DE3643659A1 - Verfahren zur steuerung der rohrwanddicke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Rohrwanddicke in einer vielgerüstigen kontinuierlichen Streckreduzierwalzstraße mit Einrichtungen zur Messung der Rohrwanddicke vor der Umformung sowie der Einlaufgeschwindigkeit des Rohres, einer Rechnereinheit zur Meßwertverarbeitung und einer Einrichtung zur Drehzahlsteuerung der Antriebsmotoren der Walzstraße.

In einer Rohrstreckreduzierwalzstraße wird die Streckung des Walzgu­ tes und damit seine Wanddicke durch die Einstellung der Verhältnisse der Walzendrehzahlen von Gerüst zu Gerüst gezielt beeinflußt. Bei unterschiedlichen Wanddicken der in die Walzstraße eintretenden Rohre ergeben sich ebenfalls Wanddickenunterschiede bei den umgeformten Rohren, wenn die Drehzahlverhältnisse während der Umformung unverän­ dert sind. Mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen zur Drehzahlsteuerung kann durch Messung der Wanddicke des eintretenden Rohres und ent­ sprechende Einstellung und Veränderung der Walzendrehzahlverhältnisse in gewissem Umfang ein Ausgleich unterschiedlicher Wanddicken sowohl von Rohr zu Rohr als auch innerhalb eines Rohres erreicht werden.

Eine solche Vorrichtung ist z. B. aus Sloma, J., Automatische Rege­ lung der Rohrwanddicke auf einem vielgerüstigen Streckreduzierwalz­ werk, aus "Probleme der Projektierung", 1973, Nr. 8, Seiten 352-356 bekannt. Mit ihr wird die Wanddicke des in die Walzstraße einretenden Rohres längenabhängig gemessen, hieraus Sollstreckungen und Soll­ drehzahlverhältnisse ermittelt und eine entsprechende Drehzahlände­ rung zu dem Zeitpunkt durchgeführt, zu dem die den Meßdaten jeweils zugeordneten Querschnitte des Walzgutes sich in dem zur Wanddicken­ beeinflussung vorgesehenen Bereich der Walzstraße befinden. Mit dieser Steuerungsvorrichtung ist es möglich geringe Wanddickenunter­ schiede über Rohrlängenabschnitte auszugleichen, die in etwa volu­ menmäßig dem jeweils gleichzeitig im Einflußbereich der Walzstraße befindlichen Walzgutabschnitten entsprechen. Treten jedoch größere Wanddickenunterschiede in kürzeren Abständen auf, so werden mit der genannten Steuerungsvorrichtung zwangsläufig einzelne Rohrabschnitte mit einer zu großen Streckung umgeformt und infolge dessen treten hinsichtlich der Fertigrohrtoleranzen unzulässig hohe Wanddickenre­ duktionen auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ausgleich von sich in kurzen Walzgutlängenabschnitten ändernden Rohrwanddicken durchzufüh­ ren, und zwar so, daß jeder Walzgutquerschnitt mit maximaler, aber nicht mit größerer als der zur Erzielung einer gewünschten Fertig­ rohrwanddicke notwendigen Streckung bzw. Wanddickenreduktion umge­ formt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verhält­ nisse der Walzendrehzahlen von Walzgerüst zu Walzgerüst fortlaufend nach einem Steuerungsgesetz (z. B. Wanddickenänderung zu Änderung der Drehzahlverhältnisse) in Abhängigkeit vom Minimalwert der Wanddik­ kenwerte eingestellt werden, die vor der Umformung gemessen und dem Walzgutabschnitt zugeordnet sind, der sich zum jeweiligen Zeitpunkt in dem zur Wanddickenbeeinflussung vorgesehenen Bereich der Walz­ straße befindet.

Die Wanddicke des in die Walzstraße eintretenden Rohres wird also kontinuierlich gemessen, die Durchlaufbewegung der den Meßdaten zu­ geordneten Meßstellen mittels Geschwindigkeitsmessung ermittelt und die Drehzahleinstellung der Walzstraße in Abhängigkeit von der sich jeweils im Einflußbereich der Walzstraße befindlichen Meßstelle mit der kleinsten, für eine gewünschte Fertigrohrwanddicke erforderlichen Streckung vorgenommen. Hierbei wird fortlaufend festgestellt, welche Meßstellen mit den zugehörigen gespeicherten Daten sich augenblicklich in dem Bereich der Walzstraße befinden, der für die Wanddickenbeein­ flussung vorgesehen ist. Die den Meßstellen zugeordneten Wanddicken­ meßdaten werden verglichen und der jeweils kleinste Meßwert zur Steuerung der Antriebsmotoren herangezogen. Statt der Wanddickenwerte können auch hieraus abgeleitete Streckgradsollwerte oder Differenzen zwischen diesen beiden Größen und vorgegebenen Sollwerten verwendet werden.

Bei starker Streung der Meßwerte ist in der Regel eine Datenglättung erforderlich, die üblicherweise durch Mittelwertbildung über benach­ barte Meßpunkte erreicht wird. Bei systematischem Verlauf der Wand­ dicke üder der Rohrlänge, wie er häufig abhängig vom Rohrherstel­ lungsverfahren auftritt, ist es nach einem weiteren Merkmal der Er­ findung vorteilhaft, die vor der Umformung gemessenen Wanddickenwerte durch für bestimmte Längenabschnitte gemeinsam gültige mathematische Funktionen anzunähern. Auf diese Weise wird durch statistische Aus­ wertung der Wanddickenverläufe von mehreren unter gleichen oder ähn­ lichen Umformbedingungen in den der Streckreduzierwalzwerke vorge­ schaltenen Umformanlagen erzeugten Rohren eine größere Sicherheit bei der Glättung der Meßdaten und der Ermittlung der Sollwertvorgabedaten erreicht.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Steuerungsgesetz beeinflußt wird gemäß der Abweichung zwischen dem Sollwert der Fertigrohrwanddicke und dem Minimalwert der Wanddicken­ werte, die nach der Umformung gemessen werden und jeweils einem Rohrlängenabschnitt zuzuordnen sind, der dem sich im Wanddickenein­ flußbereich der Walzstraße befindlichen Walzgutabschnitt volumen­ gleich ist. Somit wird eine Kontrolle und Adaption der Drehzahl­ steuerung ermöglicht, wenn die Wanddicke des Rohres nach der Umfor­ mung fortlaufend gemessen und aus diesen Meßwerten jeweils für Rohr­ längenabschnitte, die unter Berücksichtigung der durchgeführten Streckung der Einflußlänge entsprechen, die Minimalwerte der Wand­ dickenmeßdaten ermittelt werden. Bei einer Abweichung dieser Werte von der Sollwanddicke des Fertigrohres wird das Steuerungsgesetz zur Ermittlung der Antriebsdrehzahlen aus den Meßwerten der Wanddicken des Rohres vor der Umformung unabhängig von der Vorsteuerung oder mittels Regelkreis korrigiert. Eine solche Adaption kann innerhalb eines Rohres als auch von Rohr zu Rohr durchgeführt werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Steuerung der Rohrwanddicke in einer vielgerüstigen kontinuierlichen Streckreduzierwalzstraße mit Einrichtungen zur Messung der Rohrwanddicke vor der Umformung, sowie der Einlauf­ geschwindigkeit des Rohres, einer Rechnereinheit zur Meßwertver­ arbeitung und einer Einrichtung zur Drehzahlsteuerung der An­ triebsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Verhältnisse der Walzendrehzahlen von Walzgerüst zu Walzgerüst fortlaufend nach einem Steurungsgesetz (z. B. Wand­ dickenänderung zu Änderung der Drehzahlverhältnisse) in Abhän­ gigkeit vom Minimalwert der Wanddickenwerte eingestellt werden, die vor der Umformung gemessen und dem Walzgutabschnitt zugeord­ net sind, der sich zum jeweiligen Zeitpunkt in dem zur Wand­ dickenbeeinflussung vorgesehenen Bereich der Walzstraße befin­ det.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die vor der Umformung gemessenen Wanddickenwerte durch für bestimmte Längenabschnitte gemeinsam gültige mathematische Funk­ tionen angenähert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Einrichtung zur Mes­ sung der Rohrwanddicke nach der Umformung, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsgesetz beeinflußt wird gemäß der Abweichung zwischen dem Sollwert der Fertigrohrwanddicke und dem Minimalwert der Wanddickenwerte, die nach der Umformung gemessen werden und jeweils einem Rohrlängenabschnitt zuzuordnen sind, der dem sich im Wanddickeneinflußbereich der Walzstraße befindlichen Walzgut­ abschnitt volumengleich ist.