DE2366413C2 - Vorrichtung zur Steuerung der Ebenheit und Parallelität von Walzgutoberflächen - Google Patents
Vorrichtung zur Steuerung der Ebenheit und Parallelität von WalzgutoberflächenInfo
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- DE2366413C2 DE2366413C2 DE19732366413 DE2366413A DE2366413C2 DE 2366413 C2 DE2366413 C2 DE 2366413C2 DE 19732366413 DE19732366413 DE 19732366413 DE 2366413 A DE2366413 A DE 2366413A DE 2366413 C2 DE2366413 C2 DE 2366413C2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
- B21B37/42—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using a combination of roll bending and axial shifting of the rolls
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Steuerung der Ebenheit und Parallelität von
Walzgutoberflächen bei einem Walzgerüst, dessen Arbeitswalzen direkt an Tragwalzen abgestützt sind
und an ihren Walzenenden angreifende Biegeeinrichtungen aufweisen, wobei in einer Recheneinheit mit
Speicher der Sollwert für die Biegekraft der Arbeitswalzen anhand einer gespeicherten festen Beziehung unier
Einbeziehung der Walzgutbreite bestimmt und als Stellsignal den Walzenbiegeeinrichtungen zugeführt
wird.
Neben den ständig wachsenden Durchsatzleistungen und Walzgeschwindigkeitcn moderner Walzwerke
wachsen gleichzeitig die Qualitätsforderungen 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, gewährleisten.
Aus der DE-OS 16 02 126 ist bereits eine Vorrichtung
Aus der DE-OS 16 02 126 ist bereits eine Vorrichtung
ίο zur kontinuierlichen Steuerung der Ebenheit und
Parallelität von Walzgutoberflächen der angegebenen Gattung für ein Vierwalzengerüst 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 vergleicht die
kontinuierlich gemessene Walzkraft mit der gespeicherten Beziehung und ermittelt daraus die bestgeeignete
Biegekraft. Diese anhand der kontinuierlich gemessenen Walzkraft 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.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuerungsvorrichtung der angegebenen Gattung so
auszubilden, daß sie in erweiterten Korrekturbereichen wirksam ist und eine verbesserte Maßhaltigkeit des
Walzgutes gewährleistet.
DiesR Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
4fl Gemäß der Erfindung erfolgt somit die Steuerung der
Ebenheit und Parallelität der Walzgutoberflächen durch eine gleichzeitige Beeinflussung der Größe der Überlappung
der Zwischenwalze und der Größe der auf die Arbeitswalzen einwirkenden Biegekräfte. Vor Beginn
des Walzbetriebes kann eine Voreinstellung der Überlappung und der Walzenbiegeeinrichtungen erfolgen,
und zwar anhand der in der Recheneinheit auf der Grundlage von Material- und Gerüstparametern berechneten
Sollwerte und der erfaßten Istwerte. Während des Betriebes erfolgt eine weitergehende Korrektursteuerung
der Walzenbiegekräfte und der Überlappung der Zwischenwalzen anhand der kontinuierlich
gemessenen Istwerte der Walzgutbreite und des Walzgutquerschnittes, die mit im Zentralrechner gespeicherten
Sollwerten verglichen und in die Korrekturwerte für die Walzenbiegekraft und die Zwischenwalzen-Überlappung
umgewandelt werden.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.
bn Aus der US-PS 32 13 655 ist eine Vorrichtung zur
Steuerung der Walzgutdicke über die Breite bekannt,
bei welcher die Walzgutdicke an drei über die Walzgutbreite verteilten Mcßpunkten fortlaufend gemessen
wird. Änderungen der Walzgutdicke gelangen
b5 zu Signalurnformern, die Antriebe zur Anstellung der
Stülzwalzcn sowie Walzenbiegeeinrichtungen steuern, die an den Zapfen der Arbeitswal/en angreifen.
Daneben ist es aus der DIi-PS 9 55 Ul 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 ί
Enden sind axial verschiebbar im Ständer angeordnet, 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 Walzgutdicke >" 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-OS 22 06 912 ein Walzgerüst
vorgeschlagen, bei dem relativ steife Arbeitswalzen an Zwischenwalzen abgestützt sind, welche in Anpassung
an die Walzgutbreite in Achsrichtung gegensinnig derart verschoben werden können, C1^B ein Ende des
WalzenbaUens der oberen Zwischenwalze im Bereich 2u
der einen Walzgutkante 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.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Ansicht der wesentlichen Teile eines für die erfindungsgemäße Steuerung
geeigneten Walzgerüstes,
F i g. 2 die Beziehung zwischen der Axialverschiebung der Zwischenwalzen und der Form 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. 1 dargestellte Walzgerüst besteht aus je
einer oberen und unteren Arbeitswalze 2, 2', je einer oberen und unteren Zwischenwalze 3, 3' und je einer
oberen und unteren Stützwalze 4,4'. Die Zwischenwalzen
3, 3' sind in Abhängigkeit von der Breite B des Walzgutes 1 mittels einer Verschiebeeinrichtung 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'. Die Verteilung der von den Stützwalzen 4,4' auf die Arbeitswalzen 2,2' ausgeübten
Walzkraft P wird durch axiale Verschiebung der Zwischenwalzen 3, 3' geändert und den Durchbiegungen
der Arbeitswalzen 2, 2' durch die Walzkraft P wirken die von den Biegeeinrichtungen 5, 5' erzeugten
Rückbiegekräfte entgegen. Da die Arbeitswalzen 2, 2' vom Walzenandruck freie Endteile aufweisen, vergrö- b5
Bern sich die Wirkungen auch der Biegeeinrichtungen 5, 5', was in Verbindung mit der Walzdruckverteilung
durch Axialverschiebung der Zwischenwalzen eine
3o
35
4(J
«5
50 wirksame Ebenheits-Steuerung des Walzguts ermöglicht
Die die Beziehung zwischen der Axialverschiebung bzw. der Überlappung L der Zwischenwalzen 3,3' und
der Ebenheit des Walzgutes zeigende Darstellung gemäß F i g. 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 Walzgutbreite B von 150 mm, einer
Stichabnahme von 20% und einer Walzenbiegekraft F von ca. 10 kN. Mit α ist das Verhältnis der Überlappung
L der oberen und unteren Zwischenwalze 3, 3' zur Breite B des Walzgutes bezeichnet. Für die Ebenheitskenngröße β gilt Δ MA lo, wobei A 1 die Differenz
zwischen der Stichabnahme im mittleren Bereich und derjenigen an den Rändern des Walzgutes 1 bei axial
verschobenen Zwischenwalzen 3,3', d. h. einer Überlappung L, und A I0 die Differenz der Stichabnahme des
Walzgutes 1 zwischen seinem mittleren Bereich und seinen Rändern bei nicht verschobenen Zwischenwalzen
3, 3' mit in einer Vertikalebene liegenden Mittellinien angeben.
Wenn das zu walzende Material vor dem Einlauf in den Walzspalt bereits ebene, parallele Oberflächen hat,
dann wird auch die Ebenheit des erzeugten Walzgutes 1
nach dem Stich umso besser, je mehr sich β dem Wert Null nähert, was bedeutet, daß ca = 1 bzw. die
Überlappung L der Zwischenwalzen 3, 3' gleich der Walzgutbreite B ist.
Das Verhältnis zwischen der Walzkraft P und der erforderlichen Biegekraft Fdzr Arbeitswalzen 2,2' ist in
F i g. 3 für den Fall dargestellt, daß die Überlappung L der Zwischenwalzen 3,3' gleich der Walzgutbreite ßist.
Eine konstante Breite ßdes Walzgutes 1 vorausgesetzt,
ist die Walzenbiegekraft F eine annähernd lineare Funktion der Walzkraft P, so daß die Wirkung der
Walzenbiegeeinrichtungen 5,5' auf die Arbeitswalzen 2, 2' sich proportional mit der Walzkraft Pändert.
Wenn jedoch die Oberflächen des Walzgutes I vor seinem Einlauf in den Walzspalt nicht plan und parallel
sind, sondern wenn das Walzgut 1 beispielsweise im mittleren Bereich oder an seinen Rändern stärker
ausgewalzt ist und Wellen aufweist, dann kann durch eine entsprechende Änderung der Überlappung L und
der Walzenbiegekräfte F ein Ausgleich dieser Fehler des einlaufenden Materials erfolgen, was eine entsprechende
Änderung der Stichabnahme in den verschiedenen Bereichen des Walzgutes 1 bewirkt. Im Betrieb muß
somit eine ständige Überwachung der Kontur des Walzgutes 1 erfolgen, um bei Änderungen des
Walzgutes die Überlappung L eier Zwischenwalzen 3,3'
sowie auch die Walzenbiegekräfte F um entsprechende Wertet Lbzw.Δ Fkorrigicen zu können.
Die in Fig.4 dargestellte Steuerungsvorrichtung weist eine strichpunktiert umrandete Recheneinheit mit
einem zentralen Rechner 20 auf, welcher die Sollwerte Lo und Fo für die Überlappung der Zwischenwalzen 3,3'
und für die Biegekraft der Arbeitswalzen nach der Zusammensetzung, der Breite, der Dicke des Walzgutes,
sowie nach der Stichabnahme, der Formänderungsfestigkeit, der Walzkraft und den Walzendurchmessern
bestimmt. Die mit »Querschnittsprofil« 5 bezeichnete Dickenverteilung des Walzgutes 1 über seine Breitr ist
durch den in F i g. 2 angegebenen Wert β oder kann durch eine Differenz zwischen der gemessenen Dicke an
den Walzguträndern und im mittleren Walzguthereich angegeben werden. Das optimale Querschnittsprofil S0
wird anhand von experimentell ermittelten Daten bestimmt.
Ein Stellgrößen-Rechner 21 bestimmt ein Stellsignal £>
zur Beaufschlagung eines Stellgliedes 16 für die Walzenbiegeeinrichtungen 5 aus der im Zentralrechner
20 errechneten Soll-Biegekraft Fo, aus der in einem Biegekraftmesser 14 erfaßten Ist-Biegekraft Fund aus
einem Korrekturwert Δ Fo. Dieser Korrekturwert Δ F0
wird in einem Rechenglied 26 gebildet, und zwar durch Verarbeitung eines in einem Vergleicher 23 erhaltenen
Differenzwertes Δ So, der die Abweichungen der in einem Dickenmeßgerät 25 erfaßten Ist-Dickenverteilung
S von der experimentell bestimmten und im Zentralrechner 20 gespeicherten Soü-Dickenverteüung
Sb kennzeichnet. Das Rechenglied 26 ist über einen nur
während des Walzbetriebes geschlossenen Schalter 27 mit dem Stellgrößen-Rechner 21 verbunden.
Die Ist-Überlappung L wird in einem Meßwertmittler 13 aus den Meßwerten der beiden Stellungsmesser 12,
12' für die Zwischenwalzen 3, 3' bestimmt und einem Stellgrößen-Rechner 22 eingegeben. Dieser Stellgrößen-Rechner
22 berechnet ein Stellsignal El zur Beaufschlagung eines Lagereglers 15, der die Verstelleinrichtungen
(Verschiebeeinrichtungen) 6, 6' für die Zwischenwalzen 3, 3' ansteuert. Das Stellgrößensignal
El wird im Stellgrößen-Rechner 22 durch Vergleich der ermittelten Ist-Überlappung L mit der im Zentralrechner
20 errechneten Soll-Überlappung Lo sowie unter Berücksichtigung eines Korrekturwertes Δ Lo bestimmt.
Zur Ermittlung dieses Korrekturwertes Δ L0 wird in
einem Vergleicher 24 die in einem Breitenmeßgerät 7 erfaßte Ist-Breite B des Walzgutes mit der im
Zentralrechner 20 gespeicherten Soll-Breite ßo verglichen.
Das Ausgangssignal Δ Bo dieses Vergleichers 24
wird in einem Rechenglied 28 zu dem Korrektursignal Δ Lo verarbeitet, das den Wert der Überlappung bzw. der
axialen Verstellung der Zwischenwalzen 3, 3' kennzeichnet, der zur Kompensation des Differenzsignales Δ
Bo, d.h. der Abweichung der gemessenen Ist-Breite B von der errechneten Soll-Breite So, notwendig ist.
Zwischen dem Rechenglied 28 und dem Stellgrößen-Rechner 22 ist ein nur während des Walzbetriebes
geschlossener Schalter 29 vorgesehen.
Da die Schalter 27 und 29 offen sind, wenn vor Beginn des Walzbetriebes die Walzenbiegekraft und die
Überlappung eingestellt werden, sind Δ Fo und Δ Lo
gleich Null, so daß die Stellglieder 15 und 16 so lange arbeiten, bis die vom Zentralrechner 20 ermittelten
Soll-Werte Fo und L0 mit den jeweiligen Ist-Werten F
und L übereinstimmen.
Während des Walzbetriebes sind beide Schalter 27 und 29 geschlossen, so daß die Beziehungen zwischen
den errechneten Soll-Werten Fo und Lo und den
entsprechenden Ist-Werten F und L ständig durch die Korrekturwerte Δ Fo und Δ Lo ergänzt bzw. berichtigt
werden.
Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Walzenbiegekraft für die Arbeitswalzen ebenso wie
die Überlappung der Zwischenwalzen gleichzeitig vor Beginn des Walzbetriebes eingestellt und während des
Walzbetriebes korrigiert werden können, wodurch eine genaue automatische Steuerung der Ebenheit und
Parallelität der Walzgutoberfläche ermöglich wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Steuerung der Ebenheit und Parallelität von Walzgutoberflächen
bei einem Walzgerüst dessen Arbeitswalzen direkt an Tragwalzen abgestützt sind und an ihren
Walzenenden angreifende Biegeeinrichtungen aufweisen, wobei in einer Recheneinheit mit Speicher
der Sollwert Fo für die Biegekraft der Arbeitswalzen
anhand einer festen Beziehung und unter Einbeziehung der Walzgutbreite B bestimmt und als
Stellsignal den Walzenbiegeeinrichtungen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Recheneinheit einen Zentralrechner (20) aufweist, der die Sollwert·; für die von den
Walzenbiegeeinrichtungen £5, 5') erzeugte Walzenbiegekraft
(Fq) und für die Überlappung (Lo) der als axial gegensinnig verschiebbare Zwischenwalzen (3,
3') ausgebildeten Tragwalzen anhand vorgegebener Walzparameter bestimmt,
daß die jeweiligen Ist-Werte der Walzgutbreite B in
einem Breitenmeßgerät (7) und der Verteilung der Dicke des Walzguts über seine Breite (S) in einem
Dickenmeßgerät (25) kontinuierlich erfaßt und in je einem Vergleicher (23; 24) mit entsprechenden dem
Zentralrechner (20) entnommenen Sollwerten (B0 und So) verglichen werden,
daß die Vergleicher (24) erhaltenen Breitenabweichungen (Δ Bo) in einem Rechenglied (28) in
Überlappungs-Korrekturwerte (Δ Lu) und die im Vergleicher (23) erhaltene Dickenabweichung über
die Walzgutbreite (Δ Sb) in einem Rechenglied (26) in
Walzenbiegekraft-Korrekturwerte (Δ Fo) umgewandelt werden und
daß in einem ersten Stellgrößen-Rechner (21) aus dem Istwert (F), dem Sollwert (F0) der Walzenbiegekraft
und dem Walzenbiegekraft-Korrekturwert (Δ Fo) ein Stellsignal (Er) für die Walzenbiegeeinrichtungen
(5) sowie in einem zweiten Stellgrößen-Rechner (22) aus dem Istwert (L), dem Sollwert (L0) der
Zwischenwalzen-Überlappung sowie aus dem Überlappungs-Korrekturwert (Δ L0) ein Stellsignal (Ei.)
für die Verschiebeeinrichtungen (6,6') der Zwischenwalzen (3,3') erzeugt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenglieder (26, 28) über je
einen nur im Betriebszustand geschlossenen Schalter (27,29) mit den jeweiligen Stellgrößen-Rechnern
(21,22) verbunden sind.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP47067494A JPS525304B2 (de) | 1972-07-07 | 1972-07-07 | |
JP47067501A JPS527425B2 (de) | 1972-07-07 | 1972-07-07 | |
JP48022116A JPS52749B2 (de) | 1973-02-26 | 1973-02-26 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2366413C2 true DE2366413C2 (de) | 1984-04-19 |
Family
ID=27283719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19732366413 Expired DE2366413C2 (de) | 1972-07-07 | 1973-07-06 | Vorrichtung zur Steuerung der Ebenheit und Parallelität von Walzgutoberflächen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2366413C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2537021A1 (fr) * | 1982-12-06 | 1984-06-08 | Schloemann Siemag Ag | Cage de laminoir |
EP0618020A1 (de) * | 1993-03-29 | 1994-10-05 | Sms Schloemann-Siemag Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Walzen eines Walzbandes |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1602126A1 (de) * | 1966-11-30 | 1970-04-09 | Nippon Kokan Kk | Verfahren zur kontinuierlichen Steuerung der Korrektureinrichtung fuer das Werkstueckprofil beim Walzvorgang |
DE2206912A1 (de) * | 1971-02-15 | 1972-08-31 | Hitachi Ltd | Walzgerüst |
-
1973
- 1973-07-06 DE DE19732366413 patent/DE2366413C2/de not_active Expired
Patent Citations (2)
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