DE2736234A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der form von walzgut - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur steuerung der form von walzgut

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DE2736234A1 DE19772736234 DE2736234A DE2736234A1 DE 2736234 A1 DE2736234 A1 DE 2736234A1 DE 19772736234 DE19772736234 DE 19772736234 DE 2736234 A DE2736234 A DE 2736234A DE 2736234 A1 DE2736234 A1 DE 2736234A1
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Description

3 273623/.
Firma ISHIKAWAJIMA-HARIMA JUKOGYO KABUSHIKI KAISHA, Tokio/Japan Firma KAWASAKI SEITETSU KABUSHIKI KAISHA, Hyogo-ken/Japan
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Form von Walzgut
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Form von vergleichsweise dickem metallenem Walzgut in Warmwal ζ v/er ken.
Eine wesentliche Zielsetzung der Erfindung besteht darin, Ungenauigkeiten in Zwischendurchläufen des Walzgutes zu ermöglichen, so daß die Anzahl der durchlaufenen Walzgerüste vermindert und daher eine hohe Produktivität erzielt werden kann.
Eine weitere Zielsetzung der Erfindung besteht neben der Erhöhung der Produktivität in der Aufrechterhaltung einer vorbestimmten Oberflächenballigkeit des Walzgutes und einer vorbestimmten Walzgutform, so daß die Qualität des Walzproduktes wesentlich erhöht werden kann.
Zur Steuerung der Form von Walzgut in Walzgerüsten für vergleichsweise dicke Platten oder Bleche, werden im allgemeinen Durchlaufprogramme aufgestellt, so daß das Walzgut auf optimale Weise in die gewünschte Form gewalzt werden kann. Diese Durchlaufprogramme schließen als Enddurchlauf ein sogenanntes Konstant-Balligkeitsverhältnis-System A ein, in dem zur Steuerung oder Ausregelung der Ebenheit des Walzgutes ein Prozeßrechner verwendet wird, der beim letzten Durchgang eine Durchführung des Durchlaufprogrammes mit konstantem Balligkeitsverhältnis gestattet, oder ein System B, welches eine Verbesserung des Systems A darstellt und bei dem das Balligkeitsverhältnis geändert werden kann, so daß der Walzdruck erhöht werden kann.
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Die obigen Systeme. :\ und H und die hieran anknüpfende Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
1"Js zeigt
Fig. 1 und 2 grafische Darstellungen zur Erläuterung des Zusammenhangs zwischen dem Walzdruck und der Walzgutdicke beim Syr.tem A und beim System B und
Fig. 3 ein Dlockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindun'isgemäßen Vorrichtung zur Steuerung der Form von Walzgut.
In den Fig. 1 und 2 veranschaulicht die gestrichelt eingezeichnete Linie den Zusammenhang zwischen dem Walzdruck und der Walzgutdicke bei Anwendung des Systems A, während die strichpunktierte Linie den Zusammenhang zwischen dem Walzdruck und der Walzgutdicke bei maximalem Walzendrehmoment veranschaulicht.
Es gibt auch ein System, welches eine Kombination der obigen Systeme Λ und B darstellt. Bei diesem kombinierten System wird die Walzgutdicke in Abhängigkeit vom Walzdruck bestimmt, der seinerseits von dem maximal zulässigen Walzendrehmoment vor dem Enddurchlauf abhängt, und die Walzgutdicke wird im Enddurchlauf auf der Basis eines konstanten Balligkeitsverhältnissea bestimmt, so daß das Walzgut auf eine Enddicke H„ gewalzt werden kann. Da—
bei wird der optimale Durchlaufplan dadurch bestimmt, daß die weißen Punkte auf der gestrichelten Kurve und der strichpunktierten Kurve in den Fig. 1 und 2 verbunden werden. Dieses System weist jedoch einige Probleme im Zusammenhang mit der Dickenreduktion bei jedem Durchgang und der Effizienz auf.
Gemäß System B werden mit Ausnahme des Enddurchganges und des Durchganges H entsprechend einer Grenzdicke zur Vermeidung eines Verwerfens des Walzgutes die Durchgänge zur Formsteuerung des Walzgutes bei Walzdrücken durchgeführt, die gegenüber dem System mit konstantem Balligkeitsverhältnis höher sind. Hierbei
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wird ein optimaler Durchlaufplan dadurch bestimmt, daß die weißen Funkte der ausgezogenen Kurve und der strichpunktierten Kurve in den Kig. 1 oder 2 miteinander verbunden werden. Das System B weist gegenüber dem System Λ insoferne Vorteile auf, als höhere './aLzdrücke angewendet werde;n können, so daß die Anzahl der Durchläufe vermindert werden kann und somit eine höhere Produktivität erzielt werden kann. Das System B basiert auf der Annahme, daß die Form des Walzgutes eben bleibt, selbst dann, wenn die Balligkeit der Platte oder des Bleches in Breitenrichtung des Walzgutes sich ändert, bevor dieses auf die Dicke H abgewalzt ist, und daß nach der Dickenreduktion auf die Dicke H die Form des Walzgutes proportional zur Änderung der Balligkeit des Walzgutes geändert wird. In anderen Worten, bevor das Walzgut auf die Dicke H abgewalzt ist, überwiegt der Materialfluß in Richtung der Dicke des Walzgutes, und nach der Abwälzung des Walzgutes auf die Dicke H überwiegt der Materialfluß in Längsrichtung des Walzgutes.
Beim System B hängt die Balligkeit des fertigen Walzgutes von der Balligkeit beim Punkt H ab. Dies bedeutet, daß die Balligkeit des Walzproduktes von der Größe des Walzdruckes abhängt, der seinerseits von der Dicke Hc abhängt. Die Balligkeit CrF des fertigen Produktes mit einer Dicke Hp und die Balligkeit C bei der Dicke H hängen durch folgende Gleichung voneinan-
rc *—
der ab:
Crc = CrF
Crc = CrF X (Hc/H
Wenn daher der Walzdruck P bei der Walzdicke H so bestimmt wird, daß sich eine von der endgültigen Balligkeit C _ durch die Gleichung I abhängige Balligkeit C ergibt, kann das Walzgut eben gehalten werden, und kann der Durchlaufplan mit Ausnahme des Durchlaufs zur Erzeugung der Dicke H anders gewählt werden, als im Falle des mit konstantem Bailigkeitsverhältnis arbeitenden Systems A. Daher wird der Durchlaufplan durch Verbindung der weißen Punkte der ausgezogenen Linie mit denjenigen
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der π trichpiir.k r Lcrton Linie gemäß Fig. 1 oder 2 bestimmt. Die Gleichung I kann aufgrund experimenteller Daten auf geeignete V/eise korrigiert worden, da der Materialfluß in Breitenrichtung des Walzgutes immer noch gleichmäßig bleibt, nachdem das Walzgut auf die Diele H abgewälzt worden ist.
Zusammenfassend gestattet das System B somit aus der Sicht des Systemes Λ fehlerhafte Abweichungen der dazwischenliegenden Durchläufe, so daß der Walzdruck und damit die Dickenreduktion erhöht werden kann. Als Folge hiervon kann die Anzahl der Durchläufe vermindert werden und kann eine hohe Produktivität erzielt werden. Jedoch besitzt das System B den inhärenten Nachteil, daß keine Fehlerkorrektur erfolgen kann, da die Formsteuerung des Walzgutes vorbestimmt ist.
Die Erfindung dient vor allem zur Lösung dieses und weiterer, bei Anwendung des Systems B auftretender Probleme, wie nachfolgend anhand der Erläuterung der Fig. 3 klar wird.
Walzgut 3 aus Metall wird mittels eines Walzgerüstes mit oberen und unteren Arbeitswalzen 1 sowie oberen und unteren Stützwalzen 2 und einer Anstellvorrichtung 4 mit Druckspindeln, die von einem Anstellmotor 5 aus angetrieben werden, ausgewalzt. Fernsehkameras 6 und 7 als Teile eines optischen Formfühlers für das Walzgut 3 wie eines Formmeßgerätes sind an der Eingangsund der Ausgangsseite des Walzgerüstes angeordnet.
Die Fernsehkameras 6 und 7 und eine Steuereinheit 8 eines optischen Formmeßgerätes od. dgl. ergeben ein optisches Formerfassungssystem. Das Ausgangssignal S- der Steuereinheit 8 entspricht der Form des Walzgutes 3 und liegt an einer Korrektur- oder Kompensationseinheit 9. Ein Dickenfühler 10 erfühlt die Dicke H. des aus den Arbeitswalzen 1 austretenden Walzgutes 3 und erzeugt ein Signal H., welches der Kompensationseinheit 9 zugeführt wird. In Abhängigkeit von diesem Ausgangssignal H. des Dickenfühlers 10,
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korrigiert die Kompensationseinheit 9 das Ausgangssignal S-aus der Steuereinheit ü und erzeugt ihrerseits ein Ausgangssignal H , welches die kompensierte Dicke darstellt. Mit anderen V/orten stellt das Ausgangssignal H aus der Kompensationseinheit 9 die Dicke des Walzgutes 3 dar, bei der das Walzgut 3 aus seiner richtigen Form verformt werden soll.
Das Ausgangssignal H aus der Kompensationseinheit 9 wird zusammen mit dem Ausgangssignal einer zweiten Prozessor-Einheit 12, der die der Dicke H„ und der Balligkeit C p des fertigen Produktes entsprechenden Signale eingegeben werden, in einen ersten Prozessor 11 gegeben, der den Durchlaufplan bei der Dicke H korrigiert oder kompensiert. Der Ausgang des ersten Prozessors 11 wird einer Befehlseinheit 13 zugeführt, welche die dem korrigierten Durchlaufplan entsprechenden Signale sammelt und ein Signal erzeugt, welches dem Walzdruck für den nächsten Durchlauf entspricht. Der Ausgang aus der Befehlseinheit 13 wird dem Anstellmotor 5 zugeführt, so daß die Anstellvorrichtung 4 derart angetrieben wird, daß die Arbeitswalzen 1 einen optimalen Walzdruck auf das folgende Walzstück ausüben.
Der der Form des austretenden Walzgutes 3, wie sie durch das optische Detektorsystem ermittelt wurde, entsprechende Ausgang S- liegt an der Kompensationseinheit 9. Bei einem Durchgang mit einer gegenüber der Dicke H größeren Nenndicke ist das Ausgangssignal S. gleich Null; hierbei ist angenommen, daß lediglich die Balligkeit der Walzgutoberfläche sich ändert, jedoch die Form unverändert bleibt. Das Ausgangssignal S. liegt jedoch andererseits im Falle eines Durchlaufes mit einer die Dicke H nicht übersteigenden Nenndicke mit einem endlichen Wert vor, so daß der Dickenfühler 10 der Kompensationseinheit 9 das Signal H-zuführt, welches der Dicke des Walzstückes entspricht, von dem ausgehend das Ausgangssignal S- erzeugt worden ist. Als Folge " hiervon wird die Dicke H richtig ermittelt. Somit entspricht die Dicke H der Dicke H-, wenn das erste Ausgangssignal S- erst-
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irijlii ι in«· von Hull vt>ri<--tn ederna minimale Signal höhe S . über-
min
steiqt. Lm·; aus ιJivrjsiqnul ί;. v/ird in der Kornpensationseinheit cj ständin mit dom Cinnal i> . verglichen, wobei II, diejenige Dicke am Ausgang del O.ircliqanqes ist, der unmittelbar vor dem Durchqanq Ii ent, hei .lern day Ausqanqssignal S. erstmals den Wert S-übor·.; tei'Tt.
Danach wird dor Du rc Hl auf pi an für das nächste Walzstück auf der Basis des Systems H ermittelt. Dabei korrigiert der erste Prozessor 11 den Durch]aufplan gemäß Fig. 1 in Abhängigkeit vom Ausgangssiqnal aus der Kompensationseinheit 9 und dem Ausganyssignal aus dem zweiten Prozessor 12, der den Durchlaufplan durch Verbindung der weißen Punkte der ausgezogenen Kurve und der strichpunktierten Kurve gemäß Fig. 1 erzeugt, in den Durchlaufplan entsprechend der Verbindung der weißen Punkte der ausgezogenen Kurve und der strichpunktierten Kurve gemäß Fig. 2. Mit anderen Worten wird der Walzdruck bei der Dicke H auf den Wert P_ gebracht,
c c
was zu einer Walzgutbailigkeit C führt, welche ihrerseits ein konstantes Bailigkeitsverhältnis aufrechterhält. Als Folge hiervon kann die Oberflächenballigkeit C „ des fertigen Walzproduktes auf einer vorbestimmten Größe gehalten werden. Mit diesem neuen und gegebenenfalls korrigierten Durchlaufplan wird das nächste Walzstück ausgewalzt.
Das Ausgangssignal aus dem ersten Prozessor 11 wird in der Befehlseinheit 13 gespeichert, und das Befehlssignal wird dem Anstellmotor 5 der Anstellvorrichtung 4 unmittelbar vor dem Eintritt des folgenden Walzstückes in die Arbeitswalzen 1 zugeführt, so daß ein vorbestimmter Walzdruck erzeugt werden kann. Daher kann das fertige Walzprodukt eine vorbestimmte Form S„ und eine vorbestimmte Oberflächenballigkeit C p aufweisen.
Wenn die nachfolgenden Walzstücke dem vorangegangenen Walzstück in der Dicke entsprechen, so kann der auf der Basis der Walzeinwirkung auf das vorangegangene Walzstück und der Dicke H korrigierte Durchlaufplan gemäß den Ergebnissen des vorangegangenen
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Walzstückes weiter korrigiert oder kompensiert werden.
Es liegt auf der Hand, daß die Erfindung nicht auf die anhand der Fig. 1 bis 3 erläuterte bevorzugte /usführungsform beschränkt ist, sondern daß vielfache Abwandlungen und Abänderungen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So ist die Erfindung insbesondere auch nicht etwa auf das schematisch veranschaulichte Duo-Walzgerüst mit Stützwalzen beschränkt, sondern kann bei allen beliebigen Walzgerüstbauarten angewendet werden.
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Claims (3)

  1. PATENTANWÄLTE
    Dr. rer. nat. DIETFR LOUIS 17 950 60
    DipL-Phys. CLAUS TOHLAU
    Dipl. big. FRAN:: LOHRENTZ 0 1 '\ fi ? ^ A
    8500NORNBERQ * ' ^
    KESSLERPLATZ 1
    Firma ISHIKAWAJIMA-HARIMA JUKOGYO KABUSHIKI KAISHA, Tokio/Japan
    und
    Firma KAWASAKI SEITETSU KABUSHIKI KAISHA, Hyogo-ken / Japan
    Patentansprüche
    M .yVerfahren zur Steuerung der Form von Walzgut, dadurch gekenn-zeichnet, daß die Form des Walzgutes zwischen aufeinanderfolgenden Durchlaufen erfaßt wird, wodurch die Dicke des Walzgutes bestimmt wird, bei der die Deformation des Walzgutes aus
    seiner richtigen Form auftritt, und daß der Walzdruck gesteuert eingestellt wird, wenn die Dicke des Walzgutes in der Nachbarschaft dieser Deformationsdicke ist, derart, daß das fertige
    Walzprodukt eine vorbestimmte Oberflächenballigkeit aufweist.
  2. 2. Vorrichtung zur Steuerung der Form von Walzgut, gekennzeichnet durch eine Detektoreinrichtung (6, 7, 8) zur Erfassung der Form des Walzgutes (3), durch einen Dickenfühler (10) zur Erfassung der Dicke des Walzgutes (3), bei der die Verformung des Walzgutes aus der richtigen Form auftritt, und durch eine auf das Ausgangssignal (H.) des Dickenfühlers (10) ansprechende Korrektur oder Kompensationseinrichtung (9) zur Steuerung des auf das Walzgut (3) in dem Durchlauf, in dem die Deformation auftritt, oder in dem diesem Durchlauf vorangegangenen Durchlauf ausgeübten Walzdruck derart, daß der Walzdruck eine vorbestimmte Beziehung zur Dicke, Oberflächenballigkeit oder zum Walzdruck im Durchlauf durch das letzte Walzgerüst aufweist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
    Korrektur- oder Kompensationseinrichtung eine Korrektur- oder Kompensationsschaltung (9) für die Dicke aufweist, welche auf das Ausgangssignal (H.) des Dickenfühlers (10) zur Korrektur
    oder Kompensation des Ausgangssignales je nach Dicke oder Balligkeit des fertigen Walzerzeugnisses anspricht, und durch eine auf das Ausgangssignal (H ) der Korrektur- oder Kompensationsschal-
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    tung (9) für die Dicke ansprechende Befehlseinrichtung (13) zur Erzeugung einoo Hefen!ssignales, welches einer Steuervorrichtung (4, 5) Für den Walzdruck zuführbar ist.
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DE19772736234 1976-08-13 1977-08-11 Vorrichtung zur Steuerung der Ebenheit von Walzgut Expired DE2736234C2 (de)

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DE2736234A1 true DE2736234A1 (de) 1978-02-16
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