DE3402254A1

DE3402254A1 - Walzstrasse

Info

Publication number: DE3402254A1
Application number: DE19843402254
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Amagasaki Hyogo Kotera; Fumio Kobe Hyogo Yoshida
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-02-25
Filing date: 1984-01-24
Publication date: 1984-08-30
Anticipated expiration: 2004-01-25
Also published as: KR890000118B1; US4576027A; JPH0460723B2; KR840007668A; DE3402254C2; AU2102983A; JPS59156511A; AU568317B2

Description

Beschre ibung

Die Erfindung betrifft eine Walzstraße mit einem Prozeßrechner in einem Regelkreis zur Verbesserung der Walzgenauigkeit. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Walzstraße, die mit hoher Genauigkeit den Walzkoeffizienten einer Walzstraße und den Versetzungswert des Walzenspaltes der Walzstraße ausgleicht.

Um die Genauigkeit des Walzvorgänges verbessern zu können, ist es nötig, den Walzkoeffizienten einer Walzstraße während des Walzprozesses und den Versetzungswert des Walzenspaltes der Walzstraße genau zu kennen. Der Walzkoeffizient, der Versetzungswert und die Reaktionskraft sind am Beginn und während des Walzens unterschiedlich. Es ist daher nötig, diese Werte ständig zu aktualisieren. Es sollen stets möglichst zuverlässige und neue, dem aktuellen Walzzustand entsprechende Werte verwendet werden, was in folgenden Veröffentlichungen näher betrachtet wird:

1. G. E. Wood, "Mill modulus variation and hysteresis Their effect on hot strip mill AGC",

2. Iron and Steel Engineer, Januar 1977, Seiten 65 bis 70,

3. Torsten Cegrell, "Adaptive control", ASEA JOURNAL, 1978, Band 51, Nr. 3, Seiten 75 bis 77.

Dort heißt es: "es ist möglich, die Werte der Parameter

mit Hilfe der Methode der kleinsten Quadrate zu bestimmen¹¹, dann werden die theoretischen Grundlagen dieser Behauptung erklärt.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt einer Walzstraße während eines üblichen Walzvorganges. Eine obere Walze (TR) 1 und eine untere Walze (BR) 2 der Walzstraße liegen einander gegenüber und bilden zwischen sich einen Walzenspalt S. Das Walzgut (m) 3 wird zu einem Blech oder einer Platte der Stärke h gewalzt, wenn es sich in der Darstellung nach rechts bewegt. Gleichzeitig spüren die Walzen eine von dem Walzgut ausgehende Reaktionskraft F, die eine Änderung des Walzenspaltes S anstrebt. Der Zusammenhang zwischen dem Walzenspalt S und der Reaktionskraft F ist in Fig. 2 dargestellt. Der Walzenspalt S nimmt zu, wenn die Reaktionskraft zunimmt, wie die Linie A zeigt. Die Steigung M der Linie A gibt den Walzkoeffizienten an, der von der Festigkeit und Steifheit der Walzstraße abhängt. Die Plattenstärke h hängt in folgender Weise von dem Walzenspalt S und der Reaktionskraft F ab:

h = ξ + S + K ...(D

Dabei ist K ein sogenannter Versetzungswert des Walzenspaltes.

In bekannten Walzstraßen werden der Walzkoeffizient M und der Versetzungswert K fest angegeben, selbst, wenn

sich diese Werte während des aktuellen Walzzustands ändern. Eine ausreichende Walzgenauigkeit war daher bisher nicht zu erzielen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Walzstraße mit einer verbesserten Walzgenauigkeit zu schaffen, in der ein möglichst zuverlässiger Wert des Walzkoeffizienten und des Versetzungswerts des Walzen spaltes während des Walzens der Walzstraße berechnet wird. Diese Werte sollen ständig an eine Walzenregelung zurückgekoppelt werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Walzstraße zum kontinuierlichen Walzen eines durch wenigstens ein Walzenpaar beförderten Walzgutes. Die Walzen weisen zwischen sich einen Walzenspalt auf. Die Maße des Walzgutes und die von ihm auf die Walzen ausgeübte Reaktionskraft werden sukzessive als Eingabedaten einem Prozeßrechner zugeführt. Dieser bestimmt wiederum mittels einer arithmetischen Operation einen möglichst zuverlässigen Walzkoeffizienten der Walzstraße und den Versetzungswert des Walzenspaltes. Die Eingabedaten für den Prozeßrechner werden während entsprechender Abtastintervalle gesammelt. Die Ergebnisse wie die aktuellen Maße und die Reaktionskraft des Walzgutes werden einer Walzenregelung zur Verfügung gestellt.

Im folgenden sollen anhand der Zeichnungen die Erfindung und einige ihrer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die

Walzen beim Walzen von Walzgut;

Fig. 2 den Zusammenhang zwischen dem

Walzenspalt und der während des Walzens entstehenden Reaktionskraft;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der

Walzen und einer Regelung in einer Walzstraße gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 4 ein Blockschaltbild mehrerer

Walzenpaare und diesen zugeordneter Steuerregelungen in einer Walzstraße gemäß einer zweiten Ausführungsform; und

Fig. 5 ein Blockschaltbild mehrerer

Walzenpaare und zugeordneter Steuerregelungen in einer Walzstraße gemäß einer dritten Ausführungsform.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Walzstraße gemäß der vorliegenden Erfindung, in der Walzgut 3 durch eine obere Walze (TR) 1 und eine untere Walze (BR) 2 gewalzt wird. Die Stärke h des Walzgutes 3 wird durch ein an der Ausgangsseite der Walzstraße 4 angeordnetes Meßgerät 5 zur Bestimmung der Stärke (TMU) gemessen. Die so gemessene Stärke h wird einem Prozeßrechner (CPU) 8 zugeführt. Der Walzenspalt S zwischen den Walzen 1 und 2 und die auf diese Walzen ausgeübte Reaktionskraft F werden durch Meßgeräte (GMU) 6 und (RMU)

bestimmt, deren Messwerte dem Prozeßrechner 8 zur Verfügung gestellt werden. Dieser enthält beispielsweise einen Computer, dem die Ausgangssignale (also die Plattenstärke h, der Walzenspalt S und die Reaktionskraft F) zugeführt werden. Er berechnet dann auf der Grundlage der nachfolgenden Gleichung den Walzkoeffizienten M und den Versetzungswert K des Walzenspaltes. Diese Werte werden an eine Walzenregelung (nicht dargestellt) der Walzstraße zurückgegeben.

Die arithmetische Operation des Prozeßrechners 8 wird im folgenden erklärt. Die oben stehende Gleichung (1) kann wie folgt umgeformt werden:

Die Gleichung (2) kann durch die folgende Determinante ausgedrückt werden:

Demzufolge ergibt sich die nachstehende Gleichung für eine während des Walzens in vorbestimmten Zeitabständen aufgenommene Abtastwerte für F, h und S bestehend aus

η (= 1, 2, ...) Daten:

F₁, 1

F₂, 1

I I

^hi - ^si

H₂- S₂

- ^S

n/

Die gesuchten zuverlässigen Werte für l/M und K können durch Verwendung der Gleichung (4) mit der folgenden Gleichung erhalten werden:

M λ

K /

-1

dabei sind:

X =

F₁.

, 1

^XT = (*!' ^F2' ^ 1, 1,

Y ⁼

- ^s

^h2 - ^S2

A. - ^s.

Der Prozeßrechner berechnet daher den Walzkoeffizienten M und den Versetzungswert K jeweils als aktuell zuverlässigsten Wert und verwendet dabei sukzessive die Plattenstärke hj bis h_n* den Walzenspalt S₁ bis S_n und die Rückstellkraft F^ bis F_n aus der unter aktuellen Walzbedingungen ermittelten Meßreihe mit η (= 1, 2, «..). Diese Werte werden zur Erhöhung der Walzgenauigkeit der Walzenregelung zugeführt.

In Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer Walzstraße gemäß einer zweiten Ausführungsform dargestellt. Mehrere Walzengruppen liegen hintereinander, ihre jeweiligen Bestandteile sind durch Indices "a", "b" und "c" unterschieden. Prozeßrechner 8a, 8b, 8c erhalten von den Meßgeräten 5a, 5b, 5c, 6a, 6b, 6c, 7a, 7b, 7c die Ausgangssignale mit den Werten der Plattenstärken ha, hb, hc, der Walzenspalte Sa, Sb, Sc und der Reaktionskräfte Fa, Fb, Fc. Sie führen die arithmetische Operation der Gleichung (5) durch, um die Walzkoeffizienten Ma, Mb, Mc und die Versetzungswerte Ka, Kb, Kc zu errechnen.

In Fig. 5 ist ein Blockschaltbild einer Walzstraße gemäß einer dritten Ausführungsform dargestellt. Mehrere Walzengruppen liegen hintereinander. Es ist allerdings kein Meßgerät zur Bestimmung der Plattenstärke an den Ausgangsseiten der Walzen 4a und 4b vorgesehen. Statt dessen befinden sich an den Ausgangsseiten der Walzen 4a, 4b, 4c und entlang des Walzgutes 3 Meßgeräte (SMU) 9a, 9b und 9c zur Bestimmung der Transportgeschwindigkeiten Va, Vb und Vc des Walzgutes 3. Außerdem sind arithmetisch-logische Einheiten (ALU) 10a und 10b vor-

gesehen; die erste erhält die Werte der Geschwindigkeiten Va/ Vc und der Plattenstärke hc, die zweite die Werte der Geschwindigkeiten Vb/ Vc und der Plattenstärke hc. Sie bestimmen die Plattenstärken ha und hb auf den Ausgangsseiten der Walzen 4a und 4b auf der Grundlage der folgenden Gleichung (6):

^ha = ^hc ^X VT

Ci

^hb - ^hc ^x vT ^J

Die derart von den arithmetisch-logischen Einheiten 10a und 10b erhaltenen Plattenstärken ha und hb werden an entsprechende Prozeßrechner 8a und 8b weitergegeben, die ihrerseits die arithmetische Operation gemäß Gleichung (5) ausführen.

In den vorstehenden Ausführungsformen ist der Absolutwert der Plattenstärke durch das Meßgerät bestimmt worden. Statt dessen kann auch ein mit Röntgenstrahlen arbeitendes Meßgerät verwendet werden, um die Abweichung von einer Referenz-Plattenstärke zu messen. Die Plattenstärke als Absolutwert kann durch Addition der Referenz-Plattenstärke und dieser Abweichung mittels eines Prozeßrechners erhalten werden.

In der Ausführungsform der Fig. 5 wird die Geschwindigkeit des Walzgutes mittels eines Geschwindigkeitsdetektors bestimmt. Sie kann auch durch Multiplizieren der

Umfangsgeschwindigkeit der Walzen des Walzwerks mit einem Vorschubfaktor der gewalzten Platte ermittelt werden.

In den vorstehenden Ausführungsformen werden die Walzen durch der Plattenstärke des Walzgutes zugeordnete Parameter geregelt. Statt dessen ist auch eine Regelung durch der Plattenbreite des Walzgutes zugeordneten Parameter möglich. In diesem Fall werden die Plattenstärke h und der Walzenspalt S in den Gleichungen (1) bis (6) durch die Plattenbreite W und den Walzenspalt in Richtung der Breite ersetzt. In den in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsformen müssen dann die Plattenstärke h/ die obere und die untere Walze und das Meßgerät zur Bestimmung der Plattenstärke ersetzt werden durch die Plattenbreite W, die Walzen in Richtung der Breite und ein Meßgerät zur Bestimmung der Breite.

Die Funktionen der in der Ausführungsform der Fig. 5 vorgesehenen arithmetisch-logischen Einheiten 10a und 10b können auch durch die Prozeßrechner 8a und 8b durchgeführt werden.

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Leerseite -

Claims

MITSUBISHI DENKI KABÜSHIKI KAISHA, 2-3, Marunouchi 2 chome Chiyoda-ku, Tokyo 100, Japan

Walzstraße

Ansprüche

Walzstraße zum kontinuierlichen Walzen von durch wenigstens ein Paar einander gegenüberliegender, zwischen sich einen Walzenspalt bildende Walzen gefördertes Walzgut, gekennzeichnet durch mehrere Meßgeräte (5, 6, 7, 9) zum Messen verschiedener beim Walzen auftretender, den Walzen (1, 2) zugeordneter Werte, und durch-einen arithmetischen Prozeßrechner (8) für jedes Walzenpaar (1, 2), der diese Werte von den Meßgeräten (5, 6, 7, 9) während mehrerer aufeinanderfolgender Abtastintervalle erhält und ein vorbestimmtes arithmetisches Verfahren ausführt, um einen möglichst zuver-

WWR/ME/em

Martinistraße 24 D-28OO Bremen I Telefon (0421) 32 80 37 Telecopierer Telex 02 44 020fcpal d

lässigen Wert des Walzkoeffizienten (M) der Walzstraße und des Versetzungswerts (K) des Walzenspalts (S) zu gewinnen, und der diese Werte als Eingabedaten einem Regelkreis zur Regelung der Walzen (1, 2) übergibt.
2. Walzstraße nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messgeräte (5, 6, 7, 9) für jedes Walzenpaar (1, 2) vorgesehen sind, und daß ein erstes Messgerät (5) an der Ausgangsseite der Walzen (1, 2) zum Messen der Größe (h, w) des Walzgutes (3) angeordnet ist, und daß ein zweites Messgerät (7) zum Messen der vom Walzgut (3) auf die Walzen (1, 2) ausgeübten Reaktionskraft (F) und ein drittes Messgerät (6) zum Messen des Walzenspaltes (S) während des Walzens vorgesehen sind.*¹"
3. Walzstraße nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messgeräte (5, 6, 7, 9) für jedes Walzenpaar (1, 2) vorgesehen sind, und daß ein erstes Messgerät (9) zum Messen der Geschwindigkeit (V) des Walzgutes (3) an der Ausgangsseite der Walzen (1, 2) angeordnet ist, und daß ein zweites Messgerät (7) zum Messen der vom Walzgut (3) auf die Walzen (1, 2).ausgeübten Reaktionskraft (F) und ein drittes Messgerät (6) zum Messen des Walzenspaltes (S) während des Walzens vorgesehen sind, und daß auf der Ausgangsseite des letzten Walzenpaares (4c) ein viertes Messgerät (5c) zum Messen der Größe (h, w) des Walzgutes (3) angeordnet ist.
4. Walzstraße nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der arithmetische Prozeßrechner (8) einen

Computer aufweist, und daß das arithmetische Verfahren eine Matrixkalkulation von einem Grad enthält/ der der Anzahl der Abtastungen entspricht.
5. Walzstraße nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der arithmetische Prozeßrechner (8) einen Computer aufweist, und daß das arithmetische Verfahren eine Matrixkalkulation von einem Grad enthält, der der Anzahl der Abtastungen entspricht und daß der arithmetische Prozeßrechner (8) der in Transportrichtung vor den letzten Walzen (4c) liegenden Walzen (4a, 4b) ein arithmetisches Verfahren zum Berechnen der Geschwindigkeit (V) des Walzgutes (3) an der Ausgangsseite der zugeordneten Walzen aus den von den entsprechenden Messgeräten gelieferten Daten und dem von dem Messgerät (5c) des letzten Walzenpaares (4c) übermittelten Wertes der Größe des Walzgutes (3) durchführt.
6. Walzstraße nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Walzgutes (3) die Stärke (h) des Walzgutes (3) ist.
7. Walzstraße nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Walzgutes (3) die Breite (w) des Walzgutes (3) ist.