DE2128237A1

DE2128237A1 - Verfahren zur Steuerung einer kontinuierlichen Warmwalzstraße

Info

Publication number: DE2128237A1
Application number: DE19712128237
Authority: DE
Inventors: Tohru; Okado Masaru; Tokio; Fukuma Yuji; Ido Yoshimitsu; Fukuyama; Arimura (Japan). P
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1970-06-18
Filing date: 1971-06-07
Publication date: 1971-12-23
Also published as: FR2100785A1; US3733866A; FR2100785B1; CA934032A; JPS4937910B1; GB1326993A

Description

DR. ING. E. HOFFMANN DIPL. ING. W. EITLE · DR. HER. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE D-8000 MÖNCHEN 81 · ARABEUASTRASSE 4 ■ TELEFON (0811) 911087 λ λ O O O Q

Nippon Kokan Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan

Verfahren zur Steuerung einer kontinuierlichen Warmwalzstraße

Die .Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer kontinuierlichen Warmwalzstraße mit einer Mehrzahl von Walzständern, und insbesondere ein Verfahren zur Steuerung der Beschleunigung bzw. Verzögerung einer kontinuierlichen Warmwalzstraße, bei welcher der Walzspalt und die Walzenumfangsgeschwindigkeit jedes Walzständers entsprechend einem vorbestimmten Schema gesteuert werden, um die Dicke der fertigen Platten bei einem festen Viert zu halten und Produkte mit abweichender Dicke zu vermeiden, wenn die Walzstraße beschleunigt wird.

109852/1273

Bisher wurde im allgemeinen ein automatisches Dicken-Steuersystem (AGC, entsprechend automatic gange control) benutzt um die Dicke der fertigen Platten bei einem konstanten Wert zu halten, wie es schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Wie gezeigt, ist jeder Walzständer einer kontinuierlichen Walzstraße mit einer Anstellschraube S, einem Elektromotor M zum Antrieb der Anstellschraube und einer Kraftmeßdose LC versehen, welche auf die Belastung oder den Walzdruck des Ständers anspricht. Nach diesem System wird die Dicke der fertigen Platte, welche durch den letzten Ständer gelaufen ist, mit einer geeigneten Dicken-Meßeinrichtung, z.B. einem Röntgenstrahlmeßgerät, gemessen und wenn das Maß auf einen vorbestimmten Wert gebracht ist, das folgende Steuerverfahren welches als Anhängeoder Aufschaltverfahren bezeichnet wird, manuell oder unter der Steuerung eines elektronischen Rechners durchgeführt. Im einzelnen wird die Plattendicke an der Abgabeseite der entsprechenden Walzständer, welche mit herkömmlichen AGC-Systemen von Typ BISRA (entwickelt von der British Iron and Steel Research Association) versehen sind, normalerweise alle dazwischenliegenden Ständer, ausgenommen des ersten und letzten Ständers - berechnet nach einer Gleichung:

h = S + (P- P₀) /M

wobei:

h = Plattenmaß auf der Abgabeseite eines Walzständers

P = Anstelldruck

P = Anstelldruck bei o-Anstellung ο

M = Walzkonstante

S= eingestellter Spalt der Walzen

Danach ändern sich wegen der Änderung der Walzgeschwindigkeit die Temperatur des Materiales und die Formänderungsge-

10985-2/ 1273

schwindigkeit und der Walzspalt wird entsprechend der Änderung im Anstelldruck entpsreehend der folgenden Gleichung geändert, um so die Plattendicke auf der Abgabeseite des Ständers auf einem konstanten Viert zu halten:

AS = -Δ P/M

Weiter wird die Abweichung der Plattendicke, welche von

dem Röntgenstrahlmeßgerät gemessen wird, zum zweiten und (

den folgenden Ständern weitergegeben, um die Dicke der Platte zu überwachen.

Jedoch ergeben sich bei der Anwendung der bekannten Steuerverfahren auf die Änderung der Walzgeschwindigkeit verschiedene Schwierigkeiten und Schaden. Eine Schwierigkeit wird z.B. durch das Nacheilen beim Anheben oder Absenken der Anstellsehraube verursacht. Insbesondere, wenn die Beschleunigung des Materials gesteigert wird, steigt wegen der Änderung der Temperatur und Pormänderungsgeschwindigkeit die Änderung im Anstelldruck so, daß es notwendig ist, die Anstellschraube schnell höher zu schrauben oder zu sen- κ ken, wenn das AGC-System die Änderung im Anstelldruck abge- " tastet hat. Weil jedoch eine Grenze für die Aufwärts- oder Abwärtsgeschwindigkeit der Anstellschraube besteht, weicht die Dicke bestimmter Abschnitte der Platte von einem eingestellten Wert ab, wenn die Anstellung nach dem Zeitpunktj an dem sich der Anstelldruck ändert, erhöht oder erniedrigt wird. Die Länge solcher Abschnitte mit abweichender Dicke steigt proportinal zur Beschleunigung und stellt einen wesentlichen Produktionsverlust dar. Ferner liegt eine Schwierigkeit im unvollkommenen Ausgleich der Änderung der Dicke des Ölfilms. Insbesondere die Änderung der Walzenumfangsgeschwindigkeit und des Anstelldruckes ergeben eine Änderung der Dicke des ölfilmes in den Lagern der Andruckwalzen und ändern so den eingestellten Viert

109852/1273

des Walzspaltes. Weil diese Änderung bei dem bisherigen Steuersystem der eingestellte Wert für den Walzspalt ist, wird sie mit den Zeitpunkten der Änderung des Anstelldruckes gesteuert und eine Steuerung in entgegengesetzter Richtung bewirkt. Mit anderen Worten, während die Plattendicke mit dem Walzspalt entsprechend dem gesteigerten Anstelldruck abnimmt, stellt das bisherige AGC-System fest, daß die Plattendicke groß ist und verkleinert den Walzspalt.

Um diesen Fehler zu vermeiden 1st eine Verbesserung vorgeschlagen worden, nach welcher ein Beschleunigungsausgleich vorgenommen wird, bei welchem der Walzspalt entsprechend de? Änderung der Walzgeschwindigkeit verändert wird. Insoweit eine solche Annäherung jedoch nicht eine gesamte Beurteilung durch Verwendung eines elektronischen Rechners herbeiführt, ißt es unmöglich, die durch die Änderung der Dicke des 01filmes der Walzenlager hervorgerufene Wirkung zu verhindern, welche durch die zu walzende Stahlsorte, sowie die Dicke und Breite der fertigen Platte bewirkt wird. Ohne das herkömmliehe AGC-System ändert sich die Plattendicke, wie in Fig. 2 gezeigt, und ergibt so schlechtere Abschnitte. Fig. 2 zeigt die Abweichung des Maßes in tausendstel mm, wenn eine Platte mit einer Didce von 1,8 mm und einer Breite von 8oo mm bei einer Beschleunigung von

2
0,496 m/see. gewalzt wird.

Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein neues Verfahren zur Steuerung einer kontinuierlichen Warmwalzstraße zu schaffen, mit welchem die Plattenstärke bei einem vorbestimmten Wert gehalten werden kann, wenn die Warmwalzstraße oeschleunigt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein neues und verbessertes Verfahren zur Steuerung einer kontinuierlichen

10 9 8 5 2/1273 original inspected

Warmwalzstraße zu schaffen, welches Produkte mit abweichender Dicke durch Steuerung des Walzspaltes und der Walzenumfangsgeschwindigkeit entsprechend einem vorbestimmten, durch einen elektrischen Rechner bestimmtes Programm vemindert.

Erfindungsgemäß werden diese Ziele dadurch erreicht, daß Änderungen des Anstelldrucks, der Materialgeschwindigkeit auf der Abgabeseite und der Dicke des ölfilmes der Andruckwalzenlager jedes Walzständers zur Zeit der Änderung der Walzgeschwindigkeit voreingestellt werden, daß die Breiten der fertigen Platten, die Art und Zusammensetzung des zu walzenden Materials, die Plattendicken auf der Eingangsseite, die Durchlaufgeschwindigkeit der Platten, die · Zeitpunkte, in welchen die Beschleunigung oder Verzögerung stattfinden und die Beschleunigung bzw. Verzögerung in mehrere Gruppen eingeteilt werden, ein Beschleunigungssteuerprogramm für jede Gruppe mit Hilfe eines der Walzstraße zugeordneten elektronischen Rechners berechnet wird, nach welchem das Produkt aus Volumen und Materialgeschwindigkeit auf der Abgabeseite konstant ist, und der Walzspalt und die Walzenumfangsgeschwindigkeit entsprechend dem Beschleunigungssteuerprogramm für jeden Walzständer so gesteuert werden, daß die Spannung des Materiales zwischen benachbarten Ständern auf einem gleichbleibenden Wert gehalten wird.

Im folgenden wird die Erfindung zum besseren Verständnis anhand der Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht des Umrisses eines bekannten AGC-Systems,

Fig. 2 ist eine Darstellung, welche die Änderung.in der Plattendicke während der Beschleunigung zeigt, wenn das AüU-öystem der Erfindung nicht verwendet wird,

109852/1273

-O-

Pig. 3 ist ein öchema eines Steuersystemes, welches zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ver- ' ' wendbar ist,

Pig. 4 eine Darstellung welche den Änderungsübergang des Walzspaltes darstellt, und

Pig. 5 eine Darstellung welche den Änderungsübergang der Walzenumfangsgeschwindigkeit darstellt.

Nach der Erfindung werden verschiedene Veränderliche einschließlich der Breite der fertigen Platten, der Art und Zusammensetzung des Materials, der Plattendicke auf der Eingangsseite., der Durchlauf geschwindigkeit der Platten, des Zeitpunktes, in welchem die Beschleunigung oder Verzögerung ausgelöst wird, und die Beschleunigung bzw. Verzögerung in mehrere Gimppen eingenordnet und verschiedene Kombinationexs dieser Gruppen werden bei der Bestimmung des BeschleuniguBgssteuerprogramms in Betracht gezogen,

Folgende Berechnungen werden für Jedes Programm durchgeführt. Insbesondere wird die Plattendicke an der Abgabeseite jedes Ständers dadurch bestimmt, daß nameÄlIch drei Veränderliche in Betracht gezogen werden? (a) die Änderung des Anstelldruckes mit der Zeit, welche durch Änderung der Temperatur und die Formänderungsgeschwindigkeit, die während der Beschleunigung stattfindet, bewirkt wird, (b) die Änderung der Geschwindigkeit des Materiales auf der Abgabeseite mit der Zeit, welche durch die Änderung des Vorwärtssehlupfs wegen der Änderung des Anstelldrucks statt_r findet, und (σ) die Änderung der Dicke des Ölfilms der Andruckwalzenlager mit der Zeit, welche durch die Änderungen der Walzenumfangsgeschwindigkeit und des Anstelldrucks bewirkt wird. Dann werden Programme zeitlicher Änderung des Walzspaltes und der Walzenumfangsgeschwindigkeit, nach welchen das Produkt aus Volumen und Geschwindigkeit d©§ Materiales an der Abgabeseite konstant Ist, für jeden

109852/1273

Walzenständer durch Verwendung folgender Gleichungen be stimmt:

wobei:

V
f
1

- _hlJ(t) - (p

_lJ

_13(t) - F_{o 13}}/_MlJ -{<r_ld(t)

J/

(l₊/_t3(t))J

(2)

t »

S > eingestellter Walzspalt h =f Plattendioke an der Abgabtseite C * ^nstelldruek

P₀ # Belastung bei o-Ansteilung

Summe der picke des Ölfilmes auf der Seite der Arbeitswalzen der oberen und unteren Andruclcwalzen

Summe der Dicke der Ulfilme an der Seite der Arbeitswalzen der oberen und unteren Andruckwalzen zur Zeit der b-Ansteilung,

Walzenumfangsgeschwindigkeit

Vorwärtsschlupf

Anzahl der Walzetänder und

Art des Beschleunigungssteüerprogramms

Diese Werte der zeitlichen Änderung beim Walzspalt S^.(t) und die zeltliche Änderung der Walzenumfangsgeschwindigkeit V^Ct) werden in einem Einzeilen-Hechner gespeichert, welcher einer kontinuierlichen Warmwalzstraße zugeordnet ist.

Nun wird auf Fig. 3 Bezug genommen. Folgende Steuerung

wird für jedes Material verwendet. Informationen betreff

109852/1213

der Endbreite, der Art und Zusammensetzung des Materiales, der Plattendicke an der Abgabeseite, der Durchlaufgeschwindigkeit der Platte, des Zeitpunkts, an welchem die Beschleunigung beginnt, und die Beschleunigung werden in dem Rechner als Eingangsdaten gespeichert, wenn das Material durch den letzten Ständer einer Grobwalzstraße hindurchläuft. Dann bestimmt das Beschleunigungssteuergerät ein bestimmtes Beschleunigungssteuerprogramm für das bestimmte Material auf der Basis eines Kommandos vom Rechner und der Differential-Punktions-Generator erhält einen Beschleunigungsverlauf für jeden Ständer vom Beschleunigungssteuergerät, wählt eine Gruppe Eingangsdaten und bestimmt die zeitliche Änderung zwischen Walzspalten an jedem Ständer, wodurch er Kommandos zur Änderung des Walzspaltes und der Walzenumfangsgeschwindigkeit jeden Ständers gibt, welche durch das oben erwähnte Beschleunigungssteuergerät und den Differential-Punktions-Generätor entsprechend ihrer vorgeschriebenen Programme gleichzeitig mit dem Beginn des Walzvorganges des Materiales bestimmt wurden. Auf diese Weise wird während der Beschleunigung des Walzens eine voreingestellte Steuerung des Walzspaltes und der Walzenumfangsgeschwindigkeit durchgeführt.

Beispiel:

Zeitliche Änderungen des Walzspältes und der Walzenumfangsgeschwindigkeit des siebten Ständers bei einem Beschleunigungssteuerprogramm für das folgende Material sind in den Fig. 4 und 5 dargestellt.

Breite der fertigen Platte looo mm Stahlsorte Co 1

Zusammensetzung C = 0,06, Mn = o,4o

Plattendicke auf der Eingangsseite ^o mm Dicke der fertigen Platte 1,2 mm Durchlaufgeschwindigkeit der Platte (F) 11,7 m/sec.

109852/1273

-Q-

Zeit des Beginns der Beschleunigung 3 see. (Der Zeitpunkt, zu welchem die Vorderkante des Materiales ein Thermometer an der Abgabeseite des letzten Ständers erreicht wird als Anfangspunkt der Zeitachse verwendet)

Beschleunigung o,888 m/sec

Weil das bekannte Steuerverfahren während der Beschleunigung der Walzstraße, bei welcher das Material beschleunigt wird, angewendet wird nachdem es den letzten Ständer durchlaufen hat, weicht die Stärke bestimmter Teile der fertigen Platten vom vorgeschriebenen Wert ab. Demgegenüber wird nach der Erfindung der Walzspalt- und die Walzenumfangsgeschwindigkeit jedes Ständers entsprechend einem vorbestimmten Besclileunigungssteuerprogramm verändert bevor das Material die Fertigwalze erreicht.

Aus diesem Grunde ist es iröglich die Herstellung von Abschnitten mit abweichender Dicke wegen der zeitlichen Verzögerung beim Anheben und Absenken der Anstellschraube, welche beim bisherigen Steuerverfahren unvermeidlich war, zu vermeiden, indem zur Änderung des Walzspaltes und der Walzenumfangsgeschwindigkeit jedes Walzständers entsprechend der Änderung des Anstelldruckes aufgrund der Temperaturänderung und Formänderungsgeschwindigkeit des Materiales, die zu der Zeit der Beschleunigung hervorgerufen werden, entsprechend der zeitlichen Änderung der Geschwindigkeit des Materiales an der Abgabeseite, welche durch die Änderung des Vorwärtsschlupfs durch die Änderung des Anstelldrucks auftritt und entsprechend der zeitlichen Änderung der Dicke des Ölfilms der Andruckwalzenlager die Steuerung durch Voreinstellen der zeitlichen Änderung des Anstelldrucks jedes Ständers durchgeführt wird, um das Produkt aus Volumen und Geschwindigkeit eines Materials auf einem konstanten Wert zu halten.

109852/1273

- Io -

Wenn darüberhinaus die zeitliche Änderung der Dicke des Ölfilms der Andruckwalzenlager in Betracht gaogen wird, arbeitet das herkömmliche AGC-System nicht in entgegengesetzter Richtung. So schafft die Erfindung eine vollkommene voreinstallbare Steuerung, wobei die Änderung des Anstelldrucks ebenfalls berücksichtigt wird.

Die Erfindung ist auch auf eine kontinuierliche Kaltwalzstraße anwendbar. In diesem Falle würde durch Voreinstellen der Änderungen der Formänderungsgeschwindigkeit und der Dicke des ölfimes der Andruckwalzen der Walzspalt und die Walzenumfangsgeschwindigkeit jedes Ständers entsprechend einem vorbestimmten Programm verändert, um das Abweichen der fertigen Platte von einem vorbestimmten Wert zu vermeiden und die Materialspannungen zwischen den Walzständern, welche von vorbestimmten Werten abweichen, zu verhindern.

109852/1273

Claims

- li -

Patentanspruch

Verfahren zur Steuerung einer kontinuierlichen Warmwalzstraße mit einer Mehrzahl von Walzständern, dadurch gekennzeichnet, daß Änderungen des Anstelldrucks, der Materialgeschwindigkeit auf der, Abgabeseite und der Dicke des ölfilmes der Andruckwalzenlager jedes Walz- i

Ständers zur Zeit der Änderung der Walzgeschwindigkeit voreingestellt werden, daß die Breiten der fertigen Platten, die'Art und Zusammensetzung des zu walzenden Materials, die Plattendicken auf der Eingangsseite, die Durchlaufgeschwindigkeit der Platten, die Zeitpunkte, in welchen die Beschleunigung oder Verzögerung stattfinden und die Beschleunigung bzw. die Verzögerung in mehrere Gruppen eingeteilt werden, ein Beschleunigungssteuerprogramm für jede Gruppe mit Hilfe eines der Walzstraße zugeordneten elektronischen Rechners berechnet wird, das Produkt aus Volumen und Materialgeschwindigkeit auf der Abgabeseite konstant ist, und der Walzspalt und die Walzenumfangsgeschwin- _i digkeit entsprechend dem Beschleunigungssteuerprogramm für % jeden Walzständer so gesteuert werden, daß die Spannung des Materiales zwischen benachbarten Ständern auf einem gleichbleibenden Wert gehalten wird.

10 9852/1273