-
Verfahren zur Steuerung der Walzgeschwindizkeit bei einer kontinuierlichen
Walzanlage Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Walzgeschwindigkeit
bei einer kontinuierlichen Kaltwalzanlage bzw. -straße.
-
Bei einer modernen, kontinuierlich arbeitenden Kaltwalzstrasse werden
Metallbänder von Wickeln bzw. Coils abgerollt, die von Abrollhaspeln getragen werden,
wobei aufeinanderfolgende Bänder zu einem kontinuierlichen Band zusammengeschweißt
werden. Das kontinuierliche Band wird in einer Speicherstation gespeichert. Bei
einer Ausbildung der Speicherstation wird ein Schleifenwagen mit einer Mehrzahl
von Rollen verwendet; das Band wird dabei kontinuierlich um diese Rollen und zusätzliche
stationäre Rollen geführt. Durch Änderung der Stellung des Schleifenwagens gegenüber
den stationären Rollen läßt sich die in der Speicherstation gespeicherte Bandmenge
steuern.
Das in der Speicherstation vorhandene Band wird dann kontinuierlich einer Tandemwalze
zugeführt. Das von der Tandemwalze kaltgewalzte Band wird dann von einer fliegenden
Schere abgetrennt und die abgeschnittene Bandlänge sodann auf eine Haspel aufgewickelt.
Bei einer solchen Anlage ist die in der Speicherstation gespeicherte Bandmenge nicht
groß genug, um der mit normaler Geschwindigkeit laufenden Walze während des Schweißens
Band zuzuführen; außerdem wird die Dicke des gewalzten Bandes häufig geändert. Aus
diesem Grund ändert sich die in der Speicherstation gespeicherte Bandmenge in hohem
Maße, so daß es manchmal nötig ist, den Walzenstand zu stoppen, wodurch jedoch die
Produktionsgeschwindigkeit reduziert wird. Daraus ergibt sich eine Verringerung
des Vorteils, den die Installation einer Speicherstation mit sich bringt; aus diesem
Grunde ist es höchst erwünscht, ein neues Verfahren zur Steuerung der Walzgeschwindigkeit
zu schaffen, um den Vorteil einer Speicherstation unter allen Betriebsbedingungen
der kontinuierlichen Kaltwalzbandstraße auszunutzen.
-
Es wird als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen, ein
verbessertes Verfahren zur Steuerung der Walzgeschwindigkeit zu schaffen, um die
gespeicherte Bandmenge in einem vorbestimmten Bereich zu halten.
-
Im einzelnen betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung der
Walzgeschwindigkeit, wobei das Steuerungssystem derart programmiert ist, daß es
mit zwei verschiedenen. Schemata arbeitet; eins für einen Fall, bei welchem die
gespeicherte Bandmenge -klein ist, und das andere für den Fall, in dem die gespeicherte
Bandmenge groß ist, wobei in dem erstgenannten Fall eine Steuerung des Schleifenwagens
bezüglich dessen konstanter Lage bewirkt wird,
während in dem letztgenannten
Fall eine Steuerung der Walzgeschwindigkeit der Walze erfolgt.
-
Eine perfekte kontinuierliche Kaltwalztechnik wird noch in keinem
Land praktiziert, so daß das erfinderische Konzept der vorliegenden Erfindung für
völlig neu gehalten wird.
-
Insbesondere wird gemäß einem Aspekt der Erfindung bei einer kontinuierlichen
Walzanlage, bei welcher Metallbänder, die von auf Abrollhaspeln montierten Coils
abgerollt und aufeinanderfolgend zu einem kontinuierlichen Band zusammengeschweißt
werden, das in einer Speicherstation gespeichert wird, die einen Schleifenwagen
aufweist, der betätXpar ist um die in der Speicherstation gespeicherte Bandmenge
zu variieren, wobei das Band aus der Speicherstation entnommen und einer Walze zugeführt
wird, ein Verfahren zur Steuerung der Walzgeschwindigkeit geschaffen, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß die Drehgeschwindigkeit der Abrollhaspeln und der Walze
in Übereinstimmung mit der in der Speicherstation gespeicherten Bandmenge jeweils
auf eine Geschwindigkeit eingesteuert werden, die für die in der Speicherstation
gespeicherte Bandmenge am geeignetsten ist.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird für eine kontinuierliche
Walzstraße der obenbeschriebenen Art ein Verfahren zur Steuerung der Walzgeschwindigkeit
geschaffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Geschwindigkeit der Abrollhaspeln
derart gesteuert wird, daß der Schleifenwagen innerhalb eines abgegrenzten Bereichs
gehalten wird, sobald die in der Speicherstation gespeicherte Bandmenge eine vorbestimmte
Menge überschreitet, daß die Walzgeschwindigkeit der Walze im Verhältnis zur Geschwindigkeit
der Abrollhaspeln gesteuert wird, sobald die in der
Speicherstation
gespeicherte Bandmenge diese vorbestimmte Menge unterschreitet, und daß die Walzgeschwindigkeit
vorzugsweise auf eine Geschwindigkeit unterhalb einer normalen Walzgeschwindigkeit
reduziert wird, wenn das von der Walze gewalzte Band von einer fliegenden Schere
geschnitten wird, die Dicke des gewalzten Bandes geändert werden soll und wenn die
Bänder zusammengeschweißt werden.
-
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich im folgenden
aus der anhand der Zeichnungen erfolgenden Beschreibung.
-
Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer kontinuierlichen
Kaltwalzanlage mit fünf Tandem-Walzenständen, einer Schweißeinrichtung und einer
Bandspeicherstation in Form eines Schleifenwagens; Fig. 2 ein Diagramm mit einer
Darstellung der Verhältnisse zwischen der Geschwindigkeit der Abrollhaspel, der
IYalzengeschwindigkeit und der in der Speicherstation gespeicherten Bandmenge; Fig.
3 einen Ablaufplan eines Abrollhaspelgeschwindigkeits-Analogsteuersystems. (Ein
System für die Steuerung der Geschwindigkeit der Abrollhaspel, um den Schleifenwagen
in einer definierten Zone zu halten, sobald die in der Speicherstation gespeicherte
Bandmenge in dem Bereich A in Fig. 2 liegt.);
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm
eines Walzgeschwindigkeits-Analogsteuersystems. (Ein System für die Steuerung der
Geschwindigkeit der Walze im Verhältnis zu der Geschwindigkeit der Abrollhaspel,
sobald die in der Speicherstation gespeicherte Bandmenge sich im Bereich B in Fig.
2 befindet.).
-
In Fig. 1 ist ein Schema einer kontinuierlichen Kaltwalzstrasse gezeigt,
auf die die Erfindung anwendbar ist. Sie umfaßt eine Kaltwalz-Tandemwalze 1 mit
fünf Walzenständen und eine Bandspeichereinrichtung bzw. -station 2 mit einem Schleifenwagen
3, der längs Schienen bewegt wird. Das Metallband wird um einen Satz stationärer
Rollen und einen Satz von dem Schleifenwagen 3 getragener beweglicher Rollen geführt,
so daß die in der Speicherstation 2 gespeicherte Bandmenge vergrößert oder verkleinert
wird, je nachdem ob der Schleifenwagen 3 in der Zeichnung nach links oder nach rechts
bewegt wird. Auf diese Weise läßt sich eine ausreichende Bandmenge speichern) so
daß selbst dann, wenn die Bandzufuhr zu der Speicherstation zeitweise unterbrochen
ist, eine kontinuierliche Bandzufuhr zur Walze sichergestellt werden kann. Auf der
Eingangsseite der Speicherstation sind ein Paar Abrollhaspeln 4 installiert, die
abwechselnd betrieben werden.
-
Das Nachlaufende eines vorhergehenden Coils und das Vorlaufende eines
nachfolgenden Coils werden von einer Schere 5 geschnitten und dann mittels einer
Schweißeinrichtung 6 zu einem kontinuierlichen Band zusammengeschweißt. Auf der
Ausgangsseite der Walze sind ein Paar Aufrollhaspeln 7 angeordnet, die ebenfalls
abwechselnd betrieben werden, um kontinuierlich gewalztes Band zu Coils mit einem
vorbestimmten Durchmesser aufzunehmen. Sobald die Dicke des gewalzten Bandes geändert
wird, werden Bandstücke mit diesen unterschiedlichen Dicken jeweils auf verschiedene
Coils gewickelt.
-
An einer geeigneten Stelle zwischen der Walze und den Abrollhaspeln
ist eine fliegende Schere 8 für das Abtrennen der gewalzten Bänder in vorbestimmten
Längen angeordnet. Da die ,alzgeschwindigkeit moderner Kaltwalzstraßen extrem hoch
ist, ist es erforderlich, während der Zeit der Tätigkeit der Schere die Walzgeschwindigkeit
zu reduzieren, wie auch beim Schweißen.
-
In den beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung
werden folgende Symbole verwendet: MSP: :;'alzgeschwindigkei t. (ausgedrückt als
Eingangsgeschwindigkeit bezüglich des ersten Walzenstandes) MSPN: normale Walzgeschwindigkeit
(wie oben) MSPH: reduzierte Walzgeschwindigkeit (wie oben) MSPC: alzgeschindigeit
während des Schneidens (wie oben) NSPA: Walzgeschwindigkeit während eines Dickenwechsels
(wie oben) MPqP: Walzgeschwindigkeit, sobald die Schweißung durch den Walzenstand
läuft (wie oben) MSPW: Walzgeschwindigkeit, sobald die Streifen zusammengeschweißt
werden (wie oben) MSPMIN: die untere Grenze der Walzgeschwindigkeit, unterhalb welcher
Ausschußbänder produziert werden (wie oben) STEG: Menge des gespeicherten Bandes
USP: Abrollgeschwindigkeit der Abrollhaspel SL1: die Menge des Bandes, die zu einem
Zeitpunkt gespeichert ist, wenn das Betriebsschema des Geschwindigkeitssteuersystems
umgeschaltet wird
SLMA: Menge des gespeicherten Bandes in einer
Zeit, in der die Abrollhaspel einem Nothalt unterliegt SLMIN: Menge des gespeicherten
Bandes zu einem Zeitpunkt, wenn die Walze einem Nothalt unterliegt Als erstes wird
das Verfahren zur Steuerung der Abrollhaspelgeschwindigkeit anhand der Fig. 3 beschrieben.
Sobald sich die gespeicherte Bandmenge im Bereich A (Fig. 2) befindet, was eine
Situation anzeigt, in der die Menge an gespeichertem Band groß ist, wird eine Steuerung
bezüglich'einer konstanten Lage des Schleifenwagens durchgeführt. Genauer, die Abrollgeschwindigkeit
USP der Abrollhaspel wird derart gesteuert, daß der Schleifenwagen eine definierte
Stellung einnimmt, während die Walzgeschwindigkeit MSP nicht in Ubereinstimmung
mit der Lage des Schleifenwagens gesteuert wird.
-
Sobald die Menge des auf der Abrollhaspel angeordneten Bandes sich
als ein Ergebnis des Abrollens verringert, bis die folgende Gleichung zutrifft,
wird mit der Verzögerung der Abrollhaspel begonnen und dann für das Schweißen gestoppt.
-
Darin ist USP0 : die Geschwindigkeit der Abrollhaspel bei Vollendung
der Verzögerung; : : die Verzögerungsgeschwindigkeit D : der äußere Durchmesser
des Coils Do : der innere Durchmesser des Coils h : die Banddicke L0 : die nach
Vollendung der Verzögerung verbleibende Bandlänge
Sobald der Schweißvorgang
des Bandes beendet ist, wird die Abrollhaspel mit einer hohen Geschwindigkeit betrieben,
bis die gespeicherte Bandmenge SL1 erreicht (siehe Schritte 7 bis lo in Fig. 3).
Sobald die Abrollhaspel auf eine maximale Geschwindigkeit beschleunigt worden ist,
wird diese Geschwindigkeit während des nachfolgenden Betriebs aufrechterhalten.
-
Sobald die Länge des gespeicherten Bandes SL1 überschreitet, wird
das Betriebsschema des Steuerungssystems umgeschaltet, um die Abrollhaspelgeschwindigkeit
in einer Weise zu steuern, daß der Schleifenwagen innerhalb eines definierten Bereichs
gehalten wird. Die Höhe SLo in Fig. 2 entspricht der Bandmenge, wobei SLo die Mitte
des genannten Bereichs zeigt.
-
Wo es nötig ist, die Abrollhaspelgeschwindigkeit infolge inadäquaten
Betriebs der Einrichtung oder zwecks Inspektion des Coils zeitweise zu verringern,
während sich die gespeicherte Bandmenge im Bereich A befindet, wird die Abrollhaspel
zeitweise verzögert. Sobald jedoch der normale Betrieb der Einrichtung wieder erreicht
ist oder die Inspektion des Coils beendet worden ist, wird die Abrollhaspel auf
die normale Laufgeschwindigkeit beschleunigt, und zwar in der gleichen Weise, wie
die Abrollhaspel beschleunigt wird, sobald der Schweißvorgang beendet worden ist.
In diesen Fällen wird die Geschwindigkeit der Abrollhaspel manchmal nicht auf Null
reduziert.
-
In Abwesenheit eines Befehls zur Verringerung der Abrollhaspelgeschwindigkeit,
falls der Schleifenwagen derart angeordnet ist, daß die gespeicherte Bandmenge-im
Bereich B liegt, was eine Situation angibt, in der die gespeicherte Bandmenge klein
ist, wird die Abrollhaspelgeschwindigkei vergrößert, bis die gespeicherte Bandmenge
eine Höhe SL1 erreicht. Falls die Menge des gespeicherten Bandes SLMAX überschreitet,
erfolgt ein Nothalt bezüglich der Abrollhaspel.
-
Es wird nunmehr die Steuerung der Walze anhand der Fig. 4 beschrieben.
Die Walze wird allgemein derart gesteuert, daß sie mit einer Geschwindigkeit zwischen
der normalen Walzgeschwindigkeit MSPN und einer reduzierten Walzgeschwindigkeit
MSPH läuft, wobei die erstere durch die Größe bzw. Stärke des Erzeugnisses bestimmt
ist. Allgemein wird die Walzgeschwindigkeit von einem Computer festgesetzt.
-
Es ist nötig, die Walzgeschwindigkeit zu reduzieren, wenn die Betriebsweise
geändert wird, d.h. wenn die fliegende Schere betätigt wird, wenn die Dicke des
Bandes während des Laufs wechselt, oder wenn der geschweißte Teil des Bandes in
den Walzenstand eintritt usw.; eine derart reduzierte Walzgeschwindigkeit wird hier
mit MSPH bezeichnet. Dementsprechend variiert die reduzierte Walzgeschwindigkeit
MSPH in Abhängigkeit von der Betriebsweise und wird durch ein vom Computer errechnetes
Kommandosignal gesteuert. Sobald ein Befehl zur Änderung der Betriebsweise in Übereinstimmung
mit einem Befehl der Walz- und Coil-Nachführungsinformation gegeben wird, wird die
Walzgeschwindigkeit auf eine dem Inhalt des Befehls entsprechende Geschwindigkeit
geändert. So wird z.B., wenn sich der Befehl auf den Betrieb der fliegenden Schere
bezieht, die Walzgeschwindigkeit auf diejenige Geschwindigkeit geändert, die für
das Durchführen des Schneidevorgangs erforderlich ist (MSPC). Die Verzögerung der
Walzgeschwindigkeit beginnt in einem Abstand Dm, der dem Abstand gleich ist, in
dem das Band in einem Intervall wandert, während welchem die Walzgeschwindigkeit
von MSPN auf MSPH reduziert wird. Wo zwei oder mehr Arbeitsänderungsbefehle zur
gleichen Zeit gegeben werden, wird die reduzierte Walzgeschwindigkeit so eingerichtet,
daß sie mit der kleinsten zusammenfällt, und dann, wenn einer der Betriebswechselbefehle
ausgeführt worden ist, jedoch die anderen noch zu befolgen sind, wird der kleinere
der
verbleibenden Befehle für die Bewirkung der reduzierten Walzgeschwindigkeit
MSPH substituiert. Nach vollständiger Ausfthrung aller Betriebswechselbefehle wird
die Walzgeschwindigkeit auf die normale Geschwindigkeit MSPN beschleunigt. Beim
Beginn einer solchen Beschleunigung wird die reduzierte Walzgeschwindigkeit MSPH
durch die untere Grenze der Walzgeschwindigkeit MSPMIN substituiert. Dies rührt
daher, daß die untere Grenze der Walzgeschwindigkeit im allgemeinen viel kleiner
ist als die Walzgeschwindigkeit während des Walzens MSPC, die Walzgeschwindigkeit,
wenn die Schweißstelle durch den Walzenstand läuft (MSPWP), und die Walzgeschwindigkeit,
wenn die Bänder zusammengeschweißt werden (MSPW), so daß dann, wenn MSPH durch MSPMIN
vor der Beschleunigung substituiert ist, gemäß vorliegender Erfindung, sobald alle
Betriebsänderungsbefehle ausgeführt worden sind, die Walzgeschwindigkeit auf den
unteren Grenzwert MSPMIN reduziert worden ist.
-
Gemäß vorliegender Erfindung wird die Beschleunigungssteuerung entsprechend
den nachfolgenden Schemata in Übereinstimmung mit der in der Speicherstation gespeicherten
Bandmenge bewirkt.
-
(i) Wo die Menge des gespeicherten Bandes im Bereich A liegt, wird
die Walzgeschwindigkeit auf die normale Walzgeschwindigkeit MSPN erhöht.
-
(ii) Wo die Menge des gespeicherten Bandes im Bereich B liegt, gilt
folgendes: Falls USP (die Abrollgeschwindigkeit der Abrollhaspel) größer als die
Walzgeschwindigkeit MSP ist, wird die Walzgeschwindigkeit MSP vergrößert; wo USP
= MSP ist, wird MSP aufrechterhalten, und wo USP kleiner als MSP ist, wird MSP verringert.
-
In jedem Falle wird jedoch, wo die Bedingung MSP = MSPN erreicht wird,
die normale Walzgeschwindigkeit MSPN aufrechterhalten, so daß nicht auf eine Geschwindigkeit
oberhalb dieses Wertes beschleunigt wird, und wenn die Bedingung MSP = MSPH erreicht
wird, läßt man die Geschwindigkeit nicht kleiner als diesen Wert werden.
-
Auch unter dieser Bedingung wird bei Erhalt eines Betriebsänderungsbefehls
die Walzgeschwindigkeit in der gleichen Weise gesteuert, wie oben beschrieben wurde.
Dort, wo die Menge des gespeicherten Bandes unter die Höhe abfällt, bei der auf
die Walze ein Nothalt SLMIN aufgebracht werden muß, wird die Walze vorzugsweise
mit dem Nothalt versehen.
-
Wie oben beschrieben, ist es gemäß vorliegender Erfindung möglich,
ein unnötiges Stoppen der Abrollhaspel und der Walze zu verhindern und dadurch die
Erzeugungsgeschwindigkeit zu verbessern. Da ferner die Walzgeschwindigkeit nicht
unter einem vorgeschriebenen Wert verringert wird, läßt sich die Ausschußmenge reduzieren.
-
Schließlich ermöglicht das vorliegende Verfahren einen vollautomatischen
Betrieb, was zu einer Verringerung der Zahl der Bedienungspersonen führt. Es läßt
sich jedes Steuerungssystem für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
verwenden.