DE3519642A1 - Verfahren zum steuern der stauchoeffnung in einem walzwerk - Google Patents
Verfahren zum steuern der stauchoeffnung in einem walzwerkInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der
Breite eines Grobblechs in einer Blechwalzung.
In den vergangenen Jahren vollzog sich beim Verfahren zur Herstellung von Brammen in Warmwalzwerken für dünne
Bleche ein Wandel vom bis dahin üblichen Blockwalzen zum Kontinuierlichen Walzen, und zwar aufgrund der Forderungen nach Produktivitätssteigerungen und Energieeinsparungen. Während es im Blockwalzverfahren aber relativ
leicht ist, jede Brammengröße für eine Soll-Endbreite zuzuführen, können beim Kontinuierlichen Verfahren Brammen unterschiedlicher Größe nur nacheinander in Etappen
verarbeitet werden. Aus diesem Grunde muß hier im Gegensatz zum Blockwalzen eine Walzung entsprechend großen
Ausmaßes in einem Vorwalzverfahren durchgeführt werden,
um eine Breite des Blechs festzulegen.
Wenn aber diese Vorwalzung oder Horizontalwalzung durchgeführt wird, ist bekannt, daß irreguläre Verformungen
wie Schwalbenschwänze an der Vorder- und Hinterkante des Blechs auftreten, die der Erhöhung der Ausbeute entgegenstehen. Weiterhin werden Abweichungen der Blechbreite
von der Sollbreite an regulären Verformungszonen aufgrund einer Walzspur, deren Größe nicht zu vernachlässigen ist, erzeugt.
Um die irregulären Verformungen an der Vorder- und der Hinterkante zu vermeiden, ist vorgeschlagen worden, die
Stauchöffnung im voraus entsprechend einer Gleichung zu
steuern, die in jüngster Vergangenheit aus experimentellen Daten abgeleitet wurde (siehe z.B. Japanische Offenlegungsschrift 69556/79). Die Regelgröße
wird dort vorher auf der Basis des Standarddurchlaufprogramms bestimmt und kann so grob gesteuert werden. Es
erweist sich jedoch als nachteilig, daß die Breitenvariation aufgrund äußerer Störfaktoren während des
Betriebes nicht gesteuert -werden kann und die Streuung
BAD
-2-
-2-
3513642
unter den einzelnen Grobblechen nur einer Steuerung nach
einem Durchschnitt unterworfen werden kann.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obengenannten Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren
zur Steuerung der Stauchöffnung anzugeben, mit dem selbst unter äußeren Störeinflüssen und bei Streuung unter den Grobblechen eine exakte Steuerung der Variation
entsprechend erzielt werden kann und eine gewünschte Gestalt des gewalzten Blechs ohne Deformation erzielt
werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Steuern der Stauchöffnung in einem Walzwerk gelöst,
das daduch gekennzeichnet ist, daß eine Breitenverteilung eines Grobblechs am Einlauf eines Stauchkalibers im
Walzgerüst gemessen wird, eine optimale Verteilung der Stauchöffnungsvariation auf der Basis eines vorbestimmten Durchlaufprogramms, einer Sollverteilung einer
Breitenabweichung des gewalzten Blechs, die am Auslauf des Walzwerkes erwartet wird, und der Breitenverteilung
des zu walzenden Blechs am Einlauf des Stauchkalibers berechnet wird, und daß die optimale Verteilung der
Stauchöffnungsvariation an eine Einstelleinheit der Stauchöffnung für die Steuerung gelegt wird.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Steuerungsapparatur für die
Stauchöffnung, die das erfindungsgemäße
Verfahren ausführt,
Fig. 2 (A), (B) und (C) Querschnitte durch Material vor dem Walzvorgang, nach der Stauchung
-3-
10
3 5 Ί 9 6 A
am Stauchkaliber bzw. hinter der Horizontalwalzung,
Fig. 3 eine Draufsicht, die schematisch die Formänderung des gewalzten Materials
während der Walzung darstellt.
Gemäß Fig. 1 passiert das zu walzende Grobblech 3 zunächst das Stauchkaliber 1 und dann die
Horizontalwalze 2, wonach das Blech 3 zu einer bestimmten Form gewalzt ist und einem nachfolgenden
Walzvorgang(nicht dargestellt) zum Polieren zugeführt wird. Eine Vorrichtung 4 zum Messen der
Blechbreite am Einlauf des Stauchkalibers 1 ist ganz in dessen Nähe so angeordnet, daß die Breite
des Blechs 3 vor dem Durchgang durch dieses Kaliber erfaßt wird und die Breitenverteilung Ul (x)
des Blechs 3 erhalten wird (wobei χ der Abstand won der Blechvorderkante ist). Eine Verteilung
Cl W (x) der Breitenabweichung, berechnet aus
der Differenz zwischen Ul (x) und einem Sollwert Ul der Blechbreite am Einlauf, wird in einen
Speicher 5 abgelegt und mit einer Zeitverzögerung hinter einer Zeitwerzögerungsschaltung 6 an einen
Computer 7 gegeben. Die Zeitverzögerung wird für die zeitliche Abstimmung benötigt, so daß ein
Punkt, an dem der Wert der Blechbreite im Speicher 5 niedergelegt wurde, auch vom
Stauchkaliber 1 angesprochen werden kann.
Ein übergeordneter Computer (nicht dargestellt) o.dgl. bestimmt vorher einen Durchlaufprogrammwert 8, d.h. den Sollwert W der Blechbreite am Einlauf, einen Einstellwert W, für die Stauchöffnung, eine Blechbreite W„ unter der Annahme, daß
Ein übergeordneter Computer (nicht dargestellt) o.dgl. bestimmt vorher einen Durchlaufprogrammwert 8, d.h. den Sollwert W der Blechbreite am Einlauf, einen Einstellwert W, für die Stauchöffnung, eine Blechbreite W„ unter der Annahme, daß
-4-
nur Bleche mit beim Stauchwalzen entstandenen
Stauchungen an den Rändern horizontal gewalzt werden, und eine Blechbreite W-, nach der Horizontalwalzung.
Diese Werte werden an den Computer 7 gegeben. Dieser wird zusätzlich mit einer Sollverteilung Δ W-, 9 der
Breitenabweichung, die am Auslauf des Walzwerkes erwartet wird, gefüttert. Der Computer 7 berechnet
dann eine optimale Verteilung Δ W, der Stauchöffnungsvariationsgröße aufgrund der Verteilung
Δ W (χ) der Breitenvariation auf der Basis einer vorbestimmten
Gleichung, um die Sollverteilung Δ W, der
Breitenvariation nach der Horizontalwalzung zu erhalten. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verteilung
(Gleichungen 1 bis 4) des irregulären Verformungsmaßes in der Bewegungsrichtung des Bleches, hervorgerufen
durch die Horizontalwalzung, die entsprechende Blechlänge in Bewegungsrichtung (Gleichungen 5 bis 8), die Verteilung ^ (x) des Wirkungsgrades beim Einstellen
der Blechbreite in Bewegungsrichtung an der irregulären Verformungszone (Gleichungen 9 und 10) und schließlich die optimale Verteilung Δ W,(χ ) der Stauchöffnungsvariationsgröße (Gleichung 11) mit Hilfe vorgenannter Werte berechnet. Die Verteilung Δ W,(χ) wird dann an
eine Stauchöffnungseinheit 10 zur Steuerung der Stauchöffnung gegeben.
Breitenvariation nach der Horizontalwalzung zu erhalten. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verteilung
(Gleichungen 1 bis 4) des irregulären Verformungsmaßes in der Bewegungsrichtung des Bleches, hervorgerufen
durch die Horizontalwalzung, die entsprechende Blechlänge in Bewegungsrichtung (Gleichungen 5 bis 8), die Verteilung ^ (x) des Wirkungsgrades beim Einstellen
der Blechbreite in Bewegungsrichtung an der irregulären Verformungszone (Gleichungen 9 und 10) und schließlich die optimale Verteilung Δ W,(χ ) der Stauchöffnungsvariationsgröße (Gleichung 11) mit Hilfe vorgenannter Werte berechnet. Die Verteilung Δ W,(χ) wird dann an
eine Stauchöffnungseinheit 10 zur Steuerung der Stauchöffnung gegeben.
Die irreguläre Verformungszone £ an der Vorderkante, die
reguläre Verformungszone Jb und die irreguläre Verformungszone £ an der Hinterkante sind in Fig. 1 angedeutet. Dort
ist auch eine Ausgangskurve jw der Breitenmeßvorrichtung
gezeigt.
Im folgenden werden die vom Computer 7
-5-
angewandten Gleichung beschrieben. Hierbei stehen die Inidzes T und B für die Vorder- bzw. Hinterkante des
Bleches für die Stauch- bzw. Horizontalwalzung. Nach der Stauchwalzung berechnet sich die Breitenabweichung
A WT .. an der Blechworderkante und die Breitenabweichung
£1 Wß y an der Blechhinterkante nach den folgenden
Gleichungen:
1 *
Bs
t»
11)
JWi.v
3 +
-Hi-—"!. L
CW. -Wi ) \ .
Li+ Λ Be
t·
Nach der Horizontalwalzung gilt für die Verteilung y (χ) der Breitenabweichung an der Vorderkante und
für die entsprechende Verteilung 4Uß l/x' an der ^in~
terkante;
bzw
JW, ,„ (χ)
wobei
Lg
Λ&Ε
durch das Blechmaterial bestimmte
Konstanten,
Konstanten,
die Blechbreite am Einlauf vor der Walzung
das Einstellmaß für die Stauchöffnung,
die .Plattendicke,
die Längen der Breitenreduktionszone,
die BreitenwiederheretellgröQe '
der regulären Deformationszone durch Stauchwalzung (vgl. Fig. 2)
bad
35Ί96Α2
< . der Abstand von der Blechvorderkante,
It» ^S d"^e hängen der Breitenzunahmezonen,
ζ eine Konstante,
"Ή das horizontale Walzverhältnis,
9<rH) eine Funktion mit der Variablen r..
Die Längen Lj, LQ, der Breitenreduktionszone und
die Lengen Ij, lß der Breitenzunahmezone in der irregulären
Verformungszone werden mit Hilfe folgender Gleichungen berechnet werden:
(Wo-Wi)/r v
) ι + β·τ·- Λ
I :
„*% · J
)(r k
X^l + ex ZT >~15)
Wx*
C7i
- CS).
7-
BAD OHiCf^AL
•Ti . ·η· «pi . ·». ·τ. r . k. ί . pT .ty : Konstanten,
die AnpreQlänge,
roit *<J 5» / JDs · , ,..- »und
der Duchmesser des Stauchkalibers
Die Verteilung "V γ(χ) des Wirkungsgrades der Blechbreiteneinstellung an der Vorderkante und die Verteilung
η(χ) des Wirkungsgrades der Blechbreiteneinstellung an
der Hinterkante werden aus <d Uy u und c\ Wß w anhand folgender Gleichungen berechnet:
ϊτ W = ^e + i Φ · r~ —-—- - - 19»
(W )
f(x) die Verteilungskurve der Breitenreduktion in der Stauchwalzung und
/u der Wirkungsgrad der Blechbreiteneinatellung an der
regulären Deformatipnezone ist.
Die optimale Verteilung ^W,(x) der StauchöffnungsvariationsgröOe wird aus den Verteilungen ^τ(χ) und ^o(x)
mit Hilfe folgender Gleichung berechnet:
BAD ORIGINAL
-8-
-jr-
JiW.W -jg J
^y.(x) die Sollverteilung der BlechbreitendeviationN,
nach der Stauchwalzung, und
K , K1 Konstanten sind,
ο 1
,(x) an der Blechvorderkante wird durch Ersetzen von
J (x) durch ^T^ und ^Ujix) an der
Blechhinterkante durch Ersetzen von *y (x) durch
erhalten.
Weiterhin genügen ^W2Cx), ^W3(x), ^1«ΐ)Η(χ) und
d (x) den folgenden Beziehungen:
D ι η
(ii) Für Jlx < x
< Gesamtlänge " -*«;
(iii) Füjr Qesamtlänge " M i x · Gesamtlänge
Entsprechend den obigen Gleichungen wird die irreguläre
Verformung an der Blechvorder- und -hinterkante in eine Breitenreduktionsverformung durch das Stauchwalzen und
eine plektrumartige Verformung durch das Horizontalwalzen aufgeteilt, um im voraus die Größe und Länge davon
zu berechnen. "'.
Die optimale Stauchöffnungseinstellung für die einzelnen
Bleche kann mit dem oben berechneten Wert ermittelt werden. Daher kann die exakte Berechnung vorgenommen
werden, während den Ualzbedingungen eng gefolgt wird.
Das Verfahren nach der Erfindung besteht also aus dem Messen der Breite des gewalzten Blechs, dem Bestimmen
der Stauchöffnungseinstellung mit Hilfe einer,vorherbestimmten Berechnung auf der Basis des gemessenen Wertes
und dem Anlegen der Einstellgröße an die Einstellvorrichtung der Stauchöffnung zur Steuerung. Die Stauchöffnungssteuerung kann daher mit größerer Genauigkeit
durchgeführt werden und dabei äußere Störfaktoren
oder Abweichungen der Bleche in ihrer Form aufgrund der -Streuung der Ziehtemperatur eines Ofens oder der Walzeinstellung ausgleichen.
Da die Form des Walzwerks nicht auf ein Quadrat beschränkt ist, wenn die Breitenvariation im nachfolgenden
Walzvorgang zum Polieren berücksichtigt wird, kann auch eine andere als quadratische, aber ebene Form gewalzt
werden, da die Verteilung der Stauchöffnungsvariationsgrööe aus der Sollverteilung der Breitenabweichung des
gewalzten Blechs am Auslauf des Walzwerkes und der gemessenen Verteilung der Breitenabweichung berechnet
wird.
Da die Breitenvariation an der regulären Verformungszone
auch derartig gehandhabt werden kann, kann die Verteilung der Breitenabweichung an dieser Zone durch erstere
ersetzt werden.
BAD ORIQiNAL
- Leerseite -
Claims (12)
1) Mitsubishi Jukogyo K.K.
5-1, Marunouchi; 2-chome, Chiyodo-ku Tokyo, Japan
2) Mitsubishi Denki Kab.K.
2-3, Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku Tokyo, Japan
Verfahren zum Steuern der Stauchöffnung in einem Walzwerk
Patentansprüche
1. Uerfahren zum Steuern einer Stauchöffnung in einem
Walzwerk mit Stauchkaliber,
gekennzeichnet durch
die folgenden Verfahrensschritte:
(i) Messen einer Breitenv/erteilung W ( x) eines zu
walzenden Materials (3) am Einlauf des Stauchkalibers (1),
-2-
v.
TELEGRAMM TELEFON: BANKKONTO: POSTSCMECKKONIO
INVENTION 03Q/89160 37 ofcHLINERBANKAQ P MEISSNER BLN W
BEHLIN 03OJtWl 302S BEHLINJI A0U*T^tm
ζ
-2-
(ii) Berechnen einer optimalen Verteilung
^lWi(x) der Stauchöffnungsvariationsgroße aus einem vorbestimmten Durchlauf«
programm, aus einer Sollv/erteilung 4W-j( x)
einer Breitenabweichung des gewalzten Materials, die an einem Auslauf des Walz-Werkes erwartet wird, und aus der Breitenverteilung U (χ) des gewalzten Materials
am Einlauf des Stauchkalibers,
und
(iii) Anlegen der optimalen Verteilung der StauchöffnungsvariationsgröOe an eine
Stauchöffnungeeinstelleinheit (IQ) für
die Steuerung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Walzwerk eine Horizontalwalze (2) aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Durchlaufprogramm zur Berechnung der optimalen Verteilung 4 W,(x) der StauchöffnungsuariationsgrÖQe
einen Sollwert W einer Blechbreite am Einlauf, einen
Stauchöffnungseinstellwert W,, eine Blechbreite W2 unter
der Annahme, daß nur Bleche mit beim Stauchwalzen entstandenen Stauchungen an den Rändern horizontal gewalzt
werden, und die Blechbreite W-, nach der Horizontalwalzung einbezieht.
<
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß sich der Verfahrensschritt zur Berechnung der optimalen Verteilung ^üW-j(x) der Stauchöffnungsuariationsgröfle seinerseits aus den folgenden Schritten zusanunenset zt:
BAD ORIGINAL -3-
3513642
(i) Berechnung einer Verteilung der ßreitenabweichung in Bewegungsrichtung de.a
Bleche (3) in einer irregulären Verfarmungszone, die während des Walzvorgangs
erzeugt wird, und der Blechlänge in Bewegungsrichtung,
(ii) Berechnung des Wirkungsgrades der Blechbreiteneinstellung auf der Basis
der berechneten Werte für die Verteilung der Breitenabweichung und der Länge des Blechs in Bewegungsrichtung,
(iii) . Berechnung einer optimalen Verteilung
der Stauchöffnungsuariation mit Hilfe
des Wirkungsgrades der Blechbreiteneinstellung.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt zur Berechnung der Verteilung der
Breitenabweichung in Bewegungsrichtung des Blechs in der irregulären Verformungszone, die während des Walzvorgangs
erzeugt wird, Berechnungen beinhaltet, wonach die Breitenabweichung ΔνΎ w an der Vorderkante des Blechs und
die Breitenabweichung /idin μ an der Hinterkante des
Blechs nach Aueführung der Stauchwalzung durch die Gleichung "" v
) bzw. durch
t·
4 BAD
{■-
-(.•Li+JBfi
12)
gegeben ist ,
und für die UerteiXung A Wj H der Breitenabweichung an
der Worderkante des Blechs nach Ausführung der Horizontalwalzung gilt:
wobei,
* L6
W- durch das Blechmaterial bestimmte
Konstanten
Konstanten
die Blechseite am Einlauf vor der
Walzung
das Einstellmaß für die Stauchöffnung
die Plattendicke
die Längen der Breitenreduktionszone,
die Breitenwiederherstellgröße der
regulären Deformationszone durch Stauchwalzung,
BAD
-5-
der Abatand von der Blechvorderkante ,
f» k% die Längen der Breitenzunahmezone,
eine Konstante
das horizontale Walzverhältnis, und
g(rH) eine Funktion mit der Variablen des horizontalen Walzverhältnisses vu
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt zur Berechnung der Länge in Bewegungsrichtung des Blechs in der irregulären Verformungszone,
die während der Walzung erzeugt wird, Berechnungen einschließt, wonach die Längen Ly und Ln der Breitenreduktionszone und die Längen Iy und Iq der Breitenzunahmezone in der irregulären Verformungszone mit den Gleichungen
-Kii ·
r cw»-Wi)I
I We 3
( ' CWq-Wi )C r β t ic a
bzw
-6-
BAD C
VJ)
« Kb3
berechnet werden, wobei
Kt.. K0. . Κτλ. Kd, durch das Blechmaterial bestimmte
NT»» *6i ' 1^Ti · 83 Konstanten
NT»» *6i ' 1^Ti · 83 Konstanten
aTl ,. aT2 , aB, , a β1» eT, y, k, ,S , ßT, (Jß . Konstanten
die Anpreßlänge
die Anpreßlänge
mit Ai s y De # £ , und
De der Durchmesser des Stauchkablibers
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt zur Berechnung des Wirkungsgrades der
Blechbreiteneinstellung auf der Basis der berechneten Werte für die Verteilung der Breitenabweichung und der
Blechlänge in Bewegungsrichtung des Blechs Berechnungen beinhaltet, wonach die Verteilungen ^T(x) und "r R (x )
der Wirkungsgrade der Blechbreiteneinstellung an der Vorder- bzw. Hinterkante des Blechs mit Hilfe der
Gleichungen
i91
0O
(W# "Wi )
BAD
-7-
-7-
unter Kenntnis der Werte Δϋτ ., und düR ., berechnet
werden, wobei
f(x) eine Verteilungskurve der Breitenreduktion in der
Stauchwalzung und
der Wirkungsgrad der Blechbreiteneinstellung in der
regulären Deformationszone ist.
Θ. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt zur Berechnung der optimalen Verteilung
Δ U|(x) der StauchöffnungsvariationsgröQe unter Anwendung des Wirkungsgrades der Blechbreiteneinstellung die
Berechnung beinhaltet, wonach die optimale Verteilung
4klj(x) der StauchöffnungsvariationsgröQe aus den Verteilungen "2j(x) und 4?b(x) der Wirkungsgrade der Blechbreiteneinstellung an der Vorder- bzw. Hinterkante des
Bleche mit Hilfe der Gleichung
I +Κι · ^WaW-
! - u, υ
berechnet wird, wobei -Cl W2 die Sollverteilung der
Breitenabweichung nach der Stauchwalzung und K , K, Konstanten sind,
A. W1Cx) an der Vorderkante des Blechs durch Einsetzen
von t (x) für "l· Cx) und ^W1Cx) an der Hinterkante
des Blechs durch Einsetzen von ^ B(x) für ^ ίχ) erhalten wird, und zwischen den G.rößen 4w2Cx)» ^W^Cx),
Au uCx) und/4WQ u(x) die folgenden Beziehungen gelten:
(i) Fü? O < κ < iT« AWz(k) = aW3(x) — AWtih(x)
(ii) Für £j< x ^Gesamtlänge - ~ Jl^* AWz(x) ■
Gesamtlänge · - i|j <s x < Gesamtlänge
bad οπ::::!Λΐ*
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59108433A JPS60255209A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 圧延機におけるエツジヤ開度制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3519642A1 true DE3519642A1 (de) | 1985-12-19 |
Family
ID=14484649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19853519642 Ceased DE3519642A1 (de) | 1984-05-30 | 1985-05-30 | Verfahren zum steuern der stauchoeffnung in einem walzwerk |
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Families Citing this family (11)
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