DE2334492C2

DE2334492C2 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Steuerung der Ebenheit und Parallelität von Walzgutoberflächen

Info

Publication number: DE2334492C2
Application number: DE2334492A
Authority: DE
Inventors: Shigeru Hitachi Shida; Sukebumi Mito Tsumura; Kenichi Hitachi Yasuda
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1972-07-07
Filing date: 1973-07-06
Publication date: 1982-09-02
Also published as: JPS525304B2; US3902345A; JPS4927468A; JPS527425B2; JPS4927467A; DE2334492A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Steuerung der Ebenheit und Parallelität der Oberflächen von Walzgut der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Neben den ständig wachsenden Durchsatzleislungen und Walzgeschwindigkeiten moderner Walzwerke wachsen gleichzeitig die Quaiitätsforderungen der Abnehmer von gewalzten Blechen und Bändern. Nachdem aufgrund der stürmischen Entwicklung von Dickenregelungen eine ausreichend gleichmäßige Walzgutdicke in Längsrichtung erreicht werden konnte, ist man nunmehr bestrebt, wirksame und schnell ansprechende Steuereinrichtungen zu schaffen, die eine gleichbleibende Dicke des Walzgutes über die Breite, d. h. ebene und zueinander parallele Walzgutoberflächen, gewährleistet.

Aus der DE-OS 16 02 126 ist bereits eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Steuerung der Ebenheit und Parallelität von Walzgutoberflächen der angegebenen Gattung für ein Quarto-Gerüst mit Biegeeinrichtungen der Stützwalzen und/oder der Arbeitswalzen bekannt, bei welcher die Walzkraft kontinuierlich gemessen und einer Recheneinheit zugeführt wird, in welcher eine feste Beziehung zwischen der Walzgutbreite, der Walzkraft und der Walzenbiegekraft gespeichert ist. Diese Recheneinheit ermittelt aus der gemessenen Walzkraft anhand der gespeicherten Beziehung die bestgeeignete Biegekraft. Diese errechnete optimale Biegekraft gelangt in Form von Stellsignalen zu den Antrieben der Walzenbiegeeinrichtungen. Die durch Biegen der Arbeits- oder Stützwalzen erreichbaren Korrekturen sind jedoch durch das Verformungsverhalten der Stützwalzen und durch die maximal möglichen Lagerbelastungen begrenzt. Größere Korrekturen können nur durch Verwendung von ballig geschliffenen Walzen erreicht werden, die jedoch relativ häufig bei unterbrochenem Walzbetrieb ausgewechselt werden müssen.

Daneben ist es aus der DE-PS 9 55 131 noch bekannt, die dünnen, flexiblen Arbeitswalzen eines speziellen Kaltwalzgerüstes über je ein Zwischenwalzenpaar abzustützen, deren Enden eine im Bereich neben der Walzgutkante beginnende kegelige Verjüngung aufweisen. Die Zwischenwalzen mit den kegelig verjüngten Enden können axial verschiebbar im Ständer angeordnet sein, um die Lage der Verjüngungen auf die jeweilige Walzgutbreite einstellen zu können, so daß sich die Verjüngungen stets im Bereich der Walzgutränder befinden. Eine wirksame Steuerung der Walzgutdikke über die gesamte Walzgutbreite hinweg, d. h. insbesondere des mittleren Bereiches des Walzgutes, ist jedoch auf diese Weise nicht möglich.

Schließlich wurde von der Anmelderin in der — nicht vorveröffentlichten - DE-AS 22 06 912 ein Walzgerüst vorgeschlagen, bei dem relativ steife Arbeitswalzen an Zwischenwalzen abgestützt sind, welche mittels Ver-Stelleinrichtungen in Anpassung an die Walzgutbreite in Achsrichtung gegensinnig derart verschoben werden können, daß ein Ende des Walzenballens der oberen Zwischenwalze im Bereich der einen Walzgulkante und das gegenüberliegende Ende des Walzenballens der unteren Zwischenwalze im Bereich der anderen Walzgutkante liegt. Die gegensinnigen Axialverschiebungen der Zwischenwalzen ermöglichen eine kontinuierliche Anpassung der wirksamen Walzkraft-Übertragungslängen an Walzbänder von unterschiedlicher oder sich ändernder Breite. Die Wirkung der an jeweils einem freien Ende der Arbeitswalzen angreifenden Biegevorrichtung wird gegenüber herkömmlich ausgebildeten Walzgerüsten bereits bei vergleichsweise geringen Biegekräften wesentlich gesteigert, wodurch sich neben der verbesserten Maßhaltigkeit der Bandquerschnitte geringere Beanspruchungen der Lager und Walzenzapfen ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Steuerungsvorrichtung so auszubilden.

daß sie in erweiterten Korrekturbereichen wirksam ist und eine verbesserte Maßhaltigkeit des Wal/gutes gewährleistet

Diese Aufgabe wird erfindung:,gemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1

so gelöst. Die besondere Wirkung der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung besteht darin, daß zusätzlich zur Walzkraft P auch die Walzgutbreite B kontinuierlich erfaßt wird und daß anhand dieser erfaßten Betriebsparameter Pund Bdie Walzenbiegeeinrichtungen und die Einrichtungen zum axialen Verschieben der Zwischenwalzen in gegenseitiger Zuordnung entsprechend betätigt werden. Da an jeder Seite des Walzgerüstes eine Walzenbiegeeinrichtung auf das durch Verschieben der entsprechenden Zwischenwalze freigesetzte Ende der Arbeitswalze einwirkt, ergibt sich bereits bei relativ geringen Biegekräften eine relativ starke Walzenbiegung. Aufgrund dieser relativ kleinen Walzenbiegekräfte können die Walzenbiegeeinrichtungen bei verbessertem Ansprechverhalten klein und einfach ausgebildet sein. Aufgrund der kombinierten Wirkung der Arbeitswalzenbiegung und der gegensinnigen Verschiebung der Zwischenwalzen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur im Bereich der Walzgutränder, sondern

auch im mittleren Bereich des Walzgutes wirksam, ohne daß zu diesem Zwecke Arbeitswalzen mit unterschiedlicher Balligkeit eingesetzt werden müßten.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Im folgenden wird ein Ausführtingsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht der wesentlichen Teile eines für die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung geeigneten Walzgerüstes.

F i g. 2 die Beziehung zwischen der Axialverschiebung der Zwischenwalzen und der Ebenheit des Walzgutes,

Fig. 3 die Abhängigkeit der Walzenbiegekraft von der Walzkraft.

Fig.4 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung für ein Walzgerüst nach Fig. 1. Das in Fig. i dargestellte Walzgerüst besteht aus je einer oberen und unteren Arbeiiswalze 2, 2', je einer oberen und unteren Zwischenwalze 3, 3' (Tragwalze) und je einer oberen und unteren Stützwalze 4, 4'. Die Zwischenwalzen 3, 3' sind in Abhängigkeit von der Breite ßdes Walzgutes 1 mittels einer Verstelleinrichtung 6, 6' in axialer Richtung gegensinnig verschiebbar.

Die Ebenheitssteuerung des Walzgutes 1 erfolgt durch axiales Verschieben der Zwischenwalzen 3, 3' in Kombination mit einer Biegung der Arbeitswalzen 2, 2' durch Biegeeinrichtungen 5, 5'. Somit wird die Verteilung der von den Stützwalzen 4, 4' auf die Arbeitswalzen 2, 2' ausgeübten Walzkraft durch axiale Verschiebung der Zwischenwalzen 3, 3' geändert und ein Durchbiegen der Arbcitswalzen 2, 2' durch die Walzkraft entgegen der Richtung der von den Biegeeinrichtungen 5, 5' ausgeübten Durchbiegung verhindert. Du sich die Länge der auskragenden Endteile der Arbeitswalzen 2, 2' und somit auch die Walzenbiegung durch die Biegeeinrichtungen 5, 5' vergrößern, ergibt sich in Verbindung mit der Verhinderung ei.ier Gegenbiegung der Arbeitswalzen 2, 2' eine wirksame Steuerung des Walzgut-Querschnittsprofils.

Die die Beziehung zwischen der Axialverschiebung der Zwischenwalzen 3, 3' und der Ebenheit des Walzgutes zeigende Darstellung gemäß Fig. 2 basiert auf Betriebsmessungen mit Arbeitswalzen von 110 mm Durchmesser. Stützwalzen von 200 mm Durchmesser. Zwischenwalzen von 110 mm Durchmesser, Walzenlängen von jeweils 300 mm, einer Walzblechbreite von 150 mm, einer Stichabnahme von 20% und einer Walzenbiegekraft von ca. 10 kN. Mit a, ist das Verhältnis der Überlappung L der oberen und unteren Zwischenwalzen 3,3' zur Breite ßdes Walzgutes bezeichnet. Für die Ebenheitskenngröße β gilt ΔΙ/ΔΙα wobei Al die Differenz zwischen der Längung im mittleren Bereich und an den Rändern des Walzgutes bei axial verschobenen Zwischenwalzen und AIo die Differenz der Längung des Walzgutes zwischen seinem mittleren Bereich und seinen Rändern bei nicht verschobenen Zwischenwalzen angeben. Je mehr sich β dem Wert Null nähert, umso besser ist die Ebenheit des erzeugten Walzgutes. Aus Fig. 2 geht hervor, daß die Ebenheit und Parallelität der Walzgutoberflächen sehr empfindlich auf Axialverschiebungen der Zwischenwalzen 2, 2' reagiert und daß der Optimalwert des Verhältnisses β erreicht wird, wenn tx ■= 1 oder annähernd gleich ! ist Dies bedeutet, daß die Ebenheit und Parallelität des erzeugten Walzgutes dann am besten isi, wenn die Überlappung L der Zwischenwal/en 3, 3' gleich oder nahezu gleich der Breite B des Wal/gutes ist. Zur Berücksichtigung verschiedener Wal/bedingungcn kann ein additiver Korrekturwert UL der Walzenüberlappung erforderlich sein. Aufgrund dieser Beziehungen werden somit die Zwischenwand! so weit axial verschoben, daß ihre Überlappung L der Walzgutbreite Szuzüglich dem Korrekturwert ΔL entspricht.

Das Verhältnis zwischen der Wal/kraft P und der erforderlichen Biegekraft F für die Arbeitswal/en 2, 2' ist in F i g. 3 für den Fall durgestellt, daß die Überlappung L der Zwischenwalzen gleich der WaIzguibreite ist. Eine konstante Breite 8 des Walzgutes I vorausgesetzt, ist die erforderliche Walzenbiegekraft F eine annähernd lineare Funktion der Walzkraft P. so daß die Wirkung der Walzenbiegeeinrichtungen auf die Arbcitswalzen sich mit der Wal/kraft Pändert.

Eine nach dem vorstehend erörterten Pnnzip arbeitende Steuerungsvorrichtung für ein Walzgerüst nach F i g. 1 ist in f i g. 4 in Form eines Blockschaltbildes dargestellt. Die Walzgutbreite B wird durch ein Breitenmeßgerät 7 und die Walzkraft P durch einen Walzkraftr.iesser 8 bestimmt, ^uf der Basis dieser Meßwerte für B und /' wird die erforderliche Überlappung Lo in einer Recheneinheit 9 ermittelt, deren Ausgangssignale zu einem Vergleicher 10 gelangen. Gleichzeitig wird die erforderliche Walzen biegekraft Fo für die Arbeitswalzen 2, 2' errechnet und die entsprechenden Ausgangssignale werden einem weiteren Vergleicher 11 zugeführt. Ferner werden die tatsächlichen Positionen der beiden Zwischenwalzen 2, 3' durch Meßeinrichtungen 12, 12' bestimmt, aus deren Meßwerten in einem Rechenglied 13 die tatsächliche Überlappung L der Zwischenwalzen 3, 3' errechnet wird. Die A.usgangssignale des Rechenglicdes Π werden dem Vergleicher 10 eingegeben. Auch die tatsächliche Walzenbiegekraft F wird durch Meßeinrichtungen 14 ermittelt, deren Ausgangssignaie dem Vergleicher 11 zugeführt werden. Der Vergleicher 10 vergleicht die Werte für Ln und L und liefert ein Stellsignal an einen Lageregler 15, welcher die Verstelleinrichtungen 6, 6' entsprechend betätigt. Der Vergleicher 11 vergleicht die Werte für Fn und Fund liefert ein Stellsignal zu einem Biegekraftregler 16. welcher die Walzenbiegeeinrichtungen 5, 5' entsprechendbetätigt.

Mit der vorstehend beschriebenen Steuereinrichtung können somit gleichzeitig die auf die Arbeitswalzen 2,2' einwirkenden Walzenbiegekräfte sowie d>e Überlappung der Zwischenwalzen durch ihr gegensinniges axiales Verschieben exakt gesteuert werden, um ein Walzgut mit genau ebenen und zueinander parallelen Oberflächen zu erzeugen.

Die Steuerungsvorrichtung kann nicht nur bei einem Walzgerüst nach Fig. 1, sondern z.B. auch bei Vierwalzengerüsten angewandt werden, bei denen entweder die Arbeitswalzen oder die Stützwalzen axial verschiebbar sind und die Arbeitswalzen Biegeeinrichtungen aufweisen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Steuerung der Ebenheit und Parallelität der Oberflächen von Walzgut bei einem Walzgerüst mit die Arbeitswalzen direkt abstützenden Tragwalzen, mit Biegeeinrichtungen Für die Arbeitswalzen, mit Meßeinrichtungen zum Erfassen der Walzkraft und mit einer Recheneinheit zum Ermitteln der erforderlichen Walzenbiegekraft in Abhängigkeit von den erfaßten Meßwerten unter Einbeziehung der Walzgutbreite und zur Bildung eines Slellsignales für die entsprechende Beaufschlagung der Walzenbiegeeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzgutbreite (B) mit einem Breitenmeßgerät (7) erfaßt und der Recheneinheit (9) zugeführt ist, daß Verstelleinrichtungen (6, 6') zur gegensinnigen axialen Verschiebung der Tragwalze!.) (3, 3') vorgesehen sind und daß die Recheneinheit (9) die erforderliche Überlappung (L_ü) der Tragwalzen (3, 3') ermittelt, welche umgesetzt wird in ein entsprechendes Stellsignal zur Beaufschlagung der Verslelleinrichtungen (6,6').

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (12, 12'; 13) zum Bestimmen der tatsächlichen Überlappung (L) der Tragwalzen (3, 3') und ein Vergleicher (10) zum Vergleich der tatsächlichen Überlappung (L) mit der in der Recheneinheit (9) ermittelten erforderlichen Überlappung (Lo) vorgesehen sind und daß ein Lageregler (15) aus dem Ergebnis des Vergleichs das .Stellsignal für die Verstelleinrichtungen (6,6') bildet.