DE2810990A1

DE2810990A1 - Rolling mill delivering constant thickness strip - has operating conditions optimised using computer controlled variable factors

Info

Publication number: DE2810990A1
Application number: DE19782810990
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Ahrens; Kurt Dipl Ing Hertlein
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1978-03-10
Filing date: 1978-03-10
Publication date: 1979-09-13

Abstract

The thickness of steel strip after passing between the rollers (I) of a rolling mill is controlled by a computer. The values of the factors on which the thickness depends are the initial thickness of the strip, the difference between the actual roller position and the required roller position, and the input velocity. Also taken into account is the spring constant of the roll stand and the increase in the slope of the plastic deformative curve. These values are fed into the computer together with the measured thickness of the strip as it leaves the rollers. The computer then determines the required values of the various factors in order to maintain the required final thickness.

Description

Banddickenregelung für ein Walzgerüst Strip thickness control for a roll stand

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verbesserung des dynamischen Verhaltens einer Banddickenregelung für ein Walzgerüst, bei welchem die Zuliefer- und Abnahmegeschwindigkeiten des Walzbandes durch. vor- und nachgeordnete Walzgerüste nd/oder Haspeln bestimmt sind.The invention relates to a device for improving the dynamic Behavior of a strip thickness control for a roll stand, in which the supplier and take-off speeds of the rolled strip. upstream and downstream roll stands nd / or reels are intended.

Kaltwalzwerke zur Erzeugung von Stahl-, Aluminium- ut Bundmetallbändern reduzieren das in Warmbandstraßen gefertigte Material auf seine Enddicke zu Fein- und Feinstblechen. Durch den Walzvorgang werden Dicke, Planheit und Profil des bades beeinflußt. Die Forderung nach hoher Maßhaltigkeit, auch bei großen Walzgeschwindigkeiten, führt zu weitgehend automatischen elektronischen Steuer- und Regeleinrichtungen. Abgesehen von ungewollten Schwankungen der Eingangs qualitäten eines Metallbandes während des Bandlaufes unterliegen das Ausgangsprofil und die Ausgangsbanddicke zahlreichen Einflüssen. Neben als reine Störgrößen auftretenden unkontrollierten und unbeabsichtigten Einflüssen, wie Unrundheit und Rauhigkeit der Tralzen müssen andere Größen, wie Walzspaltöffnung, Walzkraft, Bandzug, Walzgeschwindigkeit, Reibung und Temperatur zur 7-rmeidung von Dickenfehlern und für ihren Ausgleich hinreichend beherrscht werden. Sie sind, wen auch mit sehr unterschiedlichen Nutzen, mögliche Stellgrößen einer Banddickenregelung.Cold rolling mills for the production of steel, aluminum and coil metal strips reduce the material produced in hot strip mills to its final thickness to fine and thin sheets. The rolling process determines the thickness, flatness and profile of the bath influenced. The requirement for high dimensional accuracy, even at high rolling speeds, leads to largely automatic electronic control and regulation devices. Apart from unwanted fluctuations in the input quality of a metal strip while the strip is running, the initial profile and the initial strip thickness are subject to this numerous influences. In addition to uncontrolled ones occurring as pure disturbance variables and unintended influences such as ovality and roughness of the tralzen have to other variables, such as roll gap opening, rolling force, strip tension, rolling speed, friction and temperature sufficient to avoid thickness errors and to compensate for them be mastered. They are possible, even if with very different uses Manipulated variables of a strip thickness control.

Großen Einfluß auf die Banddicke haben die Züge vor und hinter dem Walzgerüst, der Walzspalt und die Walzgeschwindigkeit, so daß unbeabsichtigte Änderungen dieser GröSen nicht auftreten sollten. Daher werden diese Größe durch schnelle Regelungen konstant gehalten. Ist die direkte Messung dieser Gröber nicht möglich oder sind mit Hilfe anderer Größen dynamisch hochwertigere Regelungen realisierbar, werden indirekte Regelungen ausgeführt. So dienen beispielsweise der Haspelstrom als Maß für den Bandzug, die Walzendrehzahl als Maß für die Walzgeschwindigkeit sowie die Anstellposition und die Walzkraft als Maß für den Walzspalt.The trains in front of and behind the have a great influence on the strip thickness Roll stand, the roll gap and the rolling speed, so that unintentional changes these quantities should not occur. Therefore, this size is due to quick regulations kept constant. Is the direct measurement of these coarser not possible or are dynamically higher quality regulations can be implemented with the help of other variables indirect regulations executed. The reel current, for example, serves as a measure for the strip tension, the roll speed as a measure of the rolling speed and the Adjustment position and the rolling force as a measure of the roll gap.

Des weiteren ist bekannt, daß Dickenänderungen im austretenden Band kauptsachlich von Dickenänderungen im eintretenden Band stammen. Den ungewollten Dickenänderungen im austretenden Band wird üblicherweise durch entsprechende Änderungen der Anstellposition entgegengewirkt. Bei raschen Änderungen der Anstellposition, was mit hydraulischer Antrieben möglich ist, ändern sich Ein- und Austrittsgeschwindigkeit des Bandes in den bzw.It is also known that changes in thickness in the emerging strip mainly originate from changes in thickness in the incoming strip. The unwanted one Changes in thickness in the exiting strip are usually caused by corresponding changes counteracted the employment position. In the event of rapid changes in the position of what is possible with hydraulic drives, the entry and exit speeds change of the belt in or

aus dem Walzspalt. Die Bandgeschwindigkeiten dagegen, mit denen das Band zugeliefert und abgenommen wird, und die durch vor-und nachgeschaltete Gerüste und/oder Haspeln bestimmt sind, bleiben zurächst konstant, Dies führt zu vorübergehenden r½-derungen der Bandzüge vor und hinter dem betrachteten Gerüst, das in Fig. 1 dargestellt ist und aus einer Walzeinrichtung I, einer Zughaspel II und einer Zulieferhaspel III besteht. Diese Änderungen heben die gewünschte Beeinflussung der 3anddicke zeitweise auf, und zwar solange, bis sich die Zuliefergeschwindigkeit zu an die Eintrittsgeschwindigkeit ve und die Abnabegeschwindigkeit vab an die Austrittsgeschwindigkeit des Bandes Va angeglichen haben. Dies kann, wie in Fig. 2 dargestellt ist, einige 100 ms dauern. In dieser Figur sind über die Zeit aufgetragen eine von einem Positionsmeßgerät gemessene Abweichung d S der Walzenanstellposition von einem Bezugswert sowie eine daraus resultierende Änderung der Austrittsdicke # ha des Walzbandes. Um die schnelle Verstellmöglichkeit eines hydraulische Antriebs zu nutzen, ist aber allenfalls eine Verzugszeit von einigen 10 ms zulässig.from the roll gap. The belt speeds, on the other hand, with which the Tape is supplied and removed, and passed through upstream and downstream scaffolding and / or reels are intended, remain constant for the time being, this leads to temporary changes in the belt tension in front of and behind the observed Stand, which is shown in Fig. 1 and from a rolling device I, a pulling reel II and a supplier reel III. These changes remove the desired influence the 3and thickness temporarily, until the delivery speed to the entry velocity ve and the removal velocity vab to the exit velocity of Volume Va. As shown in FIG. 2, this can be several Take 100 ms. In this figure, one of a position measuring device is plotted against time measured deviation d S of the roller adjustment position from a reference value and a resulting change in the exit thickness # ha of the rolled strip. To the fast Using the adjustment option of a hydraulic drive is at best one Delay time of a few 10 ms is permissible.

Auch die Dickenänderungen im eintretenden Band verursachen Schwankungen der Bandzüge und der Austrittsdicke, und zwar derart, daß bei einer Zunahme der Eintrittsdicke die Austrittsdicke sich zunächst um etwa den gleichen Betrag ändert und d im Verlauf von einigen 100 ms auf einen kleineren Wert geht.The changes in thickness in the incoming strip also cause fluctuations the tape tension and the exit thickness, in such a way that with an increase in Entry thickness the exit thickness initially changes by approximately the same amount and d goes to a smaller value in the course of a few 100 ms.

In Fig. 3 ist der zeitliche Verlauf der Änderungen der Austrittsdicke fl ha als Folge einer sprunghaften Änderung der Eintrittsdicke # h e über die Zeit t aufgetragen.In Fig. 3 is the time course of the changes in the exit thickness fl ha as a result of a sudden change in the entry thickness # h e over time t applied.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in Abhängigkeit von Änderungen der Anstellposition und der Eintrittsdicke die Zuliefergeschwindigkeit so zu steuern, daß der Bandzug von der Eintrittsseite her möglichst konstant bleibt Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Bandzug auf der Eintrittsseite des Walzgerüstes durch Steuerung der Zuliefergeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Walzenanstelloosit-ion und der Eintrittsdicke des Walzbandes unter Rerücksichtigung der Austrittsdicke des Walzbandes, der Federkonstanten des Walzgerüstes und der Steigung der plastischen Verformungskurve des Walzbandes im Arbeitspunkt konstant zehalten wird.The object of the present invention is, depending on changes to control the delivery speed of the approach position and the entry thickness in such a way that that the tape pull from the On the entry side, it remains as constant as possible This object is achieved according to the invention in that the tape tension is on the entry side of the roll stand by controlling the delivery speed as a function of the roll position and the entry thickness of the rolled strip taking into account the exit thickness of the rolled strip, the spring constant of the roll stand and the The slope of the plastic deformation curve of the rolled strip is constant at the working point will hold.

Durch -ie erf.indungsgemäße Lösung wird die Zuliefergeschwindigkeit- so gesteuert, daß der Bandzug von der Eintritsseite her weitgehend konstant bleibt. Die in der Beschreibungseinleitung erwähnte Verzugszeit entfällt damit bzw. verkleinert sich.The solution according to the invention increases the delivery speed controlled in such a way that the belt tension from the entry side remains largely constant. The delay time mentioned in the introduction to the description is therefore omitted or reduced themselves.

Die Einrichtung zur Vorsteuerung der Zuliefergeschwindigkeit ist gekennzeichnet durch eine im wesentlichen aus Dividierern und Multiplizierern bestehende Rechenschaltung, die aus den ihr zugeführten Größen he* = an einem Dickenmeßgerät eingestellter fester Bezugswert der Eintrittsdicke des Walzbandes ha* = an einem Dickenmeßgerät eingestellter oder anderweitig vorgegebener fester Bezugswert der Austrittsdicke des Walzbandes A he = von einem Dickenmeßgerät gemessene prozentuale he* Dickenabweichung d s æ von einem Positionsmeßgerät gemessene ibweichung der Walzenanstellposition von einem Bezugswert Q - laufend aus den Walzdaten errechnete Steigung der plastischen Verformungskurve des alzbandes im Arbeitspunkt M = laufend aus den Walzdaten errechnete Federkonstante des Walzgerüstes den Sollwert der absoluten Änderung der Zuliefergeschwindigkeit # vzu* bzw. den Sollwert der prozentualen Änderung der # vzu* Zuliefergeschwindigkeit für die Steuerung der Zulieferv*zu geschwindigkeit nach der Beziehung oder einer davon abgeleiteten Beziehung errechnet.The device for pre-controlling the delivery speed is characterized by an arithmetic circuit consisting essentially of dividers and multipliers, which from the quantities fed to it he * = fixed reference value of the entry thickness of the rolled strip set on a thickness measuring device ha * = fixed reference value set on a thickness measuring device or otherwise specified the exit thickness of the rolled strip A he = percentage he * thickness deviation ds æ measured by a position measuring device in the roll adjustment position from a reference value Q - continuously calculated from the rolling data slope of the plastic deformation curve of the rolling strip at the working point M = continuously calculated from the rolling data of the roll stand the setpoint of the absolute change in the delivery speed # vzu * or the setpoint of the percentage change in the # vzu * delivery speed for the control of the delivery speed according to the Relationship or a relationship derived therefrom.

An Hand eines in der Fig. 4 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke näher erläutert werden.With reference to an embodiment shown in Fig. 4 of the drawing the idea on which the invention is based is to be explained in more detail.

Bei Änderungen der Anstellposition wird der Bandzug vor dem Gerüst über eine Vorsteuerung der Zuliefergeschwindigkeit konstant gehalten. Die notwendige Änderung der Zuliefergeschwindigkeit wird in Abhängigkeit von der Änderung der Anstellposition nach folgender Beziehung berechnet vz = Zuliefergeschwindigkeit va = Austrittsgeschwindigkeit M = Gerüstmodul Q = Steigung der plastischen Verformungskurve he = Eintrittsdicke s = Anstellposition Die berechnete Geschwindigkeitsänderung d(vz)/åt wird ccr zahlregelung des Walzmotors eines davorstehenden Gerüstes bzw.When the adjustment position changes, the strip tension in front of the stand is kept constant by means of a feed forward control. The necessary change in the delivery speed is calculated as a function of the change in the contact position according to the following relationship vz = delivery speed va = exit speed M = stand module Q = slope of the plastic deformation curve he = inlet thickness s = pitch position

der Stromregelung eines Abwickelhaspels als Zusatzsollwert vorgegeben.the current control of a decoiler is specified as an additional setpoint.

Die obenstehende Beziehung wird unter Verwendung der as bekannt vorausgesetzten Prozeßgrößen in einer analogen, digitalen oder hybride Rechenschaltung ermittelt, die in Fig. 4 als Signalflußplan dargestellt ist.The above relationship is assumed using the as-known Process variables determined in an analog, digital or hybrid computing circuit, which is shown in Fig. 4 as a signal flow diagram.

Diese Rechenschaltung enthält vier Dividierer 1 bis 4 sowie vier Multiplizierer 5 bis 3, die In folgender Weise einander verknüpft sind Dem ersten Dividierer 1 werden die an je einem Dickenmeßgerät eingestellten oder anderweitig vorgeLebenen ersten Bezugswerte der Sintwitts- bzw. Austrittsdicke des Walzbandes zugeführt.This computing circuit contains four dividers 1 to 4 and four multipliers 5 to 3, which are linked to one another in the following way The first divider 1 the planes set on a thickness measuring device or preset in some other way first reference values of the Sintwitts or exit thickness of the rolled strip supplied.

Einer ersten Additionsstelle 9 werden sowohl eine laufend aus den Walzdaten errechnete Steigung Q der plastischen Verformungskurve des Walzbandes im Arbeitspunkt als auch eine laufend aus den Walzdaten errechnete Federkonstante M des Walzgerüstes zugeführt. Der Ausgangswert dieser ersten Additionsstelle 9 wird zum einen, dem zweiten Dividierer 2, zusammen mit dem Steigungswert Q zum anderen, zusammen mit der Federkonstante k des Walzgerüstes dem dritten Dividierer 3 zugeführt. Während die Ausgangswerte des ersten und zweiten Dividierers 7 und 2 mit den Eingägen des ersten Multiplizierers 5 verbunden sind, ist der Ausgang des dritten Dividierer 3 und der feste Dezugswert der Austrittsdicke ha* des Walzbandes den Eingängen des vierten Dividierers 4 zugeführt. Ein zweiter Multiplizierer 6 ist eingangsseitig sowohl mit der von einem Dickenmeßgerät gemessenen prozentualen Dickenabweichung ### als auch e mit dem Ausgangswert einer zweiten Additionsstelle 10, der ein Festwert 1 sowie der negativ bewertete Ausgangswert des ersten Nultiplizierers 5 zugeführt werden, beaufschlagt. Einem dritten Multiplizierer 7 werden an den Eingängen die von einem Pcsitionsmeßgerät gemessene Abweichung # s der Walzenanstellposition von einem Bezugswert und der Ausgangswert des vierter Dividierers 4 vorgegeben. Die Ausgänge dieser beiden Multip zierer sind mit einer dritten Additionsstelle 11 verbunden, deren Ausgang den Sollwert der prozentualen Änderung der Z # vzu* liefergeschwindigkeit abgibt. Ein vierter Multiplizu zierer 8 wird eingangsseitig sowohl mit diesem Sollwert der prozentualen Änderung der Zuliefergeschwindigkeit als auch mit dem Bezugswert der Zuliefergeschwindigkeit vzu* beaufschlagt.A first addition point 9 is both one continuously from the Rolling data calculated slope Q of the plastic deformation curve of the rolled strip at the operating point as well as a spring constant continuously calculated from the rolling data M of the roll stand fed. The output value of this first addition point 9 becomes on the one hand, the second divider 2, together with the slope value Q for others, together with the spring constant k of the roll stand, the third divider 3 supplied. While the output values of the first and second divider 7 and 2 are connected to the inputs of the first multiplier 5, is the output of the third divider 3 and the fixed draft value of the exit thickness ha * of the rolled strip fed to the inputs of the fourth divider 4. A second multiplier 6 is on the input side both with the percentage measured by a thickness gauge Thickness deviation ### as well as e with the initial value of a second addition point 10, the one fixed value 1 and the negatively evaluated output value of the first multiplier 5 are supplied, acted upon. A third multiplier 7 is connected to the inputs the deviation # s of the roller contact position measured by a position measuring device predetermined by a reference value and the output value of the fourth divider 4. The outputs of these two multipliers have a third addition point 11 connected, the output of which corresponds to the setpoint of the percentage change in the Z # vzu * delivery speed gives. A fourth multiplier 8 is on the input side both with this setpoint the percentage change in the delivery speed as well as the reference value of the delivery speed vzu *.

Ausgangsseitig gibt dieser vierte Multiplizierer 8 dann den Sollwert der absoluten Änderung der Zuliefergeschwindigkeit # vzu* ab.On the output side, this fourth multiplier 8 then gives the desired value the absolute change in the delivery speed # vzu *.

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Claims

Patent claims: 1. Device for improving the dynamic behavior of a strip thickness control for a roll stand, in which the delivery and removal speeds of the rolled strip are determined by upstream and downstream roll stands and / or reels, characterized in that the strip tension on the entry side of the roll stand by controlling the delivery speed (vzu) depending on the roll adjustment position (s) and the entry thickness (he) of the rolled strip, taking into account the exit thickness (ha) of the rolled strip, the spring constant (M) of the roll stand and the gradient (Q) of the plastic The deformation curve of the rolled strip is kept constant at the operating point ; -managed variables he * = fixed reference value of the entry thickness of the rolled strip set on a thickness measuring device ha * = an Fixed reference value of the exit thickness of the rolled strip set in a thickness measuring device or otherwise specified Oh ## = percentage thickness deviation measured by a thickness measuring device (related thickness deviation) #s = deviation of the roller contact position from a reference value Q = continuously calculated from the rolling data Deformation curve of the rolled strip at the working point M = spring constant of the roll stand calculated continuously from the rolling data, the setpoint of the absolute change in the delivery speed Vz'u or the setpoint of the percentage change in the #vzu delivery speed for the control of the Zuvzu * delivery speed according to the relationship or a relationship derived therefrom.

3. Device according to claim 2, characterized in that the controller the delivery speed via the speed control of the rolling motor of the upstream Rolling grid takes place.

4. Device according to claim 2, characterized in that the controller the delivery speed via the current control of the upstream decoiler he follows.