DE2725207C2 - Verfahren zum Steuern einer wenigstens zwei aufeinanderfolgende Walzgerüste enthaltenden Walzstraße und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

— der Zeitpunkt des Erfassens des Walzgutes durch das nachfolgende Gerüst als Beginn der Einschwingzeit erfaßt wird,

— die zur Wiederherstellung des gespeicherten Drehmoment-Momentanwertes (Ankerstrom) erfolgende Regelung des Drehmoments am Antrieb des vorausgehenden Gerüsts während der Einschwingzeit eingreift und

— anschließend die Geschwindigkeiten der Antriebe des vorausgehenden und des nachfolgenden Gerüsts ermittelt werden und das Verhältnis dieser Geschwindigkeiten berechnet und gespeichert sowie durch Drehzahlregelung konstant gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Umschaltung auf Drehzahlregelung diese am nachfolgenden Gerüst eingreift.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit Detektoren zur aufeinanderfolgenden Feststellung des Duchgangs des Walzgutes durch das vorausgehende Walzgerüst, seines Vorbeigangs in der Nähe des Eingangs des nachfolgenden Walzgerüstes und seines Eintrittes in dieses, gekennzeichnet durch eine Logikschaltung (17) mit drei Eingängen (18, 19, 20), welche die von den Detektoren (14, 15, 16) kommenden Signale empfangen, durch einen Regler (21) zur Einstellung des Hauptsollwertes für den Drehmomentregler (11) des vorausgehenden Walzgerüstes (1), dessen vier Eingänge (22, 23, 24, 25) mit dem Ausgang eines Geschwindigkeitsregiers (8) für das vorausgehende Walzgerüst (1) bzw. mit einem Ausgang der Logikschaltung (17) bzw. mit einem Ausgang einer Schaltung (27) zur Berechnung des Walzmoments des vorausgehenden Walzgerüstes (1) über einen mit einem Ausgang der Logikschaltung (17) verbundenen Speicher (28) zur Speicherung dieses Walzmomentes bzw. mit dem Ausgang (29) einer Ableitungsschaltung (30) verbunden sind, wobei der Ausgang (31) des Reglers zur Einstellung des Hauptsollwertes am Regler (21) mit einem dritten Eingang (32) des Geschwindigkeitsreglers (8) für das vorausgehende Walzgerüst (1) verbunden ist, wobei ferner die Schaltung (27) zur Berechnung des Walzmoments

zwei Eingänge (34,33) aufweist, von denen der eine mit dem Ausgang (29) der Ableiiungsschaltung (30) und der andere mit dem Ausgang (10) des Geschwind'gkeitsreglers (8) für das vorausgehende Walzgerüst (1) verbunden ist, durch einen Regler (36) für die Regelung des Geschwindigkeitsverhältnisses der beiden Walzgerüste (1,2) mit einem ersten, mit der Logikschaltung (17) verbundenen Eingang (37) und zwei weiteren Eingängen (38,40), von denen der eine (38) mit dem Ausgang eines die Geschwindigkeit des vorausgehenden Walzgerüstes (1) messenden Tachometerdynamos (6) über eine Anpassungs- und Filterschaltung (39) verbunden ist, während der andere (40) mit dem Ausgang des die Geschwindigkeit des nachfolgenden Walzgerüstes (2) messenden Tachometerdynamos über eine Schaltung (42) zur Bestimmung des Verhältnisses der Geschwindigkeiten der beiden Gerüste sowie über die Anpassungs- und Filterschaltung (39) verbunden ist, wobei der Ausgang (43) des Reglers (36) zur Regelung des Geschwindigkeitsverhältnisses der beiden Gerüste mit dem dritten Eingang (44) des Drehmomentreglers (11) für das vorausgehende Walzgerüst (1) verbunden ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer wenigstens zwei aufeinanderfolgende Walzgerüste enthaltenden Walzstraße, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Beim Walzen von Produkten großer Länge wie Rund- oder Profileisen, Schienen, Träger usw. auf kontinuierlichen Walzwerken führt das Vorhandensein eines Zuges zwischen aufeinanderfolgenden Gerüsten, mit denen das Walzprodukt gleichzeitig in Eingriff steht, zu Verformungen. Es wurden daher bereits Verfahren zum zugfreien Walzen vorgeschlagen. Beim zugfreien Walzen gibt is für ein gegebenes Profil, einen gegebenen Walzenabstand, einen gegebenen Querschnitt am Eingang sowie eine gegebene Temperatur des Walzgutes eine Zusammenstellung von Walzparametern (Walzmoment, Drehgeschwindigkeit der Walze, Walzgutausstoß), die wohl definiert und in nicht einfacher, aber strenger Weise an die Gleitflächen des Walzgutes auf der Walze gebunden ist. Die Berührungsfläche besteht nämlich aus drei Abschnitten, einer bewegungsaufwärts liegenden Gleitfläche, wo das Walzgut auf der Walze mit einer Geschwindigkeit gleitet, die kleiner als die Tangentialgeschwindigkeit des Oberflächenelements ist, einer neutralen Fläche, wo kein Gleiten stattfindet, und einer bewegungsabwärts liegenden Gleitfläche, wo das Walzgut auf der Walze mit einer Geschwindigkeit gleitet, die größer als die Tangentialgeschwindigkeit des Oberflächenelements ist. Das Walzmoment und die Geschwindigkeit hängen für einen gegebenen Ausstoß nur von der Lage der neutralen Oberfläche ab, welche die relative Größe der bewegungsaufwärts uns bewegungsabwärts liegenden Gleitflächen abgrenzt.

Als Walzparameter werden nachstehend die Temperatur, die chemische Zusammensetzung, das Gewicht auf den laufenden Metern sowie die geometrischen Abmessungen des Querschnitts des Walzgutes an seinem Eintritt in ein Walzgerüst in Betracht gezogen. Wenn sich ein solcher Walzparameter ändert, muß zur Erzielung des gleichbleibenden Ausstoßes unter Beibehal-

tung des Walzmoments je nach der Art der vorliegenden Veränderung entweder ein Zug oder ein Gegenzug hinzugefügt werden, um die Verschiebung der neutralen Zone auszugleichen, welcher auch eine Änderung der Geschwindigkeit des Walzgerüstes entspricht. Wenn zwei aufeinanderfolgende Walzgerüsxe betrachtet werden, von denen angenommen wird, daß sie sich im Gleichgewichtszustand befinden, hat jedes Walzgut sein eigenes Walzmoment und seine eigene Geschwindigkeit.

Es sei angenommen, daß dieser Gleichgewichtszustand einem Walzen ohne Zug zwischen den Walzgerüsten entspricht. Werai sich ein Walzparameter ändert und das Moment des ersten Walzgerüstes künstlich auf seinem Wert gehalten wird, muß das zweite Walzgerüst bei künstlicher Aufrechterhaltung seiner Geschwindigkeit einen Zug oder einen Gegenzug liefern, damit der Gleichgewichtszustand aufrechterhalten bHbt. Das erste Walzgerüst läuft also mit einer Geschwindigkeit, die . von seiner ursprünglichen Geschwindigkeit verschieden ist. Die Differenz zwischen den Verhältnissen der Geschwindigkeiten der beiden Walzgerüste vor und nach der Änderung des Walzparameters ist eine kontinuierliche monotone Funktion des Zuges oder des Gegenzuges. Wenn diese Differenz Null ist, tritt keine Beanspruchung in dem Metali auf. Ein aus der DE-OS 20 45 987 bekanntes Verfahren zum spannungsfreien Walzen . macht von dieser Erkenntnis Gebrauch und beinhaltet die Konstanthaltung des Drehzahlverhältnisses an den Walzgerüsten. Ein ähnliches Verfahren ist auch in der DE-OS 24 13 492 angegeben.

Aus der DE-AS 12 01 466 ist ferner ein Verfahren zum Steuern einer Walzstraße bekannt, das mit Drehzahlregelung und einer unterlagerten Stromregelung für die aufeinanderfolgenden Walzgerüste arbeitet. Nach dem Einlauf des Walzgutes in ein jeweils vorausgehendes Walzgerüst und unmittelbar vor dem Einlauf in ein nachfolgendes Walzgerüst wird eine dem Momentanwert des Drehmoments des Antriebs des vorausgehenden Gerüstes entsprechende Größe bestimmt und gespeichert. Nach dem Einlaufen des Walzgutes in das nachfolgende Gerüst wird der Sollwert für die Drehzahlregelung eines der Antriebe so geändert, daß der gespeicherte Momentanwert des Drehmomentes wieder hergestellt wird. Nach der Einschwir.gzeit, d. h. nach der Stabilisiei ung der Geschwindigkeit des nachfolgenden Gerüstes, wivd auf Drehzahlregelung der Antriebe beider Gerüste umgeschaltet. Da aber bei diesem bekannten Verfahren die Korrektur erst eingreift, nachdem die Geschwindigkeit des nachfolgenden Gerüstes nach dem Anstich stabilisiert ist, wird das Anfangsstück des Walzgutes nicht ohne Zug- und Druckbeanspruchungen bearbeitet. Überdies werden bei dem bekannten Verfahren keine Walzparameter ausgeregelt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, zu erreichen, daß bereits das Anfangsstück des Walzgutes ohne Zug- und Druckbeanspruchungen bearbeitet wird und daß überdies Änderungen eines WaIzparamete^rs ausgeregelt werden.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine Weiterbildung des Verfahrens ist im Patentanspruch 2 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens im Patentanspruch 3 angegeben.

Bei dem erfinciungsgemäSen Verfahren dient als Meßzeitpunkt für Korrekturen am vorausgehenden Gerüst der Zeitpunkt des Eintritts des Walzgutes in das nachfolgende Gerüst, so daß auch der Einschwingvorgang in die Korrektur mit einbezogen wird. Die Regelung findet also bereits während dieses Einschwingvorganges statt, so daß bereits in diesem Zeitintervall Zug· spannungen im Walzgut ausgeregelt werden.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

In der Zeichnung sind zwei aufeinanderfolgende Walzgerüste 1 und 2 für das Walzen eines Metalls 3 dargestellt. Die Walzen des Gerüstes 1 werden von einem Motor 4 über einen Getriebekasten 5 angetrieben. Der Tachometerdynamo 6 des von dem Motor 4 angetriebenen ersten Gerüstes überträgt ein Geschwindigkeitssignal auf den ersten Eingang 7 des Geschwindigkeitsreglers 8 des Gerüstes 1. Die Geschwindigkeitsbezugsgröße 9 des Reglers 8 ist mit dem zweiten Eingang dieses Reglers verbunden, welcher drei Eingänge hat.

Der Ausgang 10 des Geschwindigkeitsreglers 8, welcher als Hauptbezugsgröße für den Drehmomentregler 11 des ersten Gerüstes dient, ist mit dem zweiten Eingang dieses Reglers 11 verbunden, welcher drei Eingänge hat. Die Messung des Moments des Motors 4 kommt bei 12 an dem ersten Eingang des Drehmomentreglers 11 an. Der Ausgang 13 des Drehmomentreglers 11 ist mit dem Antriebsmotor 4 verbunden. Zwei Detektoren zur Feststellung des Durchgangs des Metalls durch die Gerüste 1 und 2 sind bei 14 bzw. 15 dargestellt. Dies sind z. B. Druckmesser. Ein Detektor zur Feststellung des Vorbeigangs des Metalls in der Nähe des Eingangs des zweiten Gerüstes, z. B. eine Photozelle, ist bei 16 dargestellt.

Die Ausgänge der Detektoren 14,15,16 sind mit den drei Eingängen 18, 19, 20 einer Logikschaltung 17 verbunden.

Ein Regler für die Hauptbezugsgröße des Drehmomentreglers 11 ist bei 21 mit seinen vier Eingängen 22, 23, 24, 25 dargestellt, weiche mit dem Ausgang 10 des Geschwindigkeitsreglers 8 bzw. mit dem Ausgang 26 der Logikschaltung 17 bzw. mit einer Schaltung 27 zur Berechnung des Walzmoments des Gerüstes 1 über einen Speicher 28 für das Walzmoment bzw. mit dem Ausgang 29 einer Ableitungsschaltung 30 verbunden sind, welche der Schaltung 27 ermöglicht, die von der Trägheit der in Bewegung befindlichen Massen herrührenden Fehler bei der Berechnung des Walzmoments des ersten Gerüstes zu vermeiden. Der Ausgang 31 des Reglers 21 ist mit dem dritten Eingang 32 des Geschwindigkeitsreglers 8 verbunden. Die beiden Eingänge 33 und 34 der Schaltung 27 sind mit dem Ausgang 10 des Geschwindigkeitsreglers 8 bzw. mit dem Ausgang 29 der Schaltung 30 verbunden. Der Speicher 28 ist mit dem Ausgang 35 der Logik verbunden.

Ein Regler 36 für das Verhältnis der Geschwindigkeiten der beiden Gerüste hat einen ersten, mit der Logik 17 verbundenen Eingang 37 und zwei weitere Eingänge, von denen der eine, 38, mit dem Ausgang der Tachometerdynamo 6 über eine Anpassungs- und Filterschaltung 39 und der andere, 40, mit dem Ausgang der Tachometerdynamo 41 des zweiten Gerüstes über eine Schaltung 42 zur Bestimmung des Verhältnisses der Geschwindigkeiten der beiden Gerüste und über die Schaltung 39 verbunden ist.

Der Ausgang 43 des Reglers 36 ist mit dem dritten Eingang 44 des Drehmomentreglers 11 verbunden. Die obige Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Wenn das Metall noch nicht von dem Gerüst 1 erfaßt ist, blockiert die Logikschaltung 17 den Regler 21 und den Regler 36 für das Verhältnis der Geschwindigkeiten

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der beiden Gerüste und stellt den Drehmomentspeicher H

28 auf Null zurück.

Sobald das von dem Druckmesser 14 ausgesandte Signal, welches anzeigt, daß das Metall in das Gerüst 1 eingetreten ist, bei 18 ankommt, bewirkt die Logikschaltung 17 die Speicherung des Walzmoments, hält aber die Verstärkung Null des Reglers 21 aufrecht.

Wenn das Metall in die Nähe des zweiten Gerüstes kommt, schickt die Photozelle 16 bei 20 ein Signal auf die Logikschaltung 17, damit diese die Blockierung des Speichers 28 bewirkt, welcher so den Wert beibehält, welchen das Walzmoment des ersten Gerüstes unmittelbar vor dem Augenblick hatte, in welchem das Metall von dem zweiten Gerüst erfaßt wird, und welcher dem Walzmoment ohne Zug entspricht. !5

Wenn das Metall in das zweite Gerüst eintritt, sendet der Druckmesser 15 bei 19 ein Signal aus, welches angibt, daß das Metall in das Gerüst 2 eingetreten ist, damit die Logikschaltung 17 den Regler 21 freigibt, dessen Ausgang 31 bei 32 zu dem Geschwindigkeitsbezugswert 9 ein Berichtigungsglied zufügt, welches gestattet, das Walzmoment des Gerüstes 1 auf dem gespeicherten Wert zu halten.

Eine ganz kurze Zeit nach dem Eintritt des Metalls in das zweite Gerüst welche durch eine in der Logikschaltung 17 enthaltene Verzögerung definiert ist, ermöglicht die Stabilisierung der Geschwindigkeit des ersten Gerüstes und so die Bestimmung sowie die Registrierung des Verhältnisses der Geschwindigkeiten der beiden Gerüste in der Schaltung 42. Die Logikschaltung 17 gibt dann den Regler 36 für das Verhältnis der Geschwindigkeiten der beiden Gerüste frei, wodurch dieses Verhältnis durch Bildung eines auf den dritten Eingang 44 des Drehmomentreglers 11 übertragenen Signals gezwungen wird, konstant zu bleiben.

Jede Veränderung eines Parameters, welche eine Wechselwirkung zwischen diesen beiden Gerüsten einzuführen sucht, wird so berichtigt, indem das Verhältnis der Geschwindigkeiten der beiden Gerüste konstant gehalten wird, welches in dem Augenblick der Einführung des Metalis in die Gerüste in einem Zustand ohne Beanspruchung gemessen wurde.

In dem Fall von mehreren aufeinanderfolgenden Gerüsten wird der Vorgang an jedem Gerüst wiederholt.

Es ist zu bemerken, daß bei der Möglichkeit der Benutzung eines Rechengeräts dieses die Funktionen übernehmen kann, welche bei der beschriebenen Ausführung von der Logikschaltung 17 für die allgemeine Steuerung des Systems und von der Schaltung 42 zur Messung und Speicherung der Geschwindigkeitsverhältnisse ausgeübt werden (wofür dann die Geschwindigkeit zweckmäßig durch ein System zur Zählung der Impulse gemessen wird, welche von Impulsgeneratoren ausgesandt werden, welche den Tachometerdynamos zugeordnet sind, welche noch zu analogen Regelzwekken benutzt werden).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Steuern einer wenigstens zwei aufeinanderfolgende Walzgerüste enthaltenden Walzstraße mit einer Drehzahlregelung und einer unterlagerten Stromregelung zum Walzen von Metallen, bei dem nach Einlauf des Walzgutes in ein jeweils vorausgehendes Walzgerüst unmittelbar vor Einlauf in ein nachfolgendes Walzgerüst eine dem Momentanwert des Drehmoments des Antriebs des vorausgehenden Gerüsts entsprechende Größe bestimmt und gespeichert wird, bei dem nach dem Einlauf des Walzgutes in das nachfolgende Gerüst der Sollwert für die Drehzahlregelung eines der Antriebs so geändert wird, daß der gespeicherte Iwomentaiiwert des Drehmoments (Ankerstrom) wieder hergestellt wird, und nach der Einschwingzeit bzw. der Stabilisierung der Geschwindigkeit des nachfolgenden Gerüsts auf Drehzahlregelung der Antriebe beider Gerüste umgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß