DE3413424A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der seitlichen unstabilen bewegung eines einem walzvorgang unterliegenden bandes - Google Patents

Description

Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha No. 2-1, 2-chome, Ote-machi, Chiyoda-ku Tokyo-to/Japan

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der seitlichen unstabilen Bewegung eines einem Walzvorgang unterliegenden Bandes

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer seitlichen unstabilen Bewegung eines einem Walzvorgang unterliegenden Bandes, wobei das Verfahren und die Vorrichtung bei allen Walzwerken, wie Warmband-, Dressier-, Kaltnach-, Grobblech- und Kaltwalzwerken, zur Anwendung kommen können, bei denen das Problem einer seitlichen unstabilen Bewegung eines einem Walzvorgang unterliegenden Bandes, d.h. eines zu walzenden Bandes, auftritt.

Kin typisches herkömmliches System zur Steuerung der seitlichen unstabilen Bewegung eines zu walzenden Bandes sieht Kraftmeßdosen zur Erfassung der Walzbelastungen vor, die jeweils an der Arbeits- und Antriebsseite der Arbeitswalzen (d.h. an der der Antriebseinrichtung fern- sowie nahegelegenen Seite der Walzen) angeordnet sind, wobei die seitliche Verschiebung eines zu walzenden Bandes mittelbar aus der Differenz zwischen den Ausgangssiqna1 en der Kraftmeßdosen orfaßt wira. Das heißt, daß im Ansprechen auf die Ausgangssignale von den Kraftmeßdosen Walzspalte an der Arbeits- sowie Antriebsseite der Walzen eingestellt werden, um die seitliche unstabile Bewegung zu steuern.

Das oben erwähnte Steuersystem für eine seitliche unstabile Verschiebung, das im folgenden als selbsttätige Regelsteuerung bezeichnet wird, ist theoretisch ausführbar, es kann in der Praxis jedoch keine Anwendung finden, da das Problem vorliegt, daß die auf die Kraftmeßdosen einwirkenden Belastungsänderungen so außerordentlich gering sind, als daß sie erfaßt, werden können, wenngleich die zu erfassenden Veränderungen von einem Walzwerk zum anderen schwanken, so sind Änderungen oder eine Differenz von weniger als einer Tonne (ca. 9800 N) zu erfassen, und daß die selbsttätige Regelsteuerung durch äußere, aus dem Walzvorgang oder -betrieb herrührende Störungen nachteilig beeinflußt wird.

Der Unterschied in Walzbelastungen, die auf der Arbeitssowie Antriebsseite des Walzwerkes wirken, wird vor allem durch die verschiedenartige Härte über die Breite des zu walzenden Bandes, durch eine Dickenabnahme (Schräge) in der Breitenrichtung des Bandes und durch eine Außermittigkeit, worunter zu verstehen ist, daß die Mittellinie des in die Arbeitswalzen einlaufenden Bandes nicht mit der Mittellinie des Walzwerks zusammenfällt, hervorgerufen, so daß ein Unterschied im Walzspalt zwischen der Arbeits- und

Antriebsseite das Ergebnis ist. Das hat zur Fc ige, daß die Bandziehgeschwindigkeit an der Seite eines größeren Walzspalts höher ist als an der Seite eines geringeren Walzspalts. Zur Erläuterung dessen wird auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, wobei die

Fig. 1 die Schieflage oder Neigung eines zu walzenden Bandes, die durch das Vorhandensein eines Unterschieds zwischen dem rechten und linken Walzspalt hervorgerufen wird, und die
Fig. 2 ein zu walzendes Band im Querschnitt, wenn dieses gemäß der Darstellung in Fig. 1 schief liegt, zeigen.

Aus Fig. 1 folgt, daß das in die Arbeitswalzen eintretende Band in eine Schief lage oder Neigung unter einem Winkel mit Bezug zur Mittellinie eines Walzwerks, d.h. mit Bezug zur Laufrichtung des Bandes, gebracht wird. Das schief liegende Band a wird im rechten Winkel mit Bezug zur Achse der Arbeitswalze b fortbewegt, so daß das Band a seitwärts oder quer zur Seite, an der der Walzspalt größer ist, verschoben wird, und diese Erscheinung wird als seitliche unstabile Bewegung bezeichnet. Das hat zum Ergebnis, daß der Walzspalt weiter vergrößert und die seitliche Verschiebung des gewalzten Bandes noch mehr begünstigt wird. Die Ausgestaltung des Walzspalts ist in Fig. 2 gezeigt. Wenn einmal eine seitliche unstabile Bewegung, wie sie oben beschrieben wurde, eingesetzt hat, so wird es problematisch und schwierig, das Band in einer stabilen, beständigen Weise zu walzen.

Wenn ein Unterschied im Walzspalt zwischen der Arbeitsund Antriebsseite der Walzen (diese Seiten werden im folgenden als rechte und linke Seite bezeichnet) vorhanden ist, dann tritt die seitliche Verschiebung eines Bandes zur Seite des größeren oder weiteren Walzspalts hin auf. Deshalb muß der Walzspalt, zu dem das zu walzendo Band ver-

- 7 schoben wird, vermindert werden.

Kino herkömmliche selbsttätige Regelsteuerung, die auf dem oben erläuterten Prinzip beruht, wird unter Bezugnahme auf die

Fig. 3 beschrieben, die ein Blockbild eines herkömmlichen Steuersystems zeigt.

Bei dieser Steuerung werden im Ansprechen auf die Ausgangssignale von Zylinderstellungsfühlern d, d¹ die Lagen der Kolben von Hydraulikzylindern c, c" erfaßt und zu Funktionsoder Rechenverstärkern e, e¹ rückgekoppelt. Im Ansprechen auf die Ausgangssignale von den REchenverstärkern e, e¹ werden Servoventile f, f¹ betätigt, so daß die Lagen der rechten und linken Seite der Walzen eingeregelt werden. Bei diesem System bewirken jedoch eine Biegung und Verformungen der Walzen auf Grund der seitlichen Verschiebung des dem Walzen unterliegenden Bandes den Unterscheid im Walzspalt zwischen der rechten und linken Seite der Walzen. Dieser Unterschied im Walzspalt kann nicht behoben werden, so daß die seitliche unstabile Bewegung des zu walzenden Bandes a nicht verhindert werden kann. Deshalb wird der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen von Kraftmeßdosen g und g' mit Hilfe eines Rechenverstärkers h erfaßt, und die Rückkopplungsgrößen werden mittels eines Koeffizienten-Vervielfachers i eingeregelt, dessen Ausgang an die Rechen- oder Funktionsverstarker e, e¹ rückgekoppelt wird, so daß die Walzspalte an den Seiten, an denen die Belastung erhöht oder verkleinert wird, vermindert bzw. vergrößert werden können. Das heißt, der Koeffizienten-Vervielfacher i wird in geeigneter Weise gesteuert, so daß die Mittellinie des zu walzenden Bandes a zwangsweise zur Übereinstimmung mit der Mittellinie des Walzwerks, das die Arbeitswalzen b und diesen zugeordnete Stützwalzen j hat, gebracht wird.

Man könnte der Ansicht sein, daß das unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläuterte System in der Praxis ausführbar ist, jedoch ist es tatsächlich in der Praxis aus den Gründen, daß der Unterschied zwischen den auf die rechte und linke Seite der Arbeitswalzen b ausgeübten Belastungen zu klein ist, um erfaßt zu werden, und daß die selbsttätige Regelsteuerung durch die aus dem Walzbetrieb herrührenden äußeren Störungen nachteilig beeinflußt wird, nicht zur Anwendung gekommen. Darüber hinaus ist das oben beschriebene System aus den nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 4A bis 4C beschriebenen Gründen in der Praxis kaum ausführbar. Die

Fig. 4A, 4B und 4C zeigen die Beziehungen zwischen der seitlichen Verschiebung eines dem Walzen unterworfenen Bandes und den Walzkräften.

Gemäß Fig. 4A werden auf Grund der seitlichen Verschiebung des zu walzenden Bandes a die Belastungen P_T und P_n erzeugt. Wenn die STeuerung so ausgeführt wird, daß die Walzkraft P erhöht wird, während die Walzkraft P vermindert wird, dann kann der Walzspalt auf der rechten Seite verkleinert werden, so daß die seitliche Verschiebung korrigiert werden kann. Der Unterschied zwischen den Walzkräften P_n und P ist jedoch nicht ausreichend, und der Walzspalt wird so vermindert, wie Fig. 4B zeigt, d.h. die seitliche Verschiebung kann zwar bis zu einem gewissen Grad korrigiert werden, die Differenz ist jedoch nicht ausreichend genug, um die seitliche Verschiebung des zu walzenden Bandes a vollständig zu korrigieren. Wird dagegen die Differenz zwischen den Walzkräften P und P zu groß, dann kann ein Walzspalt gebildet werden, der es dem zu walzenden Band a ermöglicht, zur Mitte hin zu wandern, wie Fig. 4C zeigt, d.h., das dem Walzvorgang unterliegende Band a

wird schnell nach links hin verschoben. Deshalb wird, wenn das Steuersystem nicht schnell ansprechen kann, das zu walzende Band a weiter nach links über die Mitte des Walzwerks hinaus verschoben, worauf das Band a wieder zurück zur rechten Seite verlagert wird. Das hat eine Zick-Zack-Rewegung zum Ergebnis. Demzufolge muß der Walzspalt so eingeregelt werden, daß das zu walzende Band a an einem zu schnellen Wandern nach rechts oder links gehindert werden kann.

Bei dem Steuersystem, bei dem im Ansprechen auf den Unterschied zwischen der rechten und linken Walzkraft die Differenz zwischen dem rechten und linken Walzspalt erhalten wird, um die Walzspalte zu korrigieren, falls diese nicht ausreichend genug geregelt sind, kann die seitliche Verschiebung des dem Walzen unterliegenden Bandes nicht berichtigt werden; wenn jedoch die Walzspaltdifferenz unangemessen groß wird, wird die Walzspaltregelung nachteilig beeinflußt. Das bedeutet, daß die Walzspaltdifferenz in geeigneter Weise korrigiert werden muß. Eine solche geeignete Walzspaltkorrektur ist jedoch von Wal ^.bedingungen abhängig, wie Bandbreite, Banddicke, Bandmaterial und Walzgeschwindigkeit, und es ist kein Verfahren bekannt, um diese Faktoren, die die Regelung der Walzspaltdifferenz beeinflussen, unmittelbar zu erlangen. Als Ergebnis dessen wird es in der Praxis außerordentlich schwierig, den Walzspalt unter jeder Betriebsbedingung zu regeln.

Wie schon gesagt wurde, kann ein solches Steuersystem nicht in der Praxis zur Ausführung kommen, es kann allenfalls in einem Versuchsstadium unter vorbestimmten Bedindungen verwendet werden.

Im Hi.nblick auf die obigen Ausführungen ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzu-

geben, durch die die oben angesprochenen Probleme und Schwierigkeiten eines Steuersystems in der Ausbildung gemäß Fig. überwunden werden, d.h. eines Steuersystems, das in der Praxis nicht einsetzbar ist, weil die Differenz zwischen den Walzkräften nicht mit dem Walzspalt in Übereinstimmung gebracht werden kann. Ziel der Erfindung ist es, die unstabile Bewegung des dem Walzvorgang unterliegenden Bandes zu verhindern, womit die Unterbrechung des Walzvorgangs ausgeschaltet, eine Beschädigung der Kanten des zu walzenden Bandes vermieden, ein Bruch des zu walzenden Bandes unterbunden, das Ergebnis und der Ertrag des Walzvorgangs verbessert, der Walzbetrieb stabilisiert und die Produktivität gesteigert werden können.

Die Aufgabe, weitere Ziele, die Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung werden aus dor folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen deutlich. Es zeigen in schematischen Darste1lungen:

Fig. 5 eine erste Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung einer Technik für die Erfassung der seitlichen Verschiebung eines zu walzenden Bandes;

eine zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung; einen bei der zweiten Ausführungsform von Fig. 7 zur Anwendung gelangenden Fühler im einzelnen; eine dritte Ausführungsform gemäß der Erfindung; 10 einen bei der dritten Ausführungsform von Fig. 9 verwendeten Fühler im einzelnen;

Fig. 11 und 12 eine vierte sowie fünfte Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 13 eine Einrichtung, die an Stelle einer bei der fünften Ausführungsform von Fig. 12 verwendeten Haltefeder zum Einsatz kommen kann.

Bei dor in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform weist ein Walzwerk 10 der hydraulischen Reduktionsbauart eine obere sowie untere Arbeitswalze 1 und 2, eine obere sowie untere Stützwalze 3 und 4, Zapfenlager 5 und 6, die die Welle der unteren Stützwalze 4 abstützen, wobei weitere Zapfenlager nicht gezeigt sind, und Hydraulikzylinder 7 sowie 8, die die Walzkräfte auf die Zapfenlager 5 bzw. 6 der unteren Stützwalze 4 aufbringen, auf. Hierbei kommen Servoventile 11 und 12 zur Anwendung, um die Mengen an Arbeitsflüssigkeit (öl), die den Hydraulikzylindern 7, 8 zu- bzw. von diesen abgeführt werden, zu regeln. Die Hydraulikzylinder 7, 8 sind mit KolbenverJaqerungsfühlern 13 bzw. 14 versehen, die die Bewegung der den Zylindern 7, 8 zugeordneten Kolben erfassen und deren Ausgangssignale mit einem Bezugssignal in Rechen- oder Funktionsverstärkern 15, 16 verglichen werden. Der rechte und linke Walzspalt werden durch Steuerung der den Hydraulikzylindern 7 bzw. 8 zu- oder von diesen abgeführten Mengen an Arbeitsflüssigkeit geregelt. Veränderungen im Walzspalt werden mittelbar durch die Kolbenverlagerungsfühler 13, 14 erfaßt, deren Ausgangssignale mit einem Bezugssignal in den Rechenverstärkern 15 und 16 verglichen werden. Im Ansprechen auf das Differenzsignal zwischen dem Ausgangssignal vom Kolbenverlagerungsfühler 13 oder 14 und dem Bezugssignal, d.h. im Ansprechen auf das Ausgangssignal vom Rechenverstärker 15 oder 16,werden das Servoventil 11 oder 12 so betätigt, daß der Walzspalt eingeregelt wird.

Stromauf vom Walzwerk 10 ist ein Band-Querverschiebungsfühler 17 angeordnet, der die Quer- oder Seitwärtsverschiebung des dem Walzvorgang unterliegenden Bandes 9 erfaßt und dessen Ausgangssignal durch einen Rechenverstärker 20 mit dem Ausgangssignal einer einen Speicher 18 sowie ein Schaltrelais 19 umfassenden Sollwert-Bestimmungsschaltung verglichen wird. Das Ausgangssignal 22 des Rechenverstärkers 20 wird

von einem Querverschiebungsregler 21 vorarbeitet, und dessen Ausgangs- oder Walzspalt-Einstellsignale 23, 24 werden an den Funktionsverstärker 15 bzw. 16 gelegt.

Es ist vorzuziehen, den Band-Quervorschiebungsfühler 17 so nahe wie möglich am Walzwerk und an dessen stromaufwärtiger Seite anzuordnen, weil die von einem stromauf vom Walzwerk 10 angeordneten Band-Querverschiebungsfühler erfaßte Querverschiebung zu einer von einem stromab vom Walzwerk angeordneten Querverschiebungsfühler erfaßten Querverschiebung verschiedenartig ist. Wenn, wie Fig. 6 zeigt, das Band 9 das Walzwerk 10 verläßt, so ruft die Querverschiebung die Ungleichförmigkeit des rechten und linken Walzspalts hervor, was zu einer Krümmung führt, die durch eine hyperbolische Kurve B bestimmt werden kann. Das Ergebnis dessen ist eine sehr rasche Änderung der Krümmung. Sofern ein Band-Querverschiebungsfühler nicht so nahe wie möglich am Walzwerk an dessen stromab gelegener Seite angeordnet ist, kann danach die Querverschiebung des zu walzenden Bandes 9 nicht mit einem besseren Ansprechen oder Anzeigegrad erfaßt werden. Zusätzlich wird die für das Band 9 erforderliche Zeit, um von den Arbeitswalzen 1, 2 zum stromab befindlichen Querverschiebungsfühler zu gelangen, zu einer vergeudeten oder wirkungslosen Zeit.

Wenn andererseits auf das zu walzende Band 9 keine Kraft ausgeübt wird, um es festzuhalten, wenn also eine Führungseinrichtung, die eine starke Kraft auf das Band ausübt, oder eine das zu walzende Band stromaufwärts ziehende Zugspannung nicht vorhanden sind, so wird das dem Walzen unterworfene Band 9 auf Grund des Unterschieds in dor Längung zwischen der rechten und linken Bandkante nach rechts oder links verschoben, was die seitliche unstabile Bewegung hervorruft, und unter diesen Umständen wird das

Band 9 zwischen die obere und untere Arbeitswalze 1 und 2 gezogen und verläßt diese, so daß die seitliche unstabile Bewegung auftritt, wie oben beschrieben wurde. Ist nun aber dar Quarver schiebungsf ühler 17 stromauf vom Walzwerk 10 angeordnet, dann kann or auch zusätzlich zur Quer- oder Seitwärtsverschiebung die auf der Schieflage des Bandes

9 beruhende Verlagerung erfassen.

Bei Betrachtung von Fig. 6 sei angenommen, daß das Band unter einem Winkel -5 mit Bezug zu seiner Lauf- oder Durchgangsrichtung A auf Grund seiner Ablenkung schräg 1 iegt. An der Eintritts- oder stromaufwärtigen Seite tritt die auf der Schräglage oder Neigung S beruhende Verschiebung 6 an einem Punkt mit dem Abstand & von der Walzenachse unverzüglich in Erscheinung. An der Austritts- oder stromabwärtigen Seite wird die Neigung mit der Zeit integriert und es ergibt sich die Krümmung oder seitliche Verschiebung. Das hat zur Folge, daß mit verstreichender Zeit die Verschiebung beträchtlich abnimmt, was bedeutet, daß auf der Austritts- oder stromabwärtigen Seite des Walzwerks 10 die auf der Schräglage des Bandes 9 beruhende Ablenkung nicht und nur die auf der Verschiebung des Bandes an der Eintritts- oder stromaufwärtigen Seite des Walzwerks

10 beruhende Seitwärtsbewegung festgestellt werden kann.

Die Ablenkung auf Grund der Seitwärtsverschiebung des Bandes 9 auf der Eintrittsseite des Walzwerks 10 hat eine Tendenz zum Anwachsen entsprechend dem Abstand von den Arbeitswalzen 1 und 2. Daraus folgt, daß bei Anordnung des Querverschiebungsfühlers 17 stromauf vom Walzwerk die Seitwärtsverschjebung, auf die die Querbewegung des Bandes 9 unmittelbar folgt, leicht und sofort erfaßt werden kann. Infolgedessen kann das Ausgangssignal vom Querverschiebungsfühler 17 als Rückkopplungssignal dienen,

das zur Steuerung der Bewegung mit einem besseren Ansprechen oder Anzeigegrad verwendet werden kann. In Fig. 6 ist eine anfängliche Querverschiebung des Bandes 9 mit 6' bezeichnet.

Das Ausgangssignal vom Querverschiebungsfühler 17 wird im Rechenverstärker 20 mit dem Ausgang von der Sollwert-Bestimmungsschaltung 18, 19 verglichen, und der Ausgang des Rechenverstärkers 20 wird vom Querverschiebungsregler 21 verarbeitet, dessen Ausgangs- oder Walzspalt-Einstellbzw. Korrektursignale 23, 24 an die Funktionsverstärker 15 bzw. 16 des Walzspaltsteuersystems gelegt werden.

Wenn der Walzvorgang eingeleitet wird, wird das Schaltrelais 19 zu geeigneter Zeit abgeschaltet, worauf der derzeitige Wert im Speicher 18 gespeichert wird, dessen Ausgang als ein Sollwert an den Rechenverstärker 20 gelegt wird.

Bei Einsetzen der Querbewegung des Bandes 9 wird die seitliche Ablenkung vom Querverschiebungsfühler 17 erfaßt, dessen Ausgang mit dem Sollwert im Rechenverstärker 20 verglichen wird, wie oben gesagt wurde. Das Ausgangssignal des Rechenverstärkers 20, das eine Querverschiebung des Bandes 9 kennzeichnet, wird vom Querverschiebungsregler 21 verarbeitet, der einen Verstärker oder eine Proportional-Verstärkerschaltung oder eine Proportional- und Differenzierschaltung oder eine Proportional-Differenzier- und Integrierschaltung umfassen kann. Das heißt, daß der Querverschiebungsregler 21 eine geeignete Schaltung in Abhängigkeit von der Lage des Querverschiebungsfühlers 17, von äußeren Störungen u.dgl. umfassen kann. Die Ausgangssignale des Querverschiebungsreglers 21 werden als die Walzspalt-Korrektursignale 23, 24 an die Funktionsverstärker 15, 16 des Walzspaltsteuersystems gelegt. Wenn

beispielsweise das Band 9 zur Arbeitsseite hin verlagert wird, dann wird der Walzspalt auf dieser Seite verkleinert, während er auf der Antriebsseite vergrößert wird. Wird
andererseits das Band 9 zur Antriebsseite hin verlagert, dann werden die Signale so angelegt, daß der Walzspalt
auf der Arbeitsseite vergrößert, der Walzspalt auf der
Antriebsseite verkleinert wird.

In den Funktionsverstärkern 15, 16 werden die für die jeweilige Verlagerung der Kolben der Hydraulikzylinder 7,8 kennzeichnenden Signale mit den Walzspalt-Korrektursignalen verglichen. Im Ansprechen auf die von den Verstärkern
15, 16 stammenden Differenzsignale steuern die Servoventile 11, 12 die Mengen an den Hydraulikzylindern 7, 8
zuzuführender bzw. von diesen abzuführender Arbeitsflüssigkeit, was zum Ergebnis hat, daß der rechte und linke Walzspalt so berichtigt werden, daß die weitere Querverschiebung des Bandes 9 verhindert werden kann und dieses zu dem im Speicher 18 gespeicherten Sollwert zurückgeführt wird.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine zweite Ausführungsform gemäß der ERfindung, wobei Fühler 25 stromauf vom Walzwerk 10 angeordnet sind und vom zu walzenden Band .9 abgestrahltes Licht erfassen, so daß die jeweilige Lage der Seitenkanten des Bandes 9 festgestellt werden kann. Der Unterschied zwischen den Ausgängen der Fühler 25, der die Verschiebung der beiden Bandseitenkanten kennzeichnet, wird in einem Rechenverstärker 26 abgeleitet, dessen Ausgangssignal in einem Vergleicher 28 mit einem von einer SoIlwertsignal-Einstellschaltung 27 kommenden Sollwertsignal verglichen wird.

Wie oben erläutert wurde, erzeugt die Einstellschaltung 27 ein Sollwertsignal, das die anfängliche Querverschiebung des zwischen der oberen sowie unteren Arbeitswalze 1, 2 eingezogenen Bandes 9 kennzeichnet. Alternativ kann die Einstellschaltung 27 so aufgebaut sein, daß ein Sollwert willkürlich verändert werden kann, so daß das Band an irgendeiner Stelle in der Breitenrichtung des Walzwerks 10 durchlaufen kann.

Der Aufbau eines Fühlers 25 ist in Fig. 8 näher dargestellt. Das vom Band 9 abgestrahlte Licht wird durch ein in einer Objektivfassung 29 gehaltenes Objektiv 30 auf eine Fühlelementgrup pe 31 fokussiert, die aus einer Mehrzahl von gleich beabstandet angeordneten Fühlelementen besteht, so daß die Lage der einen Bandseitenkante festgestellt werden kann.

Wenn N die Gesamtzahl der Fühlere] omerite, Ti dio Länge des Bildfelds und N¹ die Anzahl der Licht empfangenden Fühlelemente ist, dann ist X=N¹' L/N. Der Wert X wird im Ansprechen auf die Querbewegung des Bandes 9 verändert, so daß die Lage einer Bandseitenkante durch Messen des Werts X erhalten werden kann.

Die Funktionsverstärker 15, 16 vergleichen die jeweils für die Kolbenverlagerungen der Hydraulikzylinder 7, 8 repräsentativen Signale mit den Walzspalt-Korrektursignalen 23 sowie 24, und im Ansprechen auf die Differenzsignale steuern die Servoventile 11, 12 die Mengen von den Hydraulikzylindern 7, 8 zu- oder von diesen abzuführender Arbeitsflüssigkeit. Als Ergebnis dessen werden der rechte sowie linke Walzspalt verändert, so daß dio weitere Querbewegung des Bandes 9 in im wesentlichen gleicher Weise, wie oben beschrieben wurde, verhindert werden kann,

wobei auch das Band 9 zum Sollwert, der durch die Sollwert-Einstellschaltung 27 gegeben ist, zurückgeführt wird.

Die Fig. 9 und IO zeigen eine dritte Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei das Walzwerk 10 einen Ständer 32 hat, der mit einer Kraftmeßdose 33 zur Erfassung einer Walzbelastung sowie mit einem Verlagerungsfühler 34 zum Erfassen einer Verlagerung des Kolbens eines Hydraulikzylinders 7 bzw. 8 versehen ist, d.h., daß der Kolbenverlagerungsfühler 34 unmittelbar die Änderungen im Walzspalt erfassen kann.

An der stromaufwärtigen Seite des Walzwerks 10 sind unterhalb der Bahn des Bandes 9 eine Lichtquelle 35 und oberhalb dieser Bahn ein Lichtfühler oder -empfänger 36 angeordnet derart, daß auf der Arbeits- bzw. Antriebsseite ausgesandtes Licht von den Fühlern 36 aufgefangen wird, womit die Lage der Bandseitenkanten festzustellen ist. Das Ausgangssignal vom Lichtfühler 36 wird an ein Querbewegungs-Funktionsglied 37 gelegt, dessen die Querverschiebung Δ χ kennzeichnendes Signal dem Querverschiebungsregler 38 zugeführt wird. Das Ausgangssignal Λ G, das vom Querverschiebungsregler 38 abgeleitet wird und für das Korrektursignal am rechten oder linken Walzspalt kennzeichnend ist, wird als rechtes oder linkes Walzspalt-Änderungssignal an ein hydraulisches Walzspalt-Steuersystem 39 geführt.

Der Lichtfühler 36 fängt das von der Lichtquelle 35 ausgesandte und vom Band 9 nicht unterbrochene Licht auf. Deshalb wird die vom Lichtfühler 36 empfangene Lichtmenge als ein Signal an das Querbewegungs-Funktionsglied 37 gelegt, dessen die Querverschiebung Δ χ kennzeichnendes Ausgangssignal als ein Querverschiebungssignal dem Querverschiebungsregler 38 zugeführt wird.

Im Ansprechen auf die Querverschiebung Δχ berechnet der Querverschiebungsregler 38 mit Hilfe von Proportional-, Differenzier- oder Integrierschaltungen die Walzspaltänderung Δ G, und das damit erhaltene Walzspalt-Änderungssignal wird an das Walzspalt-Steuersystem 39 geführt.

Dieses Steuersystem 39 steuert im Ansprechen auf das Walzspalt-Änderungssignal AG die Servoventile derart, daß die Mengen an den Hydraulikzylindern 7, 8 zu- bzw. von diesen abgeführter Arbeitsflüssigkeit geregelt und damit der rechte sowie linke Walzspalt verändert werden. Das hat zum Ergebnis, daß eine weitere Seitwärtsbewegung des Bandes 9 verhindert werden kann und dieses zum Sollwert zurückgeführt wird, wie vorher beschrieben wurde.

Die Walzspalte werden entsprechend der Querverschiebung verändert, wie beschrieben wurde. Es sei beispielsweise angenommen, daß das Band nach links - von der Stromaufseite betrachtet - verlagert wird. Dann wird der linke Hydraulikzylinder 8 so betätigt, daß der linke Walzspalt verkleinert wird, während der rechte Hydraulikzylinder 7 im Sinn einer Vergrößerung des Walzspalts im Ansprechen auf das Walzspalt-Änderungssignal betätigt wird. Wird dagegen das Band nach rechts - bei gleicher Blickrichtung - verlagert, so wird im Ansprechen auf das Walzspaltänderungssignal der linke Hydraulikzylinder 8 zur Erweiterung des linken Walzspalts und der rechte Hydraulikzylinder 7 zur Verringerung des rechten Walzspalts betätigt. Das heißt, daß die Mengen an den Zylindern 8 und 7 zu- bzw. von diesen abgeführter Arbeitsflüssigkeit so geregelt werden, daß die oben geschilderten Wirkungen erreicht werden.

Die in Fig. 11 gezeigte vierte Ausführungsform gemäß der Erfindung weist Walzspalt-Steuergeräte 40 und 41, Halteoder Druckwalzen 42 und 43, die stromauf vom Walzwerk 10

an der linken bzw. rechten Seite des Bandes 9 angeordnet sind, Kraftmeßdosen 44, 45 zur Erfassung der auf die Druckwalzen 42, 43 ausgeübten Kräfte .sowie einen Querverschiebungsregler 46 auf, welcher ein Differenzsignal 47, das für den Unterschied zwischen den Ausgangssignalen von den Kraftmeßdosen 44, 45 kennzeichnend ist, empfängt und Steuersignale mit entgegengesetzten Vorzeichen an die Walzspalt-Steuergeräte 40 bzw. 41 abgibt.

Es sei angenommen, daß das Band 9 mit Bezug zu seiner durch den Pfeil angegebenen Laufrichtung nach rechts verlagert wird. Dann ändern sich die auf die Halte- oder Druckwalzen 42, 43 ausgeübten Belastungen F_T und F_., wo-

-Li K

bei die auf die rechte Haltewalze 43 ausgeübte Kraft F_n

anwächst. Nun besteht entsprechend der Richtung der Bandquerbewegung ein Unterschied in den auf die linke bzw. rechte Haltewalze 42 bzw. 43 ausgeübten Belastungen. Dieser Unterschied wird im Rechenverstärker 26 verarbeitet, der ein Differenzsignal 47 erzeugt, das für den Unterschied zwischen den Ausgangssignalen von den Kraftmeßdosen 44, 45 kennzeichnend ist und dem Regler 46 zugeführt wird, der seinerseits den Walzspalt-Steuergeräten 41 bzw. 40 die Steuersignale mit entgegengesetzten Vorzeichen zuführt. Das hat zur Folge, daß der rechte Hydraulikzylinder 7 im Sinn einer Verminderung des rechten Walzspalts und der linke Hydraulikzylinder 8 im Sinn einer Walzspaltvergrößerung betätigt werden, wodurch die Seitwärtsbewegung des Bandes 9 unterbunden wird.

Bei der in Fig. 12 gezeigten fünften Ausführungsform gemäß der Erfindung sind Fühler 48 und 49, die die Verlagerung der Halte- oder Druckwalzen 42 bzw. 43 erfassen, sowie Haltefedern 50 und 51 vorgesehen. Das den Unterschied zwischen den Ausgangssignalen der Fühler 48 und 49 kenn-

zeichnende Differenzsignal 47 wird dom Quorvcrschi^bungsregler 46 wie im Fall der vierten Ausführungsform (s. Fig. 11) zugeführt, und dieser Regler 46 gibt die Steuersignale mit entgegengesetzten Vorzeichen an die Walzspalt-Steuergeräte 40 bzw. 41.

Es sei angenommen, daß das Band 9 mit Bezug zu seiner Laufrichtung durch das Walzwerk 10 nach rechts verschoben wird, womit die Stellungen der Haltewalzen 42, 43 verändert werden, was bedeutet, daß die rechte Walze 43 durch das Band 9 zurückgedrückt wird, während die linke Halte- oder Druckwalze 42 unter der Kraft der Halte oder Druckfeder 50 vorwärts gedrückt wird. Somit ändern sich in Abhängigkeit davon, ob das Band 9 nach rechts oder links verschoben wird, die Stellungen der rechten bzw. linken Druckwalze 43 bzw. 42. Die Verlagerungen der Druckwalzen 42, 43 werden vonjden Fühlern 48 bzw. 49 erfaßt, und die Differenz zwischen deren Ausgangssignalen kennzeichnet die Querverschiebung des Bandes 9, d.h., sie gibt wieder, ob das Band 9 nach rechts oder links verschoben wird. Das Differenzsignal 47 wird dem Regler 46 zugeführt, so daß die Querbewegung des Bandes 9 in der zu Fig. 11 beschriebenen Weise verhindert wird.

Die Erfindung wurde bisher unter Bezugnahme auf ein Vierwalzengerüst beschrieben, jedoch ist klar, daß sie gleicherweise auf jede andere Bauart eines Walzgerüsts oder -werks angewendet werden kann, bei dem das Problem einer seitlichen unstabilen Bewegung eines dem Walzvorgang unterliegenden Bandes auftritt. Es ist ferner selbstverständlich, daß verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne jedoch den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise ist die Steuerschaltung keine Hardware, sondern ist ein Computer mit Software. Die Band-Querverschiebungsfühler können sowohl an der stromauf- wie an der stromabwärtigen Seite eines Walzwerks angeordnet werden, so daß im Ansprechen auf die Ausgangssignale dieser Fühler

das Steuersystem gemäß der Erfindung betrieben wird. Bei
der Ausführungsform von Fig. 9 können Lichtquellen und
-fühler sowohl stromauf wie auch stromab vom Walzwerk
vorgesehen sein, und die Lichtquelle kann oberhalb, der
Lichtempfänger kann unterhalb der Bahn des Bandes 9 angeordnet sein. Der Querverschiebungsregler kann ein Verstärker nein oder er kann eine Proportional verstärkerschaltung eine Proportional- und Differentialschaltung oder eine
Proportional-Differenzier-Integrierschaltung umfassen,was
von der Art der äußeren Störungen abhängig ist. Bei den
Ausführungsformen, die in den Fig. 11 und 12 gezeigt sind, wurden die Halte- oder Druckwalzen 42, 43 als stromauf vom Walzwerk befindlich beschrieben, sie können jedoch auch
stromauf und stromab vom Walzwerk angeordnet sein. Bei der Ausführungsform von Fig. 12 kann an Stelle der Halte- oder Druckfedern 50 und 51, die zwischen die Druckwalzen 42, 43 und die Fühler 48, 49 eingefügt sind, ein Druckluftzylinder 52, wie er in Fig. 13 gezeigt ist, oder ein Hydraulikzylinder mit einer Feder zur Anwendung kommen. Wenn bisher die rechts- und linksseitigen Lagesteuersysteme des Walzwerks der hydraulischen Reduktionsbauart beschrieben und
dargestellt wurden, so ist klar, daß in der Praxis zusätzlich zu diesen Lagesteuersystemen ein Walzmodul-Steuerkreis zur Messung der Walzbelastung mit Hilfe einer Kraftmeßdose und zur Berechnung der Walz längung, wobei die Längung kompensiert oder korrigiert wird, vorgesehen wird; dieser Walzmodul-Steuerkreis u.dgl. sind nicht gezeigt worden, da sie nicht die Erfindung darstellen.

Aus der obigen Beschreibung folgt, daß gemäß der Erfindung die seitliche Verschiebung eines Bandes an der stromaufwärtjgen Seite eines Walzwerks unmittelbar erfaßt wird,
so daß der Unterschied zwischen dem rechten und linken
Walzspalt zu Null gemacht wird. Das hat zum Ergebnis,

daß die seitliche Bewegung des Bandes verhindert werden
kann, wodurch der Walzvorgang in einer stabilisierten
Weise ausgeführt werden kann. Als Folge dessen kann die
Krümmung der gewalzten Bänder vermindert werden, so daß
der Ausstoß und das Ergebnis an gewalzten Bändern verbessert, die auf der seitlichen unstabilen Bewegung eines dem Walzen unterliegenden Bandes beruhenden Un- und Zwischenfälle verhindert und demzufolge die Arbeitsleistung sowie der Wirkungsgrad verbessert werden können. Darüber hinaus wird es möglich, ein Band mit einer geringeren Balligkeit zu walzen, was die Qualität des Produkts erhöht.

Claims (6)

PATENTANWALT!= Dr tor. net. ;-·■-.-λ f.'^ SEGETM Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha No. 2-1, 2-chome, Ote-machi, Cniyoda-ku Tokyo-to/Japan Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der seitlichen unstabilen Bewegung eines einem Walzvorgang unterliegenden Bandes Patentansprüche

1.] Verfahren zur Steuerung der seitlichen unstabilen Bewegung eines einem Walzvorgang unterliegenden Bandes, gekennzeichnet durch unmittelbares Erfassen einer seitlichen Bewegung des in das Walzwerk eintretenden Bandes und durch Steuerung von Walzspalt-Steuergeräten auf der Walzenantriebs- sowie Arbeitsseite im Ansprechen auf die erfaßte seitliche Bandbewegung zur Änderung der Walzspalte auf der Antriebs- sowie Arbeitsseite, um die seitliche unstabile Bewegung des Bandes zu beschränken.

2. Vorrichtung zur Steuerung der seitlichen unstabilen Bewegung eines einem Walzvorgang unterliegenden Bandes, gekennzeichnet durch eine stromauf eines Walzwerks (10) angeordnete, eine seitliche Bewegung des Bandes (9) erfassende Band-Querverschiebungsfühleinrichtung (17), durch eine Einrichtung (18, 19; 27) zur Einstellung eines Sollwerts in der Breitenrichtung des Bandes, durch eine einen Ausgang von der Band-Querverschiebungsfühleinrichtung mit einem in der Sollwert-Einstelleinrichtung festgesetzten Sollwert vergleichende Vergleichereinrichtung (20; 28) und durch eine Signa1verarbeitungseinrichtung (21, 38, 46), die ein von dor Vor gleichereinrichtung abgegebenes Ausgangssignal (22) zur Erzeugung von Walzspalt-Korrektursignalen (23, 24) für die Arbeitsbzw. Antriebsseiten der Walzen (1, 2) verarbeitet, so daß im Ansprechen auf diese Walzspalt-Korr-ektursignale der antriebs- und arbeitsseitige Walzspalt verändert werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß die Band-Querverschiebungsfühleinrichtung Fühler (25) umfaßt, die die Seitenkanten des dem Walzvorgang unterliegenden Bandes (9) im Ansprechen auf vom Band abgestrahltes Licht erfassen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Band-Querverschiebungsfühleinrichtung unterhalb bzw. oberhalb der Laufbahn der Seitenkanten des Bandes (9) angeordnete Lichtquellen (35) und oberhalb bzw. unterhalb der Laufbahn des Bandes in optisch zu den Lichtquellen entgegengesetzter Lage angeordnet ο Fühler (36), die die von den Lichtquellen ausgesandten .Strahlen auffangen, so daß die Bandseitenkanton orfaßt worden, umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Band-Querverschiebungsfühleinrichtung an beiden Bandseitenkanten angeordnete Halte- oder Andruckwalzen (42, 43) sowie Kraftmeßdosen (44, 45) zur Erfassung von Änderungen in der auf die Halte- oder Andruckwalzen während des Walzens des Bandes (9) aufgebrachten Belastung umfaßt

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Band-Querverschiebungsfühleinrichtung an beiden Bandseitenkanten angeordnete Halte- oder Andruckwalzen (42, 43) sowie Fühler (48, 49) zur Erfassung von Verlagerungen der Halte- oder Andruckwalzen umfaßt.