DE2800197C2

DE2800197C2 - Vorrichtung zur Regelung der beim Walzen zwischen den Walzgerüsten einer Tandemwalzstraße auf das Walzgut wirkenden Längskraft

Info

Publication number: DE2800197C2
Application number: DE2800197A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Hitachi Morooka; Shinya Tanifuji
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-01-07
Filing date: 1978-01-03
Publication date: 1984-06-28
Also published as: US4137742A; JPS5385758A; JPS595364B2; DE2800197A1

Description

gekennzeichnet durch

— Einrichtungen zur Abwandlung des Bezugs- Walzmomentarms (I) am /-ten undam(/-M)-ten Walzgerüst durch einen Korrekturwert (Jl), der sich nach einer vorbestimmten Gleichung als Funktion der während des Walzens gemessenen Abweichungen der Werte dreier der folgenden physikalischen Größen

— Walzgutdicke am Auslaß,

— Walzgutdicke am Einlaß,

— Walzkraft,
— Walzspalt

am /-ten bzw. f/+1)-ten Walzgerüst von Werten der am /-ten Walzgerüst im ersten Zustand bzw. am (7+ 1 )-ten Walzgerüst im zweiten Zustand gemessenen entsprechenden physikalischen Größen ergibt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelungsvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs beschriebenen, aus der US-PS 39 40 960 bekannten Art.

J5 Bei Tandemwalzstraßen müssen verschiedene Walzbedingungen während des Walzvorganges konstant gehalten werden, damit das Endprodukt eine gleichmäßige Dicke, Breite und Ebenheit zwischen seinem vorderen und hinteren Ende erhält.

Änderungen der Blech-Längsspannung bzw. Längskraft zwischen zwei Walzgerüsten wirken sich nachteilig auf die Dicke, Breite und Ebenheit des Walzguts aus. Es ist daher zum Zwecke einer stabilen Walzoperation wesentlich, diese Blech-Längsspannung während des gesamten Walzvorganges konstant zu halten.

Bei Warmwalzstraßen, 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 Maßgenauigkeit und die Qualität des Walzguts aus. Weiter führen Änderungen der Blech-Längsspannung zu Schwierigkeiten, unter anderem zum Reißen des Walzguts.

Um einen stabilen Walzvorgang zu gewährleisten, muß daher die Walzstraße eine Einrichtung zur Regelung der Längskraft enthalten.

Bei der aus der US-PS 39 40 960 bekannten Vorrichtung wird ein Bezugs-Walzmomentarm als Verhältnis des Walzmoments C zur Walzkraft P bestimmt, die beide in einem Zustand gemessen werden, in dem das Walzgut gerade in ein bestimmtes Walzgerüst einläuft, so daß auf dasselbe keine Ausgangskraft wirkt. Der bestimmte

so Bezugs-Walzmomentarm wild gespeichert und zur Bestimmung der zwischen den Walzgerüsten auf das Walzgut wirkenden Längskraft herangezogen. Das heißt, die Längskraft wird während des Walzens sowohl aus dem Bezugs-Walzmomentarm als auch dem Walzmoment und der Walzkraft bestimmt, die während des Walzens gemessen werden. Infolge von Änderungen der Dicke des Walzguts am Ein- und Auslaß eines Walzgerüsts, der Walzspalte und der Walzkräfte ändert sich jedoch während des Walzens der Bezugs-Walzmomentarm gegenüber dem in dem erwähnten Zustand bestimmten Wert. Die Vorrichtung gemäß der US-PS 39 40 960 beruht auf der Annahme, daß die Änderung des Bezugs-Walzmomentarms vernachlässigbar ist, wenn die zwischen den Gerüsten auf das Walzgut wirkende Längskraft aus der Differenz zwischen den Bezugs-Walzmomentarmen zweier benachbarter Walzgerüste berechnet wird. Diese Annahme trifft beim Grobwalzen weitgehend zu. Bei den für die Endbearbeitung vorgesehenen Walzgerüsten werden jedoch die Walzspalte der Gerüste zur automatc tischen Dickenregelung häufig und unabhängig voneinander geändert, so daß die tatsächlichen Walzmomentarme während des Walzens von dem Wert abweichen, der in dem erwähnten Zustand bestimmt wurde. Infolgedessen sind derartige Änderungen bei der Bestimmung der zwischen den Gerüsten auf das Walzgut wirkenden Längskraft selbst dann nicht vernachlässigbar, wenn die Bestimmung aus der Differenz zwischen den Bczugs-Walzmomeniarmen erfolgt.

h-> Der im Patentanspruch beschriebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung so weiicrzuentwickcln, daß die zwischen zwei Gerüsten auf das Walzgut wirkende Längskral't möglichst genau konstant gehalten weiden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

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Erfindungsgemäß erfolgt die Bestimmung der zwischen zwei Gerüsten auf das Walzgut wirkenden Längskraft aus den abgewandelten Bezugs-Walzmomentarmen, d. h jeweils der Summe des gespeicherten Bezugs-WaIzmomentarms und dessen Änderung. Die Änderung wird als Korrekturwert durch Änderungen der Walzgutdicke am Ein- und Auslaß, des Walzspalts und der Walzkraft jedes Walzgerüstes bestimmt Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung einer aus zwei Walzgerüsten bestehenden Tandemwalzstraße,

Fig.2a und 2b Blockschaltbilder einer ersten Ausführungsform der Regelungsvorrichtung bei Anwendung auf eine aus zwei Walzgerüsten bestehende Tandenrvalzstraße,

Fi g. 3 das Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung bei Anwendung auf eine aus drei Walzgerüst^ r· bestehende Tandem walzstraße. ι ο

Gemäß F i g. 1 wird das Walzgut 1 durch die Arbeitswalzen 31 und 32 eines ersten bzw. zweiten Walzgerüsts gewalzt. Die Arbeitswaizen 31 und 32 werden durch Stützwalzen 21 bzw. 22 unterstützt und durch Hauptmotoren 41 bzw. 42 angetrieben. Walzkraftsensoren 51 und 52, z. B. Lastmeßzelien, erfassen die Walzkräfte am ersten bzw. zweiten Walzgerüst. Die Walzspalte des ersten und zweiten Walzgerüsts werden durch Walzspaltsensoren 61 und 62 erfaßt. Ein Walzgut-Dickensensor 7, beispielsweise ein mit Röntgenstrahlen arbeitender Sensor, erfaßt die Walzgutdicke am Einlaß des ersten Walzgerüsts. Ein Walzmomentrechner 20 berechnet das Walzmoment G am ersten Walzgerüst nach einer bekannten Beziehung aus am Motor gemessenen Größen.

Nach der Walztheorie werden Walzmomente d und G2 am ersten bzw. zweiten Walzgerüst wie folgt ausgedrückt:

G, = 2/,P, -R₁T (1)

C₂ = 2I₂P₂ + RiT (2)

Darin sind

/1, /2: Hebelarm

R\,R2- Walzenradius am 1. bzw. 2. Walzgerüst

Pi, P₂: Walzkraft

T: Längskraft zwischen den Gerüsten.

Die Längskraft Tzwischen den Gerüsten kann mit Hilfe der Gleichungen (1) und (2) in der Form

oder als

j _ 2/, P_x -G₁ ...

ausgedrückt werden.

Die Walzmomtnte G und die Walzkräfte Pin den Gleichungen (3) und (4) können berechne· oder direkt erfaßt werden. Daher kann die Längskraft T aus Gleichung (4) oder (5) berechnet werden, wenn die Werte der Hebelarme h und h bekannt sind.

Für den Hebelarm /,gilt

I₁ = λ 1/R₁(H₁-Ii₁+ -j P,). (5) so

Durin sind

λ: der Hebelarm-Koeffizient (is0,4)

Rr- der Walzenradius am/-ten Walzgerüst,

Hr. die Walzgutdicke am Eingang des /-ten Walzgerüsts,

hr. die Walzgutdicke am Ausgang des /'-ten Walzgerüsts,

c: die Hitchcock-Konstante(2,14 · 1O-³mm²/N),

b: die mittlere Walzgutbreite,

Pr- die Walzkraft am /-ten Walzgerüst.

Mit der Gleichung für die Blechdicke am Auslauf

K = S₁ + -Λ-

(S, = Walzspalt, K₁ = Federkonstante des /'-ten Walzgerüsts)
ergibt sich aus Gleichung (5)

to

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^R'(^H'ii *■-')"'-τ

(6)

1 7 7 ι 7\ \~

(7)

Daher ändert sich der Wert des Hebelarms /, auch dann, wenn die Walzgutdicke H₁ oder h, am Eingang bzw. Ausgang des /-ten Walzgerüsts verändert werden oder wenn der Walzspalt S₁ oder die Walzkraft P, des /-ten Walzgerüsts durch die automatische Walzgutdickenregelung geändert wird. Gleichung (6) zeigt, daß der Wert des Hebelarms /, aus den erfaßten Werten von H.. h. und 5, berechnet werden kann. Der Wert 5, kann durch den Walzspaiiserisui θί erfaßt werden.

Die Walzgutdicke H₁ am Einlaß des ersten Walzgerüsts kann durch den Sensor 7 festgestellt werden, während die Walzgutdicke H; am Eingang des zweiten Walzgerüsts durch den Wert gegeben ist, der durch Berechnung von h\ am Ausgang des ersten Walzgerüsts nach der Blechdickengleichung

erhalten wurde, wenn die gerade das zweite Walzgerüst erreichende Stelle des Walzguts &m Walzspalt des ersten Walzgerüsts vorhanden war.

Der Drehmomentarm / könnte so direkt aus einer der Gleichungen (5) bis (7) berechnet und in die Gleichungen (3) und (4) eingeführt werden. Die Werte von H₁. h,. 5, und P, 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 S, führt zu Fehlern in den nach der Blechdickengleichung berechneten Werten von H, und hj. Ferner können auch Driftfehler der Sensoren auftreten.

Es wird nun die Berechnung des Hebelarms unter weitgehender Ausschaltung von Fehlern beschrieben.
Der Hebelarm /, für das /-te Walzgerüst kann wie folgt ausgedrückt werden:

Darin sind

Λ,: der noch zu beschreibende Bezugswert des Hebelarmsund
Jl₁: die Hebelarmänderung nach Berechnung von/,ο.

Nach dieser Definition ist beim ersten Berechnungsschritt des Drehmomentarms des /-ten Walzgerüsts /, = Iß. Danach steigt die Änderung Al₁ allmählich an.

Der Bezugswert /,o des Hebelarms für das erste Walzgerüst wird berechnet, bevor der Walzvorgang am zweiten Walzgerüst beginnt. Beispielsweise ergibt sich der Bezugswert /,o des Hebelarms aus Gleichung (1) mit T= 0. da unmittelbar vor Beginn des Walzvorganges am zweiten Walzgerüst keine Längskraft auf das Walzgut wirkt. Nach der Definition des Bezugsdrehmomentarms ist bei diesem Berechnungsschritt /ι = /|₀. Der Wert von .'·■ ergib! sich somit durch Ersetzen von /■ durch Ir. in Gleichung(l) Oam't gilt:

2 /.o = 1^- (9)

Die 0 in den Indizes des Walzmoments Ci und der Walzkraft P\ bedeutet, daß die im spannungsfreien Zustand erfaßten Werte für die Berechnung des Bezugs-Hebelarmwertes Z₁O benutzt werden. Aus den Gleichungen (1) und (2) ergibt sich für den Hebelarm h am zweiten Walzgerüst.

- Gi _ *i P₂ ( _ G₁ \

(10)

Der Hebelarm h, der unmittelbar nach dem Einführen des Walzguts in den Walzspalt des zweiten Walzgerüsts erhalten wird, wird als Bezugs-Hebelarm A₀ für das zweite Walzgerüst verwendet. Der Zusatz B im Index der Größen Cu G? und P], Pi bedeutet die Werte der Walzmomente und Walzkräfte, die unmittelbar nach dem Einführen des Walzguts in den Walzspalt des zweiten Walzgerüsts erfaßt werden. Dann gilt folgende Gleichung:

-Ri PiB (-ι jj- s— (2

^Kl * \B \

■> / - Gib -Ri PiB (-ι;

\B \

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Der Hebelarm hu für das erste Walzgerüst unmittelbar nach dem Einführen des Walzguts in den Walzspalt des zweiten Walzgerüsts wird gleich dem nach Gleichung (9) erhaltenen Wert von /|₀ gesetzt. Das heißt, der Bezugswert A₀ des Hebelarms wird aufgrund der nach dem Einführen des Walzguts in den Walzspalt des ersten Walzgerüsts erfaßten Werte des Walzmoments und der Walzkraft berechnet. Es kann angenommen werden, daß die Zeit, während derer das Walzgut vom ersten zum zweiten Walzgerüst läuft, zu kurz ist, als daß Änderungen des Hebelarms/i«auftreten könnten. Somit kann angenommen werden, daß /10 = Ci₀/Pio- Damit kann Gleichung (11) wie folgt umgeschrieben werden:

2/20 - ψ- - f- ψ- O - ψ~) (12)

Die Werte von /ιο und /20 können somit aus den Gleichungen (9) und (12) berechnet werden.

Im folgenden wird die Berechnung der Hebelarmänderung ΔΙ; beschrieben. Ändern sich die Werte von H, h unri S"tv. on, Ah bzw. AS, so kann die Hebelarmäncierung J/nach Gleichung(5) wie folgt ausgedrückt werden:

+ (— K-Λ Ah- η- KASJ

(13)

Nach der Blechdickengleichung gilt

Ah= AS+AP/K. I

Eingesetzt in Gleichung (13) gilt dsmi·.: jf

30 $1

Al-** (AH₊ U-±) AP-AS) (13')

2/0 \ \b Kj J

Al = 4^- (AH+ -?- AP-Ah). (13")

2/₀ \ 0 /

Da AH, Ah, AS und AP Änderungen darstellen, werden Meß- oder Erfassungsfehler weitgehend unterdrückt. Al wird daher durch die Erfassungsfehler nicht wesentlich nachteilig beeinflußt.

Der Hebelarm /, kann daher nach Gleichung 8 durch Ermittlung seiner Änderung Ah mit hoher Genauigkeit berechnet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Regelungsvorrichtung, die nach diesem Grundprinzip arbeitet, wird anhand der F i g. 2a und 2b beschrieben, in denen gleiche oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind wie in Fig. 1.

Bei der in Fig. 2a gezeigten Anordnung erzeugt ein Ansteuerglied 81 mit Drehzahlregler, Stromregler, thyristorisierter Speisequelle und Impulsphasenschieber zum Steuern der Zündwinkel der Thyristoren ein sich entsprechend der Drehzahl des Motors 41 änderndes Stellsignal. Drehmomentrechner 20a und 20i> erfassen die Walzmomente Garn ersten und zweiten Walzgerüst. Eine Verzögerungsstufe 11 verzögert das Ausgangssignal des Blechdickensensors 7 um die Zeitdauer, die das Walzgut 1 benötigt, um den Weg zwischen dem Sensor 7 und dem ersten Walzgerüst zurückzulegen. Ein Walzgutdicken-Rechner 100 berechnet die Walzgutdicke am Ausgang des ersten Walzgerüsts nach der Blechdickengleichung. Eine weitere Verzögerungsstufe 1Γ verzögert das Ausgangssignai des Rechners 100 um die Zeitdauer, die das Walzgui 1 benötigt, urn den Weg zwischen dem ersten und zweiten Walzgerüst zurückzulegen. Das Ausgangssignal der Verzögerungsstufe 11' entspricht der Walzgutdicke am Eingang des zweiten Walzgerüsts. Ein Rechner 1000 liefert ein Korrektursignal Δωρ\ für das Walzendrehzahl-Bezugssignal ωρ\.

F i g. 2b ist F i g. 2a ähnlich, zeigt jedoch einige Einzelheiten des inneren Aufbaues des Rechners 1000.

Der Hebelarm-Rechner 30a, der dem ersten Walzgerüst zugeordnet ist berechnet den Bezugshebelarm /10 nach Gleichung (9), nachdem das Walzgut 1 in den Walzspalt des ersten Walzgerüsts eingeführt, jedoch bevor das Walzgut 1 in den Walzspalt des zweiten Walzgerüsts eingeführt ist Gleichzeitig werden das Ausgangssignal H\, das die Walzgutdicke am Eingang des ersten Walzgerüsts darstellt und vom Sensor 7 erfaßt und durch die Verzögerungsstufe 11 um die Laufzeit des Walzguts verzögert wird, das Ausgangssignal Si des Walzspaltsensors 61 und das Ausgangssignal P\ der Lastmeßzelle 51 der Hebelarm-Rechnerstufe 30a zugeführt und dort als Bezugswerte //10, S10 und /Ίο zusammen mit /10 gespeichert Ähnlich berechnet der dem zweiten Walzgerüst zugeordnete Hebelarm-Rechner 30Zj den Bezugshebelarm /20 nach Gleichung (12) unmittelbar nachdem das Walzgut 1 in den Walzspalt des zweiten Walzgerüsts eingeführt wurde. Gleichzeitig werden das Ausgangssignal //2 der Verzögerungsstufe 11', das Ausgangssignal S2 des Walzspaltsensors 62 und das Ausgangssignal Pi der Lastmeßzelle 52 dem Hebelar m-Rechner 30b zugeführt und dort zusammen mit /20 als Bezugswerte W20, S20 und P20 gespeichert Die Zeitpunkte der Einführung des Walzguts 1 in den Walzspalt der Walzgerüste und der

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Augenblick, zu dem das hintere Ende des Walzguts 1 die Walzgerüste verläßt, werden durch nicht gezeigte Einrichtungen erfaßt, die auf eine plötzliche Änderung des Ausgangssignals der zugehörigen Lastmeßzelle ansprechen. Nach Berechnung und Speicherung der Bezugshebelarme Ao und /20 berechnen die Hebelarm-Rechner 30;) und306 weiter die Hebelarme /,ausden gespeicherten Werten von I₁₀ und /20 und den Abweichungen
5

/IH₁=H₁-Hi₀ (14)

/IS₁ = S₁-Sa, (15)

AP₁ = P₁- P_i0 (16)

lü Da die Tandemwalzstraße im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus zwei Walzgerüsten besteht, ist / = 1 oder i - 2. In den Hebelarm-Rechnern 30a und 306 werden die Werte /IH₁, AS, und AP, zur Bestimmung der Werte von Al, in Gleichung (13') eingesetzt. Darauf werden jeweils in den Rechnern 30a und 30£> die so bestimmten Werte von Ah und der gespeicherte Bezugshebelarm I₁₀ in Gleichung (8) eingesetzt und der Hebelarm /, während des Walzens des Werkstücks 1 berechnet.

15 Die die Walzmomente G₁ und G₂ darstellenden Ausgangssignale der Walzmomenirechner 20a und 20b, die die Walzkräfte P-, ur,d P-, darstellenden Ausgangssignalc der VValzkraftscnsorcn 51 und 52 und die die Hebelarme /, und /₂ für das erste bzw. zweite Walzgerüst darstellenden Ausgangssignale der Rechner 30a und 306 werden dem I äncrsspannungs-Rerhner 9 zugeführt, der die Längskraft Tnach Gleichung (3) und daraus gemäß

¹Jg: die Längsspannung / im Walzgut berechnet.

|: Die Abweichung des Ausgangssignals t des Längsspannungsrechners 9 vom Sollwert r₀ wird dann berechnet

,| 25 und dem Korrektursignalrechner 10 zugeführt, der beispielsweise mittels eines Pl-Glieds das Korrektursignal

'% Αωρ, erzeugt. Dieses Signal wird dem Ansteuerglied 81 zugeführt, das die Drehzahl des Motors 41 verstellt.

|1 F i g· 3 zeigt das Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels, bei dem die Längskraft auf der Basis der

ψ, Gleichung (4) in einer Tandemwalzstraße mit drei Walzgerüsten geregelt wird. Gleiche oder ähnliche Bestand-

% teile werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in den F i g. 2a und 2b.

;1 30 Gemäß Fig.3 enthält das dritte Walzgerüst Stützwalzen 23, Arbeitswalzen 33, einen Hauptmotor 43, eine

Ü Lastmeßzelle 53 und einen Walzspalt-Sensor 63. Die Zustelleinheiten 14a bis 14c dienen zur Einstellung der

[| Walzspalte des ersten, zweiten bzw. dritten Walzgerüsts. Eine Verzögerungsstufe 12 verzögert das die Walzgut-

'j$ dicke h\ am Ausgang des ersten Walzgerüsts darstellende Signal um die Zeitdauer, die das Walzgut zur Bewe-

ψ g^Ufig vom ersten zum zweiten Walzgerüst benötigt. Hierdurch wird das Signal bereitgestellt, das die Walzgutdik-

I 35 ke H₂ am Eingang des zweiten Walzgerüsts darstellt. Automatische Dicken-Regelstufen (ACC) 13a bis 13csind

|i dem ersten, zweiten bzw. dritten Walzgerüst zugeordnet. Längsspannungs-Rechner 9a und 9b berechnen die

j| Längsspannung zwischen dem ersten und zweiten bzw. zweiten und dritten Walzgerüst. Die Korrektursignal-

'$, Rechner 10a und 106 im Rechner 1000' sind mit den Ansteuergliedern 81 und 82 der Motoren 41 bzw. 42

I verbunden. Ein weiteres Ansteuerglied 83 regelt die Drehzah I des Motors 43. Der Walzmomentrechner 20a |! 40 erfaßt während des Walzens dauernd das Walzmoment G₁ am ersten Walzgerüst. Im Hebelarm-Rechner 30a

II werden das Ausgangssignal P₁ des Walzkraftsensors 51 und das Ausgangssignal G\ des Walzmomentrechners fj 20a in Gleichung (9) eingeführt und es wird der Bezugshebelarm /10 für das erste Walzgerüst berechnet, bevor \ß das vordere Ende des Walzguts 1 in den Walzspalt des zweiten Walzgerüsts eingeführt wird. Gleichzeitig wird pä das Ausgangssignal des Walzgutdicken-Sensors 7, das die Walzgutdicke H\ am Eingang des ersten Walzgerüsts jj| 45 darstellt und das durch die Verzögerungsstufe 11 verzögert ist, dem Hebelarm-Rechner 30a zugeführt, und zwar Il zusammen mit dem Ausgangssignal S\ des Walzspaltsensors 61 und dem Ausgangssignal Pi der Lastmeßzelle 51. || Diese Signale werden zusammen mit /₁₀ als Bezugswert Hi₀, 5m und P_w im Rechner 30a gespeichert. Während |jj der nachfolgenden Periode des Walzvorganges am ersten Walzgerüst werden die Abweichungen der aktuellen Sf| Signale von den gespeicherten Bezugswerten H_]o, Sw und Pi₀ nach den Gleichungen (14) bis (16) berechnet.

|| so Diese Abweichungen AH_U AS\ und AP₁ werden zur Bestimmung der Hebelarmabweichung Al\ in Gleichung

PS (13') eingesetzt. Der Hebelarm /1 wird als Summe dieser Abweichung Al\ und des Bezugswertes /10 bestimmt.

Ά Sobald das Walzgut 1 in den Walzspalt des zweiten Walzgerüsts eingeführt ist. beginnt der Längsspannungs-

|| Rechner 9a, die Längskraft 71 gemäß Gleichung (4) und daraus wie oben beschrieben, die Längsspannung ii zu

berechnen.

55 Aus der Abweichung des Ausgangssignals i| des Längsspannungs-Rechners 9a vom Sollwert iio wird im Korrektursignalrechner 10a wie bei der Vorrichtung nach F i g. 2b ein Drehzahlkorrektursignal Αω_ρ\ erzeugt und in dem Ansteuerglied 81 zum Drehzahlsollsignal ω_ρ\ hin^uaddiert. Die Motordrehzahl ändert sich in Abhängigkeit von der Höhe des Ausgangssignals Αωρ\ des Rechners 10a derart, daß die Längsspannung zwischen dem ersten und zweiten Walzgerüst auf den Sollwert geregelt werden kann. Die Längsspannung zwischen

60 dem zweiten und dritten Walzgerüst wird ähnlich geregelt

Für eine Tandemwalzstraße aus N Walzgerüsten gelten, die folgenden Drehmomentgleichungen:

Gi = 2/,Ρ,-Λ,Γ,
G₂ = 2I₂P₂-R₂(T₂-T,)
65 G₃ = 2I₃P₃-R₃(T₃- T₂) (18)

G_n =

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Eine Transformation der Gleichungen (18) führt zu folgender Determinantengleichung:

a_u a, 2

O₂I «22

O₂₃

Darin sind:

\ I

O₃₂ O₃₃ O₃₄

I \ ^aN-2 ,\-i ^aN-2 N-2 ^αΛ'-2Ν-1

<— — — — — -* %-| n-2 ⁰N-I N-I

Ri Rm

Tn-2

T_n-,
\ /

&N-

N-2

(19)

(20)

(21)

(22)

1 < ι < N-I.

Die Hebelarme in Gleichung (22) können aus den Gleichungen (8) und (13') wie im Falle der Ausführungsform der F i g. 3 errechnet werden. Da die Walzmomente G₁, C₁₊1 und die Walzkräfte Pi, Pi₊ \ in den Gleichungen (20) bis (22) ebenfalls errechnet oder erfaßt werden können, sind die Werte sämtlicher Elemente der Matrix und die Werte sämtlicher Vektorelemente auf der linken und rechten Seite von Gleichung (19) bekannt. Somit können die Längskräfte T,, T₂..., T_N-\ durch Lösen der Determinantengleichung (19) bestimmt werden. Die Längskraft T, die sich zwischen dem /-ten und f/+1)-ten Walzgerüst ergibt, wird dann durch die Querschnittsfläche des Walzguts zwischen diesen beiden Walzgerüsten geteilt. Damit ergibt sich die Längsspannung r„ so daß die Abweichung des errechneten Wertes i, vom Sollwert i,₀ bestimmt werden kann. Aufgrund dieser Abweichung wird die Motordrehzahl im /-ten oder (V-M)-ten Walzgerüst korrigiert. Somit können die Längsspannungen zwischen den Walzgerüsten einer Tandemwalzstraße aus N Walzgerüsten mit hoher Genauigkeit geregelt werden.

Im folgenden wird ein weiteres Verfahren der Bestimmung der Hebelarmabweichung Al beschrieben. Die Abwandlung der Blechdickengleichung

führt zu folgender Gleichung
AP

Ah = AS +

(23)

Wenn die Dickenänderung Ah des Walzguts am Ausgang eines Walzgerüsts durch die automatische Dickenregelung (AGC) auf Null verringert werden kann, so gilt nach Gleichung (13") folgende Gleichung:

Al =

X²R
2/n

(24)

In diesem Fall kann der Hebelarm Al unter Verwendung lediglich der Walzgutdickenänderung AH am Eingang des Walzgerüsts und der Walzkraftänderung AP berechnet werden.

Wenn die Walzgutdicke am Ausgang eines vorausgehenden Walzgerüsts durch die diesem zugeordnete AGC auf einen im wesentlichen konstanten Wert geregelt werden kann, so kann die Walzgut-Dickenänderung AH am Eingang des nächstfolgenden Walzgerüsts als gleich Null betrachtet werden. Daher ergibt sich, wenn die Gleichung (24) AH = 0 gesetzt wird:

Al

X²R

(25)

2/„ *
In diesem Fall kann der Hebelarm Al lediglich aus der Walzkraftänderung AP ohne Verwendung der Glei-

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chungen (13) und (13') berechnet werden.

In Abhängigkeit von den Walzbedingungen kann die Walzkraftänderung JP verglichen mit den Dickenänderungen JH und Jh des Walzguts als sehr klein betrachtet werden. In diesem Fall gelten die folgenden Gleichungen:

⁵ 2²R

Al = -^- (AH-Ah) (26)

2'o

to Al = -AA (AH-AS) (27)

2<o

In diesem Fall kann die Hebeiarmänderung Jl unter Verwendung von JH und JA oder JH und JS berechnet werden.

15 Für die Berechnung und Bestimmung der Hebelarmänderung Jl kann jede der verschiedenen vorstehenden Gleichungen verwendet werden. Dieser Wert Jl wird in Gleichung (8) eingesetzt, so daß die gewünschte Längsspannungsregelung erreichbar ist.

In jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele wird das Motordrehzahl-Befehlssignal in Abhängigkeit von der Abweichung der errechneten Längsspannung vom Sollwert an einem Walzgerüst korrigiert. ;o Statt dessen kann auch die Walzenansteilung in Abhängigkeit von der Längsspannungsabweichung geändert werden.

30

35

40

45

50

55

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

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Patentanspruch:

Vorrichtung zur Regelung der beim Walzen zwischen den Walzgerüsten einer Tandem-Walzstraße auf das Walzgut wirkenden Längskraft,

— mit Einrichtungen zur Messung der Walzkraft und des Walzmoments am /-ten (i+1 )-ten Walzgerüst,

— mit Einrichtungen zur Bestimmung des /-ten und (i+ 1)-ten Bezugs-Walzmomentarms aus Walzkraft und Walzmoment des /-ten bzw. (i+ l)-ten Walzgerüsts, gemessen in einem ersten bzw. zweiten Zustand, in dem das Walzgut gerade in das /-te bzw. (i+1 )-te Walzgerüst einläuft,

— mit Einrichtungen zur Bestimmung der zwischen /-tem und (7+l)-tem Walzgerüst auf das Walzgut wirkenden Längskraft aus dem /-ten und (7+l)-ten Bezugs-Walzmomentarm, der Walzkraft und dem Walzmoment des /-ten und /7+ i )-ten Walzgerüsts, und

— mit Einrichtungen zum Verstellen der Walzendrehzahl mindestens eines Walzgerüsts in Abhängigkeit von der Abweichung des Istwertes vom Sollwert der Längskraft,