DE2800197A1

DE2800197A1 - Verfahren und anordnung zur regelung der walzgut-laengsspannung zwischen den walzgeruesten einer tandemwalzstrasse

Info

Publication number: DE2800197A1
Application number: DE19782800197
Authority: DE
Inventors: Yasuo Morooka; Shinya Tanifuji
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-01-07
Filing date: 1978-01-03
Publication date: 1978-07-13
Also published as: US4137742A; DE2800197C2; JPS5385758A; JPS595364B2

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 P_{1 ß} und P_2ß und die Walzmomente G_1B und G_2B 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 s}P^annung^sfreien 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

(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 ^{+ ül}i

Darin sind 1^: der noch zu beschreibende Bezugswert des Hebelarms und
Als : die Hebelarmänderung nach Berechnung von l_io·

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 I_{1 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 I_1B auftreten könnten. Damit kann Gleichung (12) wie folgt umgeschrieben werden:

G_2B R₁ P_2B G₁₀ G_1B

21_pn = -p κ— · w— {-p ρ—) (13)

20 P_2B R₂ F_1B F₁₀ F_1B

Die Werte von I_n 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 (i4^f) 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:

aiu_p = L(K_n (1 + Br-c—) L~¹(t - tp)) (19)

P H T_HF_L F

Darin sind L: das Symbol der Laplace-Transformation, Ktt: eine proportionale Verstärkung, Ttt: eine Integrations-Zeitkonstante und P_L: eine Laplace-Variable.

Dieses Regel-Kompensationssignal oder Stellsignal äüu_p 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

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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

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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:

*1^eEp-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 ώ_ρ 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 ^{+ R}N^TN-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, G_i+1 und die Walzkräfte P^, P_i+1 in den Gleichungen (26)

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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 . .·, T_n . 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)

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)

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

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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.

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Claims

Verfahren und Anordnung zur Regelung der Walzgut-Längsspannung zwischen den Walzgerüsten einer Tandemwalzstrasse PATENTANSPRÜCHE

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

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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.

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 H_i+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

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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,

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,
1_Q: 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 Al_i+1) am i-ten bzw. am i-ten und (i+i)-ten Walzgerüst nach folgender Gleichung berechnet werden:

Δ1 =

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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

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 Al_i+1) am i-ten bzw. am i-ten und (i+1)-ten Walzgerüst nach folgender Gleichung berechnet werden:

ΔΡ - ah),

λ
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 ül_i+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.

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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

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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- 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.

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