DE3121232A1

DE3121232A1 - Verfahren und anordnung zum regeln einer plattenbreite

Info

Publication number: DE3121232A1
Application number: DE19813121232
Authority: DE
Inventors: Shinichi Fussa Tokyo Morita
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1980-05-29
Filing date: 1981-05-27
Publication date: 1982-04-08
Also published as: DE3121232C2; JPS6043205B2; US4386511A; JPS56168906A

Description

ZIZJZ

Verfahren und Anordnung zum Regeln einer Plattenbreite

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Regeln einer Plattenbreite in einem Warmwälzwerk, insbesondere in einem Walzwerk für kontinuierlichen Guß.

Bei einem üblichen Verfahren zum Formen von Roheisen in Zwischenprodukte, etwa Tafeln, Blöcke oder dergleichen, wird der geschmolzene Stahl aus einem Konverter in eine Form gegossen und wird dann einer natürlichen Abkühlung unterworfen, worauf der Gußstahl in einem Ofen erhitzt und daraufhin mittels eines Blockwalzwerkes ausgewalzt wird. Neuerdings wird aber auch das kontinuierliche Gießverfahren gewerblich angewendet, das bezüglich Energieeinsparung, Ertrag usw. dem erwähnten konventionellen Verfahren überlegen ist. Beim kontinuierlichen Gießen wandert der geschmolzene Stahl durch eine wassergekühlte Form und eine Kühlzone. Der geschmolzene Stahl wird somit zwangsgekühlt und erstarrt kontinuierlich zu Platten. Im Vergleich mit der erstegenannten Methode hat das kontinuierliche Gießen den Nachteil, daß die Breite der Platten oder Tafeln aus den nachfolgend erwähnten Gründen nicht auf einfache Weise verändert werden kann. Wird Material in eine Platte wesentlich kleinerer Breite aus-

! Λ«· η

gewalzt und soll die Platte eine Dimension erhalten, die einer bestimmten Walzvorgabe entspricht, dann ist es erforderlich, die Form auszutauschen. Ein Austausch der Form erfordert jedoch eine Unterbrechung der für einen kontinuierlichen Guß ausgerichteten Gießmaschine. Die Produktivität wird deshalb wesentlich vermindert.

Dieser Nachteil kann durch die Verwendung eines Vorwalzwerkes oder eines Blockwalzwerkes vermieden werden, das unmittelbar mit der Gießmaschine für den kontinuierlichen Guß verbunden ist, wobei der Vertikalwalzenspalt über einen gewissen Bereich einstellbar ist, um so eine Änderung der Plattenbreite möglich zu machen. Mit dieser Anordnung ist es möglich, die Vorteile des kontinuierlichen Gießens optimal auszunutzen und die Unterbrechungszeiten der Gießmaschine herabzusetzen.

Auf der Grundlage dieses Konzepts sind viele Verfahren und Anordnungen zum Regeln der Plattenbreite vorgeschlagen worden. Bei einer dieser vorgeschlagenen Methoden wird die Weite des Vertikalwalzenspalts unter Berücksichtigung der voraussehbaren Plattenverbreiterung gesteuert.

Wird eine Platte mittels eines vertikalen Walzenstandes eines Vorwalzwerkes einer Breitenverminderung unterworfen und wird sie durch einen horizontalen Walzenstand des Vorwalzwerkes auf die gewünschte Dicke vermindert, so weist der Querschnitt der Platte nach dem Walzvorgang

des vertikalen Walzenstandes Vorsprünge oder verdickte Bereiche an den seitlichen Enden auf. Die Abmessungen dieser erweiterten oder verdickten Bereiche ändern sich in Längsrichtung. Wird nun diese einen Querschnitt in Form

^de

eines Knochens aufweisen/platte durch den horizontalen Walzenstand des Vorwalzwerks in ihrer Dicke vermindert, dann wird die Breite der Platte wieder vergrößert. Der Betrag der Breitenvergrößerung ändert sich jedenfalls in Längsrichtung. Bei keiner der bekannten Steuerungen wird das exakte Verhältnis zwischen den Abmessungen der verdickten Bereiche und dem Betrag der sich aus dem Zusammendrücken dieser verdickten Bereiche ergebenden Plattenverbreiterung in Betracht gezogen₍ so daß die Genauigkeit der Breite der gewalzten Platte ungenügend ist.

Es gibt ein Walzverfahren, bei welchem die Plattenbreite durch zwei eine Nut aufweisende Vertikalwalzen vermindert wird. Bei diesem Verfahren wird jedoch ebenfalls nicht berücksichtigt, daß die Vertikalverminderung zu verdickten Bereichen führt und daß deshalb die Horizontalverminderung eine Bandverbreiterung hervorruft, so daß auch hier die Breitengenauigkeit ungenügend ist.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb eine erhöhte Genauigkeit der Plattenbreite nach dem Walzvorgang. Es sollen also ein Verfahren und eine Anordnung zum Regeln der Plattenbreite geschaffen werden, die bei Warmwalzwerken anwendbar sind und die Ausnutzbarkeit des Materials und den Wirkungsgrad

-Vs.]

des Walzvorgangs verbessern. Mit anderen Worten, es soll der gesamte Walzvorgang wirkungsvoller gestaltet werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zum Regeln der Plattenbreite in einem Warmwalzwerk geschaffen, das eine vordere Walzwerksstufe mit horizontalem Walzenstand und eine daran anschließende hintere Walzwerksstufe mit einem vertikalen Walzenstand und einem horizontalen Walzenstand aufweist. Das Verfahren besteht darin, daß die Dicke eines verdickten Bereichs der Platte, hervorgerufen durch den Walzenvorgang des vertikalen Walzenstandes der hinteren Walzwerksstufe, und die Plattendicke am Eingang des vertikalen Walzenstandes der hinteren Walzwerksstufe ermittelt werden. Daraufhin wird das Verhältnis der Dicke des verdickten Bereichs der Platte mit der Plattendicke am Eingang der hinteren Walzwerksstufe errechnet. Ferner wird die Plattenbreite am Ausgang des vertikalen Walzenstandes ermittelt. Schließlich wird unter Berücksichtigung der Vergrößerung der Plattenbreite als Ergebnis der Plattendickenverminderung die Plattenbreite am Ausgang des horizontalen Walzenstandes der hinteren Walzwerksstufe errechnet. Daraus wird dann der Walzenspalt des vertikalen Walzenstandes der hinteren Walzwerksstufe derart gesteuert, daß die Plattenbreite am Ausgang des horizontalen Walzenstandes der hinteren Walzwerksstufe möglichst nahe einem Sollwert liegt.

Zur Durchführung dieses Verfahrens wird gemäß der Erfindung

O IL I LOL 'rf O-

eine Plattenbreiten- Regelanordnung für ein Warmwalzwerk geschaffen, das eine mit einem horizontalen Walzenstand versehene vordere Walzwerksstufe und eine daran anschliessende hintere Walzwerksstufe aufweist, die aus einem vertikalen Walzenstand und einem horizontalen Walzenstand besteht. Die Anordnung weist einen Detektor zur Feststellung der Dicke des verdickten Bereichs einer Platte als Ergebnis des Walzvorgangs des vertikalen Walzenstandes der hinteren Walzwerksstufe auf, ferner einen Dickendetektor zur Bestimmung der Plattendicke am Eingang des vertikalen Walzenstandes der hinteren Walzwerksstufe. Außerdem ist eine Recheneinheit vorgesehen, welche das Verhältnis der Dicke der verdickten Bereiche der Platte zur Plattendicke am Eingang des vertikalen Walzenstandes errechnet,und zwar auf der Grundlage von Ausgangssignalen des die Dicke der verdickten Bereiche feststellenden Detektors und von Ausgangssignalen des Detektors zur Feststellung der Plattendicke. Weiterhin ist ein erster Breitendetektor zur Feststellung der Plattenbreite am Ausgang des vertikalen Walzenstandes der hinteren Walzwerksstufe sowie ein zweiter Breitendetektor zur Feststellung der Plattenbreite am Ausgang des horizontalen Walzenstandes der hinteren Walzwerksstufe vorgesehen, wobei diese Ermittlung auf dem Ausgangssignal der das erwähnte Verhältnis feststellenden Recheneinheit und dem Ausgangssignal des ersten Breitendetektors beruht. Schließlich ist eine Walzenspalt-Steuereinheit vorgesehen, welche die Abweichung der Plattenbreite am Ausgang des horizontalen Walzenstandes

der hinteren Walzwerksstufe errechnet, und zwar aus dem Ausgangssignal des zweiten Breitendetektors und einem vorgegebenen Sollwert. Der Walzenspalt des vertikalen Walzenstandes der hinteren Walzwerksstufe wird dann derart gesteuert, daß die Abweichung möglichst gering ist.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Platte, die in ihrer Breite durch -zwei eine Nut aufweisende Vertikalwalzen vermindert wird,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Platte mit verdickten Bereichen, wie sie am Ausgang des vertikalen Walzenstandes auftreten,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Platte am Ausgang eines horizontalen Walzenstandes,

Fig. 4 eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Verhältnisses zwischen dem Bruch W„

der Plattenbreitenvergrößerung und dem Bruch

(H - H)/H der Dicke des verdickten Bereiches, max

Fig. 5 Blockschaltbildern von Ausführungsformen der bis 8

Erfindung.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand von Fig. 1 in Anwendung auf eine rückwärtige Walzwerkstufe erläutert, die einen vertikalen Walzenstand aufweist, der aus zwei, mit Nuten versehenen Vertikalwalzen 1 besteht. Der vertikale Walzenstand wird zur Breitenvermin-

-4t-

derung einer Platte 2 verwendet, wobei dann eine Platte mit einem Querschnitt in Form eines Knochens entsteht, d.h. beidseits verdickte Enden besitzt.

Fig. 2 zeigt eine Platte 2, die durch den vertikalen Walzenstand der hinteren Walzwerkstufe in ihrer Breite vermindert worden ist. Die Platte 2 hat verdickte Endbereiche 2¹ und einen Querschnitt in Form eines Knochens. Wie aus Fig. 2 hervorgeht_f kann die Breite der Platte 2 am Ausgang des vertikalen Walzenstandes durch W , die Plattendicke mit H und die Dicke der verdickten Bereiche 2¹ mit H angegeben werden.

Fig. 3 zeigt die Platte 3 am Ausgang eines horizontalen Walzenstandes, der dem vertikalen Walzenstand der hinteren Walzwerkstufe nachgeschaltet ist. Wenn die in Fig. 2 dargestellte Platte durch den horizontalen Walzenstand der hinteren Walzwerkstufe zusammengedrückt wird, dann wird sie bezüglich ihrer Breite infolge der Verbreiterung der verdickten Teile 2' verbreitert und darüberhinaus auch in Richtung nach vorne und nach hinten verlängert, wie in Fig. 3 angedeutet ist. Die Breite der Platte 3 am Ausgang des horizontalen Walzenstandes der hinteren Walzwerkstufe wird mit W„ und die Dicke mit H bezeichnet.

Die Plattenbreite am Ausgang des vertikalen Walzenstandes der hinteren Walzwerkstufe und die Plattenbreite am Ausgang des horizontalen Walzenstandes der hinteren Walz-

werkstufe stehen in einer gewissen Beziehung zum Verhältnis der Dicke der verdickten Bereiche der Platte mit der Plattendicke am Ausgang der vorderen Walzwerkstufe. Diese Beziehung ist aus Versuchsdaten bekannt und in Fig. 4 graphisch dargestellt.

In Fig. 4 stellt die Ordinate den natürlichen Logarithmus W„ des Verhältnisses der Plattenbreite W„ am Ausgang des horizontalen Walzenstandes der hinteren Walzwerkstufe zur Plattenbreite W- am Ausgang des vertikalen Walzenstandes der hinteren Walzwerkstufe dar. Die Abszisse entspricht dem Verhältnis (H - H)/H , wobei dieses Verhältnis aus

max

der Dicke H der verdickten Bereiche 2¹ und der Plattenmax

dicke H am Ausgang des horizontalen Walzenstandes der vorderen Walzwerkstufe errechenbar ist. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß das Verhältnis zwischen

c w_H

H/f„ = χ,η ^p- und (H - H)/H linear ist. Wird die Neigung Ii w max

mit a, der Ordinatenabschnitt mit b und das Verhältnis der Dicke der verdickten Teile mit χ (= (H - H)/H) bezeichnet,

max

dann kann das Verhältnis durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden.

W
In ^S- = ax + b (1)

Die Gleichung (1) kann in die folgende Gleichung umgewandelt werden

W_w = W exp(ax+b) (2)

ti v

Die Plattenbreite am Ende des horizontalen Walzenstandes

I L I LOL

der hinteren Walzwerkstufe kann aus der Gleichung (2) errechnet werden, wenn die Plattenbreite W am Ausgang des vertikalen Walzenstandes der hinteren Walzwerkstufe und

die Dicke H der verdickten Bereiche und die Dicke H der max

Platte am Ausgang des horizontalen Walzenstandes der vorderen Walzwerkstufe bekannt sind.

Die Plattenbreite W am Ausgang des vertikalen Walzenstandes der hinteren Walzwerkstufe wird durch einen Plattendicken-Detektor festgestellt, die Dicke H der verdickten

IUcLX

Bereiche durch ein kombiniertes Dickenfeststellungs-und - Meßgerät.

Die Plattendicke H am Ausgang des letzten Walzenstandes der vorderen Walzwerkstufe kann auf verschiedene Weise ermittelt werden. So kann beispielsweise folgende Gleichung Verwendung finden.

H = S₊| (3)

In Gleichung (3) bezeichnet S den horizontalen Walzenspalt, P die Walzkraft des horizontalen Walzenstandes und M die Walzkonstante des horizontalen WalζenStandes. Der tatsächliche horizontale Walzenspalt wird am Ausgang einer Walzenspalt-Steuereinrichtung erhalten, wie sie in vielen Fällen bei horizontalen Walzenständen Anwendung finden, und der ermittelte tatsächliche Walzenspalt der Horizontalwalzen kann als Wert S dienen. Die Walzkraft P wird durch eine

• » η 1 ■· ψ * * "-

entsprechende Kraftmeßeinrichtung ermittelt. Die Walzkonstante M ist vorgegeben. Die Plattendicke H am Ausgang des letzten Walzenstandes der vorderen Walzwerkstufe wird aus den erwähnten Werten errechnet, und zwar unter Verwendung von Gleichung (3).

Es
/ist dann möglich.die Plattenbreite W₁^ am Ausgang des horizontalen Walzenstandes der hinteren Walzwerkstufe aus den sich ergebenden Werten unter Verwendung von Gleichung (2) zu errechnen. Die Abweichung ^ W„ der Plattenbreite W„

am Ausgang des horizontalen Walzenstandes der hinteren Walzwerkstufe von dem Plattenbreiten-Sollwert W„„ ergibt sich aus

Der Walzenspalt der vertikalen Walzen der hinteren Walzwerk stufe wird so gesteuert, daß die Abweichung AW _mö_aiichst klein ist.

Die Plattenbreite am Ausgang des horizontalen Walzenstandes der hinteren Walzwerkstufe ist somit voraussehbar und dieser Wert wird als Faktor zur überwachung des Walzenspalts der vertikalen Walzen der hinteren Walzwerkstufe verwendet, so daß die sich ergebende Plattenbreite nahe dem Sollwert liegt.

Die Konstanten a und b von Fig. 4 können eine unterschiedliche Größe aufweisen, je nach der Art des Stahls und werden auch in geringem Umfang durch die Temperatur des Materials, den Durchmesser der Walzen usw. beeinflußt. Es liegt im Bereich der vorliegenden Erfindung, den optimalen Wert dadurch zu erhalten, daß Teststeuerungen zur Ermittlung der Werte a und b durchgeführt werden.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Steuerungssystems für die Plattenbreite, welches zur Durchführung des obenbeschriebenen Steuerungsverfahrens verwendbar ist.

Das mit dem erfindungsgemäßen Plattenbreiten-Steuerungssystem ausgerüstete Walzwerk besitzt eine vordere Walzwerkstufe und eine nachfolgende hintere Walzwerkstufe· Die vordere Walzwerkstufe weist einen vorderen Vorwalzstand 100 und einen hinteren Horizontalwalzstand 101 auf. Die hintere Walzwerkstufe weist einen vertikalen Walzstand mit zwei vertikalen Walzen 1 und einen horizontalen WaIzstand 103 mit zwei Arbeitswalzen 5 und zwei Hinterwalzen 6 auf.

Das Bezugszeichen 4 wird in Fig. 5 zur Bezeichnung der ganzen Platte einschließlich der Platte 2 am Ausgang des vertikalen Walzenstandes 102 und der Platte 3 am Ausgang des horizontalen Walzenstandes 103 verwendet. Es wird nun angenommen, daß die Platte 2 in der vorderen Walzwerkstufe einer Dickensteuerung oder einer Breitenverminderung unterworfen wird, daß die Platte 4 zwischen

dem Ausgang des letzten horizontalen Walzenstandes 101 der vorderen Walzwerkstufe und dem Ausgang der hinteren Walzwerkstufe keiner Dickensteuerung unterworfen wird, daß der horizontale Walzenstand 103 der hinteren Walzwerkstufe dem vertikalen Walzenstand 102 nachgeschaltet ist, daß der Spalt des horizontalen Walzenstands 103 in Abhängigkeit vom Spalt des vertikalen Walzenstandes der hinteren Walzwerkstufe gesteuert wird und daß die Platte 4 eine gewünschte Dicke besitzt. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß die Verbreiterung der Platte, welche sich aus der Verminderung der verdickten Bereiche der Platte durch den horizontalen Walzenstand 103 ergeben, wobei eine Plattendickensteuerung durchgeführt wird, keinen wesentlichen Unterschied zu derjenigen Verbreiterung zeigt,die auftritt, wenn durch den horizontalen Walzenstand 103 keine Dickensteuerung durchgeführt wird. Somit hat also lediglich der Betrag der Verbreiterung in Betracht gezogen zu werden.

Ein Plattenbreitendetektor 7 ist am Ausgang des vertikalen Walzenstandes 102 der hinteren Walzwerkstufe angeordnet und bestimmt die Plattenbreite W . Am Eingang des horizontalen Walzenstandes 103 der hinteren Walzwerkstufe befindet sich ein Detektor 8 zur Feststellung der Dicke der verdickten Plattenbereiche, dessen Ausgang einer Meßvorrichtung 9 zur Messung der Dicke der verdickten Plattenbereiche zugeführt wird, womit sich die Dicke H der verdickten Plattenbereiche ergibt. Ein Belastungs-

J I I \löl

detektor-10 befindet sich am letzten horizontalen Walzenstand 101 der vorderen Walzenwerkstufe und ermittelt die Walzkraft P der horizontalen Walze 101. Ein Operationsverstärker 11 wird dazu verwendet, den festgestellten Wert P durch eine Walzwerkkonstante M zu teilen, die im Operationsverstärker 11 vorgegeben ist. Der Quotient wird einem Addierwerk 12 zugeführt.

Das Addierwerk 12 addiert die Werte des jeweiligen Walzenspalts 5 wie sie von einer Vorrichtung 13 zur Walzenspaltsteuerung abgegeben werden, die am letzten horizontalen Walzenstand 101 vorgesehen ist. Der Addierer 12 liefert dann die Summe als Plattendicke H von Gleichung (3). Dieser Wert H wird dann einem Addierwerk 14 zugeführt und außerdem einem Operationsverstärker 15. Dem Addierwerk 14 wird außerdem der Wert der Dicke H , der verdickten

max

Plattenbereiche von der Meßvorrichtung 9 zugeführt. Das Addierwerk 14 berechnet die Differenz zwischen der Dicke

H und der Dicke H. Die vom Addierwerk 14 errechnete max

Differenz (H - H) wird dem Operationsverstärker 15 zugeführt. Der Operationsverstärker 15 teilt die Differenz

(H - H) durch die Plattendicke H, so daß sich das max

Verhältnis X (=(H - H)/H) ergibt. Der berechnete Wert

max

wird einem Operationsverstärker 16 zugeführt. Der Operationsverstärker 16 besitzt einen Koeffizienten gleich dem Gradienten a des linearen Verhältnisses, welches in Fig. 4 gemäß Gleichung (1) dargestellt ist und multipliziert das Verhältnis X mit dem Gradienten a. Das sich er-

gebende Produkt aX wird einem Addierwerk 17 zugeführt. Das Addierwerk 17 addiert dieses Produkt aX einem Abschnitt b der Ordinate,womit sich das Verhältnis ^£W„ (= aX + b) der Plattenverbreiterung gemäß Gleichung (1) ergibt. Das errechnete Verhältnis^W„ wird einem Exponentialfunktionsgenerator 18 zugeführt.

Der Exponentialfunktionsgenerator 18 zeugt die Exponentialfunktion exp(aX +b) =exp^w„ des Wertes W„ der Plattenver-

H xi

breiterung, d.h. die Exponentialfunktion exp(aX + b)(=exp W„) von Fig. 2, die gleich ist der Blattbreite W„ am Aus-

Xl Xi

gang des horizontalen Walzenstandes der hinteren Walzwerkstufe, geteilt durch die Plattenbreite W am Ausgang des vertikalen Walzenstandes der hinteren Walzwerksstufe. Der Ausgang des Generators 18 wird einem Operationsverstärker 19 zugeführt. Der Operationsverstärker multipliziert den Wert exp (.aX+b) der Verbreiterung mit dem Wert W der vom Blattdickendetektor 7 zugeführt wird, womit sich die Blattenbreite W„ am Ausgang des horizontalen Walzenstandes

Xl

der hinteren Walzwerksstufe ergibt (Gleichurg 2).

Ein Addierwerk 20 zieht einen vorgegebenen Sollwert W„_. der

xlU

Sollwert-Plattenbreite W„~ am Ausgang des horizontalen WaI-

JtIU

zenstandes der hinteren Walzwerkstufe von dem tatsächlichen Wert der Plattenbreite W„ ab, der vom Operationsverstärker 19 geliefert wird. Das Ergebnis dieser Subtraktion ist die Abweichung 4W^, wie sie in Gleichung 4 dargestellt ist.

J \l \ΙόΙ

-5L0-

Die Abweichung AW„ wird in eine Spalt-Steuereinrichtung 21 für den vertikalen Walzenstand eingegeben. Die Steuereinrichtung 21 steuert den Spalt des vertikalen Walzenstandes 102 der hinteren Walzwerkstufe derart, daß die Ab weichung AW„ möglichst klein wird.

Von den oben erwähnten Bauteilen bilden die Bauteile 11, und 14 bis 19 eine Recheneinheit, die auf der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie A angedeutet ist; die Bauteile 20 und 21 bilden eine Steuereinheit B zum Steuern des Spalts des vertikalen Walzenstands der hinteren Walzwerkstufe.

Auf diese Weise kann die Plattenbreite am Ausgang des horizontalen Walzenstandes der hinteren Walzwerkstufe bis auf minimale Fehler dem Sollwert angenähert werden.

Wenn eine Vielzahl von Kombinationen vorgesehen ist, deren jede einen vertikalen Walzenstand (102₁ - 102 ) und einen horizontalen Walzenstand (103.J - 103 ) im Vor-Walzwerk enthält, wie dies in Fig. 6 angedeutet ist, so kann eine Plattenbreiten-Steuereinrichtung ähnlich derjenigen von Fig. 5 für jede dieser Kombinationen vorgesehen werden. Mit eliner solchen Anordnung wird die Genauigkeit der Plattenbreite am Ausgang des horizontalen Walzenstands der hinteren Walzwerkstufe weiter verbessert.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 wird die Plattendicke

λ .

während des Walzvorgangs in der hinteren Walzwerkstufe nicht verändert.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 soll nun im einzelnen erläutert werden. Wie ersichtlich sind eine Vielzahl vertikaler Walzenstände 102. - 102 mit vertikalen Walzen 1„ -

In In

und eine Vielzahl horizontaler Walzenstände 1OS₁ - 103 mit Arbeitswalzen S₁-S und Rückwalzen 6., - 6 vorgesehen.

Plattenbreitendetektoren 7.-7 und Detektoren 8.-8

In in

zur Feststellung der Dicke der verdickten Plattenbereiche sind zwischen den entsprechenden vertikalen Walzenständen 102. - 102 und den entsprechenden horizontalen Walzenständen 103.. - 103 vorgesehen» Meßgeräte 9.-9 zur Messung der Dicke der verdickten Plattenbereiche sind den Detektoren

8. - 8 zugeordnet. Die Plattenbreitendetektoren 7. - 7 In In

und die Meß vorrichtungen 9.. - 9 erzeugen Ausgangssignale W_vl - W_vn bzw. H₁J_13x-I " H_n, welche die festgestellten bzw. gemessenen Werte der Breite und der Dicke angeben. Die Ausgangssignale werden den jeweiligen Recheneinheiten A₁ - A zugeführt. Der Ausgang P des Walzenbelastungsdetektors 10 und der Ausgang S der Walzspalt-Steuereinrichtung 21 werden ebenfalls den Recheneinheiten A. - A zugeführt. Die Recheneinheiten A. - A führen ähnliche Operationen durch wie die Recheneinheit A von Fig. 5, und zwar jeweils für die zugeordneten vertikalen und horizontalen Walzenstände, und sie erzeugen Ausgangssignale W₀₁ - W„ , die dann den

n ι Hn

entsprechenden Spaltsteuereinrichtungen B₁-B für die

vertikalen Walzenstände zugeführt werden. Die Steuereinrichtungen B₁-B steuern die Spalte der vertikalen Walzenstände 102. -102 derart, daß die Abweichungen ^dW₀₁ in rl ι

der Plattenbreiten möglichst klein werden. Ein

nn , .I;..

Plattenbreitendetektor, ein die Dicke der verdickten Plattenbereiche feststellender Detektor, ein die Dicke der verdickten Plattenbereiche feststellendes Meßgerät, eine Recheneineheit und ein Steuergerät für jede Kombination aus vertikalen Walzenständen und horizontalen Walzenständen verbessert die Genauigkeit der Breite der Platte am Ausgang der hinteren Walzwerkstufe beträchtlich.

Wenn jedoch im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. gewünscht ist, die Plattendicke während des Durchgangs der Platte durch die horizontalen Walzenstände der hinteren Walzwerkstufe zu verändern, dann müssen die Reduktionskraft und der Walzenspalt der horizontalen Walzenstände jeder Kombination ermittelt und - anstelle der Reduktionskraft und des Walzenspalts des letzten horizontalen Walzenstandes der hinteren Walzwerkstufe - zu den Rechenvorgängen in den Recheneinheiten A„ - A herangezogen werden, die für den vertikalen Walzenstand der zugehörigen Kombination vorgesehen sind, d.h. demjenigen vertikalen Walzenstand, der dem horizontalen Walzenstand am nächsten liegt.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Steuereinrichtung für die Plattenbreite nach der Erfindung. Die Steuereinrichtung für die Plattenbreite weist bei diesem Ausführungsbeispiel einen Plattendickendetektor 22 auf,

der zwischen dem letzten horizontalen Walzenstand 101 der vorderen Walzwerkstufe und dem vertikalen Walzenstand 102 der hinteren Walzwerkstufe angeordnet ist, und zwar anstelle des Walzkraftdetektors 10 und der Walzenspaltsteuereinrichtung 13 für den letzten horizontalen Walzenstand der vorderen Walzwerkstufe.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 7 wird die Plattendicke am Ausgang der vorderen Walzwerkstufe 100' nicht aus dem Walzenspalt S, der Walzkraft P und der Walzwerkskonstanten M errechnet, sondern unmittelbar durch den Plattendickendetektor 22 ermittelt. Die übrigen Steueroperationen sind ähnlich denjenigen des Ausführungsbeispiels von Fig. 5.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 hat den Vorteil daß der Steuerkreis einfacher ist als derjenige nach Fig. 5

Fig. 8 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 7. Die Steuereinrichtung von Fig. 8 ist für ein Walzwerk bestimmt, das eine hintere Walzwerkstufe besitzt, die aus einer Vielzahl von Kombinationen eines vertikalen Walzenstandes (102,. - 102 ) und eines horizontalen Walzenstandes (103. - 103 ) besteht. Ein Plat-

I η

tenbreitendetektor 7^-7 , ein Detektor 8., - 8 zur

in in

Feststellung der maximalen Plattendicke, eine Meßvorrichtung 9\ - 9 zur Messung der maximalen Plattendicke, eine Recheneinheit A¹., - A¹ und schließlich eine Steuer-

1 η

O IZ I ΔόΙ

einheit B₁-B₂ für die Spaltsteuerung der vertikalen Walzen sind jeder dieser Kombinationen zugeordnet. Auch diese Anordnung verbessert die Genauigkeit der Plattenbreite am Ausgang des Walzenstandes.

Wenn im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 gefordert ist, die Plattendicke während des Durchgangs der Platte durch die horizontalen Walzenstände der letzten Walzwerkstufe zu verändern, dann muß die Plattendicke am Eingang des vertikalen Walzenstandes jeder Kombination ermittelt und - anstelle der Plattendicke am Eingang der hinteren Walzwerkstufe - zur Berechnung durch die Recheneinheiten A'₉ - A¹ herangezogen werden, die für die vertikalen Walzenstände jeder Kombination vorgesehen sind.

Die Detektoren 8, S₁ - 8 zur Feststellung der Dicke der verdickten Plattenbereiche werden nunmehr erläutert. Der in den Fig. 5 bis 8 dargestellte Detektor ist ein Detektor zur Feststellung der maximalen Plattendicke und be-

die sitzt kleine, horizontale Walzen,/auf die zu walzende Platte 4 aufgesetzt werden und bezüglich der Walzendicke beweglich sind. Die mechanische Verschiebung dieser kleinen Walzen wird durch die Meßeinrichtung 9, 9.. - 9 in ein elektrisches Signal umgesetzt, welche der mechanischen Bewegung proportional ist und auch der maximalen Dicke der Platte 4. Das elektrische Signal wird der Recheneinheit zugeführt.

T-' ^Λ Ο" 1 9 T

In einigen Anwendungsfällen kann es sein, daß der eben erwähnte mechanische Detektor zur Feststellung der maximalen Plattendicke ungenügend genau arbeitet. In diesen Fällen wird dann ein Detektor verwendet, der berührungslos arbeitet und damit ohne mechanische Bewegungen. Ein Beispiel für einen derarigen Detektor zur Feststellung der maximalen Plattendicke ist ein Detektor auf der Grundlage von Röntgenstrahlen.

Der erwähnte Plattendickendetektor kann auch dazu dienen, als Plattendickendetektor 1,1. - 1 eingesetzt zu werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 J Verfahren zum Regeln der Plattenbreite in einem Warmwalzwerk mit einer einen horizontalen Walzenstand enthaltenden vorderen Walzwerksstufe und einer nachgeschalteten hinteren Walzwerksstufe, die einen vertikalen Walzenstand und einen horizontalen Walzenstand aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke eines; verdickten Be-

ent
reiches der Platte,/standen durch den Walzvorgang im vertikalen Walzenstand der hinteren Walzwerksstufe, und die Plattendicke am Eingang des vertikalen Walzenstandes der hinteren Walzwerksstufe ermittelt werden, daß dann das Verhältnis der Dicke des verdickten Bereiches der Platte zur Plattendicke am Eingang der hinteren Walzwerksstufe errechnet wird, daß die Plattenbreite am Ausgang des vertikalen Walzenstandes ermittelt wird, daß unter Berücksichtigung der Verbreiterung der Plattenbreite infolge der Verminderung der Dicke des verdickten Bereiches die Plattenbreite am Ausgang des horizontalen Walzenstandes der hinteren Walzwerksstufe errechnet wird, und daß schließlich der Walzenspalt des vertikalen Walzenstandes der hinteren Walzwerksstufe derart gesteuert wird, daß die Plattenbreite am Ausgang des horizontalen Walzenstandes der hinteren Walzwerkss.tufe sich möglichst nahe einem Sollwert annähert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die hintere Walz-

werksstufe eine Vielzahl von Kombinationen enthält, deren jede einen vertikalen Walzenstand und einen horizontalen Walzenstand aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattendicke am Eingang des vertikalen Walzenstandes der ersten Kombination ermittelt wird, daß die Dicke des verdickten Bereichs der Platte und die Breite der Platte am Ausgang des vertikalen Walzenstandes jeder dieser Kombinationen ermittelt wird, daß die Plattendicke am Ausgang des horizontalen Walzenstandes jeder dieser Kombinationen errechnet wird, und zwar auf der Grundlage der Plattenbreite am Ausgang des vertikalen Walzenstandes derselben Standkombination und dem Verhältnis der Dicke des verdickten Bereiches am Ausgang des vertikalen Walzenstandes dieser Standkombination zur Plattendicke am Eingang des vertikalen Walzenstandes der ersten dieser Standkombinationen, und daß der Spalt des vertikalen Walzenstandes jeder dieser Standkombinationen derart gesteuert wird, daß die errechnete Plattenbreite am Ausgang des horizontalen Walzenstandes derselben Standkombination möglichst nahe einem Sollwert liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die hintere Walzwerks stufe eine Mehrzahl von Kombinationen enthält, deren jede einen vertikalen Walzenstand und einen horizontalen Walzenstand enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattendicke am Eingang des vertikalen Walzenstandes jeder dieser Standkombinationen ermittelt wird, daß die Dicke der verdickten Bereiche der Platte und die Breite der Platte am

Ausgang des vertikalen Walzenstandes jeder Standkombination ermittelt werden, daß die Plattendicke am Ausgang des horizontalen Walzenstandes jeder Standkombination errechnet wird, und zwar auf der Grundlage der Plattenbreite am Ausgang des vertikalen Walzenstandes derselben Standkombinat'ion und des Verhältnisses der Dicke des verdickten Bereiches am Ausgang des vertikalen Walzenstandes derselben Standkombination zur Plattendicke am Eingang des vertikalen Walzenstandes dieser Standkombination, und daß der Spalt des vertikalen Walzenstandes jeder dieser Kombinationen derart gesteuert wird, daß die errechnete Plattenbreite am Ausgang des horizontalen Walzenstandes derselben Standkombination möglichst nahe einem Sollwert liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der Dicke der Platte am Eingang des vertikalen Walzenstandes durch eine Berechnung erfolgt, die auf dem Walzenspalt, der Walzkraft und einer Walzwerkkonstante des dem vertikalen Walzenstand vorausgehenden horizontalen Walzenstandes errolgr..
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der Dicke der Platte am Eingang des vertikalen Walzenstandes durch direkte Messung erfolgt.
6. Plattenbreiten-Regelanordnung für ein Warnwalzwerk mit einer einen horizontalen Walzenstand enthaltenden vor-

deren Walzwerksstufe und einer dieser nachgeschalteten, hinteren Walzwerksstufe, die einen vertikalen Walzenstand und einen horizontalen Walzenstand aufweist, gekennzeichnet durch einen Detektor (8) zur Feststellung der Dicke eines verdickten Bereichs (2·) einer Platte, die durch den Walzenvorgang im vertikalen Walzenstand (102) der hinteren Walzwerksstufe verdickt ist, durch einen dicken Detektor (7) zur Ermittlung der Plattendicke am Eingang des vertikalen Walzenstandes (102) der hinteren Walzwerksstufe, durch ein Rechenelement zur Bestimmung des Verhältnisses der Dicke des verdickten Plattenbereiches zur Plattendicke am Eingang des vertikalen Walzenstandes, und zwar auf der Grundlage des Ausgangs des Detektors (8) zur Bestimmung der Dicke des verdickten Plattenbereiches und des Detektors (7) zur Bestimmung der Plattendicke, eines ersten Breitendetektors zur Bestimmung der Plattenbreite am Ausgang des vertikalen Walzenstandes der hinteren Walzwerksstufe, durch einen zweiten Breitendetektor zur Bestimmung der Plattenbreite am Ausgang des horizontalen Walzenstands der hinteren Walzwerksstufe, und zwar auf der Grundlage des Ausgangssignals des das erwähnte Verhältnis ermittelnden Rechenelementes und des Ausgangssignals des ersten Breitendetektors _r durch eine Steuereinheit für den Walzenspalt zum Berechnen der Abweichung der Plattenbreite am Ausgang des horizontalen Walzenstandes der hinteren Walzwerkssstufe auf der Grundlage des Ausgangssignals des zweiten Breitendetektors und eines Breiten-Sollwertes, und durch derartige Steuerung des

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Walzenspalts des vertikalen Walzenstandes der hinteren Walzwerksstufe, daß die Abweichung möglichst klein ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Plattenbreite ermittelnde Detektor die Dicke der Platte am Eingang des vertikalen Walzenstandes auf der Grundlage der Werte des Walzenspalts, der Walzkraft und einer Walzenkonstante des dem vertikalen Walzenstand vorausgehenden horizontalen Walzenstandes errechnet .
8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Plattendicke ermittelnde Detektor die Dicke der Platte am Eingang des vertikalen Walzenstandes unmittelbar ermittelt.