DE4220121A1 - Verfahren zur Zugistwerterfassung für eine Minimalzugregelung in einer mehrgerüstigen kontinuierlichen Walzstraße - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Zugistwerterfas­ sung für eine Minimalzugregelung in einem Warmwalzwerk, in wel­ chem der Zugistwert ausschließlich über einen Stromvergleich ermittelt wird.

Aus den Techn. Mitt. AEG-Telefunken 66 (1976) 6, S. 255-261 ist eine Minimalzugregelung bekannt, die mit dem Ankerstrom bzw. mit dem Drehmoment, dem als Bezugsgröße ebenfalls der Ankerstrom des Walzenzugmotors zugrunde liegt, als Regelgröße arbeitet. Gleich­ zeitig wird aber auch darauf verwiesen, daß eine Regelung auf der Basis eines Stromvergleiches, z. B. aufgrund kalter Stellen im Walzmaterial, Zugspannungsfehler verursacht.

Zur Abstellung solcher Zugspannungsfehler wird in derselben Ver­ öffentlichung eine Minimalzugregelung beschrieben, die anstelle von Drehmoment bzw. Ankerstrom das Verhältnis Drehmoment bzw. Ankerstrom zu Walzkraft als Regelgröße benutzt. Die in solchen Fällen benötigte Walzkraft wird durch im Walzgerüst installierte Druckmeßanlagen erfaßt. Die überwiegend angewandten und sich für die Minimalzugregelung in der Praxis durchgesetzten Methoden zur Zugistwerterfassung basieren, wie auch die Patentschriften DD-WP 144 011 und DE-PS 25 41 071 zeigen, auf einem Vergleich des für die Verformung des Walzmaterials benötigten Drehmomentes bzw. Ankerstromes des Walzenzugmotors mit der aus der Verformung im Walzspalt resultierenden Walzkraft. Da aber die Wartung der in den Walzgerüsten eingebauten Druckmeßanlagen erfahrungsgemäß sehr unzureichend erfolgt, besteht seitens der Walzwerksbetreiber die nicht unberechtigte Forderung nach Minimalzugregelungen ohne Druckmeßanlagen. Es erscheint damit naheliegend, wieder zu Mini­ malzugregelungen auf der Basis Stromvergleich zurückzukehren, sofern die bereits beschriebenen Zugspannungsfehler zu beheben sind. Das lädt sich aber nicht mit einfachen Mitteln realisieren, da durch die Auflage der Knüppel auf den gekühlten Gleitschienen des Ofens ein Entzug von Wärmeenergie erfolgt, der zu kälteren Stellen im Knüppel führt. Diese verursachen beim Durchlaufen der Knüppel durch die Walzgerüste Stromerhöhungen, wodurch die bis­ herigen Methoden zur Zugistwerterfassung auf der Basis Stromver­ gleich in Frage gestellt werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Zugistwerterfassung für eine Minimalzugregelung in Warmwalz­ werken auf der Basis eines Stromvergleiches unter Berücksichti­ gung eines ungleichen Stromverlaufes über die gesamte Knüppel­ länge zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die im zuglosen Zustand am ersten Gerüst erfaßten Augenblickswerte des Laststromes jeweils zum Anfangswert des Laststromes am ersten Gerüst ins Verhältnis gesetzt, die Ergebnisse abgespeichert und zeitlich mit dem Materialverlauf synchronisiert sowohl dem be­ trachteten n-ten Gerüst als auch durch den Speicher des betrach­ teten Gerüstes dem Speicher des dem betrachteten Gerüst unmittel­ bar folgenden Gerüstes (n+1) als Vergleichswerte zur Verfügung gestellt werden, und daß durch Multiplikation des am jeweiligen betrachteten n-ten Gerüst ermittelten und gespeicherten Anfangs­ wertes des Laststromes mit den einzelnen vom ersten Gerüst zur Verfügung gestellten Vergleichswerten relative Laststromprofil­ werte gebildet werden, die summiert mit dem jeweiligen augen­ blicklichen Laststrommeßwert des betrachteten n-ten Gerüstes den Zugistwert der Minimalzugregelung für das betrachtet n-te Gerüst ergeben. Die durch die Verformung des Walzmaterials im Walzspalt von Walzgerüst zu Walzgerüst auftretenden Abflachungen des Last­ stromprofils in den Nachfolgegerüsten werden in den Vergleichs­ werten durch Ausgleichsfaktoren korrigierend berücksichtigt.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Abspeicherung der Vergleichswerte durch getaktetes Einlesen in einen Speicherbereich analog einem Schieberegister, wobei die Taktfrequenz in Abhängigkeit von den Gradienten der Temperaturän­ derung über die Walzmateriallänge, von der Walzeneinzugsgeschwin­ digkeit am ersten Walzgerüst sowie von den Walzgerüstabständen bestimmt wird.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die sonst notwendigen Druckmeßanlagen zur Kompensation von Zugmeßwertfehlern entfallen können und gegenüber den bisher bekannten Methoden zur Zugistwertermittlung auf der Basis eines Stromvergleiches ein hinreichend genauer Zugistwert für eine Minimalzugregelung ermittelt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel ist im folgenden näher beschrieben, wobei auf zwei Zeichnungen Bezug genommen wird.

Es zeigen

Fig. 1 den Verlauf des Laststromes I_L (Laststromprofil) eines Gerüstantriebes über eine Knüppellänge,

Fig. 2 das Schema der Zugistwertbildung für ein n-tes Gerüst.

Die im dargestellten Laststromprofil der Fig. 1 auftretenden Stromerhöhungen entstehen beim Durchlaufen der Knüppel durch die Walzgerüste aufgrund der sogenannten kalten Stellen im Walzmate­ rial, verursacht durch die Auflage der Knüppel auf den wasserge­ kühlten Gleitschienen im Ofen. Die Minimalzugregelung interpre­ tiert solche Stromerhöhungen im Stromverlauf als Zug, was ein ständiges Verstellen der Drehzahlen der am Zugaufbau beteiligten Walzgerüste zur Folge hat, sofern dieser Einfluß nicht kompen­ siert werden kann. Bei Einrichtungen mit Druckmeßanlagen erfolgt eine solche Kompensation durch den Druckanstieg an den kalten Stellen. Für Einrichtungen ohne Druckmeßanlagen zeigt die Erfin­ dung eine neue Lösung diesen störenden Einfluß auszuschalten. Mit dem Eintreten des Walzmaterials in das erste Walzgerüst wird das Laststromprofil im zuglosen Zustand erfaßt. Dabei wird vorausge­ setzt, daß dynamische Veränderungen aufgrund von Beschleunigungs- und Verzögerungsanteilen im Ankerstrom des Gerüstantriebes mit­ tels bekannter Lösungen kompensiert sind. In bestimmten festen Zeitabständen werden die mit dem abgespeicherten Anfangswert des Laststromprofils ins Verhältnis gesetzten augenblicklichen Last­ strommeßwerte als relative Laststromwerte in den Speicherbereich eines dem ersten Folgegerüst zugeordneten Speichers analog einem Schieberegister eingelesen, von wo aus sie mit dem Materialfluß synchronisiert dem ersten Folgegerüst als Vergleichswerte zuge­ führt werden. Durch Multiplikation dieser Vergleichswerte mit dem am zu regelnden n-ten Gerüst im Moment des Materialeinzuges ge­ messenen und ebenfalls gespeicherten Anfangswert des Laststromes wird ein relativer Lastprofilwert ermittelt, womit eine Bezug­ nahme des Temperaturprofils vom ersten Gerüst auf den betrach­ teten Gerüstantrieb hergestellt ist. Die ermittelte Differenz aus dem jeweiligen relativen Lastprofilwert und dem augenblicklichen am betrachteten Gerüst gemessenen Laststromwert bildet damit einen hinreichend genauen Zugistwert für die Minimalzugregelung des betrachteten Gerüstes. Aufgrund der für Kontistraßen gelten­ den Bedingung, daß an allen Walzgerüsten das Verhältnis Material­ volumen pro Zeiteinheit stets konstant ist, gilt das am ersten Walzgerüst aufgenommene Laststromprofil in seinem zeitlichen Ablauf mit entsprechender Zeitverschiebung auch für alle weiteren Walzgerüste. Demzufolge können die in einem Zeittakt am ersten Gerüst gewonnenen Vergleichswerte in jedem Folgegerüst zur Bil­ dung der jeweiligen relativen Lastprofilwerte im gleichen Takt mit der dem Materialfluß entsprechenden Zeitverschiebung verwen­ det werden, wozu die Vergleichswerte jeweils vom Speicher des vor einem betrachteten Folgegerüstes liegenden Gerüstes in den Spei­ cher des Folgegerüstes eingelesen werden. Die Auswahl der Fre­ quenz des Zeittaktes ist von den Gradienten der Temperaturände­ rung über die Walzgutlänge, von der Walzeneinzugsgeschwindigkeit am ersten Walzgerüst und von den Walzgerüstabständen abhängig. Die zum Materialfluß zeitsynchrone Verarbeitung der Vergleichs­ werte kann z. B. mittels eines jedem Gerüst zugeordneten Zeit­ taktzählers gesteuert werden, der mit dem Anstich des Materials am vor dem betrachteten Gerüst n liegenden Gerüst n-1 gestartet wird und mit dem Anstich des Materials im betrachteten zu regeln­ den Gerüst n wieder gestoppt wird.

Die durch die Verformung im Walzspalt auftretende Abflachung der Erhöhungen im Laststromprofil in den Nachfolgegerüsten kann durch ein mathematisches Modell für die Bestimmung von entsprechenden Ausgleichsfaktoren nachgebildet werden und wird den Vergleichs­ werten korrigierend aufgeschaltet.

Claims (2)

1. Verfahren zur Zugistwerterfassung für eine Minimalzugregelung in einer mehrgerüstigen Walzstraße auf der Basis eines Stromver­ gleiches, wobei als Bezugsgröße der um seine aus dynamischen Veränderungen resultierenden Stromanteile kompensierte Laststrom des ersten Walzgerüstantriebes vom Einzug des Walzmaterials in das erste Walzgerüst über die gesamte Walzmateriallänge im zug­ losen Zustand erfaßt und gespeichert wird, und die dem ersten Gerüst folgenden Gerüste mit je einem Speicher versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die am ersten Gerüst erfaßten Augen­ blickswerte des Laststromes jeweils zum Anfangswert des Laststro­ mes am ersten Gerüst ins Verhältnis gesetzt, die Ergebnisse abge­ speichert und zeitlich mit dem Materialverlauf synchronisiert sowohl dem betrachteten n-ten Gerüst als auch durch den Speicher des betrachteten Gerüstes dem Speicher des dem betrachteten Ge­ rüst unmittelbar folgenden Gerüstes (n+1) als Vergleichswerte zur Verfügung gestellt werden, wobei in den Vergleichswerten die durch die Verformung des Walzmaterials im Walzspalt des betrach­ teten Gerüstes auftretende, mittels eines Ausgleichsfaktors nach­ gebildete, Abflachung korrigierend berücksichtigt wird, und daß durch Multiplikation des am jeweiligen betrachteten n-ten Gerüst ermittelten und gespeicherten Anfangswertes des Laststromes mit den einzelnen vom ersten Gerüst zur Verfügung gestellten Ver­ gleichswerten relative Laststromprofilwerte gebildet werden, die summiert mit den jeweiligen augenblicklichen Laststrommeßwert des betrachteten n-ten Gerüstes den Zugistwert der Minimalzugregelung für das betrachtet n-te Gerüst ergeben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abspeicherung der Vergleichswerte durch getaktetes Einlesen in einen Speicherbereich analog einem Schieberegister vorgenommen wird, wobei die Taktfrequenz in Abhängigkeit von den Gradienten der Temperaturänderung über die Walzmateriallänge, von der Wal­ zeneinzugsgeschwindigkeit am ersten Walzgerüst sowie von den Walzgerüstabständen bestimmt wird.