DE3425129A1 - Verfahren zur walzenkuehlung an einem kaltwalzwerk - Google Patents

Verfahren zur walzenkuehlung an einem kaltwalzwerk

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DE3425129A1 DE19843425129 DE3425129A DE3425129A1 DE 3425129 A1 DE3425129 A1 DE 3425129A1 DE 19843425129 DE19843425129 DE 19843425129 DE 3425129 A DE3425129 A DE 3425129A DE 3425129 A1 DE3425129 A1 DE 3425129A1
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Description

  • Verfahren zur Walzenkühlung an einem Kaltwalzwerk
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Walzenkühlung an einem Kaltwalzwerk, bei dem zur Einstellung einer Kühlmittelmengenverteilung die Kühlmittelmenge längs der Walzenachse zonenweise einstellbar ist.
  • Beim Kaltwalzen, insbesondere von siliciertem Elektroblech mit großer Härte und hoher Sprödigkeit, hat die Kühlung mit Emulsion einen wesentlichen Einfluß auf die Bandplanheit und die Produktionsleistung. Eine schnelle Anpassung der Kühl- und Schmiermittelmengen ist insbesondere im reversierenden Walzbetrieb wegen der EinfluB-nahme auf die Bombierung (Wölbung) der Walzen von großer Bedeutung. Neben der zeitlichen Anpassung der Kühlmittelmenge ist dabei auch eine laufende Anpassung der Kühlmittelverteilung längs der Walzenachsen erforderlich.
  • Hierfür sind die Sprühbalken in einzelne Sprühzonen unterteilt. Beispielsweise können fünf Sprühzonen vorgesehen sein: eine Mittelzone, zwei Randzonen und zwischen der Mittelzone und den Randzonen je eine Zwischenzone.
  • Die Emulsionsmenge jeder Sprühzone ist gesondert einstellbar. Die Einstellung nimmt ein Walzer vor, in dem er ein Leuchtdrucktastenfeld betätigt, das die Verteilung der Emulsionsmenge auf die Walzen optisch verdeutlicht. Das Leuchtdrucktastenfeld ist matrixförmig aufgebaut. Jede Matrixspalte entspricht einer Sprühzone. Jedem Leuchtdrucktaster sind in Prozent-Werten der maximalen Kühlmittelmenge je Sprühzone feste Kühlmittelmengen zugeordnet.
  • Das Bedienungspersonal kann jederzeit für jede Kühlzone durch Drücken der entsprechenden Leuchtdrucktaste die Kühlmittelmenge in festen Stufen (z.B. 15 %, 30 % etc.) einstellen. Die Einstellung erfolgt nach den subjektiven Erfahrungen des jeweiligen Walzers entsprechend dessen Bandbeobachtung, Gehör etc. Reproduzierbare Produktionsbedingungen sind damit nicht gegeben. Ferner ist der Walzer vor allem bei Geschwindigkeitsänderungen des Bandvorschubes, die bei reversierendem Walzbetrieb regelmäßig auftreten, überfordert, da in diesen Phasen die Thermik des Systems sich rasch ändert, was eine rasche Nachführung bzw. Korrektur der Emulsionsverteilung und -menge erforderlich macht. Unplane Bänder bzw. Bandrisse sind die Folge einer nicht optimalen Emulsionsmengeneinstellung.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Walzenkühlung der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die individuelle und subjektive Beeinflußung der Emulsionsmenge durch den Walzer beseitigt wird, d.h. bei dem personenabhängige Schwankungen von Produktivität und Qualität ausgeschlossen werden. Fehleinschätzungen des Bedienungspersonals, die sich in den Beschleunigungs-und Abbremsphasen häufen und zu empfindlichen Störungen des Prozesses führen, sollen vermieden werden.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Durchflußmenge jeder Kühlzone durch einen Durchflußregelkreis geregelt wird, dessen Durchflußmengensollwert anhand einer empirisch ermittelten Beziehung, die einen Zusammenhang zwischen der Wärmeleistungsdichte in der Arbeitswalze und der zugehörigen erforderlichen Durchflußmenge herstellt, laufend nachgeführt wird. Die aktuellen Werte für die Wärmeleistungsdichte werden aus meßbaren Prozeßgrößen und anlagenspezifischen Größen (Bombierung der Walzen, Walzenmaterial, Walzrichtung bei Mehrrollen-Reversierkalt-Walzwerken, Materialklasse des Walzgutes) laufend errechnet. Zur Berechnung kann ein Prozeßrechner eingesetzt werden, der die Durchflußmengensollwerte für die einzelnen Kühlzonenregelkreise ausgibt.
  • In besonders vorteilhafter Weise kann die Wärmeleistungsdichte qF gemäß der Gleichung qF = v.P. (1+P/c.h)/r (1) aus den laufend erfaßten Meßwerten der Walzgeschwindigkeit v, der Walzkraft P und der Stichabnahme h (Abnahme der Dicke des Walzgutes während eines Durchlaufes) sowie dem Arbeitswalzenradius r und der Konstanten c errechnet werden. Die Konstante c ist u.a. abhängig von dem Elastizitätsmodul und der Querkontraktion der Walze (J.
  • Hitchcock "Roll Neck Bearings, American Soc. of Mechanical Engeneers, N.Y. (1935), Seiten 33 bis 41).
  • Betrachtet man die Variablen in der Beziehung (1), so stellt man fest, daß lediglich die Walzgeschwindigkeit v während des Walzvorganges stärkeren Schwankungen unterliegt. Dies ist besonders in reversierendem Walzbetrieb der Fall, in dem die Walzgeschwindigkeit v Werte zwischen der maximalen Vorwärtsgeschwindigkeit über Null bis zur maximalen Rückwärtsgeschwindigkeit erreicht. Die übrigen Einflußgrößen (Walzkraft P und Stichabnahme h) verändern sich, verglichen mit der Walzgeschwindigkeit, nur wenig. Daher kann es vorteilhaft sein, zur Errechnung der Wärmeleistungsdichte qF lediglich die Walzgeschwindigkeit v zu erfassen und diese mit einem Proportionalitätsfaktor zu multiplizieren. Die Walzkraft P und die Stichabnahme h werden in diesem Fall als Konstanten angesehen.
  • Die oben angegebene Gleichung (1) basiert auf theoretischen Überlegungen und wurde durch Versuche an einem Reversierwalzwerk bestätigt. Den theoretischen Überlegungen liegen die Annahmen zugrunde, daß ein quasi stationäres System vorliegt, bei dem die Wärmeerzeugung im Gleichgewicht mit der Wärmeabfuhr steht. Die Wärmeabfuhr erfolgt im wesentlichen über die Wärmeableitung durch das Kühlmittel. Die in die Walzen eindringende Wärme entsteht hauptsächlich durch Reibung zwischen Walze und Band, so daß von der Reibgleichung: dQ/dt = N.k.vg mit der Wärmemenge Q, der Normalkraft N, dem Reibkoeffizienten k und der Gleitgeschwindigkeit vg ausgegangen werden kann.
  • Unter Berücksichtigung der Walzspaltgeometrie erhält man nach Division der erzeugten Wärmeleistung dQ/dt durch das Volumen des mit dem Band in Verbindung stehenden Zylinderabschnittes der Arbeitswalze für die Wärmeleistungsdichte qF die oben angegebene Gleichung, in der die Wärmeleistungsdichte qF als normierte Größe auftritt.
  • Der Zusammenhang zwischen der Kühlmittelmenge Q und der Wärmeleistungsdicht qF (v,P,h) wurde mit statistischen Methoden in der Systemanalyse nachgewiesen. Dabei zeigte es sich, daß Streuungen in der Darstellung von Q (qF), die von Walzmannschaften verursacht wurden, gegenüber anderen in der Gleichung (1), nicht erfaßten Walzkenngrößen dominierten, woraus der SchluR gezogen werden kann, daß die andere, nicht erfaßte Einflußgrößen vernachlässigbar sind. Beispielsweise konnte eine Abhängigkeit der erforderlichen Kühlmittelmenge von der elektrischen Walzleistung nicht nachgewiesen werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Beziehung, die einen Zusammenhang zwischen der Wärmeleistungsdichte in der Arbeitswalze (gegebenenfalls auch lediglich der Walzgeschwindigkeit) und der zugehörigen erforderlichen Kühlmittelmenge herstellt, in Vorversuchen ermittelt wird, bei denen der Walzer aufgrund seiner Erfahrung die Kühlmittelmengen der einzelnen Zonen gemäß den Erfordernissen einstellt und bei denen gleichzeitig die eingestellten Kühlmittelmengen so wie die zur Errechnung der Wärmeleistungsdichte erforderlichen Meßgrößen registriert werden. Durch dieses Verfahren kann zur Ermittlung der gewünschten Beziehung auf die Erfahrung des Walzers zurückgegriffen werden, ohne daß umfangreiche, schwierige theoretische Überlegungen mit zweifelhaftem Erfolg durchgeführt werden müssten.
  • Zur Ermittlung der Beziehung werden zu verschiedenen Zeiten des Walzprozesses Meßwertsätze erfaßt, aus denen die jeweils zugehörigen Wärmeleistungsdichten qF gemäß der Beziehung (1) errechnet werden. In einem Wärmeleistungsdichte-Durchflußmengen-Diagramm werden dann die empirisch ermittelten Meßpunkte aufgetragen.
  • Wegen der subjektiven Beeinflußung der Emulsionsmengen durch den Walzer werden diese durch verschiedene Walzmannschaften auch bei vergleichbaren Prozeßbedingungen häufig recht unterschiedlich eingestellt. Auch wird ein und derselbe Walzer bei verschiedenen, jedoch gleichartigen Prozeßbedingungen immer wieder unterschiedliche Emulsionsmengenvorgaben einstellen. Um diese subjektiven Einflüsse auszugleichen, ist es zweckmäßig, eine Vielzahl von Meßpunkten (Meßwertsätzen) unter Mitwirkung verschiedener Walzer empirisch zu erfassen und diese in einem Wärmeleistungsdichte-Durchflußmengen-Diagramm aufzutragen. Durch Mittelwertbildung der DurchfluRmengenwerte, die jeweils in einem Wärmeleistungsdichte-Intervall liegen, kann der gewünschte funktionelle Zusammenhang zwischen der Wärmeleistungsdichte und der Durchflußmenge ermittelt werden.
  • Es zeigt sich jedoch, daß der derart gebildete funktionelle Zusammenhang häufig nicht stetig verläuft, sondern starke Schwankungen aufweist. Daher ist es vorteilhaft, daß der durch Mittelwertbildung gewonnene funktionelle Zusammenhang derart geglättet wird, daR sich eine glatte, monoton ansteigende Beziehung zwischen Wärmeleistungsdichte und Durchflußmenge ergibt.
  • Bei der empirischen Ermittlung der Beziehung zwischen Wärmeleistungsdichte und Durchflußmenge, die der automatischen Regelung der Durchflußmenge zugrundegelegt werden soll, fallen eine Vielzahl von Meßwerten an, die hinsichtlich ihres Erfassungszeitpunktes zu Datensätzen zusammengefaßt werden. Es ist vorteilhaft, bei der Auswertung der Meßdaten einen elektronischen Rechner zu verwenden. Der elektronische Rechner kann bei Vorversuchen die Einstellwerte der Kühlmittelmenge der einzelnen Zonen sowie die erforderlichen Meßgrößen (Walzgeschwindigkeit, Walzkraft, Stichabnahme) automatisch registrieren und speichern und unter Berücksichtigung einstellbarer Versuchparameter (Walzenradius, Walzenmaterialkenngrößen, Walzgutkenngrößen) die gewünschte Beziehung zwischen Wärmeleistungsdichte und Durchflußmenge errechnen.
  • Dabei kann der Rechner gegebenenfalls eine Mittelwertbildung durchführen und eine Glättung des funktionellen Zusammenhanges vornehmen. Beim Automatikbetrieb berechnet der Rechner aus den laufend anfallenden Meßwerten ständig die Wärmeleistungsdichte und setzt diese anhand der durch ihn selbst empirisch gewonnenen Beziehung in entsprechende Sollwerte für die Durchflußmengen um.
  • Der elektronische Rechner ist zwischen Hand- und Rechnerbetrieb umschaltbar. Bei Handbetrieb wird die Anlage mit den vorhandenen Bedienungseinrichtungen (Leuchtdrucktastenfeld) durch den Walzer gefahren (Vorversuchsbetrieb). Während dieser Vorversuche ergänzt der Rechner laufend die gespeicherten Meßdaten und zieht diese zu einer Neuberechnung bzw. Korrektur der Beziehung zwischen Wärmeleistungsdichte und Durchflußmengen heran. Beim Rechnerbetrieb errechnet der Rechner die Durchflußmengensollwerte anhand der MeRwerte und der abgespeicherten Beziehung zwischen der Wärmeleistungsdichte und den Solldurchflußmengen und gibt die Durchflußmengensollwerte den DurchfluRreglern vor. Die DurchfluR-mengensollwerte sind hierbei quasi kontinuierlich einstellbar, so daß die grobe, stufenweise Einstellung, wie sie bisher an dem Leuchtdrucktastenfeld vorgenommen wurde, überwunden wird.
  • Es handelt sich bei der automatischen Vorgabe der Durchflußmengensollwerte um eine Steuerung. Zur Feinabstimmung auf die gegebenen Verhältnisse ist es zweckmäßig, dem Walzer die Möglichkeit zu geben, Einfluß auf die Kühlmittelverteilung und damit auf die thermische Bombierung zu nehmen. Dies kann erforderlich sein, da die Emulsionsmengenvorgaben nur den Arbeitspunkt vorgeben kann. Die Abstimmung der thermischen Bombierung der Walze auf die gegebenen Bandverhältnisse ist mit einer Steuerung nicht möglich. Weiterhin ist im zeitlichen Verlauf der Walzenabnutzung keine Gesetzmäßigkeit erkennbar. Schließlich ist der Einfluß des Walzenwechsels und der Walzenstillstandzeiten auf die Änderung der thermischen Bombierung und damit auf die Kühlmenge nur mit großem Aufwand beschreibbar.
  • In vorteilhafter Weise wird der äußere Eingriff über entsprechende Bedienelemente vorgenommen, durch die die Durchflußmengensollwerte mit vorgebbaren Proportionalitätsfaktoren auch während des Walzbetriebes beaufschlagbar sind. Diese Proportionalitätsfaktoren können beispielsweise zwischen 0,8 und 1,2 liegen.
  • Es kann beispielsweise zweckmäßig sein, durch Betätigung eines Bedienelementes (Drehknopf) die Proportionalitätsfaktoren für die einzelnen Durchflußmengensollwerte automatisch so einzustellen, daß sich die Kühlmittelverteilung längs der Walzenachse unter Beibehaltung der Gesamtkühlmenge ändert. Dies ist beispielsweise dann erforderlich, wenn sich herausstellt, daß in der Mittelzone eine zu geringe und in der Randzone eine zu hohe Kühlmittelmenge aufgebracht wird bzw. umgekehrt.
  • Neben dem eben erwähnten Eingriff kann noch ein zweiter Eingriff von Vorteil sein, durch den die Walze innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches einstellbar ist, ohne daß die Verteilung längs der Walzenachse geändert wird. Dieser Eingriff kann durch Betätigung eines weiteren Bedienungselementes (Drehknopf) erfolgen, das die Werte aller Kühlzonen proportional gleich vergrößert bzw. verkleinert. Die Kühlmittelverteilung verändert sich dabei nicht.
  • Damit stehen zwei Eingriffe zur Verfügung, die gegenseitig entkoppelt sind. Mit dem ersten wird nur Einfluß auf die Kühlmittelverteilung bzw. die thermische Bombierung, mit dem zweiten nur Einfluß auf das Temperaturniveau genommen.
  • Durch die selbsttätige Vorgabe der Emulsionsmenge in Verbindung mit komfortablen Handeingriffsmöglichkeiten wird der Walzer entlastet und kann sich intensiver auf den Walzablauf konzentrieren.
  • Mit dem Einsatz des Automatsierungsverfahrens können die personenabhängigen Schwankungen der Produktion und der Qualität abgebaut werden. Es kann ein nennenswerter Rückgang der Bandreißquote sowie eine deutliche Verbesserung der Bandplanheit erzielt werden. Unterschiede in der Schichtleistung verschiedener Walzmannschaften können abgebaut werden. Durch die reproduzierbaren Sollwertvorgaben kann eine Annäherung an die idealen Walzspaltverhältnisse und eine Vergleichmäßigung des Prozesses erzielt werden.
  • Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.
  • Es zeigt: Fig. 1 das Reversiergerüst eines Mehrrollen-Kaltwalzwerkes mit Kühl- und Schmiermittelversorgung, Fig. 2 eine Anordnung zur Steuerung der Durchflußmengen einzelner Sprühzonen, Fig. 3 den zeitlichen Verlauf der Meßwerte der Walzgeschwindigkeit, der Walzkraft und der Stichabnahme sowie der Einstellwerte der Durchflußmengen und Fig. 4 die Abhängigkeiten verschiedener bis 6 Durchflußmengensollwerte von der Wärmelei stungsdichte.
  • In Figur 1 ist ein Walzgerüst, bestehend aus je zwei Arbeitswalzen 10,11 und zwei Stützwalzen 12,13 dargestellt. Zwischen den Arbeitswalzen 10, 11 läuft das Walzgut 14 hindurch, welches durch zwei Umlenkrollen 15,16 geführt wird. Das Kühl- und Schmiermittel (Emulsion) wird über Sprühbalken 17,18,19,20,21,22 auf die Walzen des Walzgerüstes und das Walzgut 14 gesprüht.
  • Wegen konstruktiver Gegebenheiten sind die Sprühbalken 17... 22 auf der sogenannten offenen Einlaufseite (rechts in fünf Zonen) und auf der Auslaufseite (links) in sieben Zonen unterteilt, über die das Einströmen der vom Rechner vorgegebenen Kühl- und Schmiermittelmengen auf Stützwalzen 12,13, Arbeitswalzen 10,11 und das Walzgut 14 erfolgt. Durch den Versatz der Arbeitswalzen 10,11 aus der Stützwalzenmitte resultiert aus der Zerlegung der Walzkraftnormalen eine horizontale Kraftkomponente. Bei der Walzrichtung von rechts nach links wirkt dieser Komponente die Umfangskraft entgegen. In umgekehrter Richtung dagegen addieren sich Walzkraftkomponente und Umfangskraft, wodurch im Vergleich zur anderen Richtung eine höhere mechanische Durchbiegung der Arbeitswalzen entsteht. Der Verlust der mechanischen Bombierung in der Walzrichtung von links nach rechts wird durch relativ geringere Kühlmittelmenge (fünf statt sieben Zonen) als in entgegengesetzter Richtung kompensiert.
  • Die Figur 2 zeigt eine Anordnung zur Steuerung der Durchflußmengen einzelner Sprühzonen, die in axialer Richtung der Walzen angeordnet sind. Es ist eine Walze 23 dargestellt, deren Längsrichtung in fünf Sprühzonen 1,2,3,4,5 eingeteilt ist. In jeder der Sprühzonen 1,2,3,4,5 sind mehrere Sprühdüsen, die nicht näher dargestellt sind, angeordnet, die über eine gemeinsame Kühlmittelleitung versorgt werden. Die beiden äußeren Sprühzonen 1, 5 sind als Randzone RZ zusammengefaßt, die mittlere Sprühzone 3 wird mit Mittelzone MZ bezeichnet und die zwischen Mittel- und Randzone liegenden Sprühzonen 2,4 sind zu einer Zwischenzone ZZ zusammengefaßt Das Kühlmittel wird einem Rücklaufbehälter 25 entnommen.
  • Eine Hauptpumpe 26 fördert den Emulsionshauptstrom 27 zum Walzgerüst. Bei Nullabnahme des Walzgerüstes wird die gesamte Emulsionsmenge über einen ansteuerbaren Dreiwegehahn 28 direkt in den Rücklaufbehälter 25 zurückgefördert. Falls das Gerüst Emulsion abnimmt, läuft der Emulsionshauptstrom 27 auf ein Druckregelventil 29 (auch Überströmer genannt), das für konstanten Versorgungsdruck sorgt und die nicht vom Gerüst abverlangten Mengen direkt in den Rücklaufbehälter ableitet. Nach dem Druckregelventil 29 verzweigt sich das System in die einzelnen Kühlzonen-Verteilungen, in denen jeweils die Durchflußmenge gemessen und geregelt wird.
  • Als Regelkreis dient jeweils eine DurchfluRmengenmeßstelle 30, ein Durchflußregler 31 und ein steuerbares Durchflußmengenventil 32. Der Regler 31 vergleicht den Durchflußmengenistwert der Meßstelle 30 mit einem Kühlmittelmengensollwert QMZ, QZZ, QRZ und gibt eine Stellgröße für das Durchflußmengenventil 32 aus.
  • Die Bereitstellung der Kühlmittelmengensollwerte QMZ, Qzz, QRZ erfolgt durch eine Auswerteeinheit 33. In die Auswerteeinheit 33 werden einerseits zyklisch erfaßbare Meßwerte 34, wie Walzgeschwindigkeit v, Walzkraft P und Stichabnahme h, und andererseits prozeßbedingte Konstanten 35, wie Walzenradius r, Elastizitätsmodul und Querkontraktionszahl der Walze, eingegeben. Aus den Meßwerten 34 und Kontanten 35 errechnet die Auswerteeinheit 33 laufend die normierte Wärmeleistungsdichte qF anhand der Beziehung (1).
  • Der jeweils errechnete Wert der Wärmeleistungsdichte qF wird anhand von in der Auswerteeinheit 33 abgespeicher ten Beziehungen Qi = Qi (qF) in Durchflußmengensollwerte Qi transformiert. Der Index i steht für Mittelzone MZ, Zwischenzone ZZ oder Randzone RZ.
  • Das Programm der Auswerteeinhet 33 ist durch zwei weitere Eingangskanäle 36, 37 beeinflußbar. Durch beide Eingangskanäle 36,37 läßt sich die Form der abgespeicherten Beziehungen Qi (qF) beeinflussen. Es läßt sich der Funktionsverlauf jeweils proportional anheben bzw. absenken.
  • Durch einen Eingangskanal 36 ist es möglich, alle Funktionen gleichzeitig und um den gleichen Faktor anzuheben bzw. abzusenken, so daß die Gesamtkühlmenge verändert wird, jedoch die Kühlmittelverteilung in den einzelnen Sprühzonen beibehalten wird. Durch Eingabe über den zweiten Eingangskanal 37 läßt sich eine Veränderung der Kühlmittelverteilung unter Beibehaltung der Vorgabe für die Gesamtkühlmenge einstellen. Dies erfolgt in der Weise, daß die Funktion für den Durchflußmengensollwert der Mittelzone MZ angehoben wird, während die Funktion für den Durchflußmengensollwert der Zwischenzone ZZ entsprechend abgesenkt wird.
  • Der Walzer kann auch aufgrund langfristiger Erfahrungen eine Beeinflußung der Funktion Qi (qF) vornehmen, in dem er eine Änderung der Parameter über die Eingangskanäle 35 vornimmt.
  • Die in der Auswerteeinheit 33 abgespeicherten Beziehungen Qi = Qi (qF) werden durch Vorversuche ermittelt.
  • Unter Vorversuche wird ein Walzbetrieb verstanden, bei dem der Walzer anhand eines Drucktastenleuchtfeldes die Einstellung der Durchflußmengen jeder der Kühlzonen einzeln vornimmt. Dabei werden einerseits laufend die Me£-werte der Walzgeschwindigkeit v, der Walzkraft P und der Stichabnahme h sowie andererseits die eingestellten Durchflußmengen je Sprühzone zeitlich festgehalten. Es ergeben sich hierbei Diagramme, wie sie in Fig. 3 darge- stellt sind. Aus dem untersten Diagramm, das den zeitlichen Verlauf der Durchflußmengen Qi darstellt, ist ersichtlich, daß der Walzer die Durchflußmengen Qi nicht kontinuierlich, sondern in Stufen eingestellt hat. Die Einstellung nimmt er aufgrund seiner Erfahrung vor.
  • Zur Auswertung der Meßwerte wird aus der Walzgeschwindigkeit v, der Walzkraft P und der Stichabnahme h unter Berücksichtigung der entsprechenden Konstanten die Wärmeleistungsdichte qF gemäR oben stehender Beziehung (1) für verschiedene Zeitpunkte t1, t2 errechnet und mit den zum gleichen Zeitpunkt eingestellten DurchfluBmengenwerten Qi in Beziehung gesetzt. (Siehe Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6). Es wird eine Vielzahl derartiger Meßpunkte aufgenommen, wobei auch von verschiedenen Walzmannschaften durchgeführte Versuche berücksichtigt werden können, so daß individuelle Beurteilung verschiedener Walzer ausgeglichen werden.
  • Die Meßpunkte in den qF-Qi-Diagrammen werden ausgewertet, in dem eine Mittelwertbildung der Qi-Werte in qF -Intervallen durchgeführt wird. Es ergibt sich hierbei ein Kurvenverlauf, wie er durch die gestricnelte Linie in den Figuren 4 und 5 dargestellt ist. Der oszillierende Kurvenverlauf entspricht nicht dem erwarteten stetigen Kurvenverlauf, so daß die gestrichelte Kurve geglättet wird. Hierbei ergibt sich jeweils die stark durchgezogene Kurve, welche in der Auswerteeinheit 33 als empirisch ermittelte Beziehung Qi = Qi (qF) abgespeichert wird.
  • Durch Beeinflußung über die Eingangskanäle 36,37 läßt sich der Kurvenverlauf der durchgezogenen Kurve proportional verändern. Dies soll durch die beidseits der stark gezeichneten Hauptkurven angeordneten schwächeren Nebenkurven angedeutet werden.
  • In den Figuren 4 bis 6 sind die Wertebereiche auf der Qi- und der q-Achse in je 100 Rasterbereiche (j,l) aufgeteilt. Falls in ein Qi,j/qF,l-Raster mehrere Wertepaare fallen, ist deren Anzahl durch alphanummerische Zeichen und Sonderzeichen ausgedrückt.

Claims (10)

  1. Ansprüche 1. Verfahren zur Walzenkühlung an einem Kaltwalzwerk, bei dem zur Einstellung einer Kühlmittelmengenverteilung die Kühlmittelmenge längs der Walzenachse zonenweise einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmenge jeder Kühlzone i durch einen Durchflußregelkreis geregelt wird, dessen Durchflußmengensollwert Qi anhand einer empirisch ermittelten Beziehung Qi = Qi (qF) nachgeführt wird, wobei qF die Wärmeleistungsdichte in der Walze ist, die anhand von meßbaren Prozeßgrößen und Walzsollwerten laufend errechnet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleistungsdichte qF gemäß der Gleichung v.P. (1 + P/ c.h)/ r aus den laufend erfaRten Meßwerten der Walzgeschwindigkeit v, der Walzkraft P und der Stichabnahme h sowie dem Arbeitswalzenradius r und der Konstanten c errechnet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beziehung Qi = Qi (qF) in Vorversuchen ermittelt wird, bei denen der Walzer aufgrund seiner Erfahrung die Kühlmittelmengen der einzelnen Zonen i gemäß den Erfordernissen einstellt und bei denen gleichzeitig die Kühlmittelmengen sowie die zur Errechnung der Wärmeleistungsdichte erforderlichen Meßgrößen registriert werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Meßpunkten im qF-Qi-Diagramm, gegebenenfalls in verschiedenen Walzdurchläufen, empirisch ermittelt werden und durch Mittelwertbildung der Qi-Werte, die in einem q-Intervall liegen, die Beziehung Qi = Qi (qF) gebildet wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Mittelwertbildung gewonnene funktionelle Zusammenhang zwischen der Wärmeleistungsdichte qF und der Durchflußmenge Qi derart geglßttet wird, daß sich eine monoton ansteigende Beziehung Qi = Qi (qF) ergibt.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektronischer Rechner vorgegeben ist, der bei Vorversuchen automatisch die Einstellwerte der Kühlmittelmengen der einzelnen Zonen i sowie der erforderlichen Meßgrößen registriert und unter Berücksichtigung einstellbarer Versuchsparameter die Beziehung Qi = Qi (qF) errechnet und gegebenenfalls die Mittelwertbildung und Glättung durchführt.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner die Werte von Vorversuchen laufend ergänzt und die aufgelaufenen Vorversuchswerte zur Neuberechnung und Korrektur der Beziehung Qi = Qi (qF) heranzieht.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß durch äußere Eingriffe über entsprechende Bedienelemente (36,37) die Durchflußmengensollwerte Qi mit vorgebbarem Proportionalitätsfaktoren auch während des Walzbetriebes beaufschlagt werden können.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch Betätigung eines Bedienelementes (37) die Proportionalitätsfaktoren ki automatisch so eingestellt werden, daß sich die Kühlmittelverteilung längs der Walzenachse unter Beibehaltung der Gesamtkühlmenge ändert.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch Betätigung eines Bedienelementes (36) alle Durchflußmengensollwerte Qi mit dem gleichen Proportionalitätsfaktor k beaufschlagt werden, so daß die Gesamtkühlmenge unter Beibehaltung der Kühlmittelverteilung verändert wird.
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