DE2351525A1

DE2351525A1 - Verfahren zur stablaengenermittlung

Info

Publication number: DE2351525A1
Application number: DE19732351525
Authority: DE
Inventors: Friedrich Eicker; Guenter Klein
Original assignee: Kloeckner Werke AG; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: Kloeckner Werke AG; BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1973-10-13
Filing date: 1973-10-13
Publication date: 1975-04-24
Also published as: CH580993A5

Description

BROWN, BGVER! &

WAfINHtIM .

Mp.-Nr. 654/73 Mannheim, den 9. Okt. 1973

PAT- NL/Fl.

"Verfahren zur Stablängenermittlimg" !

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Stablängener-. mittlung während des Walzvorganges und findet vorwiegend Anwen~^: dung bei Kalt- oder Warmwalzwerken bzw. auf den Gebieten, wo ί eine MaterialVerjüngung im Arbeitsablauf stattfindet. j

Bekannt ist, die Längen von Materialien dann zu erfassen, wenn
sie aus der Bearbeitungsmaschine herauskommen. Das fertige Ergebnis ist also erst beim Verlassen der Maschine überprüfbar. ;

Bekannt ist auch in einem Rechner Daten, z.B. Solldaten am ' Ausgang, Abmessungen des rohen Werkstückes und Laufgeschwindigkeit einzugeben und aus diesen Informationen eine Stablängen- ; errnittlung am Ausgang vorzunehmen. ί

Nachteil dieser Verfahren ist neben einer nicht genügenden Ge™ \ nauigkeit besonders der große Aufwand. Die Ungenauigkeit der ; genannten Verfahren wird erreicht durch die Vorausberechnun- ■ gen der aus dem Walzwerk austretenden Walzgutlänge, aus den Abmessungen oder dem Gewicht des einlaufenden Walzgutes. Dabei
muß nämlich ein nicht voraussagbarer Verlust durch Schopfschnitte und Zunder in Rechnung gestellt werden. · " j

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Bei anderen Verfahren wird eine Längenmessung durch Treiber oder Meßrolle, Impulsgeber und Zähler oder durch Integration der
Walzgeschwindigkeit vorgenommen. Aber auch hier ist ein Messergebnis erst dann erhältlich, wenn das Ende des Materials aus

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dem betreffenden Walzgerüst gelaufen ist.

Dies ist für die Steuerung nachfolgend angeordneter Scheren zu spät oder der Abstand zwischen Walzgerüst und Schere muß vergrößert werden, was zusätzlichen Aufwand bedeutet.

Aufgabe der Erfindung ist es, noch während des eigentlichen j Walzvorgangs unter Berücksichtigung der LängsStreckung des Ma- ' terials eine Messung des Walzgutes vorzunehmen und schon vor Austritt des Materials aus dem Walzgerüst eine Bewertung vor- : zunehmen, um eine günstige Aufteilung in Teillängen und Endschopflängen für eine nachgeschaltete Arbeitsmaschine zu er- ; zielen. ■

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Ermittlung der aus dem Walzgerüst austretenden Fertiglänge erfolgt, bevor das Ende der Fertiglänge das Walzgerüst erreicht hat und daß die Fertiglänge errechnet wird aus einer den Abstand zwischen Walzgerüst und Arbeitsmaschine bildenden Konstantlänge und einer Restlänge, wobei die austretende Restlänge durch Integration der Materialaustrittsgeschwindigkeit oder durch Zählung von Impulsen entsprechender Frequenz in einer bestimmten Zeit ermittelt wird. Für die Ermittlung der Zeit findet außer den augenblicklichen Messwerten nur eine Konstante aus empirischen Ermittlungen oder aus Messungen des vorher gelaufenen Stabes gleichen Programms Verwendung. Die Restlängenermittlung ist sowohl in Digital- als auch Analogtechnik möglich. Bei Vorhandensein eines Prozeßrechners erfolgt die Ermittlung der Restlänge aus den augenblicklichen Messwerten, konstanten Abständen und nur einer Konstanten aus empirischer Ermittlung oder aus Messung des vorher gelaufenen Stabes gleichen Programms.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der frühzeitigen, genauen Kenntnis des noch zu verarbeitenden WaIz-

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gutes. Dadurch wird eine schnelle Steuerung einer nachfolgend angeschalteten Arbeitsmaschine, wie Schere oder Säge, ermöglicht. Der Abstand zwischen Walzgerüst und Arbeitsmaschine kann sehr klein gewählt werden, was wiederum kleine Hallenabmessungen und Rollgangslänge bedeutet. Vorteilhaft ist weiter, daß durch die Vorausberechnung der Fertigungslänge noch im Walzge- ; rüst eine zu große Abkühlung des Walzmaterials auf dem weite- ! ren Weg vermieden wird und^daß Materialverluste in Form von Anfangs- und Endschopflängen bekannt werden, weil ein genaues Schneiden von Endschopflängen ermöglicht wird. Das neue Ver- : fahren ermöglicht zudem eine preiswerte und wirtschaftliche ; Aufteilung der Fertiglänge in handelsübliche Teillängen. I

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Vorschlages wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. j

Fig. 1 zeigt die räumliche Anordnung von Walzgerüst, Schere ^; und Fotozellen während '

Fig. 2 ein Blockschaltbild des gesamten elektronischen Ablaufs wiedergibt. \

Zur Bearbeitung durch eine Kühlbettschere Λ verläßt das noch glühende Material gemäß Fig.1 das Walzgerüst 2. Hinter dem Walzgerüst 2 sind die Fotozellen 3 und 4 angeordnet und vor dem Walzgerüst befindet sich die Fotozelle 5. Diese Fotozellen ^! werden durch das glühende Material be~ bzw. entlichtet. Vor dem letzten Gerüst 2 einer evtl. Reihe von hintereinander ge- ; schalteten Walzgerüsten meldet die Fotozelle 5 Anfang und Ende eines laufenden Stabes oder Rohres. Diese Fotozelle 5 hat den . Abstand c. vor der Schere 1. ;

Die Fertiglänge c, die ab dem Zeitpunkt der Fotozellen 5 - Entlichtung bis zur Schere 1 läuft, ist zu ermitteln. Diese Länge c ist größer als der Abstand c^ (Fotozelle-Schere) wegen der Strek™ kung beim Walzen, c, ist der Abstand zwischen dem Walzgerüst 2

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I und der Schere 1. Die Fertig]änge c wird ermittelt, während die I Spitze des Stabes bzw. Rohres den Abstand c^ durchlauft, d.h. sobald die Spitze an der Fotozelle 4 vorbeigelaufen ist und die

: Gerüstdrehzahl n~ als ν _Λ geeicht ist. ; (J w ι

I Das Verfahren setzt also voraus, daß bei Durchlauf eines WaIzi stabes- bzw. rohres die ersten Meter um den gleichen Faktor j beim Walzvorgang verlängert v/erden wie die letzten Meter, d.h. * der Bearbeitungsprozeß nniß kontinuierlich sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt sowohl eine analoge wie auch eine digitale Signalverarbeitung.

Zur Ermittlung der Fertiglänge c müssen in externen Geräten mehrere Hilfsgrößen ermittelt werden.

In einer in Fig.2 dargestellten Messeinrichtung wird die Aus-

i trittsgeschwindigkeit ν. des Walzgutes aus dem Walzgerüst ge- ! messen. Meistens ist diese Messeinrichtung für ν„ bereits I innerhalb der Scherensteuerung vorhanden, ν . wird ermittelt, j während die Stabspitze die Eichstrecke, die durch die Fotozelj len 3 und 4 eingegrenzt ist, durchläuft. '■.

In einer nicht dargestellten Einrichtung wird gemessen, mit welcher Geschwindigkeit ν ~ das Stab- bzw. Rohrende in das Walzgerüst 2 läuft, ν 2 ist durch die Drehzahl n_& des Walzgerüstes 2 bestimmt. ^;

^Vw2 ^{= K}2 * ⁿG.

Der Konstantfaktor Kp braucht für ein Walzprofil bzw. Walzprogramm nur einmal ermittelt zu werden.

Wenn für die Bearbeitung dünner Materialien mehrere Walzgerüste in einer Reihe angeordnet sind und der Abstand des Walzgerüstes : 2 ζια einem nächsten davorliegenden Gerüstes groß genug, ist, so

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wird vor der Fotozelle 5 noch eine weitere Fotozelle angebracht, so daß mit diesem Abstand zwischen den beiden Fotozellen eine Eichstrecke gegeben ist zur Ermittlung von νp.

Ist nur ein geringer Platz zur Anbringung einer weiteren Fotozelle im Abstand einer Eichstrecke vor der Fotozelle 5 gegeben, so kann der Abstand Cq zwischen Fotozelle 5 und Walzgerüst 2 als Eichstrecke dienen, vorausgesetzt, daß am Motorstrom des VaIzgerüstes zu erkennen ist, wann das Material das Gerüst verläßt« Ist diese Stromerfassung nicht möglich, beispielsweise bei einer ganz geringen Materialverjüngung, so wird der Konstantfaktor Kp an einem Potentiometer oder an einem Dekadenwahlschalter von Hand eingestellt. Kp ist abhängig vom Walzendurchmesser und vom ¥alzstabprofil.

j Die Zeit, die das Stabende braucht, um mit der Geschwindigkeit von der Fotozelle 5 bis zum Gerüst 2 zu laufen wird tp genannt. ^

Gefragt ist nun die Stabrestlänge c_R, die in dieser Zeit tp nicht in das Gerüst läuft, sondern die aus dem Gerüst herausläuft. Diese Zeit t,-, wäre bei konstanter Drehzahl der in Reihe liegenden Walzgerüste leicht festzustellen durch Messung des jeweils vorherigen Walzstabes. Dies ist aber durch die Unterschiedlichkeit der Arbeitsgeschwindigkeiten nicht möglich. Von einem vorherigen Stab sollen zur Berechnung von tp nur die allernotwendigsten Daten genommen werden, dagegen sollen vom augenblicklich laufenden Stab möglichst viele Informationen benutzt werden. Deshalb wird*die Konstante Kp, die sich nach dem jeweiligen Walzprogramm richtet, von dem vorherigen Stab verwendet.

tp soll frühzeitig bestimmt werden. Dazu wird sofort nach Belichtung der Fotozelle 5 die Geschwindigkeit v._<? = ru · K auf den in Fig.2. dargestellten Integrierer 6 gegeben.

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Der Integrierer 6 läuft solange, bis er den Weg des Stabes zwischen Fotozelle 5 und Gerüst 2 nachgebildet hat. Dieses Ergebnis wird durch den in Fig. 2 dargestellten Vergleicher 10 erfaßt. Diese Zeit t~, während der der Integrierer 6 läuft, wird j in den Zähler 7 gespeichert. Hierzu werden aus einem Oszillator 8 Impulse konstanter Frequenz auf den Zähler 7 gegeben. Der j Zähler zeigt also an bzw. speichert das Ergebnis für die j Durchlaufzeit des Yeges C_n. Hierbei bedeutet C_n die Entfernung ι υ υ

j von der Fotozelle 5 zum Walzgerüst 2. Die Zeit t_o "bleibt im

t C

j Zähler 7 gespeichert bis sie weiter ausgewertet wird, nämlich sobald die Stab- bzw. Rohrspitze an Fotozelle 4 vorbeigelaufen ist und die Gerüstdrehzahl n~ als v,,, geeicht ist.

j Dann läuft Zähler 7 mit seiner konstanten Frequenz wieder bis

Null, was mit der in Fig.2 dargestellten Koinzidenzschaltung

j erfaßt wird.

Während Zähler 7 nach Null zählt, also t„ lang, werden in einem weiteren Zähler 11 Impulse der Frequenz f^ gezählt, f^ ist der Austrittsgeschwindigkeit ν . des Stabes bzw. Rohres proportional. Das Zählergebnis ist die gesuchte Restlänge

^CR - { ^f1 ^dt
o

Läßt man Zähler 11 nicht mit Null, sondern mit c, dem konstanten Gerüst-Schere-Abstand beginnen, so ist sein Endwert c,+c_R die gesuchte Fertiglänge c

c = c_R + C₃

Die Fertiglänge c als Endwert von Zähler 11 bleibt solange ge-· ι speichert, bis sie nach Entlichtung der Fotozelle 5 zur Restendbewertung abgefragt ist.

Die Integration c-, = ] ν .. · dt kann auch in Analogtechnik

erfolgen, ebenso die Addition c = c_R + c^. Da aber das Ergeb nis c bis zur Entlichung der Fotozelle 5 gespeichert werden muß, ist digitale Signalverarbeitung vorzuziehen.

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In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch ein Rechner, der evtl. in der Anlage bereits installiert ist, Anwendung finden. Dadurch kann die Aufgabe, die Fertiglänge c.zu berechnen, durch einfache Beziehungen

gelöst werden.

Durch Umstellung ergibt sieh dann leicht die gesuchte Fertiglänge.

O = O_{3 +} C₀^

^ w2

C-C₃₊C₀

ü c 1 1177 ιη.ηη.'Κ·ρι

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Claims

- 8 Patentansprüche

1. Verfahren zur Stablängenermittlung während des WalzVorganges, dadurch gek. ennzeichnet, daß die Ermittlung der aus dem Walzgerüst (2) austretenden Fertiglänge (c) erfolgt, bevor das Ende der Fertiglänge das Walzgerüst (2) erreicht hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fertiglänge (c) errechnet wird aus einer den Abstand, zwischen Walzgerüst (2) und Arbeitsmaschine (1) bildenden Konstantlänge (c_v) und einer Restlänge (c_R), wobei die austretende Restlänge durch Integration der Materialaustrittsgeschwindigkeit (v y.) oder durch Zählung von Impulsen entsprechender Frequenz in einer Zeit (tp) ermittelt wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ermittlung der Zeit (tp) außer den augenblicklichen Messwerten nur eine Konstante (jip) aus empirischen Ermittlungen oder aus Messungen des vorhergelauienen Stabes gleichen Programms Verwendung findet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Restlänge (c_R) sowohl in Digital- als auch in Analog-Technik erfolgen kann.

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein eines Prozeßrechners eine Ermittlung der Restlänge (c_R) aus den augenblicklichen Messwerten (v * und n_G), gleichbleibenden Abständen (c-7 und Cq) und nur einer Konstanten (Kp) aus empirischer.. Ermittlung oder aus Messung des vorher gelaufenen Stabes gleichen Programms erfolgt.

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