspannung ein. Es kann jede Kombination von Walzstrassensteuervorrichtungen
verwendet werden. Vorzugsweise kann bei der Herstellung von Bandmaterial jede der gerade erwähnten besonderen WaIzstrassensteüervorrichtungen
verwendet werden. Die Zugspannungsteuervorrichtungen können eine Haspel und/oder Abzughaspel für
Bandmaterial steuern. Die Steuervorrichtungen für die Walzendurchbiegung
können in der Form hydraulischer auf die Laufzapfen
der Walzen in der Walzstrasse wirkenden Hebelvorrichtungen,vorgesehen sein.
Im folgendenwird unter Bezugnahme auf die Zeichnung eine schematische Ausi'ührungsform der Erfindung in Übereinstimmung mit
der Gleichung 3 beschrieben.
In der Zeichnung weist die erfindungsgemässe Vorrichtung einen
Dicken-Messfühler 1 und einen Formmessfühler 2 zur Erfassung
von Dicke bzw. Form unter symmetrischen Walzbedingungen von
die Walzen 3 einer Walzstrasse verlassenden Bandmaterial. Nach Bedarf können die Messfühler oberhalb und/oder unterhalb des
Materials so dicht wie möglich bei der Walzstrasse angeordnet sein. ■·-.-■■
Der Dickenmessfühler kann ein Röntgenstrahlmessfühler auf der
Ausstoßseite der Walzen 3 oder eine Kraftmessdose unter den Zu-
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steilschrauben des Walzgerüstes (nicht dargestellt)sein. Der
Formmeßfühler 2 kann ein SpannungsVerteilungsmesser sein. Vorzugsweise
ist dieser Messer von der in der britischen Patentschrift
1 138 322 beschriebenen Art, der mindestens fünf Fühler
zur Anordnung an in Abständen zueinanderliegenden Punkten über die Breite des die Walzen 3 verlassenden Materials zur Erfassung
der in diesen Punkten in dem Material herrschenden Span- * nung aufweist.
Die Ausgabesignale der Meßfühler 1, 2 werden in ein Rechenwerk
1J geleitet, das mit den erforderlichen Werten von Dicke und
Form des Bandmaterials programmiert ist. Das Rechenwerk leitet aus dem Ausgabesignal des Dickenmeßfühlers 1 ein Ausgabefehlersignal
ab. Das Fehlersignal entspricht dem Dickenfehlerkoeffizienten E . Gleichfalls drückt das Rechenwerk das Ausgabesignal
aus dem Formmeßfühler 2 als Kombination von zwei Kurven verschiedener
geometrischer Form aus und leitet zwei Ausgabefehler daraus ab, die den Koeffizienten der genannten Kurven entsprechen,
wobei jede der Kurven einem der genannten Koeffizienten entspricht. Jedes Ausgangsfehlersignal des Rechenwerkes
h wird in einen Steuerteil 5 geleitet. Der Steuerteil übersetzt
diese Signale in eine entsprechende gleiche Anzahl von Ausgabesteuersignalen. Jedes Ausgabesteuersignal wird in eine entsprechende
von einer Vielzahl verschiedener Walzstrassen-. Steuervorrichtungen geleitet. Diese Vorrichtungen sind eine
Zustellschraubensteuervorrichtung 6 im Walzgerüst, eine Walzendurchbiegungsteuervorrichtung
7 und eine Zugspannungssteuervorrichtung 8. Diese Vorrichtungen können gleichzeitig wirksam
werden. Die Walzenbiegungssteuervorrichtung 7 steuert eine hydraulische Hubvorrichtung (nicht dargestellt) des Walzengeiifetes.
Die Zugspannungssteuervorrichtung 8 steuert eine Abzugshaspel 9 von der das Bandmaterial in die Walzstrasse eingeführt wird.
Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung 8 eine Haspel '')
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steuern, die das hergestellte Bandmaterial aufwickelt.. Die Zugspannungssteuer—vorrichtung
8 hätte weggelassen .werden können, falls ßleche anstelle von Bandmaterial gewalzt worden wären.
Mittels des Steuerteiles 5 wird es möglich, gleichzeitige Korrekturen
der Dicke und Form ohne die Gefahr einer Instabilität
durchzuführen, die als Ergebnis der Betätigung der Vielzahl von
Steuervorrichtungen und des inneren Zusammenhanges zwischen. Dicke und Form auftreten könnte. Der Steuerteil kann die zuvor
beschriebenen Walzstrassenparameter und die Zelt-verhalten der
Meßvorrichtungen zusammen mit jeglicher Art von mit ihnen verbundenen Übertragungsverzögerungen berücksichtigen.
Sämtliche in der Beschreibung beschriebenen und In der Zeich*-
nung dargestellten Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung. ■
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Claims (1)
- - ίο -Patentansprüche1JVerfahren zum Steuern von Dicke und Form von bandförmigem oder blechförmlgem Material während des Walzens desselben In einer Walzstrasse unter symmetrischen Walzbedingungen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte einschließt: ψ Erfassen der Dicke des band- oder blechförmigen die Walzstrasse verlassenden Materials; das Erfassen der Form des band- oder blechförmigen die Walzstrasse verlassenden Materials; das Ausdrücken der erfassten Form als Kombination von mindestens zwei Kurven verschiedener geometrischer Form und das Ableiten von mindestens zwei ^^hlersignalen aus den Koeffizienten dieser Kurven, wobei jedes Fehlersignal einem entsprechenden der beiden Koeffizienten entspricht; das Ableiten eines Fehlersignales aus der erfassten Dicke; das übersetzen der Fehlersignale in eine gleiche Anzahl von Steuersignalen zur gleichzeitigen Korrektur von Dicken-und Formfehlern; und das Senden eines jeden Steuersignales an die entsprechende einer Vielzahl von ver- ^ schiedenen Walzstrassensteuervorrichtungen um eine gleichzei-™ tige Korrektur von Dicken und Formfehlern durchzuführen.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke durch ein Rtfntgenstrahlmeßgera't (1) auf der Ausstoßseite der Walzstrasse erfasst wird.3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Dicke durch eine Kraftmeßdose (1) unterhalb der Zustel !!,schrauben des WalzgerHstes erfasst wird.Ij. Verfalirerniaeh einem oder mehreren tier Ansprüche 1 bis 3» dadurch r.ekenn/.iv! ohne t, da;»::» die I1Or tu durch einen .''pannungsvcrtel Lungtnnoisner (2) erfasst wird.1 0 9 8 1 '> I 1 1 7 Π BAD5. Verfahren nach Anspruch M, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsverteilungsraesser (2) mindestens fünf Fühler aufweist, die an im Abstand zueinander befindliehen Punkten über die Breite des band- oder bleehförmigen, die Walzstrasse verlassenden Materials angeordnet sind und die Spannung in dem Material in diesen Funkten erfassen.6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,-dadurch gekennzeichnet, dass die VielzaüL verschiedener Steuervorrichtungen der Walzstrasse eine Steuervorrichtung/rür die Zu Stellschrauben des Walzgerüstes, eine Steuervorrichtung (7) für die Walzendurchbiegung oder Zugspannungssteuervorrichtungen (8) einschliessen.7. "Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede oder zwei der genannten Steuervorrichtungen (6,7,8) Verwendung finden.8. Vorrichtung zum Steuern der Dicke und der Form von bandförmigem oder blechförmigem Material während des Walzens desselben in einer Walzstrasse unter symmetrischen Walzbedingungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung folgende Bestandteile aufweist: Messvorrichtungen (1) zur Erfassung der Dicke des band- oder blechform!gen, die Walzstrasse verlassenden Materials; Messvorrichtungen (2) zur Erfassung der Form des band- oder blechförmigen, die Walzstrasse verlassenden Materials; ein Rechenwerk (1O um (a) die erfasste Form als Kombination von mindestens zwei Kurven verschiedener geometrischer Form auszudrücken und um mindestens zwei Fehlersignale aus den Koeffizienten der Kurven abzuleiten, wobei jedes Fehlersignal jeweils einem der Koeffizienten entspricht und (b) um ein FeHersignal aus der erfassten Dicke abzuleiten; ein Steuerteil (5) zur übersetzung der Fehlersignale in eine gleiche Anzahl von Steuersignalen10 981?/1170zur gleichzeitigen Korrektur von Dicken- und Formfehlern; und eine Vielzahl verschiedener Steuervorrichtungen (6,7,8) der
Walzstrasse zum jeweiligen Empfang der Steuersignale an jeder
Steuervorrichtung um eine gleichzeitige Korrektur von Dicken- und Formfehlern durchzuführen.9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
h die Messvorrichtung (1) zur Erfassung der Dicke eine Röntgenstrahlmessfühler an der Ausstoßseite der Walzstrasse ist oder einschliesst.10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (1) zur Erfassung der Dicke eine Kraftmessdose unter den Zustellschrauben des Walzgerüstes ist oder einschliesst.11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (2) zur Erfassung der Form ein Spannungsverteilungsmesser ist oder einschliesst.12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsverteilungsmesser (2) mindestens fünf Fühler zur Anordnung an in Abstand zueinander befindlichen Punkten über
die Breite des band- oder blechförmigen, die Walzstrasse verlassenden Materials und zur Erfassung der Spannung in dem Material an diesen Punkten aufweist.13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl verschiedener WaIzstrassensteuervorrichtungen eine Steuervorrichtung (6) für die Zustellschrauben des Walzgerüste-s, eine Steuervonichtung (7) für die Walzenbiegung oder Steuervorrichtungen (8) für die Zugspannung aufweist.1098 1?/ 1170204121?l4» ITorriclitung nach. Anspruch 13* dadurch gekennzeichnet* dass jede, oder zwei der genannten■'Steuervorrichtungen X6aT*%) Verwendung finden·10981?/1170Le e rse i t e
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DE19758466B4 (de) * | 1997-03-11 | 2007-10-04 | Betriebsforschungsinstitut VDEh - Institut für angewandte Forschung GmbH | Planheits-Regelungssystem für Metallband |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB1307823A (en) | 1973-02-21 |
SE354425B (de) | 1973-03-12 |
US3731508A (en) | 1973-05-08 |
FR2060756A5 (de) | 1971-06-18 |
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