DE2138837C3 - Steuerung für Ringwalzwerke - Google Patents

Description

Soll- und Istdurchmesser an, so daß er die Walzkraft rechtzeitig zurücknehmen kann.

Die wesentlichen Nachteile einer solchen Steuerung ergeben sich aus den Unzulänglichkeiten auch langjährig erfahrener Steuerleute, weil das menschliche Ermessen als übertragendes Glied in den Regelkreisen eingesetzt ist Insbesondere bei schwierigen Werkstoffen führt dies häufig zu einem grundsätzlich vermeidbaren Anfall von Ausschuß. Außerdem kann cas Ringwalzwerk nicht an seiner Leistungsgrenze betrieben werden. Deshalb ist die in der Zeiteinheit erzielbare Produktion an verwertbaren Ringen allgemein geringer als sie nach der Belastbarkeit des Walzwerkes sein könnte.

Bekannt ist ferner eine selbsttätige Durchmesser/Druckregelung bei Ringwalzwerken (»Zeitschrift für Industrielle Fertigung« 61 [1971], Nr. 6, S. 346 bis 351 und Zeitschrift »Rheinstahl-Technik«. 8. Jg, Heft 2/70, S. 76 bis 88). Hierbei wird die Wdzkraft in Abhängigkeit von der Soll· Ist-Differenz des Ringdurchmessen. geregelt, um die Walzkraft vor Erreichen des Soll durchmesser^ zu verringern und ein automatisches Abschalten bei Erreichen des Solldurchmessers 711 erzielen. Dazu muß eine bestimmte Walzkraft vorgegeben werden, die dann unabhängig von allen Betriebsgrößen - z. B. kritische Walzkraft, die jedenfalls überschritten werden muß, um den Ring überhaupt verformen zu können und deren Unterschreiten den Ring wegen partieller Verformung Ausschuß werden lassen kann. konstant bleibt und die erst mit Geringerwt.'den der Soli-Ist-Differenz z.B. stufenlos abnimmt Daneben ist es aus diesen Steuerungen bekannt, einen Integrator zur Vermeidung von Sollwertsprüngen einzusetzen.

Diese bekannten Steuerungen ermöglichen es ebenfalls nicht, die im Walzwerk vorhandene Leistung optimal auszunutzen. Daher bleibt auch bei Einsatz dieser Steuerungen der Ausstoß an verwertbaren Ringen zu gering und die Qualität der gewalzten Ringe ist nicht immer optimal. Insbesondere ist keine Berücksichtigung der sich ändernden technologischen Daten des Ringes vorgesehen, wie es die Ringwachsgeschwindig keit ist.

Bei Vorgabe einer geeigneten Ringwachsgeschwin digkeit nämlich wird automatisch eine entsprechend über der kritischen Walzkraft liegende Walzkraft sichergestellt und dennoch nicht mit dem Umformverhalten des Ringes schädlichen Kräften gearbeitet

Ferner ist die elektrohydraulische Regelung von Motorstromen auf anderem Gebiet, /. B. bei Heißeisen-Schlittensägen mit hydraulischem Vorschub bekannt (Prospekte der EMG, Nr. 8868 und 8<*<X)) Hierbei soll jedoch lediglich die Stromaufnahme eines Motors mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen werden, wobei der Soll-Strom beliebig vorgewählt wird. Im EMG-Prospektmaterial wird eine solche Regelung als Lei stungsregelung bezeichnet Mit einer solchen Regelung ist es jedoch nicht möglich, ein Ringwalzwerk mit der optimalen elektrischen Leistung seiner Walzmotoren zu betreiben, weil die jeweilige Leistung der Walzenantriebsmotoren nicht allein von der Stromaufnahme ab- ^fco hängt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs als bekannt vorausgesetzte Handsteuerung zu automatisieren und durch Berücksichtigen von zusätzlichen Daten den Walzprozeß so zu optimieren, daß die Nachteile der bisher bekannten Verfahren, insbesondere der Anfall von Ausschuß und eine zu geringe Produktion, entfallen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Steuerung, die wie eingangs beschrieben ausgebildet ist dadurch gelöst daß zur Steuerung der horizontalen Walzkraft das Ausgangssignal eines automatischen Reglers dient, dessen Eingangsgrößen ein der Soll-Leistung des Tellerwalzenmotors und damit der jeweils vorgegebenen Walzkraft entsprechendes, über einen Integrator geliefertes Signal ein der Ist-Leistung des Tellerwalzenmotors entsprechendes Signal umgekehrten elektrischen Vorzeichens und ein weiteres Signal ebenfalls umgekehrten elektrischen Vorzeichens vorgesehen sind, welches der Differenz Sollwert-Istwert der Ringwaehsgeschwindigkeit während des WaJzprozesses entspricht und als vorrangige Führungsgröße für die Soll-Leistung des Tellerwalzenmotors wirkt, daß die Steuerung der Stauchkraft durch das Ausgangssignal eines automatischen Reglers erfolgt, als dessen Eingangsgrößen ein dem Maximalstrom des Kegelwalzenantriebsmotors und damit der maximalen Stauchkraft entsprechendes, über einen Integrator geliefertes Signal, ein dem isl».rom des Kegelwalzenantriebsmotors entsprechendes Signal umgekehrten elektrischen Vorzeichens und ein weiteres Signal ebenfalls umge kehrten elektrischen Vorzeichen? vorgesehen sind, das einer Stauchkraft entspricht, de unter der maximalen eingestellt ist und als vorrangige Führungsgröße für den Sollstrom des Kegelwalzenantriebsmotors wirkt, und daß zur Steuerung der Zentrierkraft das Ausgangssignal eines automatischen Stellgerätes dient, als dessen Eingangsgrößen ein der maximalen Zentrierkraft entsprechendes, über einen Integrator geliefertes Sollwertsignal, ein Signal umgekehrten elektrischen Vorzeichens, das von dem Verhältnis der Istwerte von Ringdurchmesser zu Ringwandstärke abgeleitet ist, und ein weiteres Signal ebenfalls umgekehrten elektrischen Vorzeichens vorgesehen sind, das einer vorgewählten Zentrierkraft entspricht und als vorrangige Führungsgröße für den Sollwert der Zentrierkraft wirkt.

Bei einer solchen Steuerung wird insbesondere die Motorleistung als Regelgröße verwendet. Außerdem werden jeweils getrennte Sollwerte für einen vorgegebenen Maximalwert bzw. für einen laufend oder abweichend davon erforderlichen Betriebswert vorgesehen. Dadurch wird der Ablauf des Walzvorganges zeitoptimal an der Leistungsgrenze gesteuert, sofern nicht vorrangig wirksame, unabhängig davon einstellbare niedrigere Grenzen im Einzelfalle wirksam werden, die z. B. aus fertigungstechnischen Gründen notwendig sind, wie z. B. die Ringwaehsgeschwindigkeit.

Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen deshalb darin, daß die Steuerung von den Unzulänglichkeiten des menschlichen Ermessens als übertragendes Glied in einem Regelkreis unabhängig ist, so daß Ringe mit der gewünschten Qualität und Abmessung in optimaler Zeit gewalzt werden können. Dabei ist die Ringwaehsgeschwindigkeit als vorrangige Fun rungsgrolte von grundsätzlicher Bedeutung für die er findungsgemäße Automatisierung des Walzprozesses. Su- wird geregelt und dadurch werden die ständigen Schwankungen unterliegenden Walzbedingungen, ζ. Β Temperatur, Kühlung, Rohlingsgröße, Umformwiderstand des Werkstoffes od. dgl. berücksichtigt.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert, die ein Ausführungsbeispie wiedergibt. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische, teilweise im Schnitt gezeichnete Seitenansicht eines Ringwalzwerkes, für da: die erfindungsgemäße Steuerung vorgesehen ist,

F i g. 2 ein Schaltbild der Steuerung der horizontalen Walzkraft,

Fig.3 ein Schaltbild der Steuerung der Stauchkraft und

Fig.4 ein Schaltbild der Steuerung der Zentrierkraft.

Das in F i g. 1 wiedergegebene Walzwerk hat ein Horizontalgerüst A und ein vertikales Stauchgerüst B. Beiden Gerüsten ist ein Walzwerkrahmen 1 gemeinsam. In diesem ist die Königswelle 2 mit der angetriebenen Tellerwalze 3 gelagert. Die Tellerwalze wird über ein Getriebe 4 von einem Drehstrommotor 5 angetrieben. Die Tellerwalze 3 wirkt mit einem radial zustellbaren Walzdorn 7 zusammen, der in einem hydraulisch gesteuerten Schlitten 6 gelagert ist. Der Walzdorn 7 ist an seinem oberen Ende mit einem hydraulisch hochschwenkbaren und absenkbaren rahmenförmigen Gegenhalter 8 abgestützt.

Im Bereich der Tellerwalze 3 befinden sich Zentrierrollen 9, iO an Schwenkarmen, die von einem hydraulischen Zylinder um Achsen 11,12 gedreht und dadurch auseinandergefahren oder gegen einen Ring R angestellt werden können. Die Doppelbezugszeichen 9, 10 bzw. 11, 12 bringen zum Ausdruck, daß sich auf der anderen Seite der Tellerwalze 3 die gleiche Anordnung befindet.

Gegenüber dem radial zustellbaren Walzdorn 7 ist auf dem Walzwerkrahmen 1 in Gleitführungen das Stauchgerüst B verschiebbar angeordnet. Ein doppelt wirkender hydraulischer Zylinder 13 verschiebt das Stauchgerüst B. In seinem unteren Teil ist im Stauchgerüst B eine Kegelwalze 14 fest gelagert. Sie wird über Getriebe 15 von einem Gleichstrommotor 16 angetrieben. Getriebe und Motor sind so ausgebildet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Kegelwalze 14 sich entsprechend der Lage des Ringes R auf dem Kegel stufenlos der Waizgeschwindigkeit der Tellerwalze 3 anpaßt.

Die obere Kegelwalze 17, die entgegen der Darstellung ebenfalls angetrieben sein kann, ist in einem Schlitten 18 vertikal verschiebbar gelagert. Der Schlitten 18 ist über ein Schneckengetriebe 19. das von einem nicht näher bezeichneten Motor angetrieben wird, und einen Spindelantrieb 20 axial zum Ring R zustellbar. Der Schütten 18 kann außerdem hydraulisch weiter, beispielsweise um etwa 50 mm, auf den zu walzenden Ring R abgesenkt werden und dabei die erforderliche Stauchkraft erzeugen.

Zwischen den Kegelwalzen 14 und 17 ist eine Tast rolle 21 vorhanden. Sie ist an einer Zahnstange befestigt die durch einen unter konstantem hydraulischen Druck stehenden Kolben ständig in ihre vordere Endstellung gedruckt wird. Der beim Walzen in seinem Durchmesser wachsende Ring R drückt die Tas: rolle 21 in Richtung des großen Durchmessers der Kegelwal?en 14 und 17.

Das Grundprinzip der Steuerung des beschriebenen Ringwalzwerkes ist bei allen zu steuernden Walz- b/.w. Zentrierkräften im wesentlichen das gleiche.

In F i g. 2 ist der Tellerwalzenm^tor mit 22 bezeichnet. Er entspricht dem Drehstrommotor 5 der F i g. 1. Eine Einrichtung 23 erzeugt eine stabilisierte Spannung Oi von beispielsweise 10 Volt Diese Spannung /' wird zu einem einstellbaren Teil, der kleiner als Lh ist, abgegriffen, wenn der Schalter ώ in der angegebenen Stellung steht; sie wird voll abgegriffen, wenn der Schalter di in die rechte Stellung bewegt worden ist. Die kleinere Spannung wird im folgenden mit Lh bezeichnet.

Bei Walzbeginn wird die Spannung Ui durch Schalten der beiden Schalter ώ und ώ in einen Integrator 24 eingegeben. Der Integrator 24 besteht aus einem Verstärker VIO und der dazugehörigen R- und C-Schaltung mit den Widerständen Ri, Ri und dem Kondensator C Am Ausgang dieses Integrators 24 steigt die Spannung mit einer Geschwindigkeit an, die von den Werten des Kondensators Cin der Gegenkopplung und des Widerstandes R\ vor dem Eingang sowie der angelegten ίο Spannung abhängt. Die Ausgangsspannung steigt bis auf einen Wert an, der durch die Eingangsspannung und das Verhältnis der Widerstände Ri in der Gegenkopplung und R\ am Eingang bestimmt wird.

Durch Ändern dieser Werte Äi oder Ki läßt sich also die Sollwertspannung für eine vorgegebene Walzenmotorleistung festlegen.

Bei Walzbeginn werden die Schalter d\ und <h eingeschaltet, so daß die volle Spannung Lh auf den Eingang des Integrators 24 gelangt. Der Sollwert läßt sich durch Ändern des Widerstandes Ri festlegen. Kurz vor Erreichen des Fertigmaßes des Ringes R beim Walzen kommt aus der Durchmesser-Meßeinrichtung ein Reduzierbefehl. Der Schalter ώ fällt ab und verbindet die veränderliche Spannung Ui, die kleiner als U\ ist, mit dem Eingang des Integrators 24. Die Ausgängsspan nung des Integrators 24 fällt mit der Integralionsgeschwindigkeit bei auf den neuen Wert ab. so daß der Sollwert der Walzenmotorleistung sich sanft auf einen niedrigeren Wert verringert Nach Erreichen des Fertigmaßes wird der Sollwert durch Schalten des Schalters ώ auf Null geschaltet und fällt somit schnell ab.

Der Istwert für die Regelung ist die Leistung des Tellerwalzenmotors 22. Sie wird durch Multiplikation der Augenblickswerte von Spannung und Strom gebildet und besteht wenn man eine der Leistung proportionale Spannung betrachtet, aus einem Gleichspannungsanteil als Wirkanteil und einem überlagerten Wechsclspan nungsanteil doppelter Netzfrequenz (!00 Hz) als Blindanteil.

Über einen Spannungsteiler 27 mit angeschlossenem Verstärker 25 und einem Stromwandler 28 mit nachgeschaltetem Verstärker 26 werden Spannung und Strom einer Phase 29 als analoge Spannungen einem Multiplizierer M zugeführt Durch Belastung des Ausganges des Multiplizierers M mit Saugkreisen oder über den dargestellten Tiefpaß T läßt sich der Wechselspan nungsanteil herausfiltern, und der Gleichspannungslei gelangt über die Diode 29 als Signal ei in den automat! sehen Regler 51

Die Ringwachsgeschwindigkeit bildet ein weiterei Signal des Reglers. Die Verschiebung des Vertikalgerü stes B ist dem Durchmesserwachstum des Ringes f proportional. Im einzelnen wird eine der Rmgwachsge sch windigkeit proportionale Spannung erzeugt. Sh wild durch Verstarker V7 und 14 angepaßt und gelang als Signal «in den automatischen Regier S.

Bei Walzbeginn wird der Sollwert auf den Einganj für das Signal ei des automatischen Reglers S geschal tet. Die Walzkraft beginnt zu steigen, und durch dei Walzvorgang wird dem Tellerwalzenmotor 22 eine bc stimmte Leistung abverlangt, die als Signal ei der automatischen Regler 5 zugeführt wird. Diese Leistun steigt mit wachsender Walzkraft so lange weiter an un vermindert die Eingangsspanraing am automatische Regler S bis sich ein Gleichgewichtszustand zwischei Wabkraft und Leistung ergibt. Dieser Gleichgewichts zustand soll aus der Motor Nennleistung und z. B. 80% der Ncnnwalzkraft bestehen und je nach Soitwert auc

eine Überlastung des Tellerwalzenmotors 22 ermöglichen (1,5 Pn, 100% der N ennwalzkraft).

Unterschiedliche Bedingungen im Walzspalt (sich ändernder Querschnitt, Temperaturschwankungen, wechselnde Umformwiderstände usw.) können nur durch Einhaltung einer vorgegebenen Ringwachsgeschwindigkeit berücksichtigt werden. Dazu wird das weitere Signal « dem automatischen Regler Seingegeben. Dieses Signal «, das der Differenz Sollwert-Istwert der Ringwachsgeschwindigkeit während des Walzprozesses entspricht, wird in dem Verstärker V7 auf einen erforderlichen Signalhub gebracht und in Ve invertiert. Am Eingang von Ve wird der Sollwert für die Ringwachsgeschwindigkeit eingestellt. Er kann beim Einstellen auf die positive Spannung so weit zurückgestellt werden, daß die Regelung ausschließlich entsprechend der Leistung des Tellerwalzenmotors 22 erfolgt. Damit in diesem Fall der negative Wert aus Ve den Gleichgewichtszustand zwischen Walzkraft und Motorleistung nicht beeinflußt, ist die Diode 30 vorgesehen. Die Dio- so de 29 dient der Entkopplung für den Leistungsistwert, der als Signal ei dem automatischen Regler S aufgegeben wird.

Durch das Signal ei stellt sich ein Gleichgewichtszustand zwischen Walzkraft, Motorleistung und Ring- »5 wachsgeschwindigkeit ein, der auf jeden Fall bezüglich der Walzkraft niedriger ist als der Wert bei einer reinen Motorleistungsrückführung.

Der automatische Regler 5 erregt die Steuerwicklung eines Druckservoventils 31, welches seinerseits den erforderlichen hydraulischen Druck für die Einstellung der Walzkraft liefert.

Das soeben beschriebene Prinzip wird auch auf die Steuerung der Stauchkraft angewandt, die mit dem Ausgangssignal eines automatischen Reglers S erfolgt. Eine detaillierte Schilderung der einzelnen hierfür verwendeten elektrischen Bauteile erübrigt sich. Diesbezüglich wird auf die Ausführungen zu F i g. 2 verwiesen. Die Sollwertspannung wird fest eingestellt.

Der Kegelwalzenantrieb erfolgt mit dem in F i g. 3 wiedergegebenen Kegelwalzenantriebsmotor 41, einem Gleichstrommotor. Die Drehzahl wird der jeweiligen Lage des Ringes R zwischen den Kegelwalzen 14, 17 angepaßt und durch Ankerspannungen verstellt. Der von dem Kegelwalzenantriebsmotor 41 aufgenommene Strom ist seinem Drehmoment proportional. Das Drehmoment hängt von der Stauchkraft und der Stellung des Ringes R auf den Kegeiwalzen 14, 17 ab. Der Istwert des Stromes wird daher als Signal ei' dem automatischen Regler S" aufgegeben. Es wird zweckmäßig nur Potentialtrennung über einen Gleichstromwandler 42 abgenommen.

Ein der maximalen Stauchkraft entsprechendes Signal ei' ist so ausgeglichen, daß bei etwa !^fächern Motornennstrom die maximale Stauchkraft vorhanden ist.

Die Steuerung arbeitet wie folgt: Der fest eingestellte Wen der Stauchkraft gelangt aus dem Integrator 43 auf den Eingang für das Signal ei' des automatischen Reglers S". Der Istwert der proportional dem Moiorstrom des Kegdwalzenantriebsmotors 41 ist, wird dem Regler S als Signa! ei' zugeführt Das Signal ei' wird von einem Sollwertpotentiometer 44 geliefert mit dem die Stauchkraft und damit der Motorstrom des Kegel walzenantriebsmotors 41 auf einen kleineren Wert eingestellt werden können. Zwischen Motorstrom und Stauchkraft stellt sich beim Walzen ein Gleichgewichtszustand ein. der erst dann aufgehoben wird.

wenn die Staucharbeit beendet ist und der Slauchzylinder auf die vorher eingestellte Hubbegrenzung für die Kegelwalzenanstellung auffährt. Dann läßt das Motordrehmoment nach und die Stauchkraft kann auf ihren vollen Wert ansteigen. Dadurch wird die in dem horizontalen Walzspalt erzeugte Breitung (Fischmaul) ausgeglichen, damit die Ringstirnflächen gleichmäßig werden.

Da bei Walzende und auch schon kurz vorher der Stauchzylinder auf der Hubbegrenzung stehen soll, ist normalerweise ein Reduzieren der Stauchkraft vor Erreichen des Fertigdurchmessers nicht erforderlich. Bei Walzende wird daher die Sollwertspannung über die Diode 45 am Eingang des Integrators 43 schnell abgeschaltet.

Die Stauchkraft wird über ein Servodruckventil 46 gesteuert, welches mit einer Steuerwicklung an den automatischen Regler S" angeschlossen ist.

Durch die Zentrierkraft soll mit Hilfe des Zentrierzylinders und der Zentrierrollen 9,10 der Ring R während des Walzens mit seiner Mittellinie auf der Mitte des Walzwerkes gehalten werden. Dabei sollen die Kräfte aufgenommen werden, die den Ring R aus seiner Lage verschieben wollen. Außerdem wird mit Hilfe dieser Zentrierrollen 9,10 und des Walzdorns 7 die Kreisform des Ringes R erhalten. Weil mit größer werdendem Ring R die Wandstärke abnimmt, verliert der Ring R erkennbar mit fortschreitendem Walzen seine Steifigkeit. Die Abnahme der Zentrierkraft muß daher unter Außerachtlassung der Temperatur dem Ausdruck d/s proportional sein, d bedeutet den Außendruckmesser des Ringes Rund sseine Wandstärke.

Der fest eingestellte Sollwert wird ebenso wie bei der Einstellung der Stauchkraft und der Walzkraft durch einen Integrator 51 als Sollwertsignal ei" dem automatischen Stellgerät S" aufgegeben. Eine Erörterung des Integrators 51 und der zugehörigen Eingangsschaltung erübrigt sich. Diese Anordnung wird in vergleichbarer Weise wie die entsprechende Anordnung nach F i g. 3 bzw. 2 betrieben.

Dabei schließt der Schalter ώ. wenn nach Walzbeginn die Zentrierrollen 9,10 von »Schließen« auf »Walzen« umgeschaltet werden. Außerdem ist ein veränderlicher Sollwert vorgegeben, um die Zentrierkraft der Ringrohlingsabmessung anzupassen. Dazu dient das Signal ei", das durch die Einrichtung 52 geliefert wird.

Das Signal ei" für den Wert d/s wird in einer aus einem Multiplizierer Vj und einem Differenzverstärker Va bestehenden Schaltung erzeugt.

Die Spannung für den Ringdurchmesser d muß an einem Potentiometer P\ od. dgl. an der Tastrolle 21 gegenüber der Tellerwalze 3 abgegriffen werden. Die Spannung für die Ringwandstärke s liefert ein Potentiometer Pt, welches durch die Verstellung des Walz· dorns 7 bewegt wird Falls die Spannung für den Ring durchmesser d konstant ist und beispielsweise 1 V be trägt, wird im χ-Eingang des Multiplizierers Vi eint Spannung zugeführt die proportional der Ringwand stärke s ist. Der Ausgang des Multiplizierers Vj ist mi dein invertierenden Eingang des Differenzverstärker V« verbunden. Der nichi invertierte Eingang erhält ein« Bezugsspannung (Ringdurchmesser d von beispielswei se 1 V). Weicht der Ausgang des Multiplizierer* Vj po sitiv von der Bezugsspannung ab, stent sich der Aus gang des Differenzverstärkers Vi. der mit dem y-Ein gang des Multiplizierer^ V3 verbunden ist. auf einen nc gativen Wert ein. der dann mit dem x-Eingang (ent sprechend der Ringwandstärke s) multipliziert win

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Dadurch wird der Ausgang des Multiplizierers V3 infolge der hohen Verstärkung des Differenzverstärkers Va annähernd auf den Wert der Bezugsspannung von beispielsweise 1 V gebracht. Da gleichzeitig der Ausgang des Differenzverstärkers Va multipliziert mit der Ring-Wandstärke s die Bezugsspannung ergibt, liegt am Ausgang des Differenzverstärkers Va eine Spannung von l/s bzw. Ubetug/s. Verwendet man als Bezugsspannung den mit dem zunehmenden Ringdurchmesser d veränderlichen Wert, dann ist die Ausgangsspannung des "» Differenzverstärkers Va erkennbar proportional dem

Ausdruck dls. Diese Ausgangsspannung bildet das Signal ei" für das automatische Stellgerät 5". Dieses Stellgerät 5" erregt die Steuerwicklung des Servodruckventils 53 für die Zentrierkrafteinstellung.

Bei den Schaltungen für die Steuerung der Walzkraft, der Stauchkraft und der Zentrierkraft sind noch Einrichtvorrichtungen 54 bzw. 55 bzw. 56 vorgesehen, die auf die Eingänge für die Signale ei' bzw. ei" bzw, ei'" der betreffenden Regler S, S bzw. des Stellgeräts S" geschaltet sind und zum Einrichten des Walzwerkes von Hand dienen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Steuerung für Ringwalzwerke, die auf einem Horizontalgerüst eine angetriebene Tellerwalze, einen mit der Tellerwalze zusammenwirkenden, radial zustellbaren Walzdorn und verstellbare Zentrierrollen aufweisen und an einem horizontal beweglichen, vertikalen Stauchgerüst ein Kegelwalzenpaar tragen, von dem wenigstens eine Kegelwalze angetrieben und eine Kegelwalze vertikal verstellbar ist und bei denen die durch Zustellung des Walzdorns einstellbare horizontale Walzkraft zu Beginn des Walzens auf einen einer vorgegebenen zulässigen Leistungsbelastung des Tellerwalzenmotors entsprechenden Maximalwert gebracht, danach im wesentlichen konstant gehalten, un-j gegen Ende des Walzprozessts entsprechend der Annäherung des Ringdurchmessers an den vorwählbaren Ringfertigungsdurchmesser reduziert wird, wobei die von den Kegelwalzen auf die Stirnflächen des Ringes aufgebrachten Stauchkräfte einer zulässigen Leistungsbelastung des Kegelwalzenantriebsmotors und die von den Zentrierrollen auf die Außenumfangsfläche des Ringes ausgeübten Zentrierkräfte den Werkstücksabmessungen und deren fortschreitender Veränderung angepaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der horizontalen Walzkraft das Ausgangssignal eines automatischen Reglers (S) dient, als dessen Eingangsgrößen ein der Soll-Leistung des Tellerwalzenmotors (22) und damit der jeweils vorgegebenen Walzkraft entsprechendes, über einen Integrator (24) geliefertes Signal (ei), ein der 1st Leistung des Tellerwalzenmotors (22) entsprechendes Signal («) umgekehrten elektrischen Vorzeichens und ein weiteres Signal («) ebenfalls umgekehrten elektrischen Vorzeichens vorgesehen sii.d. welches der Differenz Sollwert-Istwert der Ringwachsgeschwindigkeit während des Walzprozesses entspricht und als vorrangige Führungsgroße für die Soll-Leistung des Teilerwalzenmotors (22) wirkt, daß die Steuerung der Stauchkraft durch das Ausgangssignal eines automatischen Reglers (S) erfolgt, als dessen Eingangsgrößen ein dem Maximalstrom des Kegelwalzenantriebsmotors (41) und damit der maximalen Stauchkraft entsprechendes, über einen Integrator (43) geliefertes Signal (ei'), ein dem Iststrom des Kegelwalzenantriebsmotors (41) entsprechendes Signal («') umgekehrten elektrischen Vorzeichens und ein weiteres Signal (e3') ebenfalls umgekehrten so elektrischen Vorzeichens vorgesehen sind, das einer Stauchkraft entspricht, die unter der maximalen eingestellt ist und als vorrangige Führungsgröße für den Sollstrom des Kegelwalzenantriebsmotors (41) wirkt, und daß zur Steuerung der Zentrierkraft das SS Ausgur.gssignal eines automatischen Stellgt rätes (S') dient, als dessen Eingangsgrößen ein der maxi malen Zentrierkraft entsprechendes, über einen In tegrator (51) geliefertes Sollwertsignal (ei"), ein Signal («") umgekehrten elektrischen Vorzeichens, das von dem Verhältnis der Istwerte von Ringdurchmesser (d) zu Ringwandstärke (s) abgeleitet ist, und ein weiteres Signal («") ebenfalls umgekehrten elektrischen Vorzeichens vorgesehen sind, das einer vorgewählten Zentrierkraft entspricht und als vorrangige Führungsgröße für den Sollwert der Zentrierkraft wirkt.

   Die Erfindung betrifft eine Steuerung für Ringwalz werke die auf einem Horizontalgerüst eine angetriebe n.e Tellerwalze, einen roh der Tellerwalze zusammen wirkenden, radial zustellbaren Walzdorn und verstell bare Zentrierrollen aufweisen und an einem horizontal beweglichen, vertikalen Stauchgerüst ein Kegelwalzen paar tragen, von dem wenigstens eine Kegelwalze an getrieben und eine Kegelwalze vertikal verstellbar ist und bei denen die durch Zustellung des Walzdome! einstellbare horizontale Walzkraft zu Beginn des Wal zens auf einen einer vorgegebenen zulässigen Lei stungsbelastung des Tellerwalzenmotors entsprechenden Maximalwert gebracht, danach im wesentlicher konstant gehalten, und gegen Ende des Walzprozesses entsprechend der Annäherung des Ringdurchmessen an den vorwählbaren Ringfertigdurchmesser reduziert wird, wobei die von den Kegelwalzen auf die Stirnflächen des Ringes aufgebrachten Stauchkräfte einer zu lässigen Leistungsbelastung des Kegelwaizenantriebs motors und die von den Zentrierrollen auf die Außen umfangsfläche des Ringes ausgeübten Zentrierkräfte den Werkstäcksabmessungen und deren fortschreitender Veränderung angepaßt werden.

   Die Steuerung von Ringwalzwerken bezweckt die Herstellung von Ringen mit den gewünschten Abmes sungen in der geforderten Oberflächengüte während einer optimalen Walzzeit, d. h. unter voller Ausnutzung der zur Verfugung stehenden Leistung der die Walzen antreibenden Motore des Ringwalzwerkes.

   Es ist bekannt (Prospekt 870 D-1500 der Anmelde rin), eine Steuerung mit den eingangs angegebenen Merkmalen von Hand zu verwirklichen. Für der Steuermann ist dazu ein Steuerpult vorgesehen, aul dem sich mehrere Vorwählgeräte befinden, mit denen der Außendurchmesser des Ringrohlings sowie der Außendurchmesser und die Höhe des fertigen Ringes eingestellt werden können, und durch die die Anfangsstellung der oberen Kegelwalze des Strauchgeriistes sowie die Rückfahrbewegung des Stauchgerüstes in Abhängigkeit vom Wachsen des Ringaußendurchmes sers festgelegt werden. Außerdem weist das Steuerpull Schalter auf, durch deren Betätigung der Walzdorn und die Zentrierrollen in Arbeitsstellung sowie das Stauch gerüst in seine für den Beginn des Walzens erfordern ehe Stellung gebracht werden.

   Für den Walzvorgang selbst sind drei Steuerhebe! vorgesehen, die der Steuermann betätigen muß. Mil dem ersten Hebel regelt er die vertikale Stauchkraft mit dem zweiten Hebel die horizontale Walzkraft und mit dem dritten Hebel die Zentrierkraft Der Steuer mann muß dabei versuchen, die auf dem Steuerpult vorhandenen Anzeigetnstrumente (Manometer uno Strommesser) und den sich verformenden Ring gleich zeitig zu beobachten. Zwei der Anzeigeinstrumente ge ben die jeweiligen Stromaufnahmen der Walzmotorer wieder und lassen auch den zulässigen Maximalstrondurch eine rote Markierung erkennen, sie zeigen je doch nicht die jeweils von den Motoren abgegebene Leistung an. Der Steuermann kann daher die Maximal leistung nicht einhalten, weil er aus Sicherheitsgründer ohnehin unter dem zulässigen Maximalstrom bleiber muß. Das Ringwachsverhalten muß der Steuermanr durch direkte Beobachtung des Ringes beim Walzer beurteilen und im Walzvorgang berücksichtigen. Ei steuert es über die Walzkraft so, daß der Ring einwand frei rund läuft und nicht ausschert. Ein weiteres Anzei geinstrument gibt dem Steuermann kurz vor Erreicher des Fertigaußendurchmessers den Differenzwert vor