DE2800197A1 - Verfahren und anordnung zur regelung der walzgut-laengsspannung zwischen den walzgeruesten einer tandemwalzstrasse - Google Patents
Verfahren und anordnung zur regelung der walzgut-laengsspannung zwischen den walzgeruesten einer tandemwalzstrasseInfo
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Description
BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung
zur Regelung der Längsspannung eines durch die Walzgerüste eines Tandemwalzwerks gewalzten Werkstücks.
Bei Tandemwalzwerken müssen verschiedene Walzbedingungen während des Walzvorganges konstant gehalten werden, damit das Endprodukt
eine gleichmäßige Stärke, Breite und Form zwischen seinem vorderen und hinteren Ende erhält.
Änderungen der Blech-Längsspannung zwischen zwei Walzgerüsten wirken
sich nachteilig auf die Stärke, Breite und Form des Produkts aus. Es ist daher zum Zwecke einer stabilen Walzoperation wesentlich,
diese Blech-Längsspannung während des gesamten Walzvorganges konstant zu halten.
Bei Warmwalzwerken, bei denen das Blech zur Erleichterung der plastischen Verformung auf eine hohe Temperatur erhitzt ist, wirken
sich schon geringe Änderungen der Blech-Längsspannung sehr nachteilig auf die Dimensionshaltigkeit und die Qualität des
gewalzten Produkts aus. Weiter führen Änderungen der Blech-Längsspannung
zu Schwierigkeiten, unter anderem zum Reißen des gerade gewalzten Blechs.
Um einen stabilen Walzvorgang zu gewährleisten muß daher die Walzvorrichtung eine geeignete Einrichtung zur Regelung der Blech-Längsspannung
enthalten. Beispielsweise ist bei einem Warm-Dressierwalzwerk
eine mechanische Längsspannungs-Regeleinrichtung vorgesehen, die als Schiingenspanner (Looper) bezeichnet wird. Die
Art der Längsspannungsregelung bei Verwendung dieses Schiingenspanners
wird anhand des Beispiels beschrieben, daß der Anfang des Blechs in den Walzspalt des (i+i)-ten Walzgerüsts eingefädelt
wird, nachdem er ein i-tes Walzgerüst des Walzwerks durchlaufen hat. Der Schiingenspanner zwischen diesen Walzgerüsten bildet
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im Blech eine Schlinge und hält diese aufrecht, bis der Walzvorgang
beendet ist. Hierdurch wird verhindert, daß auf das Blech eine unzulässig starke Spannung ausgeübt wird. Bei der
Verwendung des Schiingenspanners besteht jedoch die Schwierigkeit, daß dann auf das Blech eine unzulässig hohe Längsspannung
ausgeübt wird, wenn der Schiingenspanner eingestellt wird. Dies
führt zu einer Verringerung der Genauigkeit der Stärke des gerade gewalzten Blechs. Weiter treten bei der bekannten Regelvorrichtung
während des Walzens verschiedene Störungen auf. Beispielsweise führt die Gegenwart von thermischen Fliesspuren
und Schleppmarkierungen in Längsrichtung des Blechs zu einem instabilen Walzvorgang, wodurch auf das Blech eine übermäßig
starke Spannung ausgeübt oder das Blech sogar zerstört wird. Weiter ist es schwierig, dem Schiingenspanner das erforderliche
Arbeitsverhalten zu geben, da er sich in einer sehr warmen und feuchten Umgebung befindet. Darüber hinaus ist ein derartiges
System nur beim Warmwalzen eines Werkstücks zu einem Blech und nicht zum Walzen eines Werkstücks zu einem Barren mit rechteckigem
oder rundem Querschnitt oder dergleichen anwendbar.
Zur Lösung dieser Schwierigkeiten wurde bereits ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Längs-Spannung der Werkstücks durch
deren elektrische Erfassung ohne mechanischen Kontakt mit dem Werkstück geregelt wird. Beispielsweise ist in der US-PS
3 94-0 960 ein Längsspannungs-Re gelverfahr en beschrieben, das
auf dem Verhältnis zwischen dem Walzmoment und der Walzkraft beruht. Hierbei werden, nachdem ein Werkstück in den Spalt zwischen
den Walzen des ersten Walzgerüsts eingeführt, jedoch bevor das Werkstück in den Spalt zwischen den Walzen eines nächsten,
angrenzenden, zweiten Walzgerüst eingeführt wird, die Walzkraft P^q .und das Walzmoment G^q am ersten Walzgerüst erfaßt.
Das Verhältnis G^q/P^q zwischen diesen Größen wird in
einem Speicher gespeichert. Das Verhältnis G^q/P.q stellt den
Hebelarm für das erste Walzgerüst dar, wenn das Werkstück am Ausgang des ersten Walzgerüsts spannungsfrei ist. Darauf werden
unmittelbar nachdem das Werkstück in den Walzspalt des zweiten
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Walzgerüsts eingeführt ist, die Walzkräfte P1 ß und P2ß und die
Walzmomente G1B und G2B am ersten bzw. zweiten Walzgerüst gemessen
und der Hebelarm G20ZP2Q für das zweite Walzgerüst wird
den spannungsfreien Zustand auf der Basis dieser gemessenen Werte berechnet- Darauf wird die Walzgeschwindigkeit des ersten
oder zweiten Walzgerüsts so geregelt, daß (G10ZP10) " (G1ZP1)»
also die Differenz zwischen dem Hebelarm G1ZP1 am ersten Walzgerüst
während des Walzvorganges und dem Hebelarm G10ZP10* der
im Speicher gespeichert ist, und damit die Hebelarmänderung gleich (G20ZP20) - (G2ZP2), d.h. der Differenz zwischen dem
Hebelarm G2ZP£ am zweiten Walzgerüst während des Walzvorganges
und dem Hebelarm G20ZP20, im Speicher gespeichert ist, wird,
so daß die zwischen den Gerüsten auf das Werkstück ausgeübte Längsspannung während des gesamten Walzvorganges auf einen konstanten
Wert geregelt werden kann.
Diese Art der elektrischen Spannungsregelung wird bei Rechteck- oder Rundbarrenwalzwerken sowie bei Warm-Grobwalzwerken
angewendet. Es trägt in großem Maße zur Erzielung des gewünschten stabilen Walzvorganges bei. Bei diesen Walzwerken wird oftmals
zur Regelung der Abmessungen des Produkts der Walzspalt nicht automatisch eingestellt. Andererseits wird bei Warm-Dressierwalzwerken
der Walzspalt zwangsweise eingestellt oder geändert, derart, daß die Werkstückstärke mit hoher Genauigkeit geregelt
wird. Es hat sich gezeigt, daß sich die Längsspannung zwischen den Gerüsten bei Warm-Dressierwalzwerken ändert, wenn das zuvor
beschriebene Verfahren, bei dem die Änderung des Hebelarms am ersten Walzwerk auf den Wert des Hebelarms vom zwieten Walzwerk
geregelt wird, direkt auf die Regelung der Längsspannung zwischen den Gerüsten beim Warm-Dressierwalzwerk angewendet wird. Diese
Technik eignet sich daher nicht zur direkten Anwendung bei Warmwalzwerken, bei denen der Walzspalt zwangsweise geändert werden
muß. Besonders bei. Warm-Dressierwalzwerken hat eine geringfügige Änderung der Längsspannung zwischen den Gerüsten ernste nachteilige
Folgen auf das Produkt, da die Stärke des Werkstücks sehr gering ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Anordnung zur Regelung der Längsspannung des Werkstücks zwischen den Gerüsten bei Tandemwalzwerken anzugeben,
mit deren Hilfe die Längsspannung mit hoher Genauigkeit geregelt werden kann. Das Regelverfahren und die Regelvorrichtung
sollen sich zur Anwendung auf das Walzen eines Werkstücks mit Hilfe eines Warm-Dressier-Tandemwalzwerks eignen. Dabei soll
die Längsspannung ohne jeglichen Kontakt mit dem Werkstück erfaßt und trotzdem die Längsspannung mit hoher Genauigkeit geregelt
werden. Weiter sollen das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anordnung möglich einfach anwendbar bzw.
aufgebaut sein.
Erfindungsgemäß wird bei Warmwalzwerken, bei denen der Walzspalt zwangsweise geändert wird, eine Beziehung zwischen der Walzkraft,
dem Walzmoment und dem Moment- bzw. Hebelarm zur Berechnung der Längsspannung des Werkstücks zwischen den Gerüsten
verwendet. Der Längsspannungsregler wird so geregelt, daß die
Abweichung der Längsspannung vom Sollwer auf Null verringert werden kann. Genauer, der in dieser Beziehung enthaltene Wert
des Hebelarms wird direkt auf der Basis der erfaßten Werte zweier Parameter von sich ständig ändernden Parametern berechnet, nämlich
der Stärke des ein- und des auslaufenden Werkstücks, dem Walzspalt und der Walzkraft am Walzgerüst. Der berechnete Hebelarm,
die erfaßte Walzkraft und das erfaßte Walzmoment werden zur Berechnung der Längsspannung zwischen den Gerüsten verwendet
und der Längsspannungsregler wird so geregelt, daß die Abweichung der Längsspannung vom Sollwert auf Null verringert
werden kann.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird der Hebelarm als
die Summe aus dem im spannungsfreien Zustand und während der nachfolgenden Änderung erfaßten Wert berechnet. Der so berechnete
Hebelarm, die erfaßte Walzkraft und das erfaßte Walzmoment werden zur Berechnung der Längsspannung zwischen den Gerüsten
verwendet und der Längsspannungsregler wird so geregelt, daß die Abweichung der Längsspannung vom Sollwert auf Null vermin-
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dert wird. Die Hebelarmänderung wird auf der Basis der erfaßten Werte der Änderungen von zwei Parametern aus der Stärke des
ein- und des auslaufenden Werkstücks, dem Walzspalt und der Walzkraft berechnet.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung des Grundprinzips der Erfindung
und die Art des Walzens eines Werkstücks mittels eines aus zwei Walzgerüsten bestehenden Tendemwalzwerks,
Figur 2a und 2b Blockschaltbilder einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung bei Anwendung auf ein
aus zwei Walzgerüsten bestehendes Tandemwalzwerk,
Figur 2c einen Programmablaufplan der Arbeitsweise der Anordnung
der Figuren 2a und 2b,
Figur 3a das Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der
.erfindungsgemäßen Anordnung bei Anwendung auf ein aus drei Walzgerüsten bestehendes Tandemwalzwerk,
Figur 3b das Programmablaufdiagramm der Anordnung der Figur 3a.
Zunächst sei das Grundprinzip der Erfindung anhand der Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung bei einem aus zwei Walzgerüsten
bestehenden Tandemwalzwerk beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung bei einem solchen, aus zwei Walzgerüsten
bestehenden Tandemwalzwerk beschränkt. Sie ist vielmehr auch anwendbar bei Tandemwalzwerken mit drei und mehr Walzgerüsten.
Gemäß Figur 1 wird ein Werkstück durch die Arbeitswalzen 31 und 32 eines ersten bzw. zweiten Walzgerüsts gewalzt. Diese Arbeits-
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walzen 31 und 32 werden durch Stützwalzen 21 bzw. 22 unterstützt. Die Arbeitswalzen 31 und 32 werden durch Hauptmotoren
41 bzw. 42 angetrieben. Walzkraftdetektoren 51 und 52, z.B.
Belastungszellen, erfassen die Walzkräfte am ersten bzw. zweiten Walzgerüst. Die Walzspalte des ersten und zweiten Walzgerüsts
werden durch Walzspaltdetektoren 61 und 62 erfaßt. Ein
Werkstückstärkendtektor 7, beispielsweise ein mit Röntgenstrahlen arbeitender Detektor, erfaßt die Werkstückstärke am Einlaß
des ersten Walzgerüsts. Ein Walzmomentrechner berechnet das Walzmoment am ersten Walzgerüst nach einer noch zu beschreibenden
numerischen Gleichung. Mit Ausnahme der Einheit 20 sind die in Figur 1 gezeigten Elemente herkömmliche Teile eines
Tandemwalzwerks.
Nach der Walztheorie werden die Walzmomente G1 und G2 am ersten
bzw. zweiten Walzgerüst wie folgt ausgedrückt:
G1 = 21 | L1P1 | - R1T | Hebelarm | (D |
G2.= 2] | L2P2 | + R2T | Walzenradius | (2) |
Darin sind: | 1V | I2: | Walzkraft | |
R1, | R2: | Längsspannung | ||
P2: | ||||
T | zwischen den Gerüsten | |||
Die den Buchstaben zugefügten Indizes 1 und 2 bedeuten die jeweiligen
Größen am ersten bzw. zweiten Walzgerüst. Das Walzmoment G1 in Gleichung (1) wird beispielsweise in dem Walzmomentrechner
20 nach folgender bekannter Gleichung berechnet:
dou„
Darin sind: I.: der Ankerstrom des Motors,
V«.: die Klemmenspannung des Motors,
JJ1: die Winkelgeschwindigkeit des Motors,
t: die Zeit,
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J1: das Trägheitsmoment,
Gj- ("Οί das Verlustmoment des Motors (eine Funktion
der zuvor gemessenen Winkelgeschwindigkeit
des Motors).
In Gleichung (3) bedeuten der erste und der zweite Term auf der rechten Seite der Gleichung das Drehmoment bzw. das Beschleunigungsmoment
des Motors. Die Walzkräfte P1 und P2 in den Gleichungen
1 und 2 können durch die Belastungszellen 51 bzw. 52 erfaßt werden.
Die Längsspannung T zwischen den Gerüsten kann mit Hilfe der
Gleichungen 1 und 2 in verschiedenen Formen ausgedrückt werden. In der einen Form wird die Längsspannung T unter Benutzung der
Gleichungen 1 und 2 wie folt ausgedrückt:
ft + Sf
In einer anderen Form wird die Längsspannung T mit Hilfe der Gleichung (1) wie folgt ausgedrückt:
T =
P1 -
Das Walzmoment G1 und die Walzkraft P1 in den Gleichungen (4)
und (5) können berechnet oder direkt erfaßt werden. Daher kann die Längsspannung T aus Gleichung (4) oder (5) berechnet werden
wenn die Werte der Hebelarme I1 und Ip bekannt sind.
Nach der genannten US-PS 3 940 960 wird die Annäherungsgleichung (4) zur Regelung der Längsspannung zwischen den Gerüsten verwendet.
Mit anderen Worten, nach der US-PS 3 940 960 wird die Hebelarmdifferenz (U0 ~ -4>0^ im sPannungsfreien Zustand (d.h.,
wenn das Werkstück spannungsfrei in die Walzspalte des ersten
und zweiten Walzgerüsts eingeführt wird) als im wesentlichen
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gleich mit der nachfolgenden Hebelarmdifferenz nommen. D.h., es wird angenommen, daß
- Ip) angeDie Auswirkung der Hebelarme auf die Längsspannung zwischen den
Gerüsten wird bei der Festellung der Abweichung der Längsspannung vom Sollwert vernachlässigt. Bei Warmwalzwerken, bei denen der
Walzspalt während des Walzvorganges zwangsweise geändert wird, enthält somit der berechnete Wert der Längsspannung einen Erfassungsfehler,
der zu einer unerwünschten Verschlechterung der Regelgenauigkeit der Längsspannung führt.
Es ist bekannt, daß der Hebelarm I1 wie folgt ausgedrückt wird:
Darin sind
c
b
b
(6)
der Hebelarm-Koeffizient (λ = 0,4)
die Werkstückstärke am Eingang des i-ten WaIz
gerüsts,
die Werkstückstärke am Ausgang des i-ten WaIz
gerüsts,
die Hitchcock-Konstante (0,000214)
die mittlere Werkstückstärke.
Der Hebelarm
wird bei Einsetzen von
hi = Si + !ζ
für P1 in Gleichung (6):
I1 =
(7)
Daher ändert sich der Wert des Hebelarms I1 auch dann, wenn die
Werkstückstärke H1 oder h1 am Eingang bzw. Ausgang des i-ten
Walzgerüsts verändert werden oder wenn der Walzspalt S1 des
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i-ten WalzgerUsts durch die automatische Werkstückstärkenregelung
geändert wird. Gleichung (7) zeigt, daß der Wert des Hebelarms I1 auf der Basis der erfaßten Werte von H1, h.^ und
S1 berechnet werden kann. Der Wert S1 kann durch den Walzspalt
detektor 61 erfaßt werden. Wenn die Werkstückstärke h^ am Ausgang
des i-ten Walzgerüsts durch die oben beschriebene Banddickengleichung
h^ = S1 + ^- ausgedrückt wird, so läßt sich
der Hebelarm I1 auch wie folgt darstellen:
) · P1). (8)
Die Werkstückstärke H^ am Einlaß des ersten Walzgerüsts kann
durch den Detektor 7 festgestellt werden, während die Werkstückstärke Έ-2 am Eingang des zweiten Walzgerüsts durch den Wert
gegeben ist. der durch Berechnung der Werkstückstärke h^ am
Ausgang des ersten Walzgerüsts nach der Blechstärkengleichung p.
Ia1 = S1 + ^J- erhalten wird. Die gemessenen Werte werden den
Variablen zugeführt, wenn die gerade in das zweite Walzgerüst einlaufende Stelle des Werkstücks den Walzspalt des ersten Walzgerüsts
passiert hat.
Der Drehmomentarm I1 kann so direkt aus einer der Gleichungen
(6 bis 8) berechnet werden. Daher kann der so erhaltene Wert von I1 in die Gleichungen (4) und (5) eingeführt werden. Die
Werte von H1, Ia1, S1 und P1 sind jedoch mit verschiedenen Fehlern
behaftet. Beispielsweise enthält der erfaßte Wert des Walzspalts S1 einen Fehler, wenn sich der Nullpunkt beispielsweise
infolge Abnutzung der Walzen und Wärmedehnungen verschiebt. Ein solcher Fehler im erfaßten Wert des Walzspalts S1 führt zu
Fehlern in den nach der Blechstärkengleichung berechneten Werten von H1 und Ia1. Ferner können auch Driftfehler der Detektoren
auftreten.
Es wird nunmehr ein Verfahren zur Berechnung des Hebelarms unter weitgehender Ausschaltung von Fehlern beschrieben.
Der Hebelarm I1 für das i-te Walzgerüst kann wie folgt ausge-
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drückt werden:
1I = 1Io + üli
Darin sind 1^: der noch zu beschreibende Bezugswert des Hebelarms
und
Als : die Hebelarmänderung nach Berechnung von lio·
Als : die Hebelarmänderung nach Berechnung von lio·
Der Bezugswert 1. des Hebelarms für das erste Walzgerüst wird
berechnet, bevor der Walzvorgang am Werkstück am zweiten Walzgerüst
beginnt. Beispielsweise ergibt sich der Bezugswert 1. des Hebelarms durch Einführung von T = 0 in die Gleichung (1), da
unmittelbar vor Beginn des Walzvorganges am zweiten Walzgerüst keine Längsspannung auf das Werkstück wirkt. Somit ist der Bezugswert
I1Q des Hebelarms am ersten Walzgerüst durch folgende
Gleichung gegeben:
21io = %* C10)
Die 0 in den Indizes des Walzmoments G1 und der Walzkraft P1
bedeutet, daß die im spannungsfreien Zustand erfaßten Werte für die Berechnung des Bezugs-Hebelarmwertes I1Q benutzt werden.
Aus den Gleichungen (1) und (2) ergibt sich für den Hebelarm 12 am zweiten Walzgerüst:
Go °.λ Po G.,
Der Hebelarm I2, der unmittelbar nach dem Einführen des Werkstücks
in den Walzspalt des zweiten Walzgerüsts erhalten wird, wird als Bezugs-Hebelarm I2Q für das zweite Walzgerüst verwendet.
Der Zusatz B im Index der Größen G1, G2 und P1J P2 bedeutet
die Werte der Walzmomente und Walzkräfte, die unmittelbar nach dem Einführen des Werkstücks in den Walzspalt des zweiten
Walzgerüsts werfaßt werden. Dann gilt folgende Gleichung:
2B 1 . 2B / ΟΊ 1B \ r*r>\
tr~ ( 21 )· (12)
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Der Hebelarm I1 ß für das erste Walzgerüst unmittelbar nach
dem Einführen des Werkstücks in den Walzspalt des zweiten WaIzgerüsts
wird gleich dem nach Gleichung (10) erhaltenen Wert von
I1Q gesetzt. D.h., der Bezugswert I10 des Hebelarms wird aufgrund
der nach dem Einführen des Werkstücks in den Walzspalt des ersten Walzgerüsts erfaßten Werte des Walzmoments und der
Walzkraft berechnet. Es kann angenommen werden, daß die Zeit, während deren das Werkstück vom ersten zum zweiten Walzgerüst
läuft, zu kurz ist, als daß Änderungen des Hebelarms I1B auftreten
könnten. Damit kann Gleichung (12) wie folgt umgeschrieben werden:
G2B R1 P2B G10 G1B
21pn = -p κ— · w— {-p ρ—) (13)
20 P2B R2 F1B F10 F1B
Die Werte von In und I20 können somit aus den Gleichungen
(10) und (13) berechnet werden.
Im folgenden wird die Berechnung der Hebelarmänderung Al. beschrieben.
Ändern sich die Werte von H, h und S um ΔΗ, ah bzw.
AS, so kann die Hebelarmänderung al nach Gleichung (6) wie folgt
ausgedrückt werden:
ol (*H + SE tth + § ßS
(ΔΗ + (f K - 1) ah - § KÄS) (14)
Nach der Blechstärkengleichung gilt ah = aS + ΔΡ/Κ. Eingesetzt
in Gleichung (14) gilt damit:
(ΔΗ + (§ - J) ΔΡ - AS) (14·)
ο
2
Δ1 = 5^ (δΗ + I ΔΡ - i\h)
(14")
Da ΔΗ, Ah, AS und ΔΡ Änderungen darstellen, werden sämtliche
Meß- oder Erfassungsfehler unterdrückt. Al wird daher durch die Erfassungsfehler nicht wesentlich nachteilig beeinflußt.
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Der Hebelarm 1* kann daher nach Gleichung 9 dufch Ermittlung
seiner Änderung Δ1^ mit hoher Genauigkeit berechnet werden.
Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß der Hebelarm 1 für Jedes ein Werkstück walzendes Walzgerüst als Summe des Bezugshebelarms
für das Walzgerüst und der Hebelarmänderung berechnet werden kann, die aufgrund der erfaßten Werte der Werkstückstärken
am Ein- und Ausgang des Walzgerüsts, des Walzspalts und der Walzkraft des Walzgerüsts berechnet wird. Unter Berücksichtigung
dieser Tatsache umfaßt die Erfindung dde Berechnung der Längsspannung
zwischen den Walzgerüsten auf der Basis des für jedes Walzgerüst berechneten Hebelarmwertes und der erfaßten Werte
des Walzmoments und der Walzkraft an jedem Walzgerüst zu dieser Zeit, und die Regelung des Längsspannungsreglers wie dem Motordrehzahlregler
oder dem Regler der Zustell-Stellung derart, daß die berechnete und die Soll-Längsspannung gleich sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das auf diesem Grundprinzip
beruht, wird anhand der Figuren 2a und 2b beschrieben, die die Anwendung der Erfindung auf ein Tandemwalzwerk aus zwei
Walzgerüsten darstellen. In den Figuren 2a und 2b sind gleiche oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet
wie in Figur 1.
Bei der in Figur 2a gezeigten Anordnung erzeugt ein Motordrehzahlregler
81 ein sich entsprechend der Drehzahl des Motors 41 änderndes Ausgangssignal. Der Motordrehzahlregler 81 enthält
einen automatischen Drehzahlregler (ASR), einen automatischen Stromregler (ACR), der auf das Ausgangssignal des ASR anspricht,
eine thyristor!sierte Speisequelle für den Motor und einen
automatischen Impulsphasenschieber, der den Zündwinkel der Thyristoren entsprechend dem Ausgangssignal des ACR steuert. Drehmomentdetektoren
20a und 20b erfassen die Walzmomente G am ersten und zweiten Walzgerüst. Eine Verzögerungsstufe 11 verzögert
das Ausgangssignal des Blechstärken-Detektors 7 um die Zeitdauer, die das Werkstück oder Blech 1 benötigt, um den
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Weg zwischen dem Detektor 7 und dem ersten Walzgerüst zurückzulegen.
Ein Werkstückstärken-Rechner 100 berechnet die Werkstückstärke am Ausgang des ersten Walzgerüsts nach der Blechstärkengleichung.
Eine weitere Verzögerungsstufe 11' verzögert das Ausganssignal
des Rechners 100 um die Zeitdauer, die das Werkstück 1 benötigt, um den Weg zwischen dem ersten und zweiten Walzgerüst
zurückzulegen. Das Ausgangssignal der Verzögerungsstufe 11' liefert
die Werkstückstärke am Eingang des zweiten Walzgerüsts, weil das Ausgangssignal des Rechners 100 um die Zeitdauer verzögert
wird, die das Werkstück 1 zwischen dem ersten und zweiten Walzgerüst benötigt. Ein Rechner 1000 liefert ein Längsspannungs-Kompensationssignal
ÜUip-i als Ergebnis der internen Berechnung.
Figur 2b ist Figur 2a ähnlich, zeigt jedoch einige Einzelheiten des inneren Aufbaues des Rechners 1000. Die Hebelarm-Rechnerstufen
30a und 30b berechnen die Hebelarme für das erste bzw. zweite Walzgerüst. Ein Längsspannungsrechner 9 berechnet die
Längsspannung zwischen den Gerüsten. Ein Regel-Kompensationssignalrechner
10 berechnet ein Regelkompensationssignal Δϋϋρ}»
das die Abweichung der berechneten Längsspannung vom Sollwert wiedergibt.
Die Hebelarm-Rechnerstufe 30a, die dem ersten Walzgerüst zugeordnet
ist, berechnet den Bezugshebelarm 1^q nach Gleichung
(10), nachdem das Werkstück 1 in den Walzspalt des ersten Walzgerüst eingeführt, jedoch bevor das Werkstück 1 in den Walzspalt
des zweiten Walzgerüsts eingeführt ist. Gleichzeitig werden das Ausgangssignal H1, das die Werkstückstärke am Eingang
des ersten Walzgerüsts darstellt und vom Werkstückstärkendetektor 7 erfaßt und durch die Verzögerungsstufe 11 um die Bewegungszeit
des Werkstücks verzögert wird, das Ausgangssignal S1 des Walzspaltdetektors 61 und das Ausgangssignal P1 der
Belastungszelle 51 der Hebelarm-Rechnerstufe 30a zugeführt und dort als Bezugswerte H10, S^und P10 zusammen mit 1.« gespeichert.
Ähnlich berechnet die dem zweiten Walzgerüst zugeordnete Hebelarm-Rechnerstufe 30b den Bezugshebelarm Ig0 nach
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Gleichung (13) unmittelbar nachdem das Werkstück 1 in den Walzspalt
des zweiten Walzgerüsts eingeführt wurde. Gleichzeitig werden das Ausgangssignal H2 der Verzögerungsstufe 11 ', das Ausgangssignal
Sp des Walzspaltdetektors 62 und das Ausgangssignal
Pp der Belastungszelle 52 der Rechnerstufe 30b zugeführt und
dort zusammen mit IpQ als Bezugswerte H2Q, SpQ und PpQ gespeichert.
Die Zeitpunkte der Einführung des Werkstücks 1 in den Walzspalt der Walzgerüste und der Augenblick, zu dem das
hintere Ende des Werkstücks 1 die Walzgerüste verläßt, werden durch nicht gezeigte Einrichtungen erfaßt, die auf eine plötzliche
Änderung des Ausgangssignals der zugehörigen Belastungszelle ansprechen. Nach Berechnung und Speicherung der Bezugshebelarme I10 und I20 berechnen die Hebelarm-Rechnerstufen 30a
und 30b weiter die Hebelarme I1 auf der Basis der gespeicherten
Werte von I1Q und lon» ^^s ^er Walzvorgang durch das Walzwerk
beendet ist. Das heißt, die folgenden Abweichungen werden entsprechend der Zufuhr der erfaßten Werte der Werkstückstärke H1,
des Walzspalts S1 und der Walzkraft P1 berechnet:
(15) (16)
(17)
Da das Tandemwalzwerk im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus zwei Walzgerüsten besteht, ist i = 1 oder i = 2. In den Rechenstufen
30a und 30b werden die Werte AH1, AS1 und AP1 zur Bestimmung
der Werte von Al1 in Gleichung (i4f) eingesetzt. Darauf
werden jeweils in den Rechenstufen 30a und 30b die so bestimmten Werte von Al1 und der gespeicherte Bezugshebelarm
I1 in Gleichung (9) eingesetzt und der Hebelarm I1 während
des Walzens des Werkstücks 1 berechnet.
Die die Walzmomente G. und G2 darstellenden Ausgangssignale
der Walzmomentdetektoren 20a und 20b, die die Walzkräfte P1 und
P2 darstellenden Ausgangssignale der Walzkraftdetektoren oder
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Hi | -Hio |
si | -Sio |
pi | -Pio |
Belastungszellen 51 und 52 und die die Hebelarme I1 und Ip für
das erste bzw. zweite Walzgerüst darstellenden Ausgangssignalen der Rechnerstufen 30a und 30b werden dem Längsspannungs-Rechner
9 zugeführt der die Längsspannung T bestimmt, in der er diese Werte zusammen mit den Arbeitswalzenradien R^ und Rp in Gleichung
(4) einsetzt. Die spezifische Längsspannung t je Flächeneinheit
ergibt sich aus folgender Gleichung:
t = (18)
Darin sind b die Einstellung der mittleren Werkstückbreite und h^ die Werkstückstärke am Ausgang des ersten Walzgerüsts. Die
spezifische Längsspannung stellt den nach der Gleichung h„ = S„ + tt4- berechneten Wert dar. Natürlich kann auch der direkt
erfaßte Wert von h1 verwendet werden.
Die Abweichung des Ausgangssignals t des LängsSpannungsrechners
9 vom gewünschten Einheitswert tQ wird dann berechnet und dem
Regelkompensationssignalrechner 10 zugeführt. Im Rechner 10 wird die Abweichung der berechneten spezifischen Einheitsspannung t
vom Sollwert t« beispielsweise einer Proportional- plus einer
Integralkompensation unterworfen, um den Signalwert Δωρ zu bestimmen.
Dieses Signal wird dem Motordrehzahlregler 81 zugeführt, der die Drehzahl des Motors 41 berichtigt. Praktisch wird das
Regelkompensationssignal Au>p beispielsweise nach folgender Gleichung
berechnet:
aiup = L(Kn (1 + Br-c—) L~1(t - tp)) (19)
P H THFL F
Darin sind L: das Symbol der Laplace-Transformation,
Ktt: eine proportionale Verstärkung, Ttt: eine Integrations-Zeitkonstante und
PL: eine Laplace-Variable.
Dieses Regel-Kompensationssignal oder Stellsignal äüup wird
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zu dem Regelsignal JJp. hinzuaddiert, das dem Motordrehzahlregler
81 zur Regelung oder Korrektur der Drehzahl des Motors 41 zugeführt
wird, so daß die Längsspannung sehr genau geregelt werden kann. Die Vermeidung des Schiingenspanners für die Längsspannungsregelung
erspart die für diesen erforderlichen Wartungskosten.
Figur 2c zeigt einen Programmablaufplan der Anordnung der Figur 2b. Eine genaue" Beschreibung dieses Programmablaufplans erübrigt
sich, weil die in Figur 2c gezeigten Schritte im wesentlichen die gleichen sind wie die bereits anhand Figur 2b beschriebenen.
Figur 3a zeigt das Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Anordnung, bei dem die Längsspannung auf der Basis des Ergebnisses der Berechnung nach der Längsspannungsgleichung
(5) geregelt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 3a wird die Erfindung angewendet auf ein Tandemwalzwerk
aus drei Walzgerüsten. Gleiche oder ähnliche Bestandteile werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in
den Figuren 2a und 2b.
Gemäß Figur 3a enthält das dritte Walzgerüst Stützwalzen 23, Arbeitswalzen 33, einen Hauptmotor 43, eine Belastungszelle 53
und einen Walzspalt-Detektor 63. Die Zustelleinheiten I4a bis
14c dienen zur Einstellung der Walzspalte des ersten, zweiten bzw. dritten Walzgerüsts. Eine Verzögerungsstufe 12 verzögert
das die Werkstückstärke h^ am Ausgang des ersten Walzgerüsts
darstellende Signal um die Zeitdauer, die das Werkstück zur Bewegung vom ersten zum zweiten Walzgerüst benötigt. Hierdurch
wird das Signal bereitgestellt, das die Werkstückstärke H2 am
Eingang des zweiten Walzgerüsts darstellt. Automatische Stärken-Regelstufen (AGC) 13a bis 13c sind dem ersten, zweiten bzw.
dritten Walzgerüst zugeordnet. Längsspannungs-Rechner 9a und 9b berechnen die Längsspannung zwischen dem ersten und zweiten bzw.
zweiten und dritten Walzgerüst. Die Regelkompensationssignal-Rechner 10a und 10b im Rechner 1000' sind mit den Motordrehzahlreglern
81 und 82 der Motoren 41 bzw. 42 verbunden. Ein weiterer Motordrehzahlregler 83 regelt die Drehzahl des Motors
809828/0825
Der Walzmomentdetektor 20a erfaßt während des Walzens dauernd das Walzmoment G. am ersten Walzgerüst. In der Hebelarm-Rechnerstufe
30a werden das Ausgangssginal P1 des Walzkraftdetektors
bzw. der Lastzelle 51 und das Ausgangssignal G1 des Walzmomentdetektors
20a in Gleichung (10) eingeführt und es wird der Bezugshebelarm l.Q für das erste Walzgerüst berechnet, bevor das
vordere Ende des Werkstücks 1 in den Walzspalt des zweiten WaIzgerüsts
eingeführt wird, in dem es vom ersten zum zweiten Walzgerüst läuft. Gleichzeitig wird das Ausgangssignal des Werkstückstärken-Rechners
100, das die Werkstückstärke H1 am Eingang des
zweiten Walzgerüsts darstellt und das durch die Verzögerungsstufe
11 verzögert ist, der Hebelarm-Rechnerstufe 30a zugeführt, und zwar zusammen mit dem Ausgangssignal S1 des Walzspaltdetektors
61 und dem Ausgangssignal P1 der Belastungszelle 51. Diese Signale
werden zusammen I1Q als Bezugswerte H1Q, S1Q und P1Q in
der Rechenstufe 30a gespeichert. Während der nachfolgenden Periode des Walzvorganges am ersten Walzgerüst werden die Abweichungen
des Ausgangssignals H1 der Verzögerungsstufe 11, das Ausgangssignal
S1 des Walzspaltdetektors 61 und das Ausgangssignal P1 der
Belastungszelle 51 von den gespeicherten Bezugswerten H10, S10
und P1Q wie folgt berechnen:
UH1 = H1 - H10 (20)
AS1=S1-S10 (21)
ΔΡ1 = P1 - P10
Diese Werte ^H1, &S. und ^P1 werden zur Bestimmung der Hebelarmabweichung
Al1 in Gleichung (14') eingesetzt. Der Hebelarm
I1 wird als Summe dieser Abweichung A1 und des Bezugswertes
I10 bestimmt.
Sobald das Werkstück 1 in den Walzspalt des zweiten Walzgerüsts eingeführt ist, beginnt der Längsspannungs-Rechner 9a,
die Längsspannung zu berechnen. Das heitß, die Längsspannung
809828/G82S
19?
T^ wird aus der Gleichung (5) unter Benutzung der erfaßten
Walzkraft P1 des Ausgangssignals I1 der Hebelarm-Rechnerstufe
30a und des Ausgangssignals G1 des Drehmomentdetektors 20a berechnet.
Aus der berechneten Längsspannung T1 wird die spezifische
Einheits-Längsspannung t1 wie folgt berechnet:
*1eEp-F (23)
worin b die eingestellte Werkstückbreite und
h1 die nach der Blechstärkengleichung berechnete Werkstückstärke
ist.
Die Abweichung des Ausgangssignals t1 des Längsspannungs-Rechners
9a vom Einheitssollwert ^1 wird im Regelkompensationssignalrechner
10a beispielsweise einer Proportional- und einer Integralkompensation unterworfen, so daß sich ein am besten geeignetes
Ansprechverhalten des Längsspannungs-Regelsystems ergibt. Das Ausgangs signal ÄJjp des Rechners 10a wird dem Motorsdrehzahlregler
81 zugeführt und dort dem Motordrehzahl-Instruktionssignal ώρ hinzuaddiert. Die Motordrehzahl ändert sich in Abhängigkeit
von der Höhe des Ausgangssignals Aujp des Rechners 10a
derart, daß die Längsspannung zwischen dem ersten und zweiten Walzgerüst auf den Sollwert geregelt werden kann. Die Längsspannung
zwischen dem zweiten und dritten Walzgerüst wird ähnlich geregelt.
Figur 3b zeigt einen Programmablaufplan in Figur 3a gezeigten
Anordnung.
Im folgenden wird eine Anwendung der Erfindung auf eine Tandemwalzstrasse
aus N Walzgerüsten beschrieben. Die folgenden Drehmomentgleichungen gelten für N Walzgerüste:
809828/0826
280019?
= 2I1P1 - R1T1
= 2I2P2 - R2 (T2 -
2P2
- R3 (T3 - T2)
(24)
GN - 21A + RNTN-1
Eine Transformation der Gleichungen (£4) führt zu folgender Determinantengleichung:
j S2 j ?"2 3
Λ2
(25)
Darin sind:
11
ι x+1
1+1
•1+1
Pi
1+1
I = 1- N - 1
(26) (27) (28)
Die Hebelarme in Gleichung (28) können aus den Gleichungen einschließlich der Gleichungen (9) und (14!) wie im Falle der
Ausführungsform der Figur 3a errechnet werden. Da die Walzmomente
G1, Gi+1 und die Walzkräfte P^, Pi+1 in den Gleichungen (26)
809828/0825
28QÜ19?
bis (28) ebenfalls errechnet oder erfaßt werden können, sind die Werte sämtlicher Elemente der Matrix und die Werte sämtlicher
Vectorelemente auf der linken und rechten Seite von Gleichung
(25) bekannt. Somit können die Längsspannungen T^, Tp . .·,
Tn . durch Lösen der Determinantengleichung (25) bestimmt werden.
Die Längsspannung T., die sich für das i-te und (i+1)-te Walzgerüst ergibt, wird dann durch die Querschnittsfläche des
Werkstücks zwischen diesen beiden Walzgerüsten geteilt. Damit ergibt sich die spezifische Einheits-Längsspannung t^, so daß
die Abweichung des errechneten Wertes t^ von der gewünschten
Einheits-Längsspannung t.Q bestimmt werden kann. Das diese
Abweichung darstellende Signal wird verstärkt und mit dem verstärkten Signal wird die Motordrehzahl im i-ten oder (i+1)-ten
Walzgerüst korrigiert. Somit können die Längsspannungen zwischen
den Walzgerüsten einer Tandemwalzstrasse aus N Walzgerüsten
mit hoher Genauigkeit ohne Verwendung von Schlingenspannern geregelt werden.
Im folgenden wird ein weiteres Verfahren der Bestimmung der Hebe larmabweichung Δ1 beschrieben. Die Abwandlung der Blechstärken-
gleichung h = S + -τ? führt zu folgender Gleichung
Ah = üS + ~ (29)
Die folgende Gleichung gilt, wenn üS aus Gleichung (29) unter
Verwendung der Gleichung (14") eliminiert wird:
2
al = ~ (aH + £ üP - Ah) (30)
al = ~ (aH + £ üP - Ah) (30)
Wenn die Stärkenänderung ah des Werkstücks am Ausgang eines Walzgerüsts durch die automatische Stärkenregelung (AGC) auf
Null verringert werden kann, so gilt folgende Gleichung:
ül = ^ (ΔΗ + § ΔΡ) (31)
In diesem Fall kann der Hebelarm al unter Verwendung lediglich
809828/0825
der Werkstückstärkenänderung ΔΗ am Eingang des Walzgerüsts und
der Walzkraftänderung ΔΡ berechnet werden.
Wenn die Werkstückstärke am Ausgang eines vorausgehenden Walzgerüsts
durch die diesem zugeordnete AGC auf einen im wesentlichen konstanten Wert geregelt werden kann, so kann die Walzgut-Stärkenänderung
ΔΗ am Eingang des nächstfolgenden Walzgerüsts als gleich Null betrachtet werden. Daher ergibt sich,
wenn in Gleichung 31 ^H = 0 gesetzt wird:
In diesem Fall kann der Hebelarm Δ1 lediglich aus der Walzkraftänderung
ΔΡ ohne Verwendung der Gleichungen (14) und (14') verwendet
werden.
In Abhängigkeit von den Walzbedingungen kann die Walzkraftänderung
äP verglichen mit den Dickenänderungen ΔΗ und Δη des Walzguts als sehr klein betrachtet werden. In diesem Fall gelten die folgenden
Gleichungen:
Δ1 = 2Γ1 (ÜH - Äh) (33)
2°
Δ1 = |_R (ah - LS) (34)
Δ1 = |_R (ah - LS) (34)
In diesem Fall kann die Hebelarmänderung ΔΙ unter Verwendung
von ΔΗ und Δΐι oder ΔΗ und Δβ berechnet werden.
Für die Berechnung und Bestimmung der Hebelarmänderung ΔΙ kann
jede der verschiedenen vorstehenden Gleichungen verwendet werden. Dieser Wert Δ1 wird in Gleichung (9) eingesetzt, so
daß die gewünschte Längsspannungsregelung erreichtbar ist. In jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
wird das Motordrehzahl-Befehlssignal in Abhängigkeit von der Abweichung der errechneten Längsspannung vom Sollwert an einem
809828/082$
280019?
Walzgerüst korrigiert. Dies bedeutet, daß der Massenstrom des Walzguts an diesem Walzgerüst korrigiert wird. Nach einem anderen
Verfahren der Korrektur des Massenstroms wird der Walzspalt anstelle der Motordrehzahl korrigiert. Daher kann der
Zustellhub in Abhängigkeit von der Längsspannungsabweichung in einer Abwandlung der Erfindung geändert werden, so daß die
Längsspannung ähnlich wirksam geregelt wird.
Die Walzgutspannung zwischen den Walzgerüsten kann also ohne jeglichen Kontakt mit dem Walzgut geregelt werden. Die Erfindung
ist besonders wirksam bei der genauen Regelung der Längsspannung und zwar auch dann, wenn sich der Zustellhub während der Längsspannungsregelung
ändert, um zu starke Änderungen der Walzgutstärke auszuregeln.
809828/082S
Claims (19)
1. \ Verfahren zur Regelung der Walzgut-Längsspannung zwischen
len Walzgerüsten einer Tandemwalzstrasse mit mehreren Walzgerüsten,
bei dem die Längsspannung aufgrund der erfaßten Walzkraft und des erfaßten Walzmoments berechnet und die Abweichung
der berechneten Längsspannung vom Sollwert berechnet und Längsspannungs-Regel-Kompensationssignale,
die die Abweichung der Längsspannung kompensieren, der Regeleinrichtung zugeführt werden,
so daß die auf das Walzgut wirkende Längsspannung konstant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet , daß der
Bezugs-Hebelarm für ein i-tes Walzgerüst berechnet oder erfaßt und in einem Speicher gespeichert wird, nachdem das Walzgut in
den Walzspalt des ersten Walzgerüsts eingeführt ist und bevor das Walzgut in den Walzspalt des (i+i)-ten Walzgerüsts eingeführt
wird, daß der Hebelarm berechnet wird, indem der Bezugs-Hebelarm und mehr als eine der physikalischen Größen einschließlich
der Walzgutstärke am Eingang und Ausgang des i-ten Walzgerüsts,
des Walzspalts des i-ten Walzgerüsts und der Walzkraft am i-ten Walzgerüst verwendet werden, und daß die Längsspannung
ORIGINAL ..INSPECTED-
28ÖÖ197
auf der Basis des berechneten Hebelarms und der erfaßten Werte
der Walzkraft und des Walzmoments berechnet wird.
2. Verfahren zur Regelung der Walzgut-Längsspannung zwischen den Walzgerüsten einer Tandemwalzstrasse mit mehreren Walzgerüsten,
bei dem die Längsspannung aufgrund der erfaßten Walzkraft
und des erfaßten Walzmoments berechnet und die Abweichung der berechneten Längsspannung vom Sollwert berechnet und Längsspannungs-Regel-Kompensationssignale,
die die Abweichung der Längsspannung kompensieren, der Regeleinrichtung zugeführt werden,
so daß die auf das Walzgut wirkende Längsspannung konstant gehalten
wird, dadurch gekennzeichnet , daß das Walzmoment und die Walzkraft am i-ten Walzgerüst erfaßt werden,
nachdem das Walzgut in den Walzspalt des i-ten Waltgerüsts eingeführt ist und bevor das Walzgut dem Walzspalt des (i+i)-ten
Walzgerüsts zugeführt wird, und das Verhältnis zwischen den erfaßten Werten des Walzmoments und der Walzkraft in einem Speicher
als Bezugs-Hebelarm für das i-te Walzgerüst gespeichert werden, daß mehr als eine der physikalischen Größen einschließlich der
Walzgutstärke am Eingang und Ausgang des i-ten Walzgerüsts, des Walzspalts des i-ten Walzgerüsts und der Walzkraft am i-ten Walzgerüst
zur Zeit der Erfassung während des ersten Schritts erfaßt und die erfaßten physikalischen Größen im Speicher als ihre
Bezugswerte für das i-te Walzgerüst gespeichert werden, daß die Änderungen der Bezugswerte für das i-te Walzgerüst berechnet
oder erfaßt werden, während das Walzgut durch das i-te und das (i+i)-te Walzgerüst gewalzt wird und die Hebelarmänderung zu
dieser Zeit auf der Basis der Änderungen der Bezugswerte berechnet wird, und daß der Hebelarm zu dieser Zeit aufgrund der Hebelarmänderung
und des Bezugs-Hebelarms für das i-te Walzgerüst berechnet und die Längsspannung zwischen den Gerüsten aufgrund des
berechneten Hebelarms und der erfaßten Werte des Walzmoments und der Walzkraft berechnet wird, die zu dieser Zeit am i-ten Walzgerüst
erfaßt werden.
3. Verfahren zur Regelung der Walzgut-Längsspannung zwischen den Walzgerüsten einer Tandemwalzstrasse mit mehreren Walzgerüsten,
bei dem die Längsspannung aufgrund der erfaßten Walzkraft und des erfaßten Walzmoments "berechnet und die Abweichung
der berechneten Längsspannung vom Sollwert berechnet und Längsspannungs-Regel-Kompensationssignale,
die die Abweichung der Längsspannung kompensieren, der Regeleinrichtung zugeführt werden,
so daß die auf das Walzgut wirkende Längsspannung konstant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet , daß das
Walzmoment und die Walzkraft am i-ten Walzgerüst erfaßt werden, nachdem das Walzgut in den Walzspalt des i-ten Walzgerüsts eingeführt,
jedoch bevor das Walzgut in den Walzspalt des (i-ten) Walzgerüsts eingeführt ist und das Verhältnis zwischen den erfaßten
Werten des Walzmoments und der Walzkraft in einem Speicher als Bezugs-Hebelarm für das i-te Walzgerüst gespeichert wird,
daß mehr als eine der physikalischen Größen einschließlich der Walzgutstärke am Eingang und Ausgang des i-ten Walzgerüsts, des
Walzspalts des i-ten Walzgerüsts und der Walzkraft am i-ten Walzgerüst
zur Zeit der Erfassung während des ersten Schritts erfaßt werden und die erfaßten physikalischen Größen im Speicher
als ihre Bezugs-Werte für das i-te Walzgerüst gespeichert werden, daß das Walzmoment und die Walzkraft am (i+1)-ten Walzgerüst
unmittelbar nach dem Einführen des Walzguts in den Walzspalt des (i+1)-ten Walzgerüsts erfaßt werden und der Bezugs-Hebelarm
für das (i+1)-te Walzgerüst auf der Basis der erfaßten Werte des Walzmoments und der Walzkraft zur Speicherung derselben in einem
Speicher berechnet werden, daß mehr als eine der physikalischen Größen einschließlich der Walzgutstärken am Eingang und Ausgang
des (i+i)-ten Walzgerüsts, des Walzspalts des (i+i)-ten Walzgerüsts
und der Walzkraft am (i+i)-ten Walzgerüst zur Zeit der Erfassung im dritten Schritt erfaßt und die erfaßten physikalischen
Größen im Speicher als ihre Bezugswerte für das (i+1)-te Walzgerüst gespeichert werden, daß die Änderungen der Bezugswerte
für das i-te und das (i+i)-te Walzgerüst berechnet werden, während
das Walzgut vom i-ten und (i+1)-ten Walzgerüst gewalzt wird und das die Hebelarme zu dieser Zeit auf der Basis der Bezugswertänderungen
und der Bezugs-Hebelarmwerte für das i-te und (i+1)-te
809828/0835
Walzgerüst berechnet werden und die Längsspannung aufgrund der berechneten Hebelarmwerte und der erfaßten Werte der Walzmomente
und der Walzkräfte, die am i-ten und (i+i)-ten Walzgerüst zu dieser Zeit erfaßt werden, berechnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Walzgutstärke H^. am Eingang des
i-ten Walzgerüsts (i>2) darstellende Signal erzeugt wird, indem das die Walzgutstärke h^* am Ausgang eines (i-1)-ten Walzgerüsts
darstellende Signal um die Zeitdauer verzögert wird, die das Walzgut zwischen dem (i-i)-ten und dem i-ten Walzgerüst benötigt.
5- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Walzgutstärke hj* am Ausgang des
(i-1)-ten Walzgerüsts durch Einsetzen der erfaßten Werte der Walzkraft P und des Walzspalts S des (i-i)-ten Walzgerüsts in
die WalzStärkengleichung
h = S + f
ermittelt wird, worin K die Federkonstante des Walzwerks ist.
ermittelt wird, worin K die Federkonstante des Walzwerks ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet , daß bei der Berechnung der Längsspannung die Gesamt-Längsspannung durch die Querschnittsfläche
des Walzguts geteilt wird, so daß sich die Einheits-Längsspannung
ergibt, und daß das Längsspannungs-Regel-Kompensationssignal so
berechnet wird, daß die Abweichung der berechneten Einheits-Längsspannung vom Soll-Einheitswert kompensiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß das die Walzgutstärke Hi+1 am Eingang des (i+i)-ten
Walzgerüsts darstellende Signal erzeugt wird, in dem das die Walzgutstärke h^ am Ausgang des i-ten Walzgerüsts darstellende
Signal um die Zeit verzögert wird, die das Walzgut zwischen dem i-ten und dem (i+1)-ten Walzgerüst benötigt.
8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Walzgutstärke h^ am Ausgang des i-ten
809828/082S
Walzgerüsts auf der Basis der erfaßten Werte der Walzkraft und
des Walzspalts am i-ten Walzgerüst berechnet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Hebelarmänderungen (Δΐ· bzw. ΔΙ* und
ΔΙ.+.) am i-ten bzw. am i-ten und (i+i)-ten Walzgerüst nach
folgender Gleichung berechnet werden:
Δ1 = ^
worin λ : Hebelarmkoeffizient,
R : Walzenradius,
1 : Bezugs-Hebelarm,
R : Walzenradius,
1 : Bezugs-Hebelarm,
ΔΗ: Walzgut-Stärkenänderung am Walzgerüsteingang, Ah: Walzgut-Stärkenänderung am Walzgerüstausgang.
10. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e η η
zeichnet , daß die Hebelarmänderungen (Δΐ^ bzw. ΔΙ. und
ΔΙ. 1) am i-ten bzw. am i-ten und (i+i)-ten Walzgerüst nach
folgender Gleichung berechnet werden:
Δ1 = ^ (AH-AS),
worin λ : Hebelarmkoeffizient,
R : Walzenradius,
1Q: Bezugs-Hebelarm,
R : Walzenradius,
1Q: Bezugs-Hebelarm,
δΗ: Walzgut-Stärkenänderung am Walzgerüsteingang, Δ5: Walzspaltänderung.
11. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Hebelarmänderungen (ül, bzw. Δΐ. und
Ali+1) am i-ten bzw. am i-ten und (i+i)-ten Walzgerüst nach
folgender Gleichung berechnet werden:
Δ1 =
809828/082S
λ R
1O C
ΔΡ
Hebelarmkoeffizient.
Walzenradius, Bezugs-Hebelarm, Hitchcock-Konstante,
mittlere Walzgutbreite, Walzkraftänderung.
12. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e η η
zeichnet , daß die Hebelarmänderungen (Δ1. bzw. Δΐ^ und
il. .) am i-ten bzw. am i-ten und (i+i)-ten Walzgerüst nach
folgender Gleichung berechnet werden:
Al = 2J- (üH +
Λ.
R
R
1O ΔΗ
ΔΡ
ΔΡ),
Hebelarmkoeffizient,
Walzenradius, Bezugs-Hebelarm, WalzgutStärkenänderung am Walzgerüsteingang,
Hitchcock-Konstante, mittlere Walzgutbreite, Walzkraftänderung.
13. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e η η
zeichnet , daß die Hebelarmänderungen (δΙ. bzw. Δ1. und
Ali+1) am i-ten bzw. am i-ten und (i+1)-ten Walzgerüst nach
folgender Gleichung berechnet werden:
ΔΡ - ah),
λ
R
R
1O ΔΗ
üP Δη
Hebelarmkoeffizient, Walzenradius, Bezugs-Hebelarm, Walzgutstärkenänderung am Walzgerüsteingang,
Hitchcock-Konstante, mittlere Walzgutbreite, Walzkraftänderung,
Walzgutstarkenänderung am Walzgerüstausgang.
8Ö9S23/0825
14. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e η η
zeichnet , daß die Hebelarmänderungen (Δ1. bzw. Δΐ^ und
üli+1) am i-ten bzw. am i-ten und (i+i)-ten Walzgerüst nach
folgender Gleichung berechnet werden:
al =
1O ΔΗ
b K
(ΔΗ + (|-K-I)üh - |-K-üS),
Hebelarmkoeffizient,
Walzenradius, Bezugs-Hebelarm, Walzgutstärkenänderung am Walzgerüsteingang,
Hitchcock-Konstante, mittlere Walzgutbreite, Federkonstante des Walzwerks,
WalzgutStärkenänderung am Walzgerüstausgang, Walzspaltänderung.
g e k e η η bzw.
15. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch zeichnet, daß die Hebelarmänderungen (δΙ
Δ1. .) am i-ten bzw. am i-ten und (i+1)-ten Walzgerüst nach
folgender Gleichung berechnet werden:
Δ1. und
ΔΙ =
λ. R
1O ΔΗ
b K
- Δε),
Hebelarmkoeffizient, Walzenradius, Bezugs-Hebelarm, Walzgutstärkenänderung am Walzgerüsteingang,
Hitchcock-Konstante, mittlere Walzgutbreite, Federkonstante des Walzwerks,
Walzkraftänderung, Walz spaltänderung.
809820/0825
16. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3» dadurch g e k e η η
zeichnet , daß die Hebelarmänderungen (δΙ^ bzw. δΙ^ und
AIj+1) am i-ten bzw. am i-ten und (i+1)-ten Walzgerüst nach
folgender Gleichung berechnet werden:
al = 2~£ (δΗ + § . aP - ah),
ο
1O
ΔΗ
b
ΔΡ
ΔΡ
Hebelarmkoeffizient,
Walzenradius,
Bezugs-Hebelarm,
Walzgutstärkenänderung am Walzgerüsteingang, Hitchcock-Konstante,
mittlere Walzgutbreite,
Walzkraftänderung,
Walzgutstärkenänderung am Walzgerüstausgang.
17. Anordnung zur Regelung der Längsspannung in einer Tandemwalzstrasse
bestehend aus mehreren Walzgerüsten, mit einer Einrichtung zur Berechnung der Längsspannung aufgrund der Ausgangssignale
von Walzkraft-Detektoren und Walzmoment-Detektoren, und mit geregelten Variablen-Berechnungseinrichtungen zur Berechnung
der Abweichung der berechneten Längsspannung vom Sollwert und zur Zufuhr eines Spannungs-Regel-Kompensationssignals, das die Abweichung
kompensiert, zur Längsspannungs-Regeleinrichtung, zur Konstanthaltung der auf das Walzgut wirkenden Längsspannung,
gekennzeichnet durch Einrichtungen (7, 51» 61) zur Erfaßung mehr als einer physikalischer Größe einschließlich
der Walzgutstärken am Eingang und Ausgang des i-ten Walzgerüsts, der Walzkraft am i-ten Walzgerüst und des Walzspalts des i-ten
Walzgerüsts, wobei die Längsspannungs-Recheneinrichtung Einrichtungen
zur Berechnung des Bezugs-Hebelarms des i-ten Walzgerüsts und zur Speicherung desselben in einem Speicher enthält,
nachdem das Walzgut dem Walzspalt des i-ten Walzgerüsts zugeführt ist, Jedoch bevor das Walzgut dem Walzspalt eines (i-i)-ten
Walzgerüsts zugeführt wird sowie Einrichtungen zur Berechnung des Hebelarms auf der Basis des Bezugs-Hebelarms und der Ausgangssignale
der dem i-ten Walzgerüst zugeordneten Detektoren,
809828/0825
und Einrichtungen zur Berechnung der Längsspannung auf der Basis des berechneten Hebelarms und der Variablen einschließlich der
erfaßten Werte der Walzkraft und des Walzmoments.
18. Anordnung zur Regelung der Längsspannung bei einer Tandemwalzstrasse
bestehend aus mehreren Walzgerüsten, mit einer Einrichtung zur Berechnung der Längsspannung auf der Basis der
Ausgangssignale von Walzkraftdetektoren und Walzmomentdetektoren, die einem i-ten und einem (i+1)-ten Walzgerüst zugeordnet sind,
und einer Einrichtung zur Berechnung der geregelten Variablen zur Berechnung der Abweichung der berechneten Längsspannung vom
Sollwert und zur Zufuhr eines Längsspannungs-Regel-Kompensationssignals,
das die Abweichung kompensiert, zum Längsspannungsregler, und mit Einrichtungen zur Erfassung mehr als einer der physikalischen
Größen einschließlich der Walzgutstärken am Ein- und Ausgang des i-ten und des (i+i)-ten Walzwerks, der Walzkräfte am i-ten
und am (i+1)-ten Walzgerüst und der Walzmomente am i-ten und (i+1)-ten Walzgerüst, gekennzeichnet durch eine
erste Berechnungseinrichtung zur Berechnung des Bezugs-Hebelarms am i-ten Walzgerüst auf der Basis der Ausgangssignale der Walzmomentdetektoren
und der Walzkraftdetektoren, die dem i-ten Walzgerüst zugeordnet sind und zur Speicherung derselben, nachdem
das Walzgut dem Walzspalt des i-ten Walzgerüsts zugeführt ist,
jedoch bevor das Walzgut dem Walzspalt des (i+i)-ten Walzgerüst zugeführt wird, eine erste Speichereinrichtung zur Speicherung
der Ausgangssignale der Detektoren zur Erfassung der physikalischen Größen, die dem i-ten Walzgerüst zugeordnet sind, als Bezugswerte
der physikalischen Größen, die während der Berechnung durch die erste Recheneinrichtung erfaßt werden, durch eine
zweite Einrichtung zur Berechnung des Bezugs-Hebelarms für das (i+i)-te Walzgerüst auf der Basis der Ausgangssignale der Walzmomentdetektoren
und der Walzkraftdetektoren, die dem(i+i)-ten Walzgerüst zugeordnet sind, und zur Speicherung derselben unmittelbar
nachdem das Walzgut dem Walzspalt des (i+i)-ten WaIzgerüsts
zugeführt ist, durch eine zweite Speichereinrichtung zur Speicherung der Ausgangssignale der Detektoren zur Erfassung
der physikalischen Größen, die dem (i+i)-ten Walzgerüst zuge-
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28G0197
- ίο -
ordnet sind, als Bezugswerte der physikalischen Größen, die während der Berechnung durch die zweite Recheneinrichtung erfaßt
werden, durch eine dritte Recheneinrichtung zur Berechnung der Änderungen der Bezugswerte der physikalischen Größen des i-ten
und des (i+1)-ten Walzgerüsts auf der Basis der Ausgangssignale
der Detektoren zur Erfassung der physikalischen Größen, während das Walzgut durch das i-te und das (i+i)-te Walzgerüst gewalzt
wird, durch eine vierte Recheneinrichtung zur Berechnung der Hebelarme zu der Zeit auf der Basis der Änderungen und der Bezugshebelarme
für das i-te und das (i+i)-te Walzgerüst, und durch eine fünfte Recheneinrichtung zur Berechnung der Längsspannung
auf der Basis der berechneten Hebelarme und der Ausgangssignale zu dieser Zeit von den Walzmomentdetektoren und den WaIzkraftdetektoren,
die dem i-ten und dem (i+i)-ten Walzgerüst zugeordnet sind.
19. Anordnung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Längsspannungs-Recheneinrichtung
eine Einrichtung zur Teilung der gesamten Längsspannung durch die Querschnittsfläche des Walzguts enthält, so daß die
Einheits-Längsspannung ermittelt wird, und daß die Einrichtung
zur Berechnung der geregelten Variablen das Längsspannungs-Regel-Kompensationssignal
so berechnet, daß die Abweichung der berechneten Einheits-Längsspannung vom Soll-Einheitswert kompensiert
wird.
809828/0825
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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