DE3303829A1

DE3303829A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines kontinuierlich arbeitenden walzwerks

Info

Publication number: DE3303829A1
Application number: DE19833303829
Authority: DE
Inventors: Yoshiharu Kodaira Tokyo Anbe
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-02-05
Filing date: 1983-02-04
Publication date: 1983-08-18
Also published as: JPS58135711A; DE3303829C2; JPH0311847B2; US4506532A

Description

-H -

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines kontinuierlich arbeitenden Walzwerks

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines kontinuierlich arbeitenden bzw. Durchlauf -Walzwerks, bei dem Auslauf-Bandabmessungen, wie Dicke, zur Lieferung von Walzgut verschiedener Abmessungen während des Walzvorgangs geändert werden.

In der Eisen- und Stahlindustrie wird die Ausrüstung im Bestreben, die Produktionsleistung zu erhöhen, zunehmend größer ausgelegt. Im Zuge dieser Vergrößerung der Ausrüstung vergrößert sich auch das Gewicht der kontinuierlieh arbeitenden Tandemwalzwerken zugeführten Brammen oder Platinen. Demzufolge vergrößert sich auch das Einheitsgewicht der in solchen Tandemwalzwerken hergestellten Coils oder Blechrollen. Da jedoch der Verbraucher Stahlbleche verschiedener Größen bzw. Dicken benötigt, besteht ein Bedarf nach einem Steuerverfahren zur Änderung des Auslauf-Bandmaßes, d.h. der Abmessungen eines Erzeugnisses, während des Auswalzvorgangs ohne Beeinträchtigung der Produktionsleistung.

Für die Steuerung eines kontinuierlichen Tandemkaltwalzwerks ist ein im folgenden beschriebenes Verfahren bekannt. Dabei ist der Stichplan vor der Größen- bzw. Maßänderung als Plan A definiert. Nach diesem Plan A werden Auslaßbanddicke, Walzspalt und Walzendrehzahl nicht geändert.

Ein Stichplan nach der Größenänderung wird als Plan B be-

φ · λ α ■%

-S-

zeichnet. Der Stichplan in der Ubergangszeitspanne bei der Änderung von Plan A auf Plan B ist als Plan C definiert. Die Stichpläne A bis C werden vor dem Walzvorgang nach Maßgabe der Vorgabe- oder Einstellvorgänge (Vorgänge zur Einstellung des Walzspalts und der Walzendrehzahl in Übereinstimmung mit der Kapazität bzw. Leistungsfähigkeit der Ausrüstung, dem verwendeten Werkstoff und dem auszuwalzenden Band als dem Enderzeugnis) berechnet. Wenn' ein Maßänderungspunkt (size changing point) X die einzelnen Gerüste des kontinuierlichen Tandemkaltwalzwerks erreicht, werden die Pläne A, C und B in dieser Reihenfolge ausgeführt, wobei Walzspalt und Walzendrehzahl zur Lieferung von Bändern unterschiedlicher Abmessungen, z.B. Dicke, geändert werden.

Bei diesem bisherigen Steuerverfahren müssen Walzspalt und Walzendrehzahl für die Stichpläne A, B und C im voraus berechnet werden. Die Steuerung erfolgt unabhängig von den Walzbedingungen und nach Maßgabe der Vorgabegrößen. Wenn daher während des Auswalzens Änderungen, etwa im Verformungswiderstand (bedingt durch Werkstoffhärte oder -temperatur oder Reibungskoeffizient zwischen Walze(n) und Werkstoff) , in einem Unterschied zwischen den Einlauf- und Auslauf-Bandmaßen, im Vorwärtsschlupf oder in der WaIzkraft auftreten, wird in das Erzeugnis ein Fehler eingeführt.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Ausschaltung dieser Mängel des Stands der Technik durch Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Steuerung eines kontinuierlich arbeitenden Walzwerks, bei denen eine Zwischengerüst-Zugspannung bei einer Maßänderung während des Walzvorgangs klein ist, auch wenn sich die Walzbedingungen während des Auswalzens an irgendeinem Gerüst des Walzwerks spontan ändern, so daß die Bandgröße bzw. -abmessungen

gleichmäßig (stufenlos) geändert werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Steuerung eines kontinuierlich arbeitenden bzw. Durchlauf-Walzwerks mit mindestens einem i-ten und einem (i + 1)ten Gerüst erfin~ dungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Auslaufbanddicken-Be zugswert eines automatischen Kaliberreglers nach Maßgabe einer vorbestimmten Bandlänge während einer Maß-, z.B. Dickenänderung geändert und ein Walzspalt zur Änderung der Banddicke an der Auslaufseite des i-ten Gerüsts korrigiert wird, wenn ein Maß (z.B. Banddicke) während des Auswalzens geändert wird, und gleichzeitig die Walzenumfangsgeschwindigkeit am i-ten Gerüst in Übereinstimmung mit einer Änderung im Vorwärtsschlupf oder Vorzug (einer Änderung der Einlauf-Banddicke, der Auslauf-Banddicke oder des Verformungswiderstands) am i-ten Gerüst sowie (in Übereinstimmung mit) Änderungen im Vorwärtsschlupf, in der Auslauf-Banddicke, der Einlauf-Banddicke und der Walzenumfangsgeschwindigkeit am (i + 1)ten Gerüst gemäß den folgenden Formeln geändert wird:

^AVEi^/VEi = -AV

mit

V_ = Walzenumfangsgeschwindigkeit

f = Vorwärtsschlupf (forward slip)

h = Auslauf-Banddicke

H = Einlauf-Banddicke

i, i+1 = Nummer oder Zahl der Gerüste und

A = eine kleine Änderung(sgröße)

sowie

Af₁ = Of

mit *"

k = Verformungswiderstand des Bands

6f/8H = Teil- oder Partialdifferentialkoeffizient

ef/8h = Teil- oder Partialdifferentialkoeffizient und

8f/9k = Teil- oder Partialdifferentialkoeffizient,

um die Bandgeschwindigkeit an der Auslaufseite des i-ten Gerüsts mit derjenigen an der Einlaufseite des (i + 1)ten Gerüsts koinzidieren zu lassen.

Im folgenden ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Modell zur Erläuterung der Banddickenänderung an der Auslaufseite eines kontinuierlich arbeitenden bzw. Durchlauf-Walzwerks, auf das sich die Erfindung bezieht,

Fig. 2 ein Modell zur Erläuterung der Banddickenänderung an der Auslaufseite jedes Gerüsts des kontinuierlich arbeitenden Walzwerks, auf das sich die Erfindung bezieht, wobei mit X ein Änderungspunkt bezeichnet ist,

Fig. 3 ein Modell zur Veranschaulichung des Gesamtaufbaus eines sieben Gerüste aufweisenden kontinuierlichen Walzwerks zwecks Erläuterung des Grundprinzips der Erfindung,

Fig. 4A und 4B gemeinsam ein Blockschaltbild einer Walzwerk-Steuervorrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines automatischen Kaliberreglers (gauge control) bei der Steuervorrichtung

nach Fig. 4.

Vor der ins einzelne gehenden Beschreibung der Erfindung ist zunächst das Grundprinzip der Erfindung erläutert. Dabei ist der Stichplan (pass schedule) vor der Maßänderung als Plan A bezeichnet; dabei bleiben Auslauf-Banddicke, Walzspalt und Walzendrehzahl an jedem Gerüst unverändert. Der Stichplan nach der Maßänderung ist als Plan B bezeichnet; hierbei sind Auslauf-Banddicke, Walzspalt und Walzendrehzahl an jedem Gerüst geändert worden. Die Dauer einer Maßänderung während des Auswalzens, d.h. die Periode der Änderung von Plan A auf Plan B, wird als Übergangsdauer oder -Zeitspanne bezeichnet.

Es sei angenommen, daß gemäß Fig. 1 eine Änderung von Plan A auf Plan B erfolgt, um die Auslauf-Banddicke an der Auslaufseite des letzten Walz-Gerüsts zu ändern. Als kontinuierliches Walzwerk wird dabei ein sieben Gerüste aufweisendes Band-Fertigwarmwalzwerk benutzt. Die Auslauf-Banddicke am siebten Gerüst für Plan A ist mit h__A (mm) definiert, während die Auslauf-Banddicke am siebten Gerüst für Plan B als h_7ß (mm) und die bei der Maßänderung an der Auslaufseite des siebten Gerüsts anfallende Bandlänge als 1- (m) bezeichnet sind.

Am i-ten Gerüst (i = 1 bis 7) des Fertigwalzwerks ist die Auslauf-Banddicke des i-ten Gerüsts für Plan A als h. (mm) vorgegeben, während die Auslauf-Banddicke des i-ten Gerüsts für Plan B mit h._ (mm) und die während der Maß-

IB

änderung am i-ten Gerüst anfallende Bandlänge mit 1. (m) bezeichnet sind. Wenn der Massenfluß oder Mengenstrom des bei der Maßänderung das i-te Gerüst passierenden Bands als dem des bei der Maßänderung das siebte Gerüst passierenden Bands gleich angesehen wird, ergibt sich die folgende Gleichung:

l.(h_iA + h_iB) = l₇(h_{7A +} h_7B) ... (1)

-Αι Folglich gilt:

^£i ^{= {(h}7A ^{+ h}7B^)/(hiA ^{+ h}iB^)}£7 '" ⁽²⁾

An einer Stelle am i-ten Gerüst, an welcher die Bandlänge gemäß Fig. 2 am Auslauf um 1_χ. (m) von einem Maßänderungspunkt X entfernt ist, bestimmt sich die Auslauf-Banddicke h. des i-ten Gerüsts nach folgender Gleichung:

^₁ = h_iA - {(h_iA - h_iB)/£.H_xi ... (3)

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung des kontinuierlichen Walzwerks (Durchlaufwalzwerks) umfaßt erste und zweite, noch zu beschreibende Schritte. Im ersten

Schritt wird die durch Gleichung (3) bestimmte Auslauf-Banddicke h. am i-ten Gerüst als Auslaufbanddicken-Bezugswert für den automatischen Kaliberregler benutzt, so daß der Walzspalt am i-ten Gerüst des Walzwerks während des Auswalzens spontan geändert werden kann. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel werden, sooft der Maßänderungspunkt X jedes der sieben Gerüste des Fertigwalzwerks (nacheinander) erreicht, die Auslauf-Banddicken an den
Auslaufseiten aller Gerüste jeweils als die betreffenden Bezugswerte zu den automatischen Kaliberreglern der Gerüste übertragen. Die Walzspalte an den Gerüsten werden während des Walzvorgangs jeweils entsprechend geändert, um Plan A auf Plan B zu ändern.

Wenn im zweiten Schritt die Banddicke während des Walzvorgangs geändert wird, darf die Zugspannung zwischen den
Gerüsten bzw. die Zwischengerüst-Zugspannung nicht geändert werden, auch wenn die Walzspalte der Gerüste geändert werden. Zu diesem Zweck müssen gleichzeitig mit der Änderung der Walzspalte die Walzendrehzahlen an den (betreffenden) Gerüsten geändert werden. An jedem Gerüst wer-

den die Walzbedingungen (Verformungswiderstand aufgrund von Werkstoffhärte und -temperatur oder Änderung des Reibungskoeffizienten zwischen Walze(n) und Werkstoff; Bandmaße an Einlauf- und AuslaufSeiten des (betreffenden) Gerüsts, Vorwärtsschlupf (Vorzug) und Walzkraft) spontan geändert. Im zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Daten für Verformungswiderstand, bedingt durch Werkstofftemperatur, und Daten für Bandmaße (strip sizes) an Einlauf- und Auslaufseite in Synchronismus mit der

2Q Bandauslaufgeschwindigkeit vom i-ten Gerüst zum (i + 1)ten Gerüst geliefert. Die Walzendrehzahlen an den Gerüsten werden mithin so eingestellt, daß ein konstanter Massenfluß bzw. Mengenstrom zwischen i-tem und (i + 1)tem Gerüst erhalten wird; dies ist im folgenden als Konstant-5 massenflußregelung bezeichnet, die nachstehend im einzelnen erläutert ist.

Fig. 3 veranschaulicht ein sieben Gerüste aufweisendes kontinuierliches Walzwerk, bei dem erstem bis siebtem Gerüst Walzen 1 bis 7 zugeordnet sind. Es sei angenommen, daß am i-ten Gerüst die Einlauf-Bandbreite mit B., die Auslauf-Bandbreite mit b., die Einlauf-Banddicke mit H., die Auslauf-Banddicke mit h., die Bandeinlaufgeschwindigkeit mit V. und die Bandauslaufgeschwindigkeit mit v. bezeichnet sind. Außerdem seien die Walzenumfangsgeschwindigkeit am i-ten Gerüst mit V ., der Vorzug bzw. Vorwärtsschlupf (forward slip) mit f., der Walzspalt mit S. und die Walzkraft mit P. bezeichnet. Am i-ten Gerüst entsprechen die Bedingungen den folgenden Gleichungen:

^Vi^=VRi(^1+fi> ..-(4)

^Bi^Hi^Vi * ^biVi ' ..-"(Si

Bei Vernachlässigung einer durch das Auswalzen o.dgl. verursachten Breitenabweichung läßt sich Gleichung (5) wie

folgt darstellen:

H₁V₁ = h_xv_± ... (6)

Die Auslauf-Banddicke am i-ten Gerüst bestimmt sich (dann) wie foljt:

Xl Xl

mit M. = Walzwerk-Federkonstante des i-ten Gerüsts.

Beim Konstantmassenfluß-Steuersystem wird die Walzenumfangsgeschwindigkeit am i-ten Gerüst (oder am (i + 1)ten Gerüst) korrigiert, so daß die Bandauslaufgeschwindigkeit am i-ten Gerüst zu einem willkürlich gewählten Zeitpunkt der Bandeinlaufgeschwindigkeit V.₊₁ am (i + 1)ten Gerüst gleich wird, und zwar wie folgt:

V₁ = V_-1 ., ... (8)

Die Zwischengerüstzugspannung zwischen i-tem und (i + 1)tem Gerüst bleibt auch während eines Mäßänderungsvorgangs beim Auswalzen konstant, so daß eine stabile Maßänderung während des Walzvorgangs erreicht wird.

Bei Anwendung von Gleichung (6) auf das (i + 1)te Gerüst stellt sich diese Gleichung wie folgt dar:

Gleichung (8) kann in Gleichung (9) eingesetzt werden, so daß man folgende Gleichung erhält;

Gleichung (4) kann wie folgt in Gleichung (10) eingesetzt werden;

Die Bandauslaufgeschwindigkeit v.₊₁ nach Gleichung (11) wird für das (i + 1)te Gerüst in bezug auf Gleichung (4) benutzt, so daß sich Gleichung (11) wie folgt darstellen läßt:

^Hi₊l*^VRi^{(1 + f}i^{) = h}i₊l*^VRi₊l^{(1 + f} _i+l> ... (12)

Gleichung (12) läßt sich umschreiben zu:

Ri ^{(i

Durch Differenzieren von Gleichung (13) erhält man die kleine Änderung (small change) A^vr· ^w^-^e folgt: 20

^AvRi = Ov₁ Zf) f !

Darin bedeuten: (3v_Ri/3f_i) , (d v_Ri/8f_i+1) , (^av _Ri/^ah _i+i) » (3v . /ÖH.₊₁) und Ov_R. /^8v _R- ₊₁) Partial- oder Teildiffere tialkoeffizienten. Nach Gleichungen (13) und (14) ergibt sich:

^AVRi^/VRi

^AvRi+l^/VRi+l

...(15) 35

Gleichung (15) stellt die Grundbeziehung zur Durchführung der Konstantmassenf1ußregelung dar. Die Walzenumfangsgeschwindigkeit am i-ten Gerüst wird entsprechend einer Änderung der Walzenumfangsgeschwindigkeit am (i + 1)ten Gerüst geregelt, um Gleichung (15) zu genügen.

Im folgenden sei anhand von Fig. 3 der Fall eines sieben Gerüste aufweisenden Band-Fertigwarmwalzwerks betrachtet, bei dem im allgemeinen das siebte Gerüst das Bezugsgerüst ist. Da die Geschwindigkeit oder Drehzahl (speed) am sieb ten Gerüst die Bezugsgröße darstellt, muß Gleichung (15) für i = 1 - 6 sechsmal umgeschrieben werden.

Der Vorwärtsschlupf f. nach Gleichung (15) kann nach folgender Gleichung (15)—1 ermittelt werden:

f_± = tan²{(u/8)/ThT/R7Ty £og_e(l - γ ) + (1/2)

') · (t_b - t_f)}

Darin bedeuten:

R.' = abgeflachter (flattened) Walzenradius (mm)

h. = Auslauf-Banddicke (mm)

H. = Einlauf-Banddicke (mm)

Y₁ = Teilreduktion = (H_±- h_±)/H_±

t, = Rückzugspannung (kg/mm²)

t_f = Vorzugspannung (kg/mm²)

k. = Verformungswiderstand (Walzkraft) (kg/mm²).

Der Vorwärtsschlupf kann nach einer von Gleichung (15)—1 verschiedenen, bekannten Gleichung ebenfalls bestimmt wer den.

Es sei angenommen, daß sich weder Vorzugspannung (front tension stress) t_f noch Rückzugspannung (back tension stress) t, ändern. Eine Änderung ^f. im Vorwärtsschlupf

läßt sich dann nach folgender Gleichung angenähert be stimmen:

Af, = (3f./3H.)AH. + (SfVShJAh. +

ill 111

Of^k)Ak₁ ... ₍₁₆)

Darin bedeutet: k. = Band-Verformungswiderstand am i-ten Gerüst. Eine Änderung Α^·+ι ^¹¹¹ Vorwärtsschlupf am (i + 1)ten Gerüst kann auf dieselbe Weise anhand von Gleichung (16) bestimmt werden.

Die Änderung A.h.₊-| läßt sich auch anhand von Gleichung (7) wie folgt bestimmen:

Eine Änderung ßh. in der Auslauf-Banddicke am i-ten Ge rüst kann nach Gleichung (7) wie folgt bestimmt werden

Daten für die Änderung ^h. werden vom i-ten Gerüst zum (i + 1)ten Gerüst übertragen. Damit gilt:

^ΔΗ,·α.ι (t) = Ah₁Ct -

In obiger Gleichung bedeuten: t = Zeit und L. ■= Abstand zwischen i-tem und (i + 1)tem Gerüst. Infolgedessen ist die Änderung Α^Η·+ι ^nacn Gleichung (15) bekannt.

Da der Ausdruck A^vr-+i/^vp-+i ^nacn Gleichung (15) einen korrigierten Teil der Walzenumfangsgeschwindigkeit am (i + 1)ten Gerüst darstellt, wird dieser Teil für das letzte Hauptgerüst (final master stand) des Fertigwalzwerks als Null entsprechend angesehen. Demzufolge kann

der obige Ausdruck anhand der Walzengeschwindigkeit-Kcrrekturgröße des nachfolgenden Gerüst erhalten werden.

Nach dem Konstantmassenfluß- oder -mengenstrom-Steuerverfahren ist die Änderung Δ^ντ3·/^νρΐ ^ⁿ ^^er Walzenumfangsgeschwindigkeit am i-ten Gerüst (i = 1 - 6) des Fertigwalzwerks gemäß Gleichung (15) steuerbar.

Auf die beschriebene Weise kann bei jedem kontinuierliehen Walzwerk mit mindestens zwei Gerüsten der Walzspalt am i-ten Gerüst nach Maßgabe der Auslauf-Banddicke an diesem Gerüst eingestellt werden, wenn eine Cröße bzw. ein Maß, wie Banddicke, während des Auswalzens geändert wird. Bei Änderung des Walzspalts wird gleichzeitig die Walzenumfangsgeschwindigkeit am i-ten Gerüst eingestellt, so daß die Bandauslaufgeschwindigkeit an diesem Gerüst der Bandeinlaufgeschwindigkeit am (i + 1)ten Gerüst gleich ist. Demzufolge wird jede Abweichung in der Zwischengerüst-Zugspannung an einer Beeinflussung des Maßänderungsvorgangs während des Auswalzens gehindert, so daß ein gleichmäßiger Walzvorgang gewährleistet wird.

Auch bei einer Änderung der Bandbreite während des Auswalzens kann ein herkömmlicher automatischer Kaliberregler (gauge control) verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist im folgenden anhand der Fig. 4 und 5 beschrieben, und zwar gemäß Fig. 4 in Anwendung auf ein sieben Gerüste aufweisendes Band-Fertigwarmwalzwerk. In Fig. 4 sind bei 1, 2 und 3 ein erstes, ein zweites bzw. ein drittes Walz-Gerüst und bei 4 ein Vorwalzwerk angedeutet, das den drei Gerüsten 1-3 vorgeschaltet ist. In Fig. 4 sind zwar viertes bis siebtes Gerüst nicht dargestellt, doch besitzen diese

33(33829

Gerüste denselben Aufbau wie die Gerüste 1-3.

Die Anordnung nach Fig. 4 umfaßt eine Abschöpfschere 5, ein Platinen-Thermometer 6, Hauptantriebsmotoren 7-9, am Vorwalzwerk 4 und an den Gerüsten 1 - 3 angeordnete Lastmeßzellen 10 - 13, Walzspaltmesser 14 - 17, Geschwindigkeits- oder Drehzahlregler 18 - 20, Drehzahlfühler (Drehzahlgeber) 21 - 23, Addierstufen 24 - 26, Walzendrehzahl-Bezugsspannungen 27 - 29, Konstantmassenfluß-Rechner 30 - 32, Rechnerelemente 36 - 42, eine Addierstufe 43, Verzögerungsvorrichtungen 44, 46, 48 und 50, einen Abscherlängenrechner 45, Rechenvorrichtungen 47, 4 9 und 51, automatische Dicken- bzw. Kaliberregler 52 - 54 und eine Einstell- oder Vorgabevorrichtung 55 für Einrichtberechnung.

Wenn bei der vorstehend beschriebenen Steuervorrichtung das vorlaufende Ende des Walzguts (Platine) zwischen den Walzen des Vorwalzwerks 4 verspannt ist, wird ein Signal entsprechend der durch die Lastmeßzelle 10 des Vorwalzwerks 4 gemessenen Walzkraft P₀ zum Rechnerelement 42 ge-

liefert, dem auch ein Signal entsprechend dem durch den Walzspaltmesser 14 ermittelten Walzspalt S zugeliefert wird. Das Rechnerelement 4 2 berechnet die Auslauf-Gutdicke h_o am Vorwalzwerk 4 nach folgender Gleichung (20):

h_R = S_R + (P_R/M_R) ... (20)

Darin bedeutet M_ eine durch die Walzwerk-Federkonstante

des Vorwalzwerks 4 bestimmte Konstante. Wenn das vorlaufende Ende des Walzguts das an der Auslaufseite des Vorwalzwerks 4 angeordnete Thermometer 6 erreicht, wird die Guttemperatur gemessen. Daten für die gemessene Guttemperatur 6_R werden zur Addierstufe 43 übertragen. Daten

für die Gutdicke h werden vom Rechnerelement 42 zur Addier

stufe 43 geliefert. Die Daten für Gutdicke h_D und die

Daten für Guttemperatur θ_ werden über die Verzögerungsvorrichtung 44 zum Abscherlängen-Rechner 45 übertragen.

Daten für Gutdicke h_ und Daten für Guttemperatur θ_ für

κ κ

jeden Walzgutabschnitt einer vorgegebenen Länge werden von der Addierstufe 4 3 geliefert und in der Verzögerungsvorrichtung 44 in Synchronismus mit dem vorlaufenden Ende des Walzguts verzögert. Wenn das Walzgut durch die Abschöpfschere 5 geschnitten wird, mißt der Abscherlängen-Rechner 45 einen abgescherten oder abgeschöpften Walzgutabschnit.t. Daten für Gutdicke h_ und Guttemperatur θ_. nach dem Abscheren werden vom Rechner 45 über die Verzögerungsvorrichtung 46 zur Rechenvorrichtung 47 geliefert. Die Daten für die Gutdicke h_R1 werden durch die Verzögerungsvorrichtung 44 wie folgt verzögert:

h_Rl(t) = h_R{t - (L_Rl/v_R)} ... (21)

Darin bedeuten: t = Zeit, L_D1 = Abstand zwischen Vorwalzwerk 4 und Abschöpfschere 5 und V_ = Gutgeschwindigkeit. Die Temperatur θ . wird wie folgt bestimmt:

e_R1(_t) = e_R{t - (l_r1/v_r)} ... (22)

Daten für die Einlauf-Banddicke H₁ am ersten Gerüst des Fertigwalzwerks werden durch die Verzögerungsvorrichtung 46 wie folgt verzögert:

H₁Ct) - h_Rl{t -.(L_R2/v_R)} ... ₍₂₃₎

Darin bedeutet L₂ den Abstand zwischen der Abschöpfschere 5 und dem ersten Gerüst 1 des Fertigwalzwerks. Die Guttemperatur θ_,_ wird durch die Verzögerungsvorrichtung 46 ebenfalls wie folgt verzögert:

8_R2<t) = 8_Rl{t - a_R2/V ... (24)

Da jedoch die Guttemperatur zwischen dem Vorwalzwerk 4 und dem ersten Gerüst 1 des Fertigwalzwerks abfällt, werden die Daten für den Temperaturabfall durch die Verzögerungsvorrichtung 46 so verarbeitet, daß sich die Guttemperatur Θ. des Fertigwalzwerks wie folgt bestimmt:

Θ, = ((AeAp)T. + 1/(θ_β, + 273)³}"^1/3 - 273

Darin bedeuten: A = eine Konstante, £ = die Emissionsstärke (emissivity) und T = die Verzögerungszeit zwischen dem Vorwalzwerk 4 und dem ersten Gerüst 1 des Fertigwalzwerks. Daten für die Einlauf-Banddicke H₁ am ersten Gerüst 1 und für die Bandtemperatur Θ.. werden in der Rechenvorrichtung 47 zwischengespeichert. Die gespeicherten Dateneinheiten sind mit H und Θ_1Τ be-

I Li I Li

zeichnet. Wenn das vorlaufende Bandende zwischen den Walzen des ersten Gerüsts 1 des Fertigwalzwerks erfaßt ist, werden Signale von der Lastmeßzelle 11 und vom Walzspaltmesser 15 zur Rechenvorrichtung 47 geliefert, so daß die Auslauf-Banddicke h₁ am ersten Gerüst 1 nach folgender Gleichung bestimmt wird:

h_i = S₁ + (P₁ZM₁) ... (26)

11 11

Darin bedeuten: S₁ = Walzspalt am ersten Gerüst 1, P₁ = Walzkraft am ersten Gerüst 1 und M₁ = Walzwerk-Federkonstante des ersten Gerüsts 1. Die Auslaufdicke wird mit den Dateneinheiten H_1T und O_1T ebenfalls in der Rechen-

I Lj i Li

vorrichtung 47 gespeichert. Die betreffenden gespeicherten Daten sind mit h_1T bezeichnet.

I Li

Die Dateneinheiten für die Auslauf-Banddicke h₁ am ersten Gerüst 1 und die Bandtemperatur Θ.. werden durch die Verzögerungsvorrichtung 48 in Synchronismus mit der Walzgut-

geschwindigkeit zum zweiten Gerüst 2 verzögert. Die Daten für die Einlauf-Ban'Micke H₂ am zweiten Gerüst 2 werden durch die Verzögerungsvorrichtung 48 wie folgt verzögert:

H₂ (t) = h^t -

(27)

In dieser Gleichung bedeuten: t = Zeit, V₁ = Bandgeschwindigkeit an der Auslaufseite des ersten Gerüsts 1 und L₁ - Abstand zwischen erstem und zweitem Gerüst 1 bzw. 2. Eine verzögerte Größe Θ.. ' der Bandtemperatur Θ.. bestimmt sich wie folgt:

₁ = B₁Tt - (L₁A₁)J ... (28)

Da die Bandtemperatur zwischen erstem und zweitem Gerüst 1 bzw. 2 abnimmt, wird eine Bandtemperatur ©₂ am zweiten Gerüst 2 durch die Verzögerungsvorrichtung 48 wie folgt korrigiert:

^Θ2 = <V - s^-i^^VVi» + e_w ·-· (29)

Darin bedeuten: 9„ = Kühlwassertemperatur der Walze(η), c = spezifische Wärme des Bands, γ ~ spezifisches Gewicht des Bands und öd = Wärmeübergangskoeffizient des Fertigwalzwerks.

Auf diese Weise können die Einlauf-Banddicke H- und die Bandtemperatur θ₂ an der Einl^aufseite des zweiten Gerüsts 2 bestimmt werden. Auf die beschriebene Weise können die Einlauf-Banddicke H., die Bandtemperatur Θ. und die Auslauf-Banddicke h. für das i-te Gerüst ermittelt werden. Diese Größen werden für jedes Gerüst während des Walzvorgangs als Augenblicks- bzw. Istwerte erhalten.

Im folgenden ist die Steuerung für eine Änderung des Walzspalts bei einer während des Auswalzens erfolgenden Maßänderung beschrieben. Die automatischen Kaliberregler 52, 53 und 54 an den Gerüsten des Fertigwalzwerks gemäß Fig. 4 besitzen jeweils denselben Aufbau, weshalb im folgenden nur der Kaliberregler 52 für das erste Gerüst 1 beschrieben ist. Dieser Kaliberregler 52 nimmt Daten für den Auslaufbanddicken-Bezugswert Ji₁ „„„, Da-

I , ΧνΕιΓ

ten für die vom Dickenmesser bestimmte Banddicke h₁ von der Rechenvorrichtung 47, Daten für die Walzkraft von der Lastmeßzelle 11 und Daten für den Walzspalt S₁ vom Walzspaltmesser 15 ab.

Fig. 5 veranschaulicht einen hydraulischen automatischen Kaliberregler 52, an dessen Stelle jedoch auch ein elektrischer Kaliberregler verwendet werden kann. Fig. 5 veranschaulicht eine Addierstufe 100, einen Integrator 101 mit einem Verstärkungsgrad (gain), eine bei 102 angedeutete Walzspalt-Vorgabegröße (S_{1 ΏΤ7Τ}π) / weiterhin eine Addierstufe 103, einen bei 104 angedeuteten, noch näher zu beschreibenden Auslaufbanddicken-Bezugswert (h. _η™) ,

I , Κ-ΕιΓ

eine bei 105 angedeutete Auslauf-Banddicke (h₁) am ersten Gerüst 1, die durch die Rechenvorrichtung 47 nach Fig. 4 geliefert wird, bei 106 die Walzkraft (P₁) von der Lastmeßzelle 11 nach Fig. 4, ein Relais 107, das schließt, wenn eine vorbestimmte Zeitspanne (z.B. 0,5 s) nach dem Erfassen des vorlaufenden Endes der Platine zwischen den Walzen des ersten Gerüsts 1 verstrichen ist, und das sodann öffnet, einen Speicher 108 zur Speicherung von Daten für die Walzkraft P- bei geschlossenem Stromkreis bzw. Relais, eine Addierstufe 109, eine Multiplizierstufe 110, eine Walzspalt-Addierstufe 111, einen PI-Regler 112, einen Servoverstärker 113, einen Hydraulikzylinder 114 und bei 115 einen durch den Walzspaltmesser 15 nach Fig. 4 ermittelten Walzspalt (S₁).

Wenn beim beschriebenen automatischen Kaliberregler das Relais 107 anzieht, sobald die vorgegebene Zeitspanne (z.B. 0,5 s) nach dem Erfassen des vorlaufenden Endes der Platine zwischen den Walzen des ersten Gerüsts 1 verstrichen ist, werden die bei 106 angegebenen Daten für die Walzkraft P₁ im Speicher 108 abgespeichert. Für die restliche Platine wird eine Differenz zwischen der . Walzkraft P. (106) und einer Walzkraft P₁-, deren Daten im Speicher 108 gespeichert sind, durch die Addierstufe 109 berechnet. Das Ausgangssignal der Addierstufe 109 wird durch die Multiplizierstufe 110 mit 0/M₁ multipliziert, wobei C eine beliebige (any) Konstante (z.B. 0,8) und M₁ die Walzwerk-Federkonstante des ersten Gerüsts 1 bedeuten.

Ein Ausgangssignal der Multiplizierstufe 110 wird zur Walzspalt-Addierstufe 111 übertragen, deren Ausgangssignal wiederum über den PI-Regler 112 und den hydraulischen Servoverstärker 113 zum Hydraulikzylinder 114 übertragen wird, um den Walzspalt zu korrigieren. Ein dem Walzspalt S₁ (115) entsprechendes Rückkopplungssignal vom Walzspaltmesser 15 wird der Addierstufe 111 zugeführt.

Der Auslaufbanddicken-Bezugswert H₁ £„„ (104) wird geändert, so daß die Addierstufe 109 zur Ableitung einer Differenz zwischen dem Auslaufbanddicken-Bezugswert h₁ -gp (104) und der Auslauf-Banddicke h,. (105) angesteuert wird. Ein Ausgangssighal der Addierstufe 100 wird durch den Integrator 101 integriert. Das integrierte Signal wird dann über die Addierstufe 103 zur Walzspalt-Addierstufe 111 übertragen. Der Walzspalt wird demzufolge so korrigiert, daß die Auslauf-Banddicke h₁ (105) des ersten Gerüsts 1 mit dem betreffen- den Bezugswert h.. „p (104) koinzidiert.

Auf die beschriebene Weise korrigiert der automatische Kaliberregler 52 den Walzspalt S₁ am ersten Gerüst 1, um den genannten Bezugswert h., ___ (104) am ersten Gerüst 1

I , Kür

mit der Auslauf-Banddicke h- an diesem Gerüst 1 koinzidieren zu lassen. Obgleich sich die obigen Ausführungen nur auf das erste Gerüst 1 beziehen, gelten sie auch für die restlichen Gerüste.

Im folgenden ist der Bezugswert für die Auslauf-Banddicke ,Q im einzelnen erläutert. An jedem Gerüst wird dieselbe Operation durchgeführt, so daß nur diejenige am ersten Gerüst beschrieben zu werden braucht. Der Walzplan des Fertigwalzwerks wird mittels der Einstell- oder Vorgabevorrichtung 55 gemäß Fig. 4 bestimmt; er enthält Größen jg oder Werte für Einlauf-Banddicke, Auslauf-Banddicke, Bandtemperatur, Bandbreite, Verformungswiderstand, Ein^ laufzugspannung, Auslaufzugspannung, Walzenradius, Vorwärtsschlupf, Walzkraft, Walzspalt, Walzengeschwindigkeit und Auslauf-Bandlänge während der Maßänderung (size changing) an jedem Gerüst. Der Walzplan ist für die Stichpläne A und B vorgegeben.

Banddicke und -länge während der Maßänderung nach Plänen A und B werden somit auf die vorstehend beschriebene Weise bestimmt. Der Banddicken-Bezugswert h bei der Maßänderung während des Auswalzens wird wie folgt ermittelt. Der Auslaufbanddicken-Bezugswert für das erste Gerüst des Fertigwalzwerks bei der Maßänderungsoperation während des Auswalzens kann unter Bezugnähme auf Gleichung (3) wie folgt abgeleitet werden:

h h { )^₁ ... (30)

Darin bedeuten: h = Auslauf-Banddicke am ersten Gerüst für Plan A, h_lß = Auslauf-Banddicke am Gerüst 1 für Plan B,

1- = Auslauf-Bandlänge während der Maßänderung am Gerüst und I₁. = Auslauf-Bandlänge während der Maßänderung vom Maßänderungspunkt zum ersten Gerüst 1. Die Daten für h«., h>_B und 1- nach Gleichung (30) werden somit von der Vorgabevorrichtung 55 zum Rechnerelement 39 geliefert. Letzteres nimmt die Daten für den Vorwärtsschlupf f.. vom Rechner 30 ab und führt die Operation (1 + f..) aus. Die Daten für h_1A, h_lß, I₁ und (1 + f-j) werden dem Rechnerelement 36 zugeliefert, das auch ein Signal N₁ vom Drehzahlfühler 21 des Hauptantriebsmotors 7 des ersten Gerüsts 1 abnimmt, um 1 - wie folgt zu berechnen:

I₁ = /d+f₁) (2TrR₁ZoO)N₁ dt ... (31)

In dieser Gleichung steht R₁ für den Walzenradius am ersten Gerüst 1. Der Auslaufbanddicken-Bezugswert h..

I ,

für das erste Gerüst, der dem Ausgangssignal vom Rechnerelement 36 entspricht, wird unter Bezugnahme auf Gleichungen (30) und (31) wie folgt ermittelt:

^hl,REF ^{= h}lA " ^(hlA " ^hlB-^)/Äl ^f ^ί1+£1> (2^/60) N₁ dt

Die Daten für diesen Bezugswert h.. ___ am ersten Gerüst 1

I , ΚχίΓ

werden zum automatischen Kaliberregler 52 übertragen. Die entsprechenden Bezugswerte für die restlichen Gerüste 2-7 werden ebenfalls auf die vorstehend beschriebene Weise erhalten.,

Nachstehend ist die Änderung „der Walzengeschwindigkeit bei der Maßänderungsoperation während des Auswalzens beschrieben. Die Walzengeschwindigkeit (oder -drehzahl) kann in Übereinstimmung mit der Konstantmassenflußsteuerung entsprechend geändert werden. Die durch Gleichung (15) wiedergegebenen Größen können während des Walzvor-. gangs jeweils augenblicklich berechnet werden.

Nachstehend ist die Konstantmassenflußsteuerung (constant mass flow control) im einzelnen beschrieben. Die Walzengeschwindigkeiten an allen Gerüsten können gemäß dieser Steuerung auf dieselbe Weise geändert werden, so daß nur die Änderung der Walzengeschwindigkeit am ersten Gerüst erläutert zu werden braucht. Gemäß Gleichung (15) ergibt sich:

^AVR1^/VR1 ⁼ -(Af₁ZUf₁) + (Af₂Zl+f₂) + ₂ (AH₂ZH₂) + UV_R2ZV_R2) ...(32)-l

Bezüglich der Änderungen des Vorwärtsschlupfes, die Zähler des ersten und zweiten Ausdrucks an der rechten Seite (der Gleichung) sind, kann die Größe Δί- des ersten Ausdrucks unmittelbar aus Gleichung (16) abgeleitet werden, während die Größe Af- ebenfalls erhalten werden kann. Die Berechnung von Af- ist durch folgende Gleichung dargestellt:

^Afl <^3£1

(3ίΖ8^)Δ^ ...(32)-2

Gemäß Fig. 4 werden die für die Berechnung von Gleichung (32)-1 benötigten Größen als Pläne A und B von der Vorgabevorrichtung 55 zum Konstantmassenfluß-Rechner 30 geliefert, dessen Arbeitsweise nachstehend erläutert ist.

Bezüglich des Vorwärtsschlupfes (Vorzugs) f.. am ersten Gerüst 1 für Plan A besteht die folgende Beziehung:

^Z1A = ^H1A - ^hlA ^{+ (C}lW ^(hlA - ^S1A^} f_1c sei vorausgesetzt als:
f_fc« lZ2i/h_lA(H_lA - Hj^)ZR₁Z₁A (πZ4·log_e(h_lAZH_1A)

- ^1/klA^(tbA - ^Α^{)] +} "^1;^~ ⁽

für Υ,, = (H,. - - h„ )/H jux -IA IA ΙΑ IA

In diesen Gleichungen bedeuten: 5

1 = Nummer des Gerüsts, A = Plan A,

B_A = Bandbreite,

C. - eine Konstante, R₁ = Walzenradius, ¹

t, _ = Rückzugspannung, tj = Vorzugspannung, y-_A = Teilreduktion und

k. = Verformungswiderstand.

Gemäß Gleichung (15) — 1 gilt:

^3flA^/3H!A ^{= 2tan f}lC^(1/cos2flC⁾

20	für 3f_lc/3H_1A-	l/4(	A^/(H1A - ¹	_LA). 1//R₁Z_1n-
		^(tbA	^(H1A " ^hll	¹IA^} -
		(Zh₁	_A- (π/2)/E]
25	Sodann gilt:		ia/^(Hia -	LA^(H1A - ^hlA^}/^/Rl^ZlA
	Ά /TJ JL/ Π ■		h_lA)J ...(36)
30

_m _iA = 2tan f_lc(l/cos²f_lc) Of₁^

für 3f_lr/3h_la = 1/4{((π/4)Ζος (h_1A/H_1A) xu χλ e j-Λ ία

^((HlÄ

^/hlA^(HlA

^J _1A(H_lA - h_lA)}

...(38) Sodann gilt:

^9flA/^3klA = ^{2tan f}ICd/cos²f_lc)(3f_lc/3k_1A)

^(tbA

Die Partial- bzw. Teildifferentialkoeffizienten des Vorwärtsschlupfes f_1A am ersten Gerüst in bezug auf die Einlauf-Banddicke H_1ft/ die Auslauf-Banddicke h. und den Verformungswiderstand k_1a lassen sich somit ableiten.

IA

Auf die beschriebene Weise werden die Dateneinheiten der Pläne A und B von der Vorgabevorrichtung 55 gemäß Fig. 4 zum Konstantmassenfluß-Rechner 31 geliefert, der auf dieselbe Weise arbeitet wie der Rechner 30 für das erste Gerüst 1. In Gleichungen (33) bis (40) wird (hierbei) die Zahl 1 durch die Zahl 2 ersetzt. Anhand der Rechenergebnisse erhält man die Partialdifferentialkoeffizienten für Vorwärtsschlupf f~. am zweiten Gerüst in bezug auf die Einlauf-Banddicke H₂ , die Auslauf-Banddicke h_ und den Verformungswiderstand k₂_.

Die Dateneinheiten für Einlauf-Banddicke H, Bandtemperatur θ und Auslauf-Banddicke h, die unmittelbar vor der An kunft des Maßänderungspunkts X an jedem Gerüst erhalten werden, werden in den Rechenvorrichtungen 47, 49 und 51 gespeichert. Diese Daten sind als H_1T, Θ_1Τ und h_1T für

IJ-J I Xj IL/

das erste Gerüst 1 und als H_OT, θ__τ und h_OT für das

/Li Z J-i AL·

zweite Gerüst 2 definiert. Ähnliche Definitionen gelten für die nachfolgenden Gerüste.

■ίο Die Ausgangssignale entsprechend H₁. , Θ_1Τ und h_1T sowie

^{Α w} I J-j I J_i I J-i

die Augenblicks- oder Istwerte H₁, Θ- und h.. werden von der Rechenvorrichtung 47 zum Konstantmassenfluß-Rechner 30 geliefert. Am zweiten Gerüst werden die Ausgangssignale der Rechenvorrichtung 49 zu den betreffenden Rechnern I^ 30 und 31 übertragen. Eine ähnliche Datenübertragung erfolgt an den nachfolgenden Gerüsten.

Der Konstantmassenfluß- oder -mengenstrom-Rechner 30 berechnet anhand von Gleichung (16) die folgenden Änderun-9^en:

AH₁ = H₁ - H_1L . .. (41)

Ah₁ = h_± - H₁ ... (42)

Ak₁ = Ic₁O₁) - k_1L(0_1L> ...(43)

Der Verformungswiderstand k^ nach Gleichung (43) ergibt sich nach folgender Gleichung:

Jc₁ = 0.00385(46.608 - 0.02987Θ) χ (10.099 +

31.172γ - 29.842γ²) χ {11.153 .+ 2.7425 ÄoglOX + 0.68352(£og 10λ)²} ..

Darin bedeuten: θ = Bandtemperatür (Walzguttemperatur) in ⁰C, A = Belastungsgröße (strain rate) (1/S) und γ = Teilreduktion (-). Auf dieselbe Weise, wie vorstehend beschrieben, berechnet der Rechner 31 für das zweite Gerüst 2 die folgenden Werte oder Größen:

^ΔΗ2 ^{= H}2 - ^H2L -..(44)

Ah₂ = Ia₂ - h_2L . .. (45)

Ak₂ = k₂(8₂) - k_2L(9_2L) ...(46)

Der Konstantmassenfluß-Rechner 30 für das erste Gerüst berechnet augenblicklich die Änderung des Vorwärtsschlupfes /\f. am ersten Gerüst nach der nachstehend angegebenen Gleichung unter Bezugnahme auf die Größe von Gleichung (32)-2 nach Gleichungen (33) bis (43):

_lA/_lA)Ak₁ ...(47)

Auf dieselbe Weise, wie beschrieben, und unter Heranziehung der Größe von Gleichung (16), die nach Gleichung (44) bis (46), in denen die Ziffern 1 durch Ziffer 2 ersetzt ist, erhalten wird, berechnet der Konstantmassenfluß-Rechner 31 augenblicklich die Änderung des Vorwärtsschlupfes Af₂ am zweiten Gerüst 2 wie folgt:

Af₂ = (2f_2A/2H_2A)AH₂ + (3f_2A/3h_2A)Ah₂ +

(3h_2A/3k_2A)Ak₂ ...(48)

Die Änderungen des Vorwärtsschlupfes an den folgenden Gerüsten können ebenfalls auf die beschriebene Weise bestimmt werden.

Gleichung (15)-1 wird zur Ableitung des Vorwärtsschlupfes

f. des Nenners im ersten Ausdruck an der rechten Seite von Gleichung (32)-1 (wie folgt) benutzt:

fj_ = tan²{ (π

(1/2)sin"

Darin bedeutet R₁' den abgeflachten (flattened) Walzenradius . Der Konstantmassenfluß-Rechner 30 des ersten Gerüsts 1 führt die Berechnung gemäß Gleichung (49) durch. Der entsprechende Rechner 31 für das zweite Gerüst 2 führt die Berechnung nach Maßgabe von Gleichung (49) durch, in welcher die Zahl 1 durch die Zahl 2 ersetzt ist. Mit anderen Worten: der Rechner 31 berechnet den Vorwärtsschlupf f~. Auf diese Weise werden die Vorwärtsschlupf größen f an den Gerüsten ermittelt.

Die auf diese Weise erhaltenen Größen oder Werte werden zu dem dem ersten Gerüst 1 zugeordneten Konstantmassenfluß-Rechner 30 übertragen/ welcher die Walzenumfangsgeschwindigkeit bei der Maßänderung während des Auswalzens wie folgt ändert:

^AvRl/^VRl ⁼ -<*f_x/(l.+ ^fl^{)} +} <^Δ£2^{/(1 + f}2^{)} +}

- (ΔΗ₂/Η₂)"+

Die Größen der Nenner von Gleichung (50) entsprechen den betreffenden Größen vor der Maßänderung.

Auf dieselbe Weise berechnet der Konstantmassenfluß-Rechner 31 für das zweite Gerüst 2 eine Änderung der Walzenumfangsgeschwindigkeit bei der Maßänderung während

des Auswalzens nach folgender Gleichung:

Av_R2/v_R2 = -Uf₂/(1 + f₂)} + {Af₃/(1 + f₃)} + (Af₃/h₃) - (ΔΗ₃/Η₃) + (Av_R3/v_R3) ' ...(51)

Die Berechnungen für die folgenden Gerüste erfolgen ebenfalls auf die vorstehend beschriebene Weise. Die Größen oder Werte werden durch den Konstantmassenfluß-Rechner 32

IQ nach Gleichungen (50) und (51) berechnet. Die Rechenergebnisse werden zum betreffenden Gerüst übertragen. Im Fall eines sieben Gerüste aufweisenden Fertigwalzwerks, bei dem das siebte Gerüst als Bezugsgerüst betrachtet wird, ist die Geschwindigkeit oder Drehzahl am siebten Gerüst konstant. Mit anderen Worten: Δν_₇/ν ₇ = 0. Das Ausgangssignal (entsprechend Av_R./v_R1) vom Konstantmassen^ fluß-Rechner 30 für das erste Gerüst 1 und die Größe (entsprechend v_R1 ^-Δ der Walzengeschwindigkeitsvorgabe 27 werden durch die Addierstufe 24 addiert. Die Datensumme wird dann zum Geschwindigkeitsregler 18 geliefert. Letzterer korrigiert die Drehzahl des Hauptantriebsmotors 7, so daß die Walzengeschwindigkeit oder -drehzahl im Maßänderungsvorgang während des Auswalzens geändert werden kann. Die Operationen für die restlichen Gerüste erfolgen auf dieselbe beschriebene Weise. Als Ergebnis kann die Maßänderungsoperation während des Auswalzens stabil durchgeführt werden, wobei die Abweichung in der Zugspannung zwischen den Gerüsten sehr klein ist.

Die Erfindung ist keineswegs auf die vorstehend beschriebene spezielle Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise sind innerhalb des Erfindungsrahmens die folgenden Abwandlungen möglich:

1 . Die Konstantmassenflußregelung erfolgt bei der beschrie-

benen Ausführungsform nur bei der Maßänderungsoperation während des Auswalzens, doch kann sie auch während des normalen (ordinary) Walzvorgangs erfolgen, wodurch weiterhin eine vollständige Regelung erreicht wird. In . diesem Fall werden die Dateneinheiten für Einlauf-Banddicke, Bandtemperatur, Auslauf-Banddicke usw. gespeichert, wenn eine vorgegebene Zeitspanne (z.B. 0,5 s) nach dem Erfassen des vorlaufenden Bandendes zwischen den Walzen des Gerüsts verstrichen ist, um damit die nachfolgende Konstantmassenflußregelung durchzuführen.

2. Bei der beschriebenen Ausführungsform werden Daten für den Auslaufbanddicken-Bezugswert dem automatischen Kaliberregler des betreffenden Gerüsts zugeliefert, wenn die Maßänderung während des Auswalzens vorgenommen wird. Es können jedoch auch die Walzspaltgrößen bei der Maßänderung während des Auswalzens sowie gemäß Plan B unmittelbar zum Hydraulikzylinder des Walzwerks (speziell als Walzspalt S₁ oder 115) übertragen werden, um den Walzspalt zu ändern. Die Walzengeschwindigkeit kann nach Maßgabe der Konstantmassenflußregelung bei der Maßänderung während des Auswalzens geändert werden.

3. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl am Bezugsgerüst bei der Maßänderung während des Walzvorgangs nicht geändert. Wenn jedoch eine Auslauftemperaturregelung im Walzwerk vorgesehen ist, kann die Drehzahl am Bezugsgerüst mittels einer Differenz zwischen der Bezugstemperatur und der Ist-Temperatur korrigiert werden. In diesem Fall wird die Gerüst-Drehzahl entsprechend einem Prozentsatz der Drehzahlkorrektur am Bezugsgerüst korrigiert.

4. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die Walzen-

geschwindigkeit oder -drehzahl nach Maßgabe einer Stromaufseiten-Konstantmassenflußregelung (Vorausrege lung) geändert. Es kann jedoch auch eine Stromabseiten- bzw. Nachlauf-Regelung angewandt werden, bei der die Drehzahl an der Stromabseite korrigiert wird.

5. Die Größen des Walzplans bei der Maßänderung während des Auswalzens oder der Maßänderung nach dem Auswalzen können einem dem kontinuierlichen Walzwerk zugeordneten Gerät zugeführt werden, z.B. einer Bandführung, einem Schleifenbildner und verschiedenen Arten von Meßgeräten.

6. Das Walzwerk braucht nur eine Mindestzahl von zwei Gerüsten aufzuweisen. Der Verformungswiderstand kann auch in Abhängigkeit von der Walzkraft und der Banddicke an jedem Gerüst des Walzwerks bestimmt werden.

7. Die Erfindung ist auf ein beliebiges, kontinuierlich arbeitendes bzw. Durchlauf-Walzwerk zur Herstellung von Stahldraht, Stahlstabmaterial, Stahlerzeugnissen (Profile) beliebiger Form oder Stahlblech anwendbar.

8. Das Verfahren zur Änderung des Walzspalts bei der Maßänderung während des Auswalzens kann auch auf ein Einzelgerüst-Walzwerk, z.B. ein Platten- oder Blechwalzwerk oder ein Reversierwalzwerk, angewandt werden.

Der Walzspalt am i-ten Gerüst kann entsprechend der Auslauf-Banddicke an diesem Gerüst geändert werden, wenn eine Maß-, z.B. Dickenänderung während des Auswalzens bei einem kontinuierlichen Walzwerk mit mindestens zwei Gerüsten durchgeführt wird. Weiterhin kann gleichzeitig mit der Änderung des Walzspalts am i-ten Gerüst auch die

-3T5"

- 33 ' Walzengeschwindigkeit oder -drehzahl nach Maßgabe der Konstantmassenfluß- oder -niengenstromregelung geändert werden, bei welcher die Bandgeschwindigkeit an der Auslaufseite des i-ten Gerüsts derjenigen an der Einlaufseite des (i + 1)ten Gerüsts gleich ist. Eine gleichmäßige Maßänderung ist auch dann möglich, wenn Walzbedingungen, wie Verformungswiderstand infolge von Bandhärte, Bandtemperatur oder Reibungskoeffizient zwischen Walze (n) und Band sowie Auslauf- und Einlauf-Bandabmessungen, Vorwärtsschlupf und Walzkraft sich augenblicklich bzw. momentan ändern.

5H . Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur Steuerung eines kontinuierlich arbei^v-^/ tenden bzw. Durchlauf-Walzwerks mit mindestens einem i-ten und einem (i + 1)ten Gerüst, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auslaufbanddicken-Bezugswert eines automatischen Kaliberreglers nach Maßgabe einer vorbestimmten Bandlänge während einer Maß-, z.B. Dickenänderung geändert und ein Walzspalt zur Änderung der Banddicke an der Auslaufseite des i-ten Gerüsts korrigiert wird, wenn ein Maß (z.B. Banddicke) während des Auswalzens geändert wird, und gleichzeitig die Walzenumfangsgeschwindigkeit am i-ten Gerüst in überein-Stimmung mit einer Änderung im Vorwärtsschlupf oder Vorzug (einer Änderung der Einlauf-Banddicke, der Auslauf-Banddicke oder des Verformungswiderstands) am i-ten Gerüst sowie (in Übereinstimmung mit) Änderungen im Vorwärtsschlupf, in der Auslauf-Banddicke, der Einlauf-Banddicke und der Walzenumfangsgeschwindigkeit am (i + 1)ten Gerüst gemäß den folgenden Formeln geändert wird:

mit

V_ = Walzenumfangsgeschwindigkeit

f = Vorwärtsschlupf (forward slip)

h = Auslauf-Banddicke

H= Einlauf-Banddicke

i, i+1 = Nummer oder Zahl der Gerüste und _Δ = eine kleine Änderung(sgröße)

sowie

f\ = (Bf₁ZaH₁)AH₁ + (Sf₁ZSh₁)Ah₁ + Of₁ZSk₁)Ak₁

mit

k = Verformungswiderstand des Bands

8f/3H = Teil- oder Partialdifferentialkoeffizient

3f/3h = Teil- oder Partialdifferentialkoeffizient und

° af/8k = Teil- oder Partialdifferentialkoeffizient,

um die Bandgeschwindigkeit an der Auslaufseite des i-ten Gerüsts mit derjenigen an der Einlaufseite des (i + 1)ten Gerüsts koinzidieren zu lassen.
2. Vorrichtung zur Steuerung eines kontinuierlich arbeitenden bzw. Durchlauf-Walzwerks mit mindestens einem i-ten und einem (i + 1)ten Gerüst, gekennzeichnet durch einen Einstell- oder Vorgaberechner

zur Berechnung und Vorgabe (setting) eines Walzplans 25

(Einlauf- und Auslauf-Banddicke, Bandbreite, Walzenradius, Verformungswiderstand des Bands, Vorzugspannung, Rückzugspannung, Walzenumfangsgeschwindigkeit und Bandlänge während einer Maß-, z.B. Dicken-

änderung) für jedes Gerüst, durch eine Verzögerungs-30

vorrichtung zur Verzögerung der Werte oder Größen von

einem Einlauf-Bandthermometer und einem Einlauf-Banddickenrechner bzw. -regler des Walzwerks, durch eine Rechenvorrichtung zur Berechnung einer Auslauf-Banddicke anhand der Ausgangssignale von einem Walzspalt-35

messer und einem Lastmeßfühler zur Messung eines Walzspalts bzw. einer Walzkraft, durch eine Verzögerungs-

schaltung zur Verzögerung eines Ausgangssignals von der Rechenvorricht^ng, durch einen Konstantmassenfluß- oder -mengenstromrechner zur Abnahme von Speicherwerten und berechneten Werten für Einlauf-Banddicke, Bandtemperatur und Auslauf-Banddicke' vom Vorgaberechner und von der Rechenvorrichtung sowie der Werte oder Größen für Vorwärtsschlupf, Auslauf-Banddicke, Einlauf-Banddicke und Walzenumfangsgeschwindigkeit an einem nächsten Gerüst von einem Massenflußrechner des nächsten Gerüstssowie Änderung dieser Größen oder Werte, und der Änderungen in dem durch die Bandtemperatur bestimmten Verformungswiderstand, in Einlauf- und Auslauf-Banddicke sowie in einem Teil-Differentialkoeffizienten des Vorwärtsschlupfes an jedem Gerüst zu berechnen vermag, um anhand der berechneten Änderungen den Vorwärtsschlupf sowie eine Änderung desselben zu berechnen und ein Ausgangssignal zu liefern, das eine Änderung der Walzenumfangsgeschwindigkeit erlaubt, durch einen automatischen Kaliberregler zur Durchführung einer automatischen Dicken- oder Kaliberregelung (gauge control) nach Maßgabe von Signalen vom Walzspaltmesser und vom Lastmeßfühler sowie durch einen Rechner zur augenblicklichen Berechnung eines Auslaufbanddicken-Bezugswerts für den automatisehen Kaliberregler nach Maßgabe eines Ausgangssignals vom Vorgaberechner sowie des Vorwärtsschlupfes und der Walzenumfangsgeschwindigkeit.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der automatische Kaliberregler den Walzspalt nach Maßgabe einer Differenz zwischen der durch die Rechenvorrichtung bestimmten Auslauf-Banddicke und dem Auslaufbanddicken-Bezugswert bei einer Maßänderungsoperation während des Walzvorgangs sowie nach Maßgabe der Änderung der Walzkraft bei der Maßänderungsoperation während des Walzvorgangs korrigiert.