DE2260442A1 - Regelvorrichtung zum walzen von stahlprofilen - Google Patents

Description

Pafenianwälie

Dr.-Ing. Wilhelm Beichel Dipl-Ing. Wolfgang Beichel

6 Frankfurt a. M. 1
Parksiraß© 13

7267

NIPPON STEEL CORPORATION,Tokyo, Japan

Regelvorrichtung zum Walzen von Stahlprofilen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung zum Walzen von Stahlprofilen.

Beim Walzen von Blechen, von warmen Stahlstreifen oder von kalten Stahlstreifen ist die sog. selbsttätige•Verstärkungsteuerung für die Steuerung solcher Teile sehr gut bekannt. Bei spielsweise sind z.Zt. solche Steuerungen verfügbar, die die Dicke dadurch steuern,daß sie beim Blechwalzen eine Belastungszelle für eine heiße umkehrbare Walze verwenden und ferner solche, die die Dicke dadurch steuern, daß sie den Verformungswiderstand des Endständers steuern,ebenso wie die Druckschraube der entsprechenden Ständer bei Anwendung einer mit Röntgenstrahlen arbeitenden Dickenmeßvorrichtung, eine Belastungszelle, eine. Breitenmeßvorrichtung und einen Umwalzer für ein stetig arbeitendes Kalt- oder WarmwalsaffirX«'

ORfGJNAt INSPECTED

Jedoch wird bei dieser Steuerung der Dicke eines blechartigen Teils das Walzen hauptsächlich durch Belastung einer einzigen Achse vorgenommen und es wurde noch keine Vorrichtung für eine praktische Anwendung vorgesehen, die eine selbsttätige Walzsteuerung hinsichtlich des Ausgangswertes beim Universalwalzen eines Stahlprofils, einschl. eines H-förmigen Stahlprofils aufweist, welches eine komplizierte Zugbeanspruchung in mehreren Achsen enthält. Im Folgenden werden nun Erläuterungen an einem H-förmigen Stahlprofil gegeben, wobei ein solches Profil als typisches Stahlprofil ausgewählt worden ist.

Es war bisher allgemein üblich, daß der WalzdurchlaufZeitplan für ein H-förmiges Stahlprofil auf einer Versuchs- und Näherungsbasis gefunden wurde, wobei dieser Zeitplan im wesentlichen von der Geschicklichkeit und der Intuition einer Bedienungsperson abhängt, die sich durch lange Erfahrung ergaben. Dies ist deshalb notwendig, weil beim Walzen eines H-förmigen Stahlprofils anders als beim Walzen eines blechähnlichen Mantelbandes eine komplizierte Anforderung darin besteht, daß der Steg und die Flansche als Einheit verlängert werden müssen, wie es weiter unten noch in Einzelheiten ausgeführt wird, wobei andererseits der Steg und die Flansche voneinander getrennt und unabhängig von entsprechenden Verminderungsprozentsätzen verkleinert werden müssen.

Im allgemeinen werden bei einem Stahlprofilwalzwerk die entsprechenden Durchgänge entweder durch Handbetätigung oder durch einen Verminderungseinstellschalter entsprechend einem Verminderungszeitplan, der für jedes Endprodukt Jeder Größe standardisiert ist, vorgesehen, bei denen die gewünschten Ausgangsmaße erarbeitet und gebildet werden» dadurch, daß

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das Teil hin und her bewegt wird, so daß es häufig mehrere male und mehr als zehn mal gewalzt wird. Da jedoch die verschiedenen Abschnitte eines Teils, das gewalzt wird, nachdem es dem Walzwerk zugeführt worden ist, sich in der Temperatur voneinander unterscheiden, wobei der Steg und die Flansche insbesondere eine unterschiedliche Temperaturverteilung aufweisen und da die Walzmöglichkeiten nicht gleichbleiben, ist es häufig der Fall, daß die Ausgangsmaße bei einem solchen Walzvorgang nicht die angestrebten Werte aufweisen, wie sie sich nach dem standardisierten Verminderungszeitplan für entsprechende Größen ergeben, und wie sie entsprechend der Festigkeit des Walzwerkes mit Abweichungen versehen sind.

Bisher war es bei einem solchen Fall üblich, daß die Bedienungsperson für das Walzen das Ausgangsmaß für bestimmte Teile des H -förmigen Stahlprofils beibehält, dadurch, daß der standardisierte Durchgangszeitplan durch eine Handbetätigung korrigiert wird, während der Ausgleich der Verlängerung dabei berücksichtigt wird, wobei die Meßergebnisse von Beispielen, in den folgenden Verfahrensschritten jeweils berücksichtigt werden und als Ergebnisse der Messung der Beispiele eine DickenmeßvorrdiChtung und eine Breitenmeßvorrichtung zur Überwachung der Ausgangswerte oder zum Zweck der Steuerung der Technologie installiert ist.

Es war jedoch bei solch einem Verfahren unvermeidbar, daß Ungleichmäßigkeiten in der Qualität der Produkte dadurch auftraten, daß eine außerordentlich große Geschicklichkeit zur wirksamen, raschen Korrektur notwendig war, wobei auch noch äußerste Vorsicht vorgesehen werden mußte, damit ein geeigneter Abgleich in der Verlängerung der entsprechenden Teile des H-förmigen Stahlprofils erreicht wurde, und daß die Korrektur individuelle Unterschiede aufwies, wobei

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außerdem der Walzwirkungsgrad beträchtlich vermindert war, wenn der Standarddurchgangszeitplan durch einen Handvorgang der Bedienungsperson des Walzwerks korrigiert werden mußte, für den Fall, daß das Ergebnis der Untersuchung des folgenden Vorgangs oder das Ergebnis der Messung durch Verwendung einer Dickenmeßvorrichtung und einer Breitenmeßvorrichtung ergab , daß der erstrebte Ausgangswert nicht erreicht wurde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelvorrichtung zum automatischen Walzen von Stahlprofilen zu schaffen, die die oben erwähnten Schwierigkeiten vermeidet.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, eine Regelvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Stahlprofilen mit bestimmten Dimensionen zu schaffen, dadurch daß der eingestellte Wert der Verminderung,der gemäß einem standardisierten DurchlaufZeitplan für den nächstfolgenden Durchgang oder den folgenden Walzwerkständer vorgesehen ist, durch Vergleich zwischen den Dimensionen der entsprechenden Abschnitte eines Teils, das gewalzt werden soll, wie sie nach dem anfänglichen Durchgang gemessen worden sind und der Werte für die Dicke des Stegs, die Dicke der Flansche und die Breite der Flansche, wie sie durch tatsächliche Messungen vorhanden sind, während eines Stahlprofil-Walzvorgangs verbessert wird.

Noch ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, eine Regelvorrichtung zu schaffen, die in kurzer Zeit den geeignetsten DurchlaufZeitplan aufstellen kann, wodurch die hohen Kosten, die für Versuchswalzdurchgänge erforderlich sind, und die Gefahr der Zerstörung der Herstellungsmöglichkeiten ausgeschaltet sind, die bisher manchmal beide bei der Versuchs- und -Fehler-Vorbereitung eines Walzdurchlaufzeit-

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plans auftraten, und zwar nur abhängig von der Erfahrung der Bedienungsperson, wie es bereits oben erläutert wurde.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Regelvorrichtung vorzusehen, die eine Walztemperatur während des Betriebs rasch und genau voreinstellen kann, für den Fall, daß die Oberflächentemperatur und die mittlere Temperatur eines zu walzenden Teiles nicht einander gleich sind.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Regelvorrichtung zu schaffen, die den geeignesten Walzvorgang ermöglicht, dadurch, daß eine Nährungsgleichung der Breitenverteilung für den Flansch, ebenso wie einer Nährungsgleichung für die Walzlast gebildet wird, dadurch, daß der modifizierte Mechanismus für den Walzdurchgang beim Walzen eines Stahlteils untersucht wird, wie er bisher' nur durch Versuche auf der Versuchs- und Fehlerbasis \erfügbar war und dadurch, daß man ferner Näherungsgleichungen für den wiedergewonnenen Wert des Stegs und die verminderte Stegdicke aufstellt, die beide bei den Stahlprofilen problematisch sind, daß*man dann die Werte des Walzwerkes berücksichtigt, ebenso wie den wiedergewonnenen Wert des Stegs und/oder den abnehmenden Wert der Stegdicke.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung zur Berechnung der Walztemperatur des Stahlprofils vorgesehen ist, daß eine Vorrichtung zur Vorbereitung eines DurchlaufZeitplans für das Stahlprofil unter Verwendung der berechneten Walztemperatur vorhanden ist, daß eine Vorrichtung zur Einstellung jedes Walzdurchgangs für das Stahlprofil entsprechend dem Durchlaufzeitplan vorhanden ist und daß eine das Stählprofil in dem eingestellten WaIz-

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Mit der vorliegenden Erfindung läßt sich insbesondere ein vollständig automatischer Walzvorgang für ein Stahlprofil, ebenso wie bei der Blechwalzsteuerung erreichen; das Blechwalzen unterscheidet sich jedoch von dem Walzen von Stahlprofilen in verschiedenen Punkten was nun den Mechanismus des Walzwerks selbst betrifft, so daß es unpraktisch ist, eine Blechwalzsteuer- oder Tegeleinrichtung für das Walzen von Stahlprofilen zu verwenden. Die wichtigsten Merkmale beim Walzen von H-förmigen Stahlprofilen sind kurz die folgenden:

(1) Die Lage der Stege und Flansche, die mit den Walzen in Berührung kommen, unterscheiden sich voneinander:

Zunächst werden die Flansche vermindert und anschließend wird der Steg gezogen. Deshalb läßt sich die verminderte Fläche in zwei Abschnitte aufteilen.

Fläche I: Die Fläche, bei der die Flansche allein unabhängig vermindert sind

Fläche II: Die Fläche, bei der der Steg und die

Flansche beide gleichzeitig vermindert

sind.

(2) Der Verminderungsprozentsatz des Stegs unterscheidet sich von dem der Flansche. Im allgemeinen ist der Verminderungsprozentsatz der Flansche größer oder gleich dem Verminderungsprozentsatz des Stegs.

(3) Es tritt ein Metallfließen ein. Dabei treten folgende Fälle auf, Flansch —*· Gewebe und Gewebe

^ Flansch.

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(4) In der Verminderungsfläche I stellt der Steg das Phänomen dar, daß er sich in der Dicke vermindert. In dieser Fläche wird der Steg nicht durch eine horizontale Walze vermindert, sondern die Flansche allein werden durch eine vertikale Walze vermindert. Deshalb ist der Steg der Zugbeanspruchung des Flansches ausgesetzt und er ist damit verlängert wodurch sich seine Dicke verringert.

(5) In der Vermindenungsf lache II zeigt der Steg das Phänomen, dass er sich wiederherstellt. Zu dieser Zeit ist der Verminderungsprozentsatz des Stegs im allgemeinen geringer als der Verminderungsprozentsatz des Flansches.

(6) Der Unterschied der erzeugten" Walztemperatur beträgt 50 - 200°C zwischen dem Steg und den Flanschen und 10 - 200⁰C zwischen dem Inneren und der Außenfläche jedes Stegs und jedes Flansches. Daraus ergibt sich bei der Walzsteuerung für- ein H-förmiges Stahlprofil anders als bei einer Steuerung zum Walzen eines Bleches das Problem, welcherTemperaturwert verwendet werden soll.

Gemäß der Erfindung wird die mittlere Innentemperatur zur Berechnung der Walzbelastung und der Walzantriebskraft ausgewählt. Während noch überprüft wird, ob die auf diese Weise berechnete Temperatur im Vergleich zu der mit Hilfe eines Thermometers berechneten Temperatur richtig ist, wird die Oberflächentemperatur zu diesem Zweck ausgewählt.

(7) Bei einem H-förmigen Stahlprofil ist die enthaltende Wärme reziprok zwischen dem Steg und den Flanschen isoliert, ebenso wie zwischen den Flanschen selbst, was auf den <ge.ometrisehen. Form beruht. Deshalb

ist es wesentlich, daß diese Wärmeisolierungswirkungen berücksichtigt werden, wenn man eine bestimmte Walztemperatur vorherberechnen möchte.

(8) Aufgrund der Tatsache, daß sich der Steg und die Flansche in ihrem Verminderungsprozentsatz unterscheiden, werden der Steg und die Flansche als eine Einheit verlängert. Deshalb wird derjenige, der einen größeren Verminderungsprozentsatz aufweist, zwangsläufig durch den anderen gebunden, der einen kleineren Verminderungsprozentsatz aufweist, und er ist durch dessen Zusammendrückbarkeit begrenzt. Andererseits wird derjenige, der einen geringeren Verminderungsprozentsatz aufweist, zu demjenigen, der einen größeren Verminderungsprozentsatz aufweist, hingezogen, so daß er einer Spannkraft ausgesetzt ist. Dementsprechend haben als Belastungen der horizontalen Walze und der vertikalen Walze den Einfluß dieser reziproken Bedienungskraft, die als Vergütungsfaktor hinzugefügt wird.

(9) Die erforderliche Antriebskraft zum Walzen ist etwa

3 mal so groß, wie diejenige, die zur idealen Korrektur verwendet wird, da die zunächstgenannte Kraft einem beträchtlichen Einfluß ausgesetzt ist, der von der Reibung zwischen einem Teil, das gewalzt werden soll und der Seitenfläche der Horizontalwalze herrührt und ebenso von der Innenreibung des Metallinnenflusses des Teiles, das gewalzt werden soll usw.

(1O)Die Flanschbreite beim Walzen eines H-förmigen Stahlprofils in einem Universalwalzwerk wird vergrößert oder im Gegensatz dazu vermindert und zwar in Abhängigkeit von dem Verminderungsausgleich zwischen dem Flansch und dem Steg und zwar wiederum anders als beim Walzen von

Wie sich aus der obigen Beschreiblang ergibt, weisen beim Walzen von H-förmigen Stahlprofilen der Steg und die Flansche eine sich gegenseitig beeinflussende Beziehung auf, was zu einem recht komplizierten Walzmechani sinus führt. Die Regelvorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt all diese verschiedenen Mechanismen, so daß sie ein Stahlprofil vollendet und ausgewogen walzt.

Gemäß der Erfindung liegt eine Walzregelung vor,- bei der Modellwalztemperatur, eine Modellantriebskraft zum Walzen, · eine Modellbedingung zur Einhaltung des Verminderungsausgleichs, eine Modellbreitensteuerung des Flansches und eine Modellwalzlast ausgenutzt wird.

Die bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendete Modellwalztemperatur setzt sich aus einer mittleren Temperatur für die Stege und Flansche zusammen und aus einer Oberflächentemperatur. Dabei wird die mittlere Temperatur zur Berechnung des Deformationswiderstands und die Oberflächentemperatur für einen Vergleich der tatsächlich gemessenen Temperatur mit der zur Berechnung ausgewählten Temperatur verwendet.

Die Modellantriebskraft zum -Walzen dient dazu, die Verteilung der Belastung jedes Walzwerks zu bestimmen und auch ferner den Verlängerungsprozentsatz des ganzen Abschnitts für jeden Durchlaß festzulegen und zwar sowohl des Stegs, als auch der Flansche und zwar derart , daß die folgenden drei Bedingungen erfüllt sind. . -

(1) Das Walzen wird mit der minimalen Durchgangsfrequenz durchgeführt, so daß ein Zeitausgleich zwischen nebeneinanderliegenden Walzwerken erfolgen kann.

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(2) Der letzte Durchgang findet nur bei geringer Belastung statt, wodurch eine Gleichmäßigkeit in der Qualität sichergestellt ist.

(3) Das Walzen wird innerhalb der Grenzen der festgesetzten Länge zwischen nebeneinanderliegenden Walzwerken ausgeführt.

Der Verminderungsabgleich soll insbesondere deshalb vorgesehen sein, damit die erwünschte Dicke des Stegs und die erwünschte Dicke des Flansches möglichst genau erreicht werden, damit sich keine Stegwelle, keine Flanschwelle oder eine Flanschbreitenwelle ausbildet.

Die Modellbreitenströmung des Flansches ist zu dem Zweck vorgesehen, daß eine Ungleichmäßigkeit in der Breite des Flansches auftritt, damit also die endgültigen Abmessungen sichergestellt sind und sie wird auch zur Berechnung des einzustellenden Werts des Rollendurchgangs in der Randvorrichtung verwendet, ebenso wie für die Berechnung'der erwünschten Breite des Flansches. Darüberhinaus wird die Modellbreite des Flansches zur Bestimmung der Lage eines geneigten Tisches verwendet, der speziell dafür vorgesehen ist, eine Abbiegung des Stegs zu verhindern.

Die Modellwalzlast ist zu dem Zweck vorgesehen, entsprechende Durchgänge für die Horizontalwalze und die Vertikalwalze festzusetzen, bei denen die gewünschte Dicke des Stegs und die gewünschte Dicke der Flansche erreicht wird, wobei die Walzbelastung, Walzwerksteifheitskoeffizient, die Abnahme im Wert der Dicke des Stegs und der wieder zu erreichende Wert des Stegs berücksichtigt werden müssen.

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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 Ein Blockschaltbild einer Regelvorrichtung zum Walzen von Stahlprofilen gemäß der Erfindung,

Fig. 2a und Fig. 2b Längsschnitte durch ein Stahlblech und H-förmiges Stahlprofil,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Walztemperatur-Recheneinheit, die bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden kann,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer im wesentlichen voll-

ständigen Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Durchlaufzeitplan-Recheneinheit zum Walzen eines Stahlprofils,

Fig. 5 einen erläuternden Schnitt durch ein Stahlprofil, bei dem die oberen Teile der Flansche durch ein Randwalzwerk vermindert sind,

Fig. 6 erläuternde Diagramme für die Verminderungsquerschnitte, wobei Fig. 6a ein allgemeines Verminderungsdiagramm und Fig. 6b ein standardisiertes Verminderungsdiagramm zeigt,

Fig. 7 u. 8 Diagramme, in denen das Verhältnis zwischen dem horizontalen, Walzdurchgang zur Walzzeit und der Dicke des Stegs nach dem Walzen dargestellt ist,

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Fig. 9 und 10 Blockschaltbilder der wesentlichen Teile einer Vorrichtung zur besseren Darstellung der Erfindung,

Fig. 11 ein erläuterndes Blockschaltbild für eine Recheneinheit gem. der Erfindung,

Fig. 12 ein Blockschaltbild der Walzregelvorrichtung eines Warmwalzwerks und der Walzdurchgangseinstellvorrichtung bei diesem Walzwerk,

Fig. 13 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Abweichung des Ausgangswertes und der Ergänzungseinstellung des Walzdurchgangs für den nächsten Durchgang oder den nachfolgenden Walzständer,

Fig. 14a und 14b schematische Zeichnungen zur Erläuterung eines Universalwalzwerks sowie eines Randwalzwerks,

Fig. 15 ein Blockschaltbild einer Walzregelvorrichtung für ein Stahlteil zur besten Regelung der Walztemperatur,

Fig. 16 eine Erläuterungsskizze zur Erläuterung der Normalstellung,

Fig. 17 ein Blockschaltbild der Regelvorrichtung für die Thermometerstellung gemäß der Erfindung und

Fig. 18 ein Blockschaltbild einer Regelvorrichtung für die Stahlteilverlängerung.

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ZunMchst wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform als Ganzes näher untersucht und. dann werden nacheinander die Einzelheiten erläutert.

In Fig. 1 sind eine wassergekühlte Anordnung 1, eine Temperaturnachweiseinrichtung 2, eine Dickennachweiseinrichtung 3, eine Breitennachweiseinrichtung 4, eine Längennachweiseinrichtung 5 und Walzen 6 dargestellt. Diese Einrichtungen sind nur skizziert und es ist selbstverständlich, daß sie in Wirklichkeit komplizierter aufgebaut sind.

Es ist eine Anfangseingabeeinrichtung 11 vorgesehen, durch die verschiedene Zustände während der Walzzeit eingegeben werden können. Die Anfangseingabeeinrichtung 11 ist mit einer Walztemperatur-Recheneinheit 12 zur Berechnung der Temperatur für ein zu walzendes Teil verbunden. Die Walztemperatur-Recheneinheit 12 ist mit einer Durchlaufzeitplan-Recheneinheit 13 zur Berechnung des DurchlaufZeitplans für das Walzen eines Stahlteils verbunden, sowie mit einer Walzdurchlauf-Einstelleinrichtung 14, die beim Walzen von Stahlabschnitten benötigt wird und die wiederum mit der Durchlaufzeitplan-Recheneinheit 13 verbunden ist. Zwischen der Walzdurchlauf-Einstelleinrichtung 14 und der einen Walze 6 befindet sich eine Walzendruck-Antriebsvorrichtung 15.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Steueranordnung für ein zu walzendes Stahlteil, eine Thermometerstellungs-Steuereinrichtung 17, eine Walzsteueranordnung 18 für ein warmzuwalzendes Stahlprofil und eine Steueranordnung 19 für ein Stahlteil mit besonderer Länge auf, wodurch die Präzision beim Walzen noch weiter erhöht wird. " , " .

Im Folgenden wird nun die Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zusammengefaßt beschrieben.

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BAD

Die Walztemperatur-Recheneinheit 12 wird so betätigt, daß sie die mittlere Walztemperatur und die Oberflächenwalztemperatur des Stegs und der Flansche für das Walzen eines Stahlteils während der tatsächlich zur Verfügung stehenden Zeit berechnet.

Die Durchlaufzeitplan-Recheneinheit 13 wird so betätigt, daß sie den geeignetsten Durchlaufzeitplan für ein Stahlteil einschließlich der Walztemperatur, der Antriebskraft für das Walzen, der vorgesehenen Modellflanschbreiten und der Verminderungsausgleichsbedingungen vorbereitet.

Die Walzdurchlauf-Einstelleinrichtung 14 wird so betätigt, daß sie einen geeigneten Walzendurchlauf einstellt, dadurch, daß sie eine angenommene Modellwalzlast verwendet, bei der eine reziprok wirkende Kraft zwischen dem Steg und dem Flansch berücksichtigt wird, bei dem eine angenommene Modellstegdicke verwendet wird, bei der ein abnehmendes Volumen der Stegdicke oder der wiedererlangte Wert berücksichtigt wird, und bei dem eine angenommene Modellflanschbreite verwendet wird.

Die Steueranordnung 16 für die zu walzenden Stahlteile wird so betätigt, daß sie die mittlere Walztemperatur und die Oberflächenwalztemperatur des Stegsund ihres Flansches berechnet, daß sie die wassergekühlte Anordnung 1 steuert, die aufgrund des Ergebnisses der Berechnung an der Walzstraße vorgesehen wird und daß sie dadurch die Temperatur des Walzwerks steuert.

Die Thermometerstellung -Steuereinrichtung 17 wird so betätigt, daß sie Schwankungen in den Abmessungen eines Stahlteils folgt, die sich beim fortschreitenden Walzen entsprechend der zu walzenden Stärken ergibt und es wird dabei die Lage der Temperaturnachweiseinrichtung 2 derart gesteuert, daß jeweils die gleiche Stelle eines Stahlteils über längere Zeit gemessen werden kann.

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Die Walzsteueranordnung 18 für ein warmzuwalzendes Stahlprofil wird so betätigt, daß sie irgendwelche Abweichungen der Dimensionen für das Walzen mit Hilfe von bestimmten Sollwerten erkennt, ebenso wie die gemessenen Dimensionen, dadurch, daß sie eine Dickennachweiseinrichtung 3 und eine Breitennachweiseinrichtung 4 verwendet, daß sie einen korrigierten Wert für den Walzendurchlauf durch Anwendung einer besonders dafür vorgesehenen Gleichung berechnet und damit den Walzendurchlauf für die nachfolgenden Durchläufe korrigiert.

Die Steueranordnung 19 für ein Stahlteil mit besonderer Länge wird so betätigt, daß sie die größere Lange eines Stahlteils so steuert, daß diese innerhalb der erlaubten Toleranzen eines angenommenen Profilwertes für einen Walzvorgang verbleibt, so daß die vergrößerte Länge des gewalzten Stahlteiles nicht größer oder kleiner ist als eine vorgegebene Länge, auch dann, wenn das Stahlteil in mehrere Stücke einer bestimmten Abmessung entsprechend der Reihenfolge des Warmwalzvorgangs zerschnitten wird. ·

Im folgenden wird nun die Anfangseingabeeinrichtung beschrieben.

Durch die Anfangseingabeeinrichtung 11 für die Anfangswerte 'werden, wie es sich aus Fig. 4 ergibt, die Bedingungen der möglichen Einstellungen festgelegt und zwar die Ausgangsleistung des Motors jedes Walzwerkständers, die maximal mögliche Belastung jedes Motors, die Kenndaten dieses Motors, die Grenzbedingungen für die Verwendung der Walztische vor und nach dem Walzen, die Bedingungen, die sich aus den möglichen Einstellungen ergeben, einschl. der Abmessungen der Walzen, die in den jeweiligen Walzwerkständern verwendet werden, wobei sich die Bedingungen durch die Walzblöcke, einschl. ihrer Zusammensetzung ,und ihrer Dimensionen, die Zahl der Rohblöcke, die Zahl der Welzblöcke, die Durchlauffolge und anderer beim wirklichen Betrieb .erliegender Verhältnisse ergeben, und ferner durch Bedingungen

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beim Walzen, wie die Präzision der Abmessungen der fertigen Gegenstände, der Temperatur der fertigen Gegenstände, der Ausstoßtemperatur, durch die Regelgüte für die Verlängerung und die Regelgüte für andere Bedingungen, d.ie Walzabkühlbebedingungen, die Bedingungen beim Abzundern, die Kühlbedingungen für die Temperatursteuerung und durch die Walztemperatur, wie sie mit Hilfe von Thermometern tatsächlich gemessen wird, die längs der Walzstraße bei deren Betrieb vorgesehen sind; die Geräte, die praktisch angewendet werden, weisen eine Einstelltafel zur Einstellung der Anfangswerte, ein Bandlesegerät, ein Kartenlesegerät und/oder einen übergeordneten Rechner auf.

Im Folgenden wird nun die Walztemperatur-Recheneinheit 12 bei ihrer Anwendung für ein zu walzendes Teil beschrieben.

Da ein H-förmiges Stahlprofil einen Steg und zwei Flansche aufweist, und die Wärmestrahlung, die von einem Flansch auf der einen Seite abgestrahlt wird, beispielsweise auf den Steg oder den anderen Flansch auf der anderen Seite auftrifft, ergibt sich eine Übertragung von Wärme zwischen einem Flansch und dem Steg, ebenso wie zwischen den Flanschen, so daß eine reziproke Wärmeisolierungswirkung berücksichtigt werden sollte. Andererseits sind die Bleche, die behandelt werden, gewöhnlich so dick, daß sich die Oberflächentemperatur mit der Innentemperatur nicht gleichsetzen läßt. Da nun von dieser Situation ausgegangen werden muß, ist die Erfindung darauf gerichtet, ein neues, von Annahmen aus gehendes Modell zu entwickeln, durch welches die mittlere Temperatur sowie die Oberflächentemperatur berechnet werden kann, so daß dadurch die mittlere Temperatur und die Oberflächentemperatur des Stegs bzw. der Flansche für jeden Durchlauf berechenbar ist. Da nun die Oberflächentemperatur mit Hilfe eines Thermometers gemessen werden kann und da der errechnete Viert der mittleren Temperatur durch Verwendung des Wertes, der durch die wirkliche Messung sich ergibt, in geeignetester V/eise

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korrigiert werden kann, läßt sich die Antriebskraft, die für das Walzen erforderlich ist, unter Verwendung der richtigen mittleren Walztemperatur, die sich ergeben hat, ausrechnen.

Wenn die Dicke eines plattenförmigen Stahlteils, das gewalzt werden soll, nicht groß genug ist, wie beispielsweise beim Walzen eines heißen Streifens zu dessen Fertigstellung, dann sind die Oberflächentemperatur und die Innentemperatur etwa einander gleich; wenn jedoch ein H-förmiges Stahlprofil einer beträchtlichen Stärke gewalzt werden soll, dann ist der Temperaturunterschied zwisehen der mittleren Temperatur und der Oberflächentemperatur 10 - 200⁰C; es wurde deshalb als ein notwendiger Schritt angesehen, daß die Oberflächentemperatur durch eine tatsächliche Messung und auch durch Rechnung neben der Berechnung der mittleren Temperatur dann festgestellt wurde, wenn ein berechneter Wert wegen des tatsächlich mit Hilfe eines Thermometers gemessenen Viertes korrigiert werden mußte oder dann, wenn die Näherungsgleichung für die Walztemperatur durch die Anwendung eines Thermometers entsprechend eingestellt v/erden mußte , und es wurde auch ein Modell zur Vorhersage von Werten erfolgreich entwickelt, mit welchen man die mittlere Temperatur und die Oberflächentemperatur sowohl des Stegs, als auch der Flansche erfolgreich berechnen kann.

Wenn man die angenommene mittlere Walztemperatur eines Stahlteiles, das entweder plattenförmig ausgebildet ist, oder einen H-förmigen Querschnitt aufweist, mit Tm bezeichnet, wenn man die angenommene mittlere Oberflächentemperatur des Stahlteils als Ts bezeichnet, dann kann der Unterschied zwischen den Temperaturen Tm und Ts als Ts bezeichnet werden, dann kann ferner die angenommene mittlere Temperatur in einem begrenzten Bereich, der durch geneigte Linien dargestellt ist und der die

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Symmetrieachsen des Profils enthält, der also mit anderen Worten bestimmte Standardprofile (S,., Sp und S^) enthält, als tm bezeichnet werden, dann kann ferner die angenommene Oberflächentemperatur in dem begrenzten Bereich als "ts bezeichnet werden und der Temperaturunterschied zwischen tm und ts als &ts so daß folgende Formel aufgestellt werden kann.

Ais (= Im-ts) i-- ATs (=Tm-Ts) '. U)

Diese Beziehung gilt auch für den Steg selbst. Der Rechenfehler, der sich bei dieser Annäherung ergibt, ist maximal + 4°C. Ausgehend von der obigen Gleichung wird der Unterschied zwischen der mittleren Temperatur und der Oberflächentemperatur in Richtung der Höhe des Stegs und in Richtung der Breite der Flansche als einheitlich angenommen und man muß daher den thermischen Unterschied in Richtung der Dicke des Bleches nur eindimensional ermitteln, so daß sich die zur Berechnung erforderliche Zeit erheblich verkürzt.

Die Formel zur Berechnung der Dicke eines Bleches = einer bestimmten Zeit ist im Folgenden angegeben

λ ^2ατ I t(xT) - ta + Ϊ ?^AT-^e"_c ^m ι ^C°r ^X"JL,[ U(x) - ta] Cos fcnxdx

Dabei ist λa eine charakteristische Zahl der transkendenten

Funktion, die die Gleichung Cot λ 1 = g erfüllt, wobei unendlich viele Ergebnisse erzielt werden können, wobei jedoch m = 5 als ausreichend angesehen wird, was die Genauigkeit betrifft.

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-Ί9 -

<Grenzbedingung χ Anfangsbedingung}

U) τ = O; t(x.O) = f(x)

(b) x=0; at/8x = O

Cc) x=Ä; -k3(t-ta)/8x = h(t-ta)

Dabei ist

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ta

"* Zeit, die gegenüber der Standardzeit vergangen ist

Abstand vom Mittelpunkt des Bleches Temperatur

Dicke des Stegs Verteilung der Anfangstemperatur Wärmeübertragungskoeffizient' Wärmeleitfähigkeit Umgebungstemperatur

2) Die Formel zur Berechnung des Unterschieds zwischen der mittleren Temperatur und der Oberflächentemperatur für den Fall, daß sich die Dickeides Bleches ändert, so daß 1 = 1^, l_o...l_ ist, ist unten angegeben.

iIe X

_n-Ij&-ι

A. Sin 1 η m L · (Q^ ) y

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η.

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Zusätzlich wird gemäß der Erfindung ein wirksamer Form koeffizient eingeführt, durch den die reziproke Wärmeisolationswirkung, die sich aus der übertragung von Wärme zwischen den Flanschen und dem Steg ergibt und die durch die geometrische Gestalt des Stahlprofils beeinflußt wird, berücksichtigt wird.

Die wirksamen Formkoeffizienten des Stegs und der Flansche, nämlich ψ w und|f|f lauten folgendermaßen:

&ÜL_ . i.o - 2Aw.Qfo.H'₁.₎.e/Af.Qwo

QWO *·

2|_ _{m 1#0} _ _Qwo.y .ε/Qfo - Ψ₂₂.ε (5)

QXO ■" **

Bei sind

Qwo, Qfο : Wärmemengen, die von dem Steg und den Flanschen bei totaler Abstrahlung abgestrahlt werden,

Qw, Qf : Die tatsächlichen Wärmemengen,die von dem Steg und den Flanschen abgestrahlt werden *

^Ψ12' ^V22 ^: Wirksame Formkoeffizienten zwischen den Flanschen und dem Flansch und dem Steg,

; ε : Die Abstrahlungsfähigkeit Aw, Af : Die Größe der Oberflächen, des Stegs und der Flansche.

Im Folgenden wird nun eine ins einzelne gehende Beschreibung der Walztemperatur-Recheneinheit 12 gegeben.

Gemäß Fig. 3 ist eine Walzzustand-Einstellanordnung 101 vorgesehen, eine Einheit 101a zur Einstellung verschiedenartiger physikalischer Konstanten, wie die spezifische Wärme eines zu walzenden Teils, das spezifische Gewicht eines zu walzenden

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Teils, der Stephan-Boltzmann Konstante, der thermischen Leitfähigkeit des Stegs und der Flansche, der Abstrahlungsfähigkeit und des Gewichts eines Teils, das gewalzt werden soll,, ferner eine Einheit 1O1b zur Einstellung der für das Walzen erforderlichen Zeit, eine Einheit 101c zur Einstellung der Abmessungen eines zu walzenden Teils, eine Einheit 101b zur Einstellung der Kühlwassermenge, die beim Walzen benötigt wird, eine Einheit 101e zur Einstellung der Menge des Entzunderungswassers, und eine Einheit 101f zur Einstellung der voraussichtlich bei der Bearbeitung entstehenden Wärmemenge. 102 ist eine Nachweiseinrichtung für die Temperatur eines gewalzten Teils, das gerade gewalzt worden ist, und diese Nachweiseinrichtung enthält eine Einheit, die die Temperatur eines gewalzten Teils 103, das gerade freigegeben wird, feststellt. Es ist ferner ein Thermometer 104 vorgesehen, um die Oberflächentemperatur eines gewalzten Teils tatsächlich zu messen und dieses Thermometer enthält eine Einheit, die die Temperatur eines gewalzten Teils 105 feststellt, das ineine bestimmte Stellung gelangt. 106 ist ein Rechner für die zu erwartende mittlere Walztemperatur eines gewalzten Teiles, 107 ist ein Rechner für die zu erwartende Temperatur eines Standardprofils, durch den die zu erwartende Oberflächentemperatur und die zu erwartende mittlere Temperatur eines bestimmten Standard-profils und der Unterschied zwischen diesen Temperaturen berechnet werden kann, und 108 ist eine Recheneinheit zur Berechnung der zu erwartenden Oberflächentemperatur,durch die die zu erwartende mittlere Oberflächentemperatur über ein Eingangssignal ' berechnet werden kann, welches von dem Rechner 106 zur Berechnung der zu erwartenden mittleren Walztemperatur weitergeleitet wird, sowie durch ein Eingangssignal, welches von dem Rechner 107 zur Berechnung der zu erwartenden Temperatur eines Standardprofils weltergeleitet wird. 109 ist eine Recheneinheit zur Berechnung einer korrigierten Temperatur, durch die die zu erwartende korrigierte mittlere Walztemperatur berechnet werden kann,, dadurch, daß von einem Eingangssignal ausgegangen wird, das von dem Thermometer 104 zur Feststellung der tatsächlich zu

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messenden Temperatur gebildet wird, und ferner von einem Eingangssignal, das von der Recheneinheit 108 zur Berechnung der zu erwartenden Oberflächentemperatur gebildet wird, so daß mit anderen Worten ein Temperatursignal für die zu erwartende Walztemperatur und ein Temperatursignal für die zu erwartende Oberflächentemperatur vorliegen und wobei 110 eine Recheneinheit zur Walzsteuerung ist, durch die Befehle an entsprechende Walzsteuereinheiten weitergegeben werden, wenn das zu erwartende korrigierte mittlere Walztemperatursignal vorliegt.

Im Folgenden wird nun die Wirkungsweise der oben beschriebenen Einheiten erläutert:

Wenn von der Walzenzustands-Einstellanordnung 101 Informationen über den Walzzustand abgegeben werden, einschließlich der entsprechenden physikalischen Konstanten, dann werden die zu erwartende Zeit, die für das Walzen erforderlich ist, die Dimensionen eines zu walzenden Teils, die Menge des Walzenkühlwasser, die Menge des Entzunderungswassers, der zu erwartende Wert, der bei der Bearbeitung erzeugten Wärmemenge pnd das Gewicht' eines zu walzenden Teiles, dem Rechner 106 für die zu erwartende mittlere Walztemperatur und dem Rechner 107 für die zu erwartende Temperatur des Standardprofils zugeführt und es wird entsprechend ein gewalztes Teil aus einem Wärmeofen oder einem Glühofen herausgenommen, der in den Zeichnungen nicht dargestellt ist,und es wird die Herausnahmetemperatur des gewalzten Teiles in dem Rechner für die zu erwartende mittlere Walztemperatur über eine Nachweiseinrichtung 102 für die Temperatur des gewalzten Teils mit Hilfe einer Nachweiseinheit 103 für das herausgenommene Teil eingegeben. Wenn das gewalzte Teil an einer bestimmten Stelle der Walzstraße anlangt, dann wird die tatsächlich gemessene Oberfliciientemperatur

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eingspig&n

dem Rechner 106 für die zu erwartende Walztemperatur von dem Thermometer 104 für die tatsächlich zu messende Oberflächentemperatur des zu walzenden Teiles zugeführt, und zwar "beispielsweise mit Hilfe der Nachweiseinrichtung 105 für ein ankommendes Teil (eine Nachweiseinheit für HMD oder beispielsweise ähnliches) und es wird eine vorläufige Berechnung der mittleren Walztemperatur Tm.ausgeführt. Es werden dann Signale entsprechend der DurchlaOfrequenz der Größe der Oberfläche eines zu walzenden Teils und entsprechend einem Transformationskoeffizienten, in den Rechner 107 für die zu erwartende Temperatur des Standardprofils von einem Rechner 106 für die zu erwartende Walztemperatur eingegeben. -

Dadurch läßt

sich der Temperaturunterschied ^ Ts entsprechend berechnen.

Anschließend werden die zu erwartende mittlere WeIztemperatur Tm und der Temperaturunterschied jj^'Ts in die Recheneinheit 108 für die zu erwartende Oberflächentemperatur eingegeben, wodurch sich die zu erwartende mittlere Oberflächentemperatur Tf eines gewalzten Teiles entsprechend der oben erwähnten Formel (21) ergibt.

Die tatsächlich gemessene Oberflächentemperatur Tfο, die Von dem Thermometer 104 zur Messung der tatsächlich vorliegenden Temperatur abgegeben wird_rund die angenommene mittlere Oberflächentemperatur Tf werden der Recheneinheit 109 zur Berechnung und Korrektur der Temperatur zugeführt, wodurch der Unterschied zwischen den beiden Temperaturen AiTf C=TfQ-Tf) berechnet werden kann, woraufhin dann ein Eingangssignal, das von dem Rechner 106 für die zu erwartende Walztemperatur abgegeben wird, d.h. also die zu erwartende mittlere Walztemperatur Tm korrigiert K'ird und sich durch die Anwendung der folgenden Formel berechnen läßt: 309826/0810 . ■

2260U2

Tm¹ (= Tm

Diese mittlere Walztemperatur, die etwa dem wirklichen Wert, der durch dieses Tm' gefunden wird, entspricht, d.h. die Temperatur, die zur Abkürzung als Walztemperatur allgemein bezeichnet wird, ist damit näher erläutert. Wenn nun ein auf diese Weise erhaltenes Walztemperatursignal, das eine hohe Genauigkeit aufweist, einer Einheit zugeführt wird, die einen Befehl abgeben kann, durch den eine Steueranordnung für verschiedene Walzvorgänge angesteuert werden kann, und zwar einer Recheneinheit 110 zur Steuerung des Walzvorganges, dann wird ein Teil einer wichtigen Standardinformation bestens ausgewertet, so daß sich die Wirksamkeit der Walzen sprungartig verbessern läßt und die Qualität auch ganz entscheidend verbessert werden kann.

203 ist eine Einheit zur Berechnung der zum Walzen erforderlichen Antriebskraft, die eine Durchlaufplan-Vorbereitungseinheit 13 enthält,und sie berechnet die Durchlauffrequenz für jede Walze, das Verlängerungsverhältnis bei jedem Durchlauf und die Umkehrfrequenz der universellen Horizontalrolle, wodurch die Grenzbedingung für die Verlängerung der Länge gegeben ist, ferner die durch die Verlängerung gegebene Qualitätsbegrenzung und wodurch ferner ein Lastfaktor ausgewählt wird, der es ermöglicht, daß

ο ein entsprechender Zeitausgleich zwischen den Walzwerkr ständern erfolgt, wenn beim Umkehrwalzen zwei oder mehr Tandemmaschinen bei der minimalen Durchlaßfrequenz verwendet werden, dass

ο eine Arbeitsweise mit leichter Belastung durchgeführt wird, indem der Formdurchgang auf etwa 2-3 Durchgänge bis zum Endwalzdurchgang aufgeteilt wird, wodurch eine Gleichmäßigkeit in der Qualität sichergestellt ist, so daß

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ο das Walzen innerhalb der Grenzen für die Verlängerung vor und nach jedem Walzwerkständer entsprechend der vorgesehenen Ausrüstung durchgeführt wird,

indem ein angenommenes Walzenleistungs-Antriebsmodell verwendet wird, und zwar auf der Grundlage der Eingangssignale, der für die Ausrüstung gegebenen Bedingungen, der Bedingungen des Walzblocks, der Walzbedingungen, die von der Eingabeeinrichtung 11 für die Anfangswerte vorgegeben sind und aufgrund des Eingangssignals entsprechend der Walztemperatur, das von der Walztemperatur-Recheneinheit 12 abgegeben wird.

Das Verlängerungsverhältnis kann durch Anwendung der folgenden Formel gefunden werden:

Verlange- Querschnittsfläche d.z.walzenden Teiles v.d.Walzen

rungsver- = — ^{ι ι}

hältnis ' Querschnittsfläche d.z.walzenden Teiles n.d.Walzen

Für das. Walzen eines Blechs ist das Verhältnis zwischen der für das Walzen erforderlichen Antriebskraft und dem Verlängerungsverhältnis bereits durch die HHT-Kurve und ähnliche Kurven geklärt. Beim Walzen eines H-förmigen Stahlprofils erweist sich jedoch die Formel zur Berechnung der zum Walzen erforderlichen Antriebskraft, die bereits für das Walzen von Blechen entwickelt wurde, als nicht anwendbar, da Unterschiede zwischen dem Walzen Von H-förmigen Stahlquerschnitten und dem Walzen von Blechen bestehen,,die besonders dadurch gegehen sind, daß

ο das Stegprofil und das Planschprofil im Prozentsatz der Unterschiedsabnahme voneinander verschieden sind, was zu einer reziproken Funktion der Druckkraft und der Zugkraft zwischen dem Stegprofil und dem Flanschprofil führte daß

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ο das Stegprofil und das Flanschprofil sich in ihrer Walztemperatur voneinander unterscheiden und daß

ο die Horizontalwalze und die Vertikalwalze eines Universalwalzwerkständers sich voneinander in ihrer Drehrichtung unterscheiden, wobei die vertikale Walze auch antriebsfrei ist.

Die Hauptfunktion der genormten Walzantriebsleistung liegt in der Bestimmung des GeSamtverlängerungsverhältnisses, einschließlich des Stegs und der Flansche, wodurch es möglich ist, mit dem maximal zulässigen Arbeitsdrehmoment des Walzenmotors zu walzen. Wenn die Deformierung beim Walzen sich in einem idealen Zustand durch Beanspruchung einer Welle ergibt, dann läßt sich die Arbeit W, die zur Deformierung erforderlich ist,' folgendermaßen ausdrücken :

W - 9.8V.kt.Ä_nn [kW.S]

Dabei ist kt :■ der wirksame Deformierungswiderstand *

2
(kg/mm ) (mittlerer wirksamer Widerstand init

quadratischer Begrenzung)

V : Volumen des zu walzenden Teils £mm 3 rt : Verlängerungsverhältnis

Für die Formel (6) hat sich ein wirksamer Deformierungswiderstand kt finden lassen, so daß er sich, wenn man die Werte W, V und fy durch tatsächliche Messungen feststellt, folgendermaßen ausdrücken läßt.

kt - 0.92 cxp (^ - ^L).(2.32-t+0.013e).<0.05e) V)

Hierbei ist <t = ψ

Dabei ist T : Mittlere Temperatur»des gewalzten Teils (⁰C).

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Ferner ist ganz allgemein die Beziehung zwischen dem Gesamtverlänge rungs verhältnis Afti,das durch die Recheneinheit 203 zur Berechnung der zum Walzen erforderlichen Antriebskraft gegeben ist, und der Frequenz des Walzdurchlaufs i durch die Fig.6a dargestellt. Dieses Verhältnis kann, so wie es in Fig. 6b dargestellt ist, normalisiert werden. Die Kurven A, B und C v/erden dann Ouerschnittsabnahme-Kennlinien A, B und C genannt. Diese Querschnitt sabnahme-Kennlinien unterscheiden sich voneinander in Abhängigkeit von der Wslzengröße. Das Stegstärke-Verlängerungsverhältnis λ w*¹» das FlanschstärkerGesamtverlängerungsverhältnis ?^fn und das Flanschbreite-GeSamtverlängerungsverhältnis A hn haben gewöhnlich einen Wert, der sich von dem Gesamtwert der Verlängerungs Verhältnisse unterscheidet; es wurde jedoch durch verschiedene Versuchsdaten bestätigt, daß ein geeigneter Ausgleich zwischen der Querschnittsabnahme des Stegs und der Querschnittsabnahme der Flansche dadurch erreicht werden kann, daß die Querschnittsabnahme-Kennlinien für die Stegstärke, die Flanschstärke und die Flanschbreite mit den Querschnittsabnahme-Kennlinien für das GeSamtverlängerungsverhältnis in Übereinstimmung gebracht werden. Mit anderen Worten läßt sich ein bevorzugtes Walzen dadurch erreichen, daß die Verhältnisse tyi, ^jfi und Ähi so ausgewählt werden, daß sie die folgende Gleichung erfüllen:

Xti-l Xv/i-l Xfi-1 Xhi-1 _f8) ..

Xtn-1 " Xwn-1 " Xfn-1 * Xhn-1

Diese Gleichung (8) wird als Querschnittsabnahme-Ausgleichsbedingung (1) bezeichnet.

Das Stegstärke-Verlängerungsverhältnis 'jjv/i, das Flanschstärke-Verlängerungsverhältnis f|fi und das Flanschbreite-Verlängerungsverhältnis f| hi für die entsprechenden Durchläufe können dadurch ermittelt werden, daß man die Werte für^wi, Jif."fi und^ hi durch die Anwendung der obigen Gleichung ermittelt.

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Unabhängig davon, ob nun die herausgefundenen Verlängerungsverhältnisse solche Werte darstellen, die verhindern, daß sich auf dem Steg und dem Flansch Wellen ausbilden, erfolgt nun eine Prüfung durch Anwendung der Querschnittsabnahme-Ausgleichsbedingung (2),der nun angegeben wird.

< nwi³ <

Ferner wird die Dicke des Stegs eines Teils, das gewalzt werden soll, entsprechend vor dem Walzen abgeändert, damit es dünner wird, und zwar immer dann, wenn

(io)

und es wird auch gleichzeitig die Dicke entsprechend vor dem Walzen, so daß das Teil stärker wird, abgewandelt, und zwar immer dann, wenn

nti >

Im Folgenden wird nun die Durchlaufzeitplan-Rechenteinheit 13 beschrieben.

Die Durchlaufzeitplan-Recheneinheit 13 bestimmt,in welchem Maß die Stegstärke, die Flanschstärke und die Flanschbreite vermindert werden sollen, damit ein Verlängerungsverhältnis für "ein zu walzendes Teil gefunden wird, welches dem Steg und den Flanschen gemeinsam ist. Wie bereits oben erwähnt, enthalten ein H-förmiges Stahlteil und ein Stahlblech einen Stegabschnitt und einen Flanschabschnitt in verschiedener Anordnung und da nun einmal der Stegabschnitt und der Flanschabschnitt beifn Walzen verschiedenen Abnahmeprozentsätzen ausgesetzt sind, sollten beide einheitlich verlängert werden, wobei es natürlich immer noch gewisse 309826/0810

begrenzende Bedingungen zwischen den Abnahmeprozentsätzen des Stegabschnitts und des Flanschabschnitts gibt.In der vorliegenden Beschreibung wird die begrenzende Bedingung Querschnittsabnahme-Ausgleichbedingung genannt.

Wenn eine gewisse Abweichung von der Querschnittsabnahme-Ausgleichbedingung vorliegen sollte,dann treten gefährliche Wirkungen auf,wodurch beispielsweise sich im Steg oder den Flanschen Wellen bilden,während durch Abweichungen von den gegebenen Daten eine Vergrößerung oder eine Verringerung der Flanschbreite entsteht;deshalb sollte der Abnahmeprozentsatz der Stegstärke, derAbnahmeprozentsatz der Flanschstärke und der Abnahmeprozentsatz der Flanschbreite jeweils die Querschnittsabnahme-Ausgleichsbedingung erfüllen.Wenn man einmal die Flanschbreite unter den Faktoren betrachtet,dann führt die Verminderung der Stegstärke und/oder der Flanschstärke bei den üblichen universellen Walzwerkanordnungen zu Schwankungen der Flanschbreite. Deshalb ist es äußerst wichtig,daß solche Schwankungen der Flanschbreite mit größter Genauigkeit vorher bestimmt werden,damit man ein gutes Fertigprodukt erhält,welches für die Flanschbreite genaue Abmessungen aufweist und bei dem der Flansch eine Normalgestalt aufweist,und daß man auch derartige Flanschbreiten-Abnahmeprozentsätze feststellen kann, durch die die Querschnittsabnahme-Ausgleichsbedingung erfüllt wird.Da nun die Schwankungen in der Flanschbreite bei einer universellen Walzwerkanordnung zu solch schwierigen Problemen führen,wobei ein Flansch,dessen obere Seite durch Walzen mit Hilfe einer Randvorrichtung dimensionsmäßig vermindert wurde, ergeben sich Schwankungen in der Breite des Flansches,die von der Verminderung der Abmessungen des Stegs und der Flan- ,\ sehe herrühren,bis sich eine Form ergibt,wie sie in Fig.5 dargestellt ist,wobei die Breite des Flansches entsprechend wieder hergestellt ist,was mit anderen Worten heißt,daß· die Breite des Flansches beim Walzen mit Hilfe einer Randvorrichtung in einem Örtlichen Walzvorgang um einen bestimmten

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Wert vermindert wird und daß dieser Wert richtig angenommen wird, wobei eine solche Annahme bisher noch nicht aufgrund der Schwankungen der Flanschbreite gemacht wurde.

Da nun einmal dieser Zustand vorliegt, hat man versucht, die Flanschbreite empirisch aufgrund von Versuchen und aufgrund der Erfahrung zu vermindern, wobei es wesentlich ist, wie weit die Verminderung der Flanschbreite in einem wirklichen Walzvorgang in einer mit einer Randeinrichtung versehenen Walzwerksanordnung gehen kann, wobei nicht überprüft werden konnte, ob die Querschnittsabnahme-Ausgleichsbedingung eingehalten werden konnte oder nicht und wobei das Walzen in einem solchen Zustand vorgenommen wurde, daß die Breite des fertigen Teils überhaupt.nicht bekannt war. Es wurden demgemäß Formeln entwickelt, durch die die Schwankungen der Flanschbreite, wie sie oben angegeben sind, berücksichtigt werden, damit die angegebenen Probleme gelöst werden können.

Wenn zum Walzen zunächst nur eine Universalwalzwerksanordnung verwendet wird, dann ergeben sich Schwankungen in der Flanschbreite Aj Fh^, die sich proportional zur Verminderung der Dicke des Flansches ÄF't erhöhen und die proportional zur Verminderung der Dicke des Stegs Al Wt abnehmen und außerdem hat sich dabei ergeben, daß Schwankungen der Flanschbreite mit großer Genauigkeit vorherbestimmt werden können, dadurch, daß man einen Flanschbreiten-Ausbreitungskoeffizienten C. einstellt, der durch die Anwendung der folgenden Gleichung gefunden werden kann.

l ^{β C}i · APt - AWt (12)

Wenn nun mit Hilfe einer Universalwalzwerksanordnung ein H-förmiges Stahlprofil, so wie es in Fig. 5 dargestellt ist, gewalzt werden soll, wobei die Größe der Verminderung der Dicke des Stegs und des Flansches 0 ist, Jedoch nur die Dimension am Ende des

Flansches durch eine Randwalzwerksanordnung vermindert wird,

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dann ergibt sich, daß die Schwankungen der Flanschbreite jFhp so großsind , wie es sich durch die Anwendung der folgenden Gleichung mit Hilfe verschiedener experimenteller Daten ergibt.. ·

Es wird nun die Abgabe und die Aufnahme von Signalen durch die Walztemperatur-Recheneinheit 12 erläutert und es wird anschließend die Recheneinheit 203 zur Berechnung der Leistungsanforderung für die Antriebskraft und die Durchlaufzeitplan-Recheneinheit 13 erläutert.

Die Walztemperatur vor einem Walzdurchlauf wird auf der Grundlage der.Abmessungen eines zu walzenden Teils aufgrund der Ausstoßtemperatur, und aufgrund der Zeitspanne zwischen dem Ausstoßen und dem Beginn eines ιWalzdurchlaufs berechnet.

Die Walztemperatur kann sowohl auf der Grundlage der geschätzten Zeit berechnet werden, die von der tatsächlichen Messung der Oberflächentemperatur bis zum Beginn des Walzens durch eine Universalwalzwerkanordnung verstreicht, aber sie kann auch.-auf der Grundlage der Abmessungen eines zu walzenden Teils, das sich im Walzdurchlaß befindet! und aufgrund des wirklich gemessenen Werts der Oberflächentemperatur, die bei Abschluß des Walzvorgangs in dem Durchlaß vorliegt, berechnet werden, für den Fall, daß in solch einem Durchlauf ein profiliertes Walzen vorgesehen wird, bevor die Uniyersalwalzwerkanordnung zu laufen beginnt.

Die für das Walzen erforderliche Antriebskraft bei der bestimmten Temperatur und das GeSamtverlängerungsverhältnis jflti, das zu dieser Zeit gewählt werden kann, lassen sich mit Hilfe der Recheneinheit 203 zur Berechnung der beim Walzen

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erforderlichen Antriebskraft herausfinden.

Die beim Walzen erstrebten Werte für die Stegdicke, die Flanschdicke und die Flanschbreite nach dem Walzen in einem Durchgang lassen sich dann durch die Verwendung der Durchlaufzeitplan-Recheneinheit 13 ohne weiteres auffinden und zwar auf der Basis des Verlängerungsverhältnisses, welches aus dem Stegprofil und dem Flanschprofil zusammen berechnet wird. Die Erhöhung der Temperatur eines gewalzten Teiles, welches sich aus der Walzarbeit ergibt, läßt sich mit Hilfe der Walztemperatur-Recheneinheit 12 aufgrund der erforderlichen Antriebsleistung zum Walzen auffinden, die bereits durch die Recheneinheit 203 zur Berechnung der zum Walzen erforderlichen Antriebsleistung festgestellt worden ist und es läßt sich die Walztemperatur vor dem Walzen in dem zweiten Durchlauf auf der Grundlage der Abmessungen des gewalzten teils, die schon durch die Durchlaufzeitplan-Recheneinheit 13 festgestellt worden sind, berechnen. Die für den jeweiligen Durchgang erforderlichen WaIzternperaturen (einschl. der mittleren und der Oberflächentemperaturen eines Stegs und der Flansche) für ein zu walzendes Teil, die zum Walzen erforderliche Antriebsleistung und der Durchlaufzeitplan lassen sich dadurch ermitteln, daß das Verfahren in regelmäßiger Folge wiederholt wird. Die gemäß der Erfindung vorliegende Anordnung macht es möglich, eine Rechnung durchzuführen, nachdem der Walzvorgang halbwegs abgelaufen ist, indem die Walztemperatur-Recheneinheit 12 mit der tatsächlich gemessenen Oberflächentemperatur des Stegprofils und des Flanschprofils, nachdem der Walzvorgang halb durchgeführt ist, gespeist wird, und es wird ferner dadurch möglich, die Walztemperatur (einschl. der mittleren und der Oberflächentemperaturen des Stegs und der Flansche) eines Teils beim Walzen

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in den entsprechenden Durchgängen festzustellen, ebenso wie die zum Walzen erforderliche Antriebsleistung und den Walzdurchlaufzeitplan, nachdem das Walzen halb abgeschlossen ist. Der von der DurchlaufZeitplan-Recheneinheit 13 abgegebene Ausgangswert wird ein Eingangssignal für die Recheneinheit 205 zur Berechnung der Walzlage während des Betriebs und es wird hier die Einstellung der Walze unter Berücksichtigung der Zahl der Wahlzwerkdurchläufe berechnet und als Ergebnis dieser Berechnung ergibt sich ein Eingangssignal für die Walzenstellungs-Steueranordnung 207.

Während der Zeit, während der kein Betrieb vorliegt, werden die Ausgangssignale der DurchlaufZeitplan-Recheneinheit 13 und der Walzstellung-Recheneinheit 205 entsprechend den Anforderungen verwendet, nachdem sie zum Speisen einer Anzeigevorrichtung 206, beispielsweise eines ·Zeilendruckers oder einer ähnlichen Einrichtung verwendet worden sind.

Im Folgenden wird nun die Walzdurchlauf-Einstelleinrichtung 14 beschrieben. Der Querschnittsabnahmeprozentsatz des Stegprofils unterscheidet sich von dem des Flanschprofils und zwar selbst in der Fläche II, indem sowohl das Stegprofil als auch das Flanschprofil einer Zugbeanspruchung, als auch einer die Länge vermindernden Beanspruchung ausgesetzt sind. Entsprechend den Unterschieden des Querschnittsverminderungsprozentsatzes durch die gleiche reziprok wirkende Leistung in dem Verminderungsflache I» ebenso wie in dem Verminderungsflache -^* Wenn man die Wirkungen dieser reziprok wirkenden Kräfte auf die Dicke des Stegs und auf die Dicke der Flansche untersucht/" dann ergeben sich während der Walzzeit die Ergebnisse, die in den Figuren 7 und 8 dargestellt sind, wobei Versuche speziell beim Walzen von Modellplastilin durchgeführt wurden. Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen den tatsächlich gemessenen Vierten eines horizontalen Walzendurchlaufs * S'h (Horlzontal-

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achse) beim Walzen und die Dicke des Stegs Wir (Ordinatenachse) nach dem Walzen_;im Fall des Walzens unter den Bedingungen, daß der Querschnittsabnahmeprozentsatz des Stegs (dem Ouerschnittsabnahmeprozentsatz des Flansches in dem. Bereich, in dem die Dimensionen des Stegs und der Flansche laufend vermindert werden. Im Folgenden sei eine Gleichung für S'h angegeben:

S'h = Sh + ft H (14)

Dabei ist Sh : Ein eingestellter Punkt eines horizontalen

Walzdurchlaufs
Δ'Η : Die Anzahl der Walzwerksprünge.

In diesem Fall ist, wie sich aus Fig. 7 auch ergibt, die folgende Beziehung anwendbar, daß nämlich die Dicke des Stegs nach dem Walzen> als der tatsächlich gemessene Wert beim horizontalen Walzdurchlauf ist.

Um es anders auszudrücken, hat der Steg nach dem Walzen wieder seine ursprüngliche Dicke. Solch ein Phänomen wie dieses hier wird als Wiedergewinnung des Stegs bezeichnet. Der ""Grad dieser Wiedergewinnung ist bemerkenswert und zwar ganz anders als bei der Wiedergewinnung der Elastizität, nachdem gewalzt worden ist, wie es beim Walzen eines Bleches oder etwas ähnlichem durchgeführt wird.

In Fig. 8 ist die Beziehung zwischen den tatsächlich gemessenen Vierten für die horizontalen Walzdurchläufe S'H (ilorizontalachse) während des Walzens und der Dicke des Stegs Wt (Ordinatenachse) nach dem Walzen für den Fall des Walzens unter einer Bedingung, bei der der Ouerschnittsabnahmeprozentsatz des Flansches nun ^ der Querschnittsabnahmeprozenfcsatz des Stegs in dem Bereich, in dem stetig eine Verminderung der Abmessungen des Stegs und der Flansche erfolgt.

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In diesem Fall ergibt sich folgende Beziehung, daß nämlich die Dicke des Stegs nach dem Walzen ^ dem tat-

sächlich gemessenen Wert des Horizontalwalzdurchgangs.

Um es anders auszudrücken, ist die Dicke des Stegs geringfügig dünner als der tatsächlich gemessene Wert des Horizontalwalzdurchgangs. Diese Erscheinung wird als Verminderung der Dicke eines Stegs bezeichnet.

Es wurde bestätigt, daß solche Erscheinungen wie die der Herstellung des Stegs und die Verminderung der Dicke des Stegs, die wöiter oben angesprochen wurden, ebenso beim wirklichen Walzen von Stahlteilen auftreten.

Im vorliegenden Fall, beim Walzen, von H-förmigen Stahlprofilen unter· Verwendung einer Universal·-Walzwerkanordnung tritt solche eine Erscheinung wie die Wiederherstellung des Stegs oder die Verminderung der Dicke des Stegs unter der Bedingung auf, daß in der verringerten Fläche II, so wie es oben beschrieben ist, gewalzt wird, wobei die Dicke des Stegs nach dem Walzen sich von dem Wert,der beim Walzdurchlauf für den Fall auftritt, unterscheidet, daß das Walzen tatsächlich mit einem eingestellten Wert des Walzdurchlaufs durchgeführt wird und daß die Anzahl der Walzwerksprünge entsprechend der Walzlast berücksichtigt wird. Die Dicke des Stegs nach dem Walzen kann insbesondere , wie es das Walzeh eines H-förmigen Stahlquerschnitts verlangt, wenn die Wiederherstellung des Stegs oder die Verminderung der Dicke des Stegs entsprechend berücksichtigt wird, dadurch ermittelt werden, daß man die weiter unten angegebenen verschiedenartigen Gleichungen löst.

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Hodellwalzbelastung

1. Beziehungen der Dimensionen in der Verminderungsfläche und der Verminderungsfläche II

1) Beziehungen zwischen unbekannten Größen und Gleichungen in der Verminderungsfläche I sind im Folgenden angegeben.

A. Geometrische Beziehungen der Masseströmungskonstanten in der Verminderungsfläche I

2.Ft₁.Fh₁ + wt. .u

« XXX foil

^ntl " 2.Ft..Fh. + Wt_.U ^l

B. Gleichung für die Beziehung, die dadurch gefunden wird, daß die Vorsprungsberührungslänge des Stegs und des Flansches an der Ausgangsseite der Walze in der Verminderungsfläche II gleich zueinander sind

2(Ft₂-Sv)RVe (Wt₂-SH).RH (22)

C. Gleichung zur Vorausermittlung der Vergrößerung der Breite des Flansches in der Verminderungsfläche I

Fh₂ = Fh₁ + C₁(Ft₁-Ft₂) - (Wt₁-Wt₂) - C₂.ΔΕ (23)

D. Gleichung zur Vorausermittlung der Gesamtverlängerung ϊ| t₁ auf der Grundlage des Prinzips einer angenommenen Arbeit

Ft" 2 .'Ft..Fh₁. kf

_nt « t-±) 1 1 (24)

¹ 1 Tt₂' 2.Ft₁₁Fh₁Af + Wt₁-IKkW

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E. Geometrische Beziehungen der Masses trömungskonstanten in der Verminderungsfläche II

2.Ft₂.Fh₂ + Wt₂.U ^nt2" · - ⁽²⁵⁾

p. Gleichung zur Vorausermittlung der Vergrößerung der Breite des Flansches in der Verminderungsfläche II

Fh₃= Fh₂ + C₁(Ft₂-Ft₃) - (Wt₂-Wt₃) (26)

G. Gleichung zur Vorausermittlung der Gesamtverlängerung Jj t₂ auf der Grundlage des Prinzips einer angenommenen Arbeit

nt, _f

¹ 2.Et₂-.Fh₂,kf + Wt₂.U.kw ' Erklärung der verwendeten Zeichnungen:

Wt, Ft, Fh : Stegdicke, Flanschdicke, Flanschbreite

Index 1 : Vor dem Walzen

2 : Anfangsstellung in der Fläche II

3 : Nach dem Walzen ·

SH, Sv : Horizontaler'Walzdurchlauf,

vertikaler Walzdurchlauf ^kw : Stegdeformationswiderstand kf : Flanschdeformationswiderstand Vw,], Vf₁ : Volumen des Stegs (auf der einen Seite)

und Volumen des Flansches (auf der einen

Seite) vor dem Walzen Vw₂, Vf₂ ϊ Volumen des Stegs (auf der einen Seite)

und Volumen des Flansches (auf der einen

Seite) in der. Fläche II ·

309826/0810 '

RiI : Radius der Horizontalwalze Rv : Äquivalenter Radius der vertikalen Walze

2) Walzbelastung

(1) Walzbelastung in der Verminderungsfläohe I

PH₁ = ο . (3D

PV₁ = Qf.Qgf.kf.Fh. (Lf - Lf₂) (32)

2Vf₁^f

^Gf = 1 + 2Vf-JCf + Vw₁-IcW *

Dabei ist ßf der Flanschkoeffizient für die Zwangsbedingungen in der Reduktionsfläche I und die erforderliche Arbeit zur Verminderung nur der Dimensionen des Flansches bei einem einheitlichen Zustand des Flansches und des Stegs ist flf mal der Arbeit, die zur Verminderung der Dimensionen des Flansches allein für sich erforderlich wäre.

(2) Walzbelastung in der Reduktionsfläche II

Pll·) = Qw.Qgw.kw.U.Lw. (34)

η. ι χ 2Vfa.kf ,. Amnf₂

Dabei ist gw der Flanschkoeffizient für die Zwangsbedingungen in der Verminderungsfläche II und der Steg ist zwangsweise dem Unterschied der Länge zwischen dem Steg und dem Flansch ausgesetzt und die dazu erforderliche Energie ist Qv mal größer als diejenige, die zur Verlängerung des Stege als eine Einheit erforderlich wäre.

= Ogf .kf .Ph-.Lf,

* 2

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(3) -Als Belastung für die Wiederherstellung des Stegs

PH₃ = kw.U.Lw₃/2 (37)

(4) Wirkung der Walzbelastung der Vertikalwalze auf die Walzbeanspruchung der Horizontalwalze durch die Randneigung der Horizontalwalze

PH₄ = FV-tan α (³⁸)

(5) Wirkung der Randhaftungskraftkomponente der Horizontalwalze auf die Walzbelastung der Horizontalrolle

PH₅ - j^_e /^Fe ;^Lf cos Sdxdy -Ψμ.Ρν .... (39) O O

(6) Gleichungen für die Walzbelastungen

PU _ pn _+PII +pn +ph +PH = (Qgw.Qw.Lw₂+Lw₃/2)kv7.U+(^tl'.li+tan

l'V = PV +PV₂ = Qgf. ICf(Qf-Fh₁ (Lf-Lf₂)+Fh₂

Erläuterung der Bezeichnungen

Qgf : Funktion der Verminderungskraft auf den Flansch

Lf : Gesamtlänge der Vorsprungsberührungsflache des Flansches

Lfρ : Länge der Vorsprungsberührungsfläche

in der Verminderungsfläche II : Funktion der Verminderungskraft auf

den Steg

: Länge der vorspringenden Berührungsfläche des Stegs .in der Verminderungs-

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fläche II
Lw, : Länge der vorspringenden Berührungsfläche

nach Wiederherstellung des Stegs f\ , : Neigung der Horizontalwalze Fe : Einfache Breite des Flansches t| : Reibungskoeffizient

Vergrößerte Modellbreite des Flansches

(1) Annahme der freien Ausdehnung der Breite des Flansches

AFh = C₁-AFt-AWt <⁴²>

Dabei ist C₁ : Flanschbreitenausdehnungskoeffizient A¹Ft : Verminderung der Dimensionen des

Flansches

fcjflt ι Verminderung tier Dimensionen des Stegs

(2) Annahme der Flanschbreitenwiderherstellung

A'Fh' nach Verminderung durch die Randvorrichtung

AFh' ⁼ C₂.Ae J (43)

C₂ « (Sw/2Sf)² '

Dabei ist Cp : Der für die verbleibende Flanschbreite vorliegende Koeffizient

Sw₁Sf: Schnittflächen des Stegs und des Flansches (auf der einen Seite) vor dem Walzen

fl'E : Verminderung durch die Randvorrichtung

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Die Walzdurchlauf-Einstelleinrichtung 14 weist eine Annahmeformel für die Modellstegdicke auf,eine Annahmeformel für die Modellflanschbreite und eine Annahmeformel für die Modellwalzbelastung, wie es oben erläutert worden ist,und sie wirkt so,daß sie die einzustellenden Lagen der Horizontalwalze und der Vertikalwalze mit der Zahl der Walzwerksprünge beim Walzen einer Last berechnet,wobei die Wiederherstellung des Stegs oder die Verminderung der Dicke des Stegs einen problematischen Punkt darstellt,der insbesondere beim Walzen eines H-förmigen Stahlprofils beachtet,werden muß,und sie weist ferner eine solche Funktion auf,durch die die eingestellte Lage des Walzendurchlasses der Randvorrichtung eingestellt wird,um die richtige Breite für den Flansch sicherzustellen.Die Grundzüge der Berechnung sind in dem Blockschaltbild nach Fig.11 dargestellt.

In Fig.11 ist durch 307 die Information dargestellt,die von der Eingabeeinrichtung 11 für die Anfangswerte geliefert wird,einschl. der erwünschten Walzstärken für den Steg (Wti, Fti) bei jedem Durchgang,der erwünschten Walzstärke des Flansches (Fhi) und der Dimensionen der Walze,und der Block 308 stellt die Ein-!·· gangsinformation da r,die durch die Walztemperatur-Recheneinheit 12 abgegeben wird,und zwar einschließlich der Walztemperatur des Stegprofils und des Flanschprofils bei jedem Durchlauf.Durch das Kästchen 309 wird die Funktion ausgeführt,daß die einzustellende Lage der Randvorrichtung in dem Walzdurchlaß berechnet wird.

Durch das Kästchen 310 wird der vorbestimmte Durchlaß der horizontalen Walze und der vertikalen Walze dargestellt^Was die Dicke des Flansches anbetrifft,so wird keine Wiederherstellung vorgesehen und deshalb ist der vertikale Walzdurchlaß = der erwünschten Walzstärke des Flansches.)

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Durch das Kästchen 311 wird die Funktion der Berechnung einer vorgesehenen Stärke des Stegs W¹ti nach dem Walzen dargestellt sowie die Berechnung des Deformationswiderstands und des Transformationskoeffizienten des Stegs und des Flansches. 312 ist eine Vergleichsfunktionseinheit für W'ti und Wti und sie führt Korrekturen des erwünschten horizontalen Walzendurchlasses dadurch aus, daß sie eine Rückführung zu dem Kästchen 310 vorsieht, wenn W'ti -^ Wti ist. Wenn W'ti = Wti ist, dann wird in dem Kästchen 313 weitergearbeitet. Das Kästchen 313 führt Berechnungen der Walzbeanspruchungen für die vertikale Walze aus. In dem Kästchen werden die Wirkungen der Walzbelastung der vertikalen Walze auf die Walzbelastung der horizontalen Walze durchgeführt. In dem Kästchen 315 werden Walzbelastungen der horizontalen Walze berechnet. In dem Kästchen 316 werden Steifheitskoeffizienten des Walzwerks berechnet. In dem Kästchen 317 werden Walzwerksprünge berechnet. Durch das Kästchen 31θ ist die Funktion zur Berechnung der einzustellenden Lage für den Walzendurchlaß dargestellt. Es ist eine Walzendurchlaß-Einstelleinheit 304 vorgesehen, die die Funktion aufweist, daß sie die verschiedenen Walzenstellungen auf der Grundlage der eingestellten Stellungen der Walzendurchlässe für die Horizontalwalze, die Vertikalwalze und die Randwalze, die sich aus der Recheneinheit 3o3 für den Walzendurchlauf ergeben, einstellt.

Durch eine geeignete Kombination der Einheiten, die in Fig. dargestellt sind, kann die am besten geeignete Einstellung der Durchlässe mit der Universalwalze und der Randwitisce ^er~ zielt werden. Damit können auch die am besten geeigneten Einstellungen für die Universalwalze und die Ran«i*»l#e für den Walzbetrieb errechnet werden*

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In Fig. 10 ist durch das Kästchen 305 eine Eingabeeinrichtung dargestellt, durch die verschiedene Informationen entweder von einem Kartenlesegerät oder einem Bandlesegerät, ähnlich wie bei der Eingabeeinrichtung 301 für die Anfangs-

•i·

werte, die in Fig. 9 dargestellt ist, eingegeben werden. Ferner ist 12 eine Walztemperatur-Recheneinheit und 306 ist eineWalzdurchlauf-Anzeigeeinrichtung, die einen Zeilendrucker oder eine Schreibmaschine mit den Rechenergebnissen speist, die von der Walzdurchlauf-Recheneinheit 303 als Ausgangsgröße abgegeben werden. Wenn nun die auf diese Weise erhaltene Information zum Walzen verwendet wird oder zur beschleunigten Analyse des Walzens, wenn dies notwendig ist, dann können die Ergebnisse in einem weiten Bereich angewendet werden, wodurch sich ihr Wert für praktische Zwecke bedeutend erhöht.

Wenn gemäß der vorliegenden Erfindung die 'Walzstellung-Einstelleinheit 304 nicht während des Betriebs verwendet wird, dann kann die Walzdurchlauf-Anzeigeeinrichtung 306 statt dessen allein dafür verwendet werden; ferner könnte in einem solchen Fall nur die Walzenstellung-Einstelleinheit 304 betätigt werden, wie es sich aus einem praktischen Fall heraus ergäbe oder es könnte die Walzenstellung-Einstelleinheit 304 und die Walzdurchlauf-Anzeigeeinrichtung 306 beide betätigt werden, wobei sich die technischen Möglichkeiten beider dieser Einheiten verwerten ließen. Für die Walzdurchlauf-Anzeigeeinrichtung 304 könnte zweckmäßigerweise entweder ein Lochband oder ein Magnetband verwendet werden.

Im Folgenden wird nun die Walzsteuereinheit 18 beschrieben, die die Genauigkeit der Verminderung der Dimensionen der Walze durch Einfügung einer Walzdurchlauf-Einstelleinrichtung 14 erhöht.

In Fig. 12 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei mit 405 eine Eingabevorrichtung

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für die horizontalen Walzdurchläufe bezeichnet ist, durch die beim horizontalen Walzendurchlauf für jeden Durchgang des Standarddurchlaufplans entsprechend der Walzgröße Werte eingegeben wei den können, bei der ferner 406 eine Eingabeeinrichtung für einen vertikalen Walzdurchlauf ist und 407 eine Eingabevorrichtung für einen Randwalzdurchlauf. 420 ist eine Steuereinheit für die Einstellung der horizontalen Walze, durch die die horizontale Walze 403 beim Walzen vorher genau eingestellt wird und zwar mit Hilfe einer Vorschub- und Zurücknahmeeinheit 423 für die horizontale Walze. Die vertikale Walze 402, ebenso wie die Randwalze 404, werden in ihrer Einstellung durch eine Steuereinheit 421 für die vertikale Walze gesteuert, ebenso wie auch durch eine Vorschub- und Zurückbewegungseinheit 424 für eine vertikale Walze, eine Steuereinheit 422 zur Einstellung der Randwalze und/oder durch eine Antriebseinheit 425» die eine Randwalze zur Begrenzung aufweist.

426 ist eine Nachweiseinrichtung für die Stegdicke, 427 ist eine Nachweiseinrichtung für die Flanschdicke und 428 ist eine Nachweiseinrichtung für die Flanschbreite,und es wird der Ausgangswert jedes Profils eines gewalzten Teils nach Beendung des Walzdurchlaufs oder nach Durchlauf durch jeden Walzständer mit Hilfe dieser Nachweiseinrichtungen gemessen; und im Anschluß daran werden die so tatsächlich gemessenen Werte und die entsprechend gewünschten Werte, die durch die Eingabeeinrichtung 408 für den Sollwert der Stegdicke, durch die Eingabeeinrichtung 409 für den Sollwert der Flanschdicke und die Eingabeeinrichtung für den Sollwert der Flanschbreite eingegeben werden, als eine Eingangsgröße einem Rechenwerk 411 zur Berechnung der Stegdickenabweichung zugeführt, ferner einem Rechenwerk 412 zur Berechnung der Flanschdickenabweichung und einem Rechenwerk 413 zur Berechnung der Flanschbreitenabweichung. Ferner ist 414 eine Recheneinheit zur Berechnung für Grenzwerte für die horizontale Walzdurchlaufkorrektur,

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415 ist eine Recheneinheit .zur Berechnung des Grenzwertes für die vertikale Walzdurchlaufkorrektur und 416 ist eine Recheneinheit zur Berechnung des Grenzwertes für die Walzdurchlaufkorrektur am Rand; und diese Einheiten sind so spezifisch für diesen Zweck ausgelegt, daß die Korrektur des Walzendurchlaufs so begrenzt sein sollte, daß sie einen bestimmten Grenzwert in einem Bereich nicht überschreitet, in dem die Abweichung des Ausgangswertes über einen gewissen Bereich hinausgeht, damit ein Ausgleich in der Verlängerung der entsprechenden Profile erreicht wird. 417 ist eine Korrektur- und Recheneinheit für den horizontalen Walzdurchiaß, 418 ist eine Korrektur- und Recheneinheit für einen vertikalen Walzdurchlaß und 419 ist eine Korrektur- und Recheneinheit für einen Randwalzdurchlaß j und diese Einheiten führen Berechnungen aus, damit die entsprechenden Walzdurchlässe für nacheinanderfolgende Durchlässe oder für nacheinanderfolgende Stillstände korrigiert sind, indem sie entsprechende Eingangssignale von dem Rechenwerk 411 für die Stegdickenabweichungen, von dem Rechenwerk

412 für die Flanschdickenabweichungen und von dem Rechenwerk

413 für die Flanschbreitenabweichungen aufnehmen;und es werden ihre Ausgangssignale einer Steuereinheit 420 für die horizontale Walzenstellung, einer Steuereinheit 421 für die vertikale Walzenstellung bzw. einer Steuereinheit 422 für die Randwalzenstellung zugeführt. In diesem Fall wird eine Korrektur innerhalb einer gewissen Grenze, so wie es oben erläutert ist, erreicht. Dabei wird durch die Recheneinheit

414 für die Grenzwerte der horizontalen Walzendurchlaufkorrektur eine Berechnung durchgeführt, in welchem Bereich der Steg unabhängig korrigiert werden kann, wobei dafür als Kriterium die Abweichung der Flanschdicke in dem Durchlaß oder in dem Walzwerkständer, die von dem Rechenwerk 412 für die Flanschdickenabweichung berechnet wird,von den Werten benutzt wird,die durch die Einstelleinheit 409 zur Einstellung der gewünschten Flanschdicke und der Nachweiseinheit 427 für die Flanschdicke,die in dem Durchlaß oder dem Walzwerkständer verwendet wird,gemessen werden·,und es

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wird der gewünschte Stegdickenwert bei dem nachfolgenden Durchlaß bereits durch die Einstelleinheit 408 für die gewünschte Stegdicke eingestellt, wodurch der Proportionalberelch der Korrektur- und Recheneinheit 417 für den horizontalen Walzdurchlauf gesteuert wird,und man läßt ferner die Recheneinheit 415 zur Berechnung des Grenzwerts für den vertikalen Walzdurchlauf entsprechend dem Proportionalbereich der Korrektur- und Recheneinheit 418 für den vertikalen Walzdurchlauf dadurch steuern, daß man als Eingang die gewünschte Flanschdicke des nachfolgenden Durchlaufs oder des nachfolgenden Gestells verwendet, ebenso wie man die Ausgangsgröße der Abweichung des Rechenwerks 411 für die Stegdickenabweichung für den nächsten Durchlaß oder das nächste Gestell verwendet, damit eine reziproke Funktion auf den Flansch durch Korrektur des Stegs ausgeübt wird. Die Recheneinheit 416 für Grenzwerte zur Randwalzdurchlaßkorrektur ist so ausgeführt, daß sie im wesentlichen die gleichen Funktionen durchführt, wie die Recheneinheit 414 der Grenzwerte zur horizontalen Walzdurchlaßkorrektur und wie die Recheneinheit 415 für Grenzwerte zur vertikalen Walzdurchlaßkorrektur und wenn man die zur; Anmeldung gehörigen Zeichnungen betrachtet, dann ist die Korrektur- und Recheneinheit 419 für den Randwalzendurchlaß so ausgebildet, daß ihr proportionales Profil nur durch die angestrebte ^lanschbreite des nachfolgenden Durchlasses oder des nachj.olgenden Ständers gesteuert wirdj diese Einheit kann jedoch? auch so ausgebildet sein, daß sie das fragliche proportionale Profil in Abhängigkeit von irgendeiner Dickenabweichung steuert.

Im Folgenden wird nun eine Erläuterung der Universalwalze und der Randwalze gegeben, die beim Warmwalzen eines H-förmigen Stahlprofils, wie es in den Figuren 14A und 14B dargestellt ist, verwendet werden. In diesen Figuren ist mit 401 ein zu walzendes Teil bezeichnet, während 403 eine Horizontalwalze ist, die die Höhe und die Dicke des Stegs entsprechend den

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gewünschten Werten freistellt und die die Dicke der Flansche und der Verwendungsübergänge zwischen dem Steg und den Flanschen in üblicher Weise aufrecht erhält, dadurch daß der Walzendurchlaß zwischen den vertikalen Walzen 402 in geeigneter Weise gesteuert wird und 404 sind dabei Rändwalzen, deren Zweck darin besteht, den Rand und die Breite der Flansche auf den üblichen Werten zu halten.

Es wird nun anschließend eine Erläuterung der Regelanordnung 16 für die zu walzenden Stahlteile gegeben.

Gemäß Fig. 15 ist eine Einstelleinheit 501 für den Wslzzustand vorgesehen, 501a ist ein Profil zur Einstellung entsprechender physikalischer Konstanten, beispielsweise der spezifischen Wärme eines zu walzenden Teils, des spezifischen Gewichts eines zu walzenden Teils, der Stefan-Boltzmann Konstante, der thermischen Leitfähigkeit des Stegs und der Flansche, der Abstrahlungsfähigkeit, und des Gewichts eines zu walzenden Teils, 501b ist ein Profil zur Einstellung der geschätzten Walzdurchläufe, 501c ist ein Profil zur Einstellung der Dimensionen eines zu walzenden Teils, 501d ist ein Profil zur Einstellung der Menge des Walzkühlwassers, 501e ist ein Profil zur Einstellung der Menge des Entzunderungswassers und 501f ist ein Profil zur Einstellung des geschätzten Wertes der Kalorien, die bei der Bearbeitung erzeugt werden. 502 ist eine Einrichtung zum Nachweis der Temperatur des gewalzten Teiles, und zwar der Temperatur, die beim Abziehen vorliegt, wobei diese Temperaturnachweiseinrichtung eine Einheit 503 aufweist, durch die nachgewiesen werden kann, daß das gewalzte Teil herausgezogen worden ist. 504 ist eine Temperaturnachweiseinrichtung zur Messung der tatsächlichen Oberflächentemperatur eines gewalzten Teiles, die eine Einheit 505 enthält, durch die die Ankunft eines gewalzten Teils in einer bestimmten Lage nachgewiesen wird« 5O6 ist eine

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Recheneinheit zur Berechnung einer angenommenen mittleren Walztemperatur für ein zu walzendes Teil, 507 ist eine Recheneinheit für eine Standardprofiltemperatur zur Berechnung einer angenommenen Oberflächentemperatur und einer angenommenen mittleren Temperatur eines bestimmten Standardprofils, sowie des Unterschieds zwischen beiden Temperaturen und 5ΟΘ ist eine Recheneinheit für eine zu erwartende Oberflächentemperatur zur Berechnung der zu erwartenden mittleren Oberflächentemperatur eines Teiles während des Walzvorganges, dadurch, daß ein Eingangssignal durch die Recheneinheit 506 für die zu erwartende mittlere Walztemperatur und ein Eingangssignal von der Recheneinheit 507 dazu ausgenutzt werden. 509 selbst ist wiederum eine Korrektur- und Recheneinheit für die Temperatur, durch die eine Korrektur und eine Berechnung einer geschätzten mittleren Walztemperatur über ein Eingangssignal durchgeführt werden kann, welches von'einer Nachweiseinrichtung' 504 zur Messung der tatsächlichen Temperatur abgegeben worden ist und durch ein Eingangssignal, das durch die Recheneinheit 508 für die zu erwartende Oberflächentemperatur abgegeben worden ist, die also mit anderen Worten durch ein geschätztes mittleres Walztemperatursignal und ein geschätztes mittleres Oberflächentemperatursignal angesteuert wird, 510 ist eine Einstelleinheit für eine relative Schraubeinstellung, 511 ist eine Einstelleinheit für die gewünschte Walztemperatur eines Stahlteils, 512 ist eine Kühlungssteuereinheit mit einer Einstelleinheit 511 für eine gewünschte Walztemperatur eines Stahlteils und mit einer Zeitstelleinheit für eine Kühleinheit zum Kühlen des Stahlteils und eine Einstelleinheit für eine Naßzeit, 513 ist eine Walze, 514 ist eine Untersetzungsantriebseinheit für ein Stahlwalzwerk, 515 ist ein Steuerabsperrorgan zur Steuerung der Menge des Kühlwassers und 516 ist eine Kühleinheit mit einem Kühlungswassertank, einer Düse usw. ]m Folgenden wird nun die Wirkungsweise der oben erwähnten Einheiten erklärt. Wenn Information über den WaIzzustnnd durch die Kinstelleinheit 501 für den Wnlzzustand

3 I) 9 8 2 GV \)H 1 κ

abgegeben wird, einschließlich entsprechender physikalischer Konstanten, der geschätzten erforderlichen Walzzeit, der Dimensionen eines zu walzenden Teils, der Menge des WaIzkühlungswassers, der Menge des Entzunderungswassers, der geschätzten Menge der Kalorien, die bei der Arbeit erzeugt werden,und des Gewichts des zu walzenden Teiles· als ein Eingangssignal einer Recheneinheit-506 für die geschätzte mittlere Walztemperatur zugeführt werden, ebenso wie- einer Recheneinheit 507 für die geschätzte Standardprofiltemperatur und wenn dann ein gewalztes Teil aus einem Erwärmungsschacht oder einem Tiefofen anschließend herausgezogen wird, der in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, dann wird die Ausgabetemperatur des gewalzten Teiles, die von einer Temperaturnachweiseinrichtung 502 mit Hilfe einer Yerbreiterungsnachweiseinheit 503 festgestellt worden ist, einem 'Eingang einer Recheneinheit 506 zur Berechnung der geschätzten mittleren Walztemperatur zugeführt. Und wenn das gewalzte Teil auf der Walzstraße eine bestimmte Stellung erreicht, wird die tatsächlich gemessene Oberflächentemperatur entsprechend von einer Einheit 504 zum Nachweis der tatsächlich gemessenen Oberflächentemperatur des gewalzten Teiles zu der Zeit einem Eingang der Recheneinheit 506 für die erwünschte mittlere Walztemperatur zugeführt, zu der eine Ankunftsnachweiseinheit 505 als ein HMC und eine schätzungsweise Berechnung der geschätzten mittleren Walztemperatur Tm dort durchgeführt wird. Es werden dann Signale, die beispielsweise der Zahl der Durchläufe, der Oberfläche eines zu walzenden Teils und den Transformationskoeffizienten entsprechen, als Eingangssignale in die Recheneinheit 507 für eine geschätzte Standardprofiltemperatur von der Recheneinheit 506 für die geschätzte mittlere Walztemperatur eingespeist und es wird die Ausgleichstemperatür DTs dort in der Recheneinheit für die geschätzte Standardprofiltemperatur berechnet. Daran anschließend werden die geschätzte mittlere Walztemperatur

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Tm und der Temperaturunterschied Δ1 Ts als Eingangssignale in die Recheneinheit 508 für die geschätzte Oberflächentemperatur eingespeist, wodurch sich die geschätzte mittlere Oberflächentemperatur Tf auffinden läßt. Dann werden die tatsächlich gemessene Oberflächentemperatur tm und die geschätzte mittlere Oberflächentemperatur ts, die durch die Nachweiseinheit 504 zur Messung der wirklichen Temperatur übertragen worden sind, einer Temperaturkorrektur- und -recheneinheit 509 als Eingangssignale zugeführt, wodurch der Unterschied zwischen den beiden AiTf (= tm - ts) berechnet wird,und es wird darin anschließend das Eingangssignal, welches von der Recheneinheit 6 für die geschätzte mittlere Walztemperatur übertragen worden ist oder mit anderen Worten die geschätzte mittlere Walztemperatur Tm korrigiert und derart berechnet, daß

Tm' (s Tm +AM

ist. Diese mittlere Walztemperatur ist dem tatsächlichen Wert sehr angenähert, so daß sich der Wert dieser Tm¹ auffinden läßt, d.h., diese Temperatur, die in dieser Technik kurz die Walztemperatur genarint wird, ist damit bekannt. Die auf diese Weise erhaltenen Walztemperatursignale, die eine hohe Präzision aufweisen, werden als Eingangssignale einer Einstelleinheit 510 für eine relative Schraubeneinstellung und einer Kühlungs-Steuereinheit 512 zugeführt. Di^ Einstelleinheit 510 für die Einstellung der relativen Schraubenlage, stellt eine geeignete ochraubenlage über die Walztemperatursignale und über andere relativ einstellbare Zustände ein, wie beispielsweise die gewünschte Walzstärke, die Dimensionen, das Gewicht eines Stahlteils, die erforderliche Durchlaufzeit und die Dimensionen der Walze und sie gibt einen Befehl an eine ■Verminderungsantriebseinheit 513 ab. Die Kühlungssteuereinheit 512 vergleicht das Walztemperatüreingangssignal mit der erwünschten Walztemperatur, die durch die Einstelleinheit 511 für die erwünschte Walztemperatur im Vor-hinein eingestellt worden ist,und sie gibt ein Kühlungseinstellsignal ab,

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um den Unterschied zu dem Steuerabsperrorgan 515 zur Steuerung der Kühlwassermenge auszugleichen und sie verursacht, daß das Kühlwasser entweder auf die Kühleinheit 516 gesprüht wird oder auf diese fließt„ wodurch ein Stahlteil auf der bezeichneten Walztemperatur gehalten wird.

Im Folgenden wird nun die Thermometereinstellung-Steuereinrichtung 17 beschrieben.

Nach Fig.16, in der die gegenseitige Lage von Teilen dargestellt ist, weist ein Lauftisch 605 eine Oberfläche 603a auf und es ist die Lage der ötojektivlinsen des Stegtherai©meter§ 625 und des Flanschthermometers 624 sowie die der Yertikalachse S, die durch die Mitte des Lauftisches hindurchgeht, dargestellt.

Was die sichtbare Lage der Teile zueinander in den Figuren 16 und 17 anbetrifft, so wird der FX-totrieb 616 auf einen Befehl hin betätigt, der von der FX-Einheit 612 abgegeben wird und er bewirkt, daß das Flanschthermometer 624 sich in Richtung X bewegt. Zu dieser Zeit wird die Lage des Flanschthermometers 624 mit Hilfe der FX-Nachweiseinheit 620 festgestellt ₉ die dabei sich ergebende Information wird wiederum der FX-Einheit 612 zugeführt und die FX-Einheit gibt einen Unterbrechungsbefehl an den FX-Antrieb 616 bei Beendung der spezifischen Bewegung ab» Das Flanschthermometer 624 ist damit in eine bestimmte sichtbare Lage in X-Richtung eingestellt. Die entsprechende sichtbare Einstellung in Y-Richtung wird durch die FY-Einheit 613, den FY-Antrieb 617 und die FY-Nachweiseinheit 621 vorgenommen; und natürlich können die oben beschriebenen Einstellungen laufend vorgenommen werden, wenn dies notwendig ist. Das Stegthermometer 625 kann sowohl in X-Richtung, als auch in Y-Richtung durch die WX-Einheit 614, den WX-Antrieb 618, die WX-Nachweiseinheit 623, WY-Einheit 615» den WY-Antrieb 619 und die WY-Nachweis-

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einheit 623 in ähnlicher Weise, wie das Flanschthermometer 624 in eine geeignete Lage eingestellt werden.

Es folgt nun die Beschreibung einer Regelanordnung 19 für ein Stahlteil mit besonderer Länge.

In Fig. 18 ist eine Walzendurchlaufeinstelleinheit 14 zur Einstellung verschiedener Walzdurchläufe entsprechend einem StandarddurchlaufZeitplan für alle Walzengrößen vorgesehen, es ist ferner eine Walzenstellungssteuereinheit 702 zur Steuerung der Stellung der Walze 6 vorgesehen,

wobei sich diese Walze in einem

Walzendurchlaß befindet, der durch die Walzenverminderungsund -antriebseinheit 15 voreingestellt werden kann. Es ist ferner eine Stahlteil-Längennachweiseinrichtung 5 zur Feststellung der Länge L^ des Stahlteilsi nachdem es das letzte Fertigwalzwerk passiert hat, vorgesehen , und es ist darüber hinaus eine Einstelleinheit 706 vorgesehen, die die spezifische Länge Lp, die sich aus der Verlängerung ergibt, eines Stahlteils einstellt. 707 ist eine Einheit, die das Abweichungsverhältnis Y in der Längenverlängerung berechnet, wobei diese Einheit mit den Längen L- und L« an ihrem Eingang gespeist wird. Es wird dann die tatsächlich gemessene Dicke ti, die von der Dickennachweiseinheit 709« festgestellt wird, und die das Abweichungsverhältnis Y und die Dicke des gewalzten Stahlteils 113 feststellen kann, als Eingangssignal einer nachfolgenden Dickenberechnungseinheit 709 für ein Stahlteil zugeführt. Die Berechnungseinheit 709 führt Berechnungen der Stahlteildicke t+1 aus, wie es für das Verlängerungslängen-Abweichungsverhältnis y+1 erforderlich ist, welches 0 wird, wenn das Stahlteil 714, welches anschließend an das bereits gewalzte Stahlteil gewalzt wird, das Fertigwalzwerk 704 passiert hat und zwar solange, bis dessen Walzen beendet ist. Da nun ferner das Gewicht des

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WaXzblocks so gesteuert wird, daß es ganz genau stimmt, dient der Walzvorgang, durch den die Dicke des fertigen Produkts des sich ergebenden Stahlteils t+1 ist, dazu, ein gewalztes Teil zu erhalten, welches derart fertiggestellt ist, daß die wirkliche, sich durch das Walzen ergebende Verlängerungslänge w eder größer, noch geringer ist, als die erwünschte Verlängerungslänge. Eine bloße Korrektur der Dicke t+1 des sich ergebenden Stahlteils zum Zwecke der einfachen Steuerung der tatsächlichen Verlängerungslänge, so daß sich eine Übereinstimmung mit der vorgegebenen Länge ergibt, könnte möglicherweise dazu führen, daß ein Produkt entsteht, das beim Fertigstellen in einem Walzabschnitt von den erwünschten Dimensionen abweicht, wodurch es nicht immer möglich ist, ein gewünschtes fertiges Walzprodukt zu erlangen.

Zu diesem Zweck ist eine Recheneinheit 711 zur nachfolgenden Korrektur der Stahlteildicke vorgesehen, wodurch solche Unregelmäßigkeiten ausgeschaltet werden. Diese Recheneinheit berechnet das Maß der Korrektur gegenüber der fertigen Dicke des Teils 714, welches so beim Walzen durchlaufen soll, daß es dem gewalzten Teil 713 folgt, dadurch, daß es die erforderliche fertige Dicke t+1 in dem nachfolgenden Walzvorgang eines Stahlteils verwendet, wobei dann der zulässige maximale Wert der Stahlteildicke tmax und der zulässige Minimalwert der Dicke tmin in der Einstelleinheit 710 für die zulässigen Dimensionstoleranzen für jede Wälzengröße im vor-hinein eingestellt wird und wobei die Stahlteildicke t durch die Dickennachweiseinheit 708 festgestellt wird.

Der Korrektionsgrad üis+1 für einen Walz_durchlauf wird dadurch errechnet, daß diese Rechnung für die Einstelleinheit mit der geringsten Steuerbarkeit durchgeführt wird,.dadurch, daß die Recheneinheit 412 zur Walzendurchlaßkorrektur mit einem solchen Wert der Dickenkorrektur . Ä!t+1 des nachfolgenden Stahlteils gespeist wird, wodurch die zu große Länge oder

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die zu geringe Länge der fertigen Verlängerungslänge, die durch das Walzen auftritt, auf einem Minimum gehalten wird, so wie es für das spezifische Profil des fertigen Produkts möglich ist, wobei dann der letzte Walzendurchlaß, der durch die Walzendurchlaß-Einstelleinheit 101 bereits eingestellt ist, in geringem Maße dadurch korrigiert wird, daß die Walzenstellungs-Regeleinheit 702 entsprechend der Walzendurchlaß-Korrekturgröße Ai S+1 gespeist wird und es wird die Verlängerungslänge dabei derart in geeigneter Weise gesteuert, daß das fertiggewalzte Produkt keine größere oder geringere Länge aufweist, als sie der von vornherein geschätzten Verlängerungslänge entspricht.

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Claims (8)

1. Patentansprüche

   Regelvorrichtung für das Walzen von Stahlprofilen,

   dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (12) zur Berechnung der Walztemperatur des Stahlprofils vorgesehen ist, dass· eine Vorrichtung (13) zur Vorbereitung eines Durchlaufzeitplans für das Stahlprofil unter Verwendung der berechneten Walztemperatur vorhanden ist, daß eine Vorrichtung (14) zur Einstellung jedes Walzdurchgangs für das Stahlprofil entsprechend dem Durchlauf Zeitplan vorhanden ist und daß eine das Stahlprofil in dem eingestellten Walzdurchgang walzende Vorrichtung vorgesehen ist.
2. 2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1,' dadurch gekennzeichnet,

   , daß die Vorrichtung (12) zur Berechnung der Walztemperatur eine Walztemperatur-Recheneinheit ist_fi in der die mittlere Temperatur und die Oberflächentemperatur des Stahlprofils verarbeitet werden.
3. 3. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Walztemperatur-Recheneinheit eine Recheneinheit für die ungefähre mittlere Walztemperatur aufweist, durch die die näherungsweise mittlere Walztemperatur eines zu walzenden Teils berechnet werden kann, dadurch, daß ein Walzzustandseingangssignal von einer Walzzustandseinstelleinheit

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   - 5ο -

   übertragen wird und daß ein Eingangssignal von einer Nachweiseinheit für die Temperatur eines gewalzten Teils zu der Zeit, wenn das gewalzte Teil einen Durchgang passiert hat, übertragen wird, daß eine Recheneinheit für eine geschätzte Standardprofiltemperatur eine etwaige Oberflächentemperatur und eine etwaige mittlere Temperatur des zu walzenden Teils berechnet und ferner den Unterschied zwischen den beiden Temperaturen, dadurch, daß die Eingangssignale, die von der Einstelleinheit für den Walzzustand und von der Recheneinheit für die geschätzte mittlere Walztemperatur übertragen werden, daß eine Recheneinheit für die geschätzte Oberflächentemperatur, die etwaige Oberflächentemperatur eines gewalzten Teils dadurch berechnet, daß die Eingangssignale der Recheneinheit für die geschätzte mittlere Walztemperatur und der Recheneinheit für die geschätzte Standardprofiltemperatur zugeführt werden und daß eine Temperaturkorrektur- und -recheneinheit zur Auffindung des Unterschieds der Temperatur zwischen der tatsächlich gemessenen Oberflächentemperatur und der geschätzten Oberflächentemperatur vorgesehen ist, dadurch, daß die Eingangssignale, die durch ein Thermometer übertragen werden, die Oberflächentemperatur während der Ankunft eines gewalzten Teils in einer bestimmten Stellung tatsächlich messen,und daß andererseits Eingangssignale von der Recheneinheit für die geschätzte Oberflächentemperatur übertragen werden und daß eine Korrektur und eine Berechnung eines Eingangssignals für eine geschätzte mittlere Walztemperatur auf der Basis des Temperaturunterschieds erfolgt.

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   226044?
4. 4. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (13) zur Vorbereitung eines DurchlaufZeitplans eine Durchlaufzeitplan-Recheneinheit für ein Stahlprofil ist, welches eine Mödellwalztemperatur, eine Modellantriebskraft zum Walzen, eine Modellflänschbreite und einen Verminderungsäus« gleichzustand aufweist*
5. 5* Regelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaufzeitplan-Recheneinheit eine Recheneinheit für die erforderliche Walzantriebskraft zur Berechnung und Bestimmung der Verteilung von Durchläufen in entsprechenden Walzwerkständern und des Verlängerungsverhältnisses für jeden einzigen Durchgang und auch für die Zahl der Umdrehungen einer Horizontalwalze und ferner eine Recheneinheit für den DurchlaufZeitplan enthält, durch die ein solcher DurchlaufZeitplan berechenbar ist, der dem Verminderungsausgleichszustand in jedem Durchgang genügt, dadurch, daß ein Eingangssignal durch die Recheneinheit für die erforderliche Walzantriebskraft vorgesehen wird und daß ferner der Vertoinderungsabgleichszustand entsprechend der Modellflanschbreite ausgedehnt wird.
6. 6. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Einstellung des zum Walzen verwendeten Walzendurchgangs eine Einstelleinheit für einen Walzendurchgang ist, die eine angenommene Modellwalzlast aufweist, wobei die reziprok wirkende Arbeitskraft zwischen dem Steg und dem Plansch des Stahlprofils berücksichtigt ist,

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   und daß die angenommene Modellstegdicke bei der Verminderung der Stegdicke oder beim Phänomen der Wiederherstellung in Betracht gezogen wird ebenso wie eine angenommene Modellflanschbreite
7. 7. Regelvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzendurchgangs-Einstelleinheit eine Recheneinheit für einen Walzendurchgang zur Berechnung jedes Walzendurchgangseinstellspunkts einer horizontalen Walze aufweist, daß eine vertikale Walze und eine Randwalze in entsprechenden Durchgängen auf der Grundlage eines Eingangssignals der Einrichtung zur Berechnung der Walztemperatur vorgesehen sind, daß eine Modellstegdicke nach 'dem Walzen angenommen wird und entsprechend eine Modellflanschbreite, daß eine Walzdurchlaßanzeigeeinheit vorgesehen ist_f die entsprechende Walzdurchlässe der horizontalen Walze und der vertikalen Walze und auch der Randwalze in entsprechenden Durchgängen auf der Basis des Eingangssignals anzeigt,welches durch die Walzenstellungeinstelleinheit übertragen wird,damit die Walzenstellungen für die horizontale Walze,dievertikale Walze und die Randwalze mit Hilfe von Eingangssignalen eingestellt werden,die von der Recheneinheit für den Walzendurchlaß abgegeben worden sind und/oder auf der Grundlage der Eingangssignale,die von der Walzendurchlaßrecheneinheit abgegeben worden sind,eingestellt werden.

   3 0 9 8 2 6 / 0 8 1 U
8. 8. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einheit zur Einstellung des gewünschten Ausgangswerts des Stahlprofils und eine Einheit zur wirklichen Messung und zum Nachweis des Wertes eines Stahlprofils an einer.Stelle angeordnet sind, daß die Abweichsignale von einer Abweicharithmetik dadurch erreicht werden, daß diese Abweicharithmetik mit den tatsächlich gemessenen Werten durch die Nachweiseinheit übertragen wird, ebenso wie der gewünschte Ausgangswert durch die Einstelleinheit übertragen wird, wobei die dafür vorgesehenen Eingangssignale als Ein-, gangssignale in eine Walzendurchlaßkorrektur- und -recheneinheit eingespeist werden, und daß ein auf Verminderung eingestellter Wert des Standarddurchlaufzeitplans der Steuereinheit für die Verminderungseinstellung durch ein Ausgangssignal korrigiert wird, das durch die Walzendurchlaßkorrektur- und -recheneinheit übertragen wird, wodurch der Ausgangswert des gewalzten Teiles beim folgenden Durchgangoder beim nachfolgenden Walzwerkständer entsprechend korrigiert wird.

   Rei/Pi.

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