DE69710817T2

DE69710817T2 - Walzverfahren und Walzwerk für Band zur Reduzierung der Kantenanschärfung

Info

Publication number: DE69710817T2
Application number: DE69710817T
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Fukaya; Hisao Imai; Tomohiro Kaneko; Kazuhito Kenmochi; Junichi Tateno; Yasuhiro Yamada; Ikuo Yarita
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1996-07-18
Filing date: 1997-07-16
Publication date: 2002-11-14
Anticipated expiration: 2017-07-17
Also published as: KR980008369A; DE69710817D1; EP1129796B1; ID17605A; EP0819481A1; CN1131740C; DE69731008D1; EP0819481B1; EP1129796A3; CA2210825A1; MY134084A; US5875663A; DE69731008T2; EP1129796A2; CN1184719A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Walzverfahren eines Bandes und ein Walzwerk eines Bahnmaterials, das beim Walzen eines Bandes, insbesondere beim Kaltwalzen eines Stahlbandes o. dgl., eine Verbesserung des Kanten- bzw. Randabfalls (edge drop) und die Erzielung einer gleichmäßigen Dickenverteilung in der Breitenrichtung über die gesamte Breite hinweg ermöglicht.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Unter Dickenabweichungen in der Breitenrichtung, die in einem Band (in einem zu walzenden Material) während des Walzvorgangs erzeugt werden, ist eine scharfe Dickenreduzierung an beiden Enden in der Breitenrichtung als Randabfall (edge drop) bekannt. Um ein zufriedenstellend gewalztes Produkt mit einer gleichmäßigen Dickenverteilung (Dickenprofil) in der Breitenrichtung durch das Walzen zu erzielen, ist es nötig, den Randabfall zu verringern.
Eine der herkömmlichen Steuerpraktiken zur Reduzierung des Randabfalls besteht darin, eine Verschiebung bzw. Versetzung in der Axialrichtung von Arbeitswalzen (nachstehend manchmal als "WR" (work rolls) bezeichnet) mit einem konisch zulaufenden Ende auf einer Seite zu veranlassen.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 2-34 241 offenbart ein Verfahren, das die Schritte des Schätzens eines Dickenprofils auf der Austrittsseite eines Walzwerks aus der Dickenverteilung in der Breitenrichtung des Ausgangsbandes an der Eingangsseite des Walzwerks, der Verteilung eines Walzspalts zwischen oberen und unteren Arbeitswalzen sowie des Druckverhältnisses der Walzspaltenverteilung auf das gewalzte Produkt umfaßt, wobei dieser geschätzte Wert mit einem Ziel-Dickenprofil verglichen wird und die Arbeitswalzen veranlaßt werden, sich zu einer Position zu verschieben, an der die Differenz zwischen den beiden Werten minimal ist.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 2-4 364 offenbart eine Technik zum Vermindern des Randabfalls, welche folgende Schritte umfaßt: Verwenden eines Paars von Arbeitswalzen, von denen mindestens jede ein konvergierendes, konisch zulaufendes Ende auf einer Seite aufweist, Anordnen der konisch zulaufenden Abschnitte an Enden auf beiden Seiten während des Walzens und Verbessern der Geometrie des Walzspalts an den Enden auf den beiden Seiten. Diese Patentveröffentlichung offenbart auch einen Fall der Anwendung dieser Technik auf ein Kaltwalz-Tandemwalzwerk, bei dem mindestens ein erstes Walzgerüst mit den Arbeitswalzen mit dem konisch zulaufenden Abschnitt versehen ist.
Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 60- 12 213 offenbart ein Verfahren zum Ausführen einer Versetzungs- bzw. Verschiebesteuerung von Arbeitswalzen, um die Verschiebeposition der Arbeitswalzen einzustellen bzw. anzupassen, mit den Schritten des Vergleichens und Berechnens eines beobachteten Werts und eines Zielwerts der Größe des Randabfalls mittels eines Randabfallmessers, der an der Ausgangsseite eines Endgerüsts installiert ist, und des Kontrollierens der Verschiebung bzw. Versetzung der Arbeitswalzen auf der Basis der Ergebnisse des Vergleichs und der Berechnung.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 6-71 611 offenbart ein Verfahren zum Anpassen der Größe der Verschiebung bzw. Versetzung von Arbeitswalzen auf der Basis eines Unterschieds zwischen einem zum Walzen bestimmten Randabfall eines anfänglichen Bandmaterials vor dem Walzen, wie es mit einem an der Eintrittsseite eines Walzwerks installierten Randabfallmesser gemessen wird, und einem Zielwert desselben, sowie einer Differenz zwischen einem Randabfall eines Produkts nach dem Rollen, wie es mit einem an der Austrittsseite des Walzwerks installierten Randabfallmesser gemessen wird, und einem Zielwert desselben.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 2-34 241 offenbart ein vom Anmelder vorgeschlagenes Verfahren zur Eingliederung einer Dickenverteilung in der Breitenrichtung eines zu walzenden Bandmaterials auf der Eingangsseite eines Walzwerks als Steuerfaktor. Dieses Verfahren umfaßt das Schätzen einer Dickenverteilung auf der Ausgangsseite des Walzwerks (Endgerüst) oder in einem Produkt mittels einer Dickenverteilung in der Breitenrichtung des zu walzenden Bandmaterials vor dem Walzen, einer Verteilung des Walzspalts zwischen oberen und unteren Arbeitswalzen und eines Druckverhältnisses dieser Walzspaltenverteilung auf das gewalzte Produkt sowie des Einstellens einer Versetzungs- bzw. Verschiebeposition der Arbeitswalzen, um so eine minimale Differenz zwischen diesem geschätzten Wert und einer Ziel-Dickenverteilung zu erreichen.
Die Bezugsschriften "Sheet Crown Edge Drop Control Characteristics" (45ster Plastic Working Federation Lecture Meeting Preprint, S. 403-406, 1994) und "Edge Profile Control Using Pair Cross Mill in Cold Rolling" (Iron and Steel engineer, S. 20-26, Juni 1996) offenbaren Erkenntnisse, daß durch ein Kreuzenlassen der oberen und unteren Arbeitswalzen miteinander zusammen mit Stützwalzen auf betreffenden Seiten eine Wirkung erhältlich ist, ein gleichmäßiges Dickenprofil (Dickenverteilung in der Breitenrichtung) unter der Einwirkung eines parabolischen Walzspalts zu erreichen, der von der Breitenmitte zum Bandende hin zwischen den oberen und unteren Arbeitswalzen erzeugt wird.
Als Technik zum Kombinieren einer Walzenkreuzung und einer Walzenverschiebung für obere und untere Arbeitswalzen offenbart beispielsweise die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 57-200 503 eine Technik des Erzielens eines gleichmäßigen Verschleißes der Arbeitswalzen in einem Walzwerk mit gekreuzten Walzen, welche Gruppen von oberen und unteren, sich unter einem vorgeschriebenen Winkel kreuzenden Walzen umfaßt, wodurch die Frequenz des Walzenglättens und damit eine Verbesserung des Verschleißes von Walzen erzielt wird, indem die Relativposition der Arbeitswalzen unter den Walzengruppen relativ zu dem zu walzenden Bandmaterial in einer Axialrichtung der Walzen verbessert wird.
Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 5- 185 125 offenbart ein Verfahren des Betätigens der Walzenverschiebung und der Arbeitswalzen-Biegekraft in Reaktion auf das veränderte Timing des Walzenkreuzungswinkels im Hinblick darauf, den unakzeptablen Bereich der Bandflachheit zu reduzieren, der im Verlauf des Änderns des Walzenkreuzungswinkels erzeugt wird, während eingestellte Werte von Betriebsbedingungen während des Laufs zusammen mit dem Durchlauf an einem Coil-Schweißpunkt (Bandverbindungsstelle) verändert werden.
Bei den in der vorstehenden ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2-4 364 und der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2-34 241 offenbarten Verfahren wird den Arbeitswalzen die Konizität durch Polieren vor dem Walzen verliehen. Es ist daher unmöglich, die Größe bzw. den Umfang der Konizität oder der Form während des Walzens zu verändern. Arbeitswalzen werden für gewöhnlich nicht für jede Coil ersetzt, sondern sind für das Walzen mehrerer Dutzend Coils im Einsatz. Bei kontinuierlichem Walzen mehrerer Dutzend Coils ist das Erhöhen der den Arbeitswalzen verliehenen Konizitätsgröße für eine Coil mit einem starken Randabfall in dem Materialband wirksam. Für eine Coil mit einem geringen Randabfall im Materialband ist eine erhöhte Konizität jedoch nicht wirksam, und es wird eine übergroße Dicke nahe der Innenseite der Bandenden in der Breitenrichtung erzeugt. Eine verminderte Konizität ist demgegenüber für eine Coil mit einem geringen Randabfall im Materialband wirksam, während eine verringerte Konizität manchmal eine ausreichende Verbesserung für eine Coil mit einem starken Randabfall im Materialband nicht gewährleisten kann. Diese Verfahren weisen daher ein Problem insofern auf, als ein gleichmäßiges Dickenprofil für die gesamte Breite durch Verbesserung des Randabfalls für alle Coils nicht erhältlich ist.
Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2- 34 241 berücksichtigt nicht das Endabfallverhalten an Gerüsten stromab eines Gerüsts (Steuergerüst) mit einem Walzenverschiebemechanismus, der in der Lage ist, die Dickenverteilung in der Breitenrichtung zu verändern, was somit zu einer Abnahme in der Schätzgenauigkeit der Dickenabweichung in der Breitenrichtung an der Ausgangsseite des Endgerüsts führt. Wenn der Walzvorgang mit einer Verschiebeposition von Arbeitswalzen, die durch dieses Verfahren eingestellt ist, ausgeführt wird, ergibt sich ein Problem insofern, als die Dickenverteilung in der Breitenrichtung auf der Ausgangsseite des Endgerüsts nicht mit einer Ziel-Dickenverteilung übereinstimmt.
Um das Randabfallverhalten in den einzelnen Gerüsten zu berücksichtigen, ist es nötig, die Dickenabweichung in der Breitenrichtung auf der Ausgangsseite jedes Gerüsts zu messen. In einem Tandern-Kaltwalzwerk ist jedoch der Abstand zwischen Gerüsten gering, und außerdem kommt es zu einem Verspritzen von Kühlwasser oder Schmieröl. Es ist daher schwierig, einen Sensor zum Messen einer Dickenverteilung in der Breitenrichtung zu installieren, was eine weitere Schwierigkeit hoher Installationskosten verursacht. In einem Tandern-Walzwerk ist es daher praktisch unmöglich, die Dickenverteilung in der Breitenrichtung zwischen Gerüsten während des Walzens zu messen.
Bei dem in der oben genannten Bezugsschrift "Sheet Crown Edge Drop Control Characteristics" offenbarten Verfahren erweitert sich der Walzspalt langsam in parabolischer Form von dem Breitenzentrum zum Bandende hin. Während dies einen Effekt der Verbesserung der sogenannten Körperballigkeit (Bahnballigkeit) mit sich bringt, kann keine Wirkung in der Reduzierung eines Randabfalls erwartet werden, der eine Dickenabweichung am Breitenende ist.
In der oben genannten japanischen Patentveröffentlichung nr. 57-206 503, deren Aufgabe es ist, einen lokalen Verschleiß von Arbeitswalzen zu verhindern, ist es unmöglich, einen Randabfall zu steuern.
Die in der oben genannten ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 5-185 125 offenbarte Technik hat als Aufgabe, eine Verschlechterung der Bandform während der Übergangsperiode für die Änderung des Kreuzungswinkels zu verhindern. Ein Problem besteht hier darin, daß ein Verbesserungseffekt des Randabfalls gegenüber demjenigen der in der vorstehenden ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2-4 364 veröffentlichten Technik von dieser Technik nicht erwartet werden kann.
Ein vorbekanntes Walzverfahren und ein geeignetes · Walzwerk, welches ein Paar balliger Arbeitswalzen anwendet, die für den Zweck der Korrektur der Dicke eines gewalzten Bandes verschoben und gekreuzt werden können, ist in der JP- A-63-264204 beschrieben. Die Arbeitswalzen weisen gemäß einer spezifischen polynomen Gleichung 5ter Ordnung eine Balligkeit in punktsymmetrischer Beziehung bezüglich des longitudinalen Zentrums der Walzen auf.
Ein weiteres vorbekanntes Walzwerk vom Walzenkreuzungstyp mit einer Verschiebung von einseitig konischen Arbeitswalzen für den Zweck der Verhinderung des Randabfalls eines Walzmaterials ist in der JP-A-62-263802 beschrieben. Dieses Walzwerk ist so ausgelegt, daß Arbeitswalzen in Paaren gekreuzt sind, und ist mit Walzenschleifvorrichtungen für das kontinuierliche Schleifen der Arbeitswalzen in ihrer Axialrichtung während des Betriebs versehen, um ihre Oberflächen flach zu halten.

ABRISS DER ERFINDUNG

Die Erfindung wurde entwickelt, um die oben genannten herkömmlichen Probleme zu lösen. Insbesondere hat bei eine Walzverfahren die Erfindung die Aufgabe, ein Walzwerk eines Bandes und ein Walzverfahren für ein Band bereitzustellen, welche beim Kaltwalzen von zu walzenden Materialbändern mit verschiedenen Dickenprofilen nach einem Warmwalzvorgang eine Reduzierung eines Randabfalls (edge drop) gewährleisten, der eine an Enden in der Breitenrichtung des Bandes auftretende abrupte Abnahme in der Dicke ist, und die das Walzen zu einer gleichmäßigen Dicke über die gesamte Breite hinweg gestatten.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, eine zufriedenstellende Dickenverteilung über die gesamte Breite hinweg zu erreichen, die von einer geringen Dickenabweichung (Balligkeit), welche von dem Breitenzentrum zur Bandendseite hin auftritt, bis zu einer starken Dickenabweichung (Randabfall) reicht, die (der) am Breitenende auftritt.
Ein noch anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, die Dickenverteilung in der Breitenrichtung auf der Ausgangsseite eines Tandemwalzwerks wirksam zu steuern, selbst wenn ein Steuergerüst mit Betätigungsmitteln für die Änderung der Dickenverteilung in der Breitenrichtung eines Bandes in einem Tandemwalzwerk stromauf vom Endgerüst gelegen ist und das Band nach dem Steuergerüst weiter gewalzt wird.
Die Erfindung stellt ein Walzverfahren gemäß Anspruch 1 und ein Walzwerk für die Anwendung dieses Verfahrens gemäß Anspruch 5 bereit. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Die weiteren Inhalte der vorliegenden Erfindung gehen aus der Patentbeschreibung und den Ansprüchen hervor.
Gemäß der vorliegenden Erfindung nach obiger Beschreibung ist es möglich, die Dickenverteilung in der Breitenrichtung eines Bandes zu verbessern, und insbesondere einen Randabfall zu verringern, der eine abrupte Abnahme in der Dicke an Breitenenden ist, und damit das Band zu einer gleichmäßigen Dicke über die gesamte Breite hinweg zu walzen.
Es ist auch möglich, die Steuerung in geeigneter Weise über mehrere Gerüste zu verteilen und eine zufriedenstellende Dickenverteilung über die gesamte Breite zu erhalten, die von einer geringen Dickenabweichung (Balligkeit), welche vom Breitenzentrum zu den Bandenden hin auftritt, bis zu einer abrupten Dickenabweichung (Randabfall) reicht, die (der) an den Breitenenden auftritt.
Es ist auch möglich, die Dickenverteilung in der Breitenrichtung auf der Ausgangsseite eines Tandemwalzwerks zu steuern, selbst wenn ein Steuergerüst mit Betätigungsmitteln zur Veränderung der Dickenverteilung in der Breitenrichtung des Bandes stromauf vom Endgerüst gelegen ist, und das Walzen in diesen nachfolgenden Gerüsten fortgesetzt wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen:
Fig. 1 eine erläuternde Ansicht zur Darstellung einer schematischen Konfiguration der Walzanlage, die auf Ausführungsformen 1 und 2 der vorliegenden Erfindung angewandt ist,
Fig. 2 eine Draufsicht zur Darstellung eines Kreuzungswinkels von Arbeitswalzen,
Fig. 3 eine Konzept-Vorderansicht zur Darstellung von Arbeitswalzen,
Fig. 4 eine erläuternde Ansicht zur Darstellung der Beziehung zwischen der Versetzungs- bzw. Verschiebeposition von Arbeitswalzen und dem Band,
Fig. 5 eine graphische Konzeptdarstellung eines wirksamen Walzspalts der Erfindung (mit dem Walzenzentrum als Bezugspunkt),
Fig. 6 eine graphische Konzeptdarstellung eines wirksamen Walzspalts der Erfindung (mit der Position 100 mm vom Streifenende als Bezugspunkt),
Fig. 7 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem wirksamen Walzspalt und dem Korrekturbetrag des Randabfalls,
Fig. 8 eine graphische Konzeptdarstellung von durch Verschieben bzw. Versetzen bewirkten Veränderungen im Walzspalt,
Fig. 9 eine graphische Darstellung des Druckverhältnisses, wenn ein Walzvorgang ausgeführt wird, in dem Arbeitswalzen verschoben und miteinander gekreuzt werden,
Fig. 10 eine erläuternde Konzeptansicht zur Darstellung eines Steuerverfahrens auf der Basis einer Beziehung zwischen dem wirksamen Walzspalt und der Korrekturgröße des Randabfalls,
Fig. 11 eine graphische Darstellung typischer Veränderungen im Dickenprofil an einem Bandende bei einer gewöhnlichen Arbeitswalzenverschiebung,
Fig. 12 eine graphische Darstellung typischer Veränderungen im Dickenprofil an einem Bandende bei einer gewöhnlichen Arbeitswalzenkreuzung,
Fig. 13 eine graphische Darstellung einer typischen Dickenverteilung eines Bandes nach einem Kaltwalzen mit gewöhnlichen flachen Walzen,
Fig. 14 eine Schnittansicht in Breitenrichtung zur Darstellung der Positionen eines ersten Steuerpunkts und eines zweiten Steuerpunkts bei der Erfindung,
Fig. 15 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem wirksamen Walzspalt und dem Korrekturbetrag eines Randabfalls in einer Ausführungsform 1 der Erfindung,
Fig. 16 eine graphische Darstellung der Verbesserungswirkung des Randabfalls in der Ausführungsform 1 der Erfindung,
Fig. 17 eine schematische Seitenansicht zur Darstellung des Walzwerks (Gerüsts), das in den Ausführungsformen 1 und 2 der Erfindung verwendet wird,
Fig. 18 eine schematische Draufsicht zur Darstellung des Walzwerks (Gerüsts) (Verschiebeeinheit, Kreuzungseinheit und Arbeitswalzen) in Ausführungsformen der Erfindung,
Fig. 19 eine graphische Darstellung des Verbesserungseffekts des Randabfalls in der Ausführungsform 2 der Erfindung,
Fig. 20 ein Blockdiagramm zur Darstellung der Konfiguration einer Ausführungsform 3-1 der Erfindung, angewandt auf ein Kaltwalz-Tandemwalzwerk mit sechs Gerüsten,
Fig. 21 ein ähnliches Blockdiagramm zur Darstellung der Konfiguration einer Ausführungsform 3-2,
Fig. 22 ein ähnliches Blockdiagramm zur Darstellung der Konfiguration einer Ausführungsform 3-3,
Fig. 23 eine graphische Darstellung zum Vergleich von Durchschnittswerten einer Rückweisungsrate in Breitenrichtung zwischen einem herkömmlichen Fall und der Ausführungsform 3-1 der Erfindung,
Fig. 24 eine erläuternde Ansicht zur Darstellung einer schematischen Konfiguration von Walzanlagen, die in einer Ausführungsform 4 der Erfindung verwendet werden,
Fig. 25 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Veränderungsgröße im Randabfall auf der Ausgangsseite des Endgerüsts und dem Kreuzungswinkel,
Fig. 26 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Kreuzungswinkel und, dem Einflußindex, angewandt auf eine Ausführungsform 4 der Erfindung,
Fig. 27 eine graphische Darstellung des Verbesserungseffekts des Randabfalls in der Ausführungsform 4 der Erfindung,
Fig. 28 eine Schnittansicht zur Darstellung der Definition eines Randabfalls in einem Materialband in einer Ausführungsform 5 der Erfindung,
Fig. 29 eine Schnittansicht zur Darstellung der Definition eines Randabfalls an der Ausgangsseite eines Steuergerüsts,
Fig. 30 eine Schnittansicht zur Darstellung der Definition eines Randabfalls an der Ausgangsseite eines Endgerüsts,
Fig. 31 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der Bearbeitungsschritte in der Ausführungsform 5 der Erfindung,
Fig. 32 ein Blockdiagramm zur Darstellung der Konfiguration der Ausführungsform 5 der Erfindung, angewandt auf ein Tandemwalzwerk mit sechs Gerüsten, wobei ein erstes Gerüst als Steuergerüst dient,
Fig. 33 eine Seitenansicht zur Darstellung der Form von in einem Steuergerüst verwendeten Arbeitswalzen,
Fig. 34 eine graphische Darstellung zum Vergleich der Effekte zwischen der Ausführungsform 5 der Erfindung und dem herkömmlichen Verfahren,
Fig. 35 ein Blockdiagramm zur Darstellung der Konfiguration einer Ausführungsform 6 der Erfindung, angewandt auf ein Tandemwalzwerk mit sechs Gerüsten, und.
Fig. 36 eine graphische Darstellung zum Vergleich der Durchschnittswerte eines Randabfall- Fehlverhältnisses zwischen dem herkömmlichen Fall und der Ausführungsform 6 der Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Zunächst wird ein Verschieben bzw. Versetzen und Kreuzen von Arbeitswalzen mit einem konisch zulaufenden Ende auf einer Seite (nachstehend als einseitig konische Arbeitswalze, "one-side-tapered WR" bezeichnet), die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 4 konzeptartig definiert.
Fig. 3 stellt eine Konzeptdarstellung eines von vorne betrachteten Walzwerks dar. Ein Verschiebe- bzw. Versetzungsvorgang ist ein Vorgang, der bewirkt, daß sich Arbeitswalzen mit einem konisch zulaufenden Ende auf einer Seite an einem zu den oberen und unteren Arbeitswalzen punktsymmetrischen Walzenende, sich in gegenseitig umgekehrten Richtungen entlang der Achse verschieben. Die Größe der Verschiebung bzw. Versetzung ist die Größe dieser Ortsveränderung. Genauer gesagt ist, wie in Fig. 4 gezeigt ist, die eine vergrößerte Ansicht eines konisch zulaufenden Endes und dessen Umgebung darstellt, EL der Abstand zwischen einem Ende eines zu walzenden Materialbandes S und einem Konizitäts-Startpunkt E. Die Größe der Walzenkonizität ist als H/L gemäß Fig. 4 definiert.
Technisch gesehen ist das konisch Zulaufenlassen mindestens eines Endes mindestens einer Walze unter den oberen und unteren Arbeitswalzen ausreichend, um die Aufgabe der Erfindung zu erfüllen.
Fig. 2 ist eine Konzeptdarstellung des Walzwerks von oben gesehen. Das Kreuzen ist eine Funktion, die oberen und unteren Arbeitswalzen sich in einer mit der Walzebene parallelen Ebene drehen zu lassen, um eine gegenseitige Kreuzung, wie in Fig. 2 dargestellt, zu erzielen. Der Kreuzungswinkel θ ist eine Hälfte des von den Achsen der beiden Arbeitswalzen gebildeten Winkels.
Vom technischen Standpunkt gesehen kann die Aufgabe der vorliegenden Erfindung erfüllt werden, indem veranlaßt wird, daß sich mindestens eine der oberen und unteren Arbeitswalzen in einer Ebene parallel zur Walzebene drehen.
In Fig. 5 bezeichnet die Bezugsziffer 501 einen typischen Walzspalt, der durch eine Arbeitswalzenverschiebung bzw. -versetzung erzeugt wird. Die Bezugsziffer 502 stellt einen durch Kreuzen von Arbeitswalzen erzeugten typischen Walzspalt dar. Ein durch die gleichzeitige Anwendung eines Verschiebens und Kreuzens der Arbeitswalzen erzeugter Arbeitsspalt ist durch die Bezugsziffer 503 dargestellt. Der Begriff "Walzspalt" ("roll gap") ist als Spalt bzw. Zwischenraum zwischen den unbelasteten oberen und unteren Arbeitswalzen festgelegt, wobei das Walzenzentrum als Bezugspunkt dient.
Im allgemeinen dient beim Bandwalzen ein Walzspalt zwischen Arbeitswalzen dazu, das Dickenprofil des gewalzten Bandes zu verbessern.
Diese Erfindung stellt eine Verbesserung des Dickenprofils und insbesondere des Randabfalls durch Kombinieren einer Verschiebung bzw. Versetzung und Kreuzung von einseitig konisch zulaufenden Arbeitswalzen bereit. Bei der vorgenannten Verbesserung des Dickenprofils, insbesondere des Randabfalls, ist es erwünscht, vorher die Beziehung dreier Faktoren zu bestimmen: Die Größe der Verschiebung bzw. Versetzung, den Kreuzungswinkel und die Größe der Korrektur des Randabfalls entsprechend diesen Betriebsgrößen, um eine Verschiebungsgröße und einen Kreuzungswinkel auf der Basis dieser Beziehung zu bestimmen, um so eine gewünschte Größe der Korrektur des Randabfalls zu erhalten.
Ferner führten die Erfinder der vorliegenden Erfindung eingehende Studien aus, indem sie drei Arten des Walzens durchführten, und zwar ein Walzen mit Verschiebung bzw. Versetzung von Arbeitswalzen mit einem konisch zulaufenden Walzenende, ein Walzen mit Kreuzenlassen von oberen und unteren Arbeitswalzen miteinander, und ein Walzen mit gleichzeitiger Arbeitswalzenverschiebung und Arbeitswalzenkreuzung. Im Ergebnis fanden sie heraus, daß der Abschnitt eines Walzspalt, der dem Bandende in einem Walzspalt entspricht (Spalt zwischen unbelasteten oberen und unteren Arbeitswalzen), der durch Verschieben und Kreuzen erzeugt wurde, besonders wirksam bei der Verbesserung des Randabfalls war.
Bei dem Walzenverschieben, dem Walzenkreuzen und dem Walzen mit einer Kombination von Verschieben und Kreuzen, das ausgeführt wurde, indem eine Bezugsposition des effektiven Walzspalt an einer Position in einem bestimmten Abstand vom Bandende vorgesehen wurde, konnte der Walzspalt mit dieser Bezugsposition als Referenz und der Verbesserungsgröße (Korrekturgröße) des Randabfalls erfolgreich korreliert werden. Die Möglichkeit des Steuerns eines Randabfalls ergab sich somit durch Steuern der Größe der Verschiebung und des Kreuzungswinkels von Arbeitswalzen.
Im einzelnen ist ein Walzspalt im allgemeinen gemäß Fig. 5 als ein Spalt zwischen unbelasteten oberen und unteren Arbeitswalzen definiert, wenn das Walzenzentrum als Bezugspunkt verwendet wird (ein Walzspalt am Walzenzentrum wäre Null). In der vorliegenden Erfindung wird jedoch ein Konzept angewandt, bei dem eine effektive Walzspalt- Bezugsposition an einer Position in einem bestimmten Abstand, z. B. 100 mm vom Bandende vorgesehen wird (einer vom Bandende um 100 mm zu dem Breitenzentrum hin beabstandeten Position), und der Walzspalt zwischen den oberen und unteren Arbeitswalzen mit dieser Position als Bezugspunkt verwendet wird (ein Walzspalt in dieser Position wird auf 0 gestellt) (nachstehend als "effektiver Walzspalt" bezeichnet, "effective roll gap").
Fig. 6 stellt einen effektiven Walzspalt dar, der mit der Position 100 mm vom Bandende als Bezugspunkt definiert ist.
Fig. 7 stellt die Beziehung zwischen dem effektiven Walzspalt und der Korrekturgröße des Randabfalls dar, untersucht anhand eines Walzexperiments. Bei diesem Experiment wurden zwei Arten von Walzen mit Konizitäten von 1/500 und 1/250 angewandt, mit einer Größe der Arbeitswalzenverschiebung in einem Bereich von 0 bis 70 mm und einem Arbeitswalzen-Kreuzungswinkel in einem Bereich von 0 bis 0,8º. Die Dickenabweichung zwischen einer Position von 15 mm vom Bandende und einer Position von 100 mm vom Bandende wird als Größe des Randabfalls definiert. Die Korrekturgröße des Randabfalls ist die Differenz zwischen der Größe des Randabfalls beim Walzen mit flachen Walzen (mit einer Verschiebegröße von 0 mm und einem Kreuzungswinkel von 0º) einerseits und der Größe des Randabfalls beim Walzen mit einer vorgeschriebenen Verschiebegröße und einem vorgeschriebenen Kreuzungswinkel andererseits.
Fig. 7 schlägt vor, daß zwar die Größe der Korrektur des Randabfalls gering ist, wenn der effektive Walzspalt klein ist, daß jedoch die Größe der Korrektur des Randabfalls plötzlich zunimmt, je größer der effektive Walzspalt wird. Durch Anwenden des Konzepts des effektiven Walzspalt ist es daher möglich, die Betriebsgröße der Verschiebegröße und des Kreuzungswinkels mit der diesen entsprechenden Korrekturgröße des Randabfalls zu korrelieren.
Während die Position von 15 mm vom Bandende oben verwendet wurde, um die Größe des Randabfalls festzulegen, ist die Beziehung zwischen dem effektiven Walzspalt und dem Randabfall auch für eine Position von beispielsweise 10 mm oder 20 mm vom Bandende gültig. Die Bezugsposition des effektiven Walzspalts kann in Reaktion auf verschiedene Bedingungen bzw. Zustände, wie z. B. die Dicke oder der Verformungswiderstand des Materialbandes, den Arbeitswalzendurchmesser und die Walzbelastung geändert werden, und diese Position ist nicht auf 100 mm vom Bandende beschränkt.
Da es daher möglich ist, den effektiven Walzspalt und die Korrekturgröße des Randabfalls nach obiger Beschreibung zu korrelieren, ist es auch möglich, beim Festlegen einer Verschiebegröße und eines Kreuzungswinkels eine Verschiebegröße und einen Kreuzungswinkel auf der Basis der Beziehung zwischen dem effektiven Walzspalt und der Korrekturgröße des Randabfalls zu bestimmen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten außerdem ausführliche Untersuchungen durch, indem sie einen Walzvorgang durch ein Kreuzenlassen von oberen und unteren Arbeitswalzen um eine vorbestimmte Größe während des Walzens durchführten, während sie die Verschiebeposition in der Axialrichtung von Arbeitswalzen mit einem konisch zulaufenden Ende auf einer Seite der Walze verstellten (einseitig konische Arbeitswalze) (nachstehend als "Walzen mit Verschiebung bzw. Versetzung einer einseitig konisch zu laufenden Arbeitswalze" bezeichnet); als Ergebnis wurde durch dieses Experiment festgestellt, daß das Druckverhältnis variiert, wenn die oberen und die unteren Arbeitswalzen um einen vorgeschriebenen Betrag miteinander gekreuzt wurden. Das Druckverhältnis wird durch die folgende Formel (1) aus der Beziehung zwischen der Veränderungsgröße des Walzspalt und der Veränderungsgröße (Korrekturgröße) des Randabfalls ausgedrückt:
Druckverhältnis = (Größe der Korrektur des Randabfalls/- Größe der Änderung des Walzspalts) · 100%] (1)
Im folgenden wird das Druckverhältnis im Detail beschrieben.
Zunächst ist der Walzspalt ein Spalt zwischen einer oberen Walze und einer unteren Walze ohne Belastung, mit dem Breitenzentrum der Arbeitswalze als Bezugswert. Die Veränderungsgröße des Walzspalts bedeutet eine Veränderungsgröße des Walzspalts, wenn die Verschiebegröße von 0 mm um eine vorgeschriebene Größe verändert wird, wobei ein Kreuzungswinkel konstant gehalten wird.
Fig. 8 stellt konzeptmäßig die Beziehung zwischen dem Walzspalt und der Verschiebegröße dar. Im folgenden wird die Veränderungsgröße des Walzspalts mit Bezug auf Fig. 8 beschrieben. Da ein Walzspalt immer Null beträgt, wenn eine Verschiebegröße 0 ist und ein Kreuzungswinkel 0º beträgt, wird die Größe der Änderung des Walzspalt, wenn die Verschiebegröße von 0 mm auf 50 mm verändert wird, während ein Kreuzungswinkel bei 0º gehalten wird, durch RGA in einem Abstand von 25 mm vom Bandende dargestellt. Falls die Verschiebemenge mit einem Kreuzungswinkel von θ1 einem Walzspalt von 0 mm entspricht, wie durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist, wird auf ähnliche Weise die Veränderungsgröße im Walzspalt, wenn die Verschiebegröße von 0 mm auf 50 mm verändert wird, durch RGB in einem Abstand von 25 mm vom Bandende dargestellt.
Die Korrekturgröße des Randabfalls ist der Unterschied zwischen der Größe des Randabfalls, wenn mit Walzen einer Verschiebegröße von 0 mit einem vorgeschriebenen Kreuzungswinkel gewalzt wird, und der Größe des Randabfalls, wenn mit Walzen einer vorbestimmten Verschiebegröße mit dem vorgeschriebenen Kreuzungswinkel gewalzt wird. Die Größe des Randabfalls bedeutet eine Dickenabweichung in der Breitenrichtung im Bandendbereich. Die Größe des Randabfalls an einer beliebigen Position im Bandendabschnitt wird mittels einer Abweichung zwischen einer Dicke und einer Referenzposition beispielsweise 100 mm vom Bandende und einer Dicke an der beliebigen Position festgelegt.
Im einzelnen ist das Druckverhältnis der Formel (1) das Verhältnis, bei Anwenden eines Kreuzungswinkels, der Veränderungsgröße (Korrekturgröße) im Randabfall des Bandes nach dem Walzen mit einseitig konischen Arbeitswalzen mit einer vorgeschriebenen Verschiebegröße zu der Veränderungsgröße im Walzspalt, wenn die einseitig konischen Arbeitswalzen von einer Verschiebegröße von 0 mm um eine vorbestimmte Größe bewegt werden.
Fig. 9 stellt einen Fall dar, bei dem das Kreuzen der oberen und unteren Arbeitswalzen zu einer Änderung im Druckverhältnis, ausgedrückt durch die Formel (1), führt. Beim Walzen eines Stahlbandes für eine Zinnplatte wird der Kreuzungswinkel von einseitig konischen Arbeitswalzen einer Konizität von 1/300 von 0 auf 0,5º in Intervallen von 0,1º geändert, wobei für jeden Kreuzungswinkel die Druckverhältnisse an Punkten einzelner Abstände vom Bandende mit einer Verschiebegröße der Arbeitswalzen von 50 mm in Fig. 9 dargestellt sind.
Das mit einer Verschiebegröße von 30 mm und einem Kreuzungswinkel von 0,2º erhältliche Druckverhältnis ist durch eine gestrichelte Linie ebenfalls in Fig. 9 dargestellt.
Die in Fig. 9 gezeigten Ergebnisse deuten darauf hin, daß trotz der gleichen Konizitätsgroße der Arbeitswalzen ein größerer Kreuzungswinkel zu einem uberraschend größeren Druckverhältnis führt, außer für den Punkt bei 50 mm vom Bandende.
Vorstellbare Gründe für die Änderung im Druckverhältnis sind die, daß die gleichzeitige Anwendung einer Verschiebung und einer Kreuzung einer einseitig konischen Arbeitswalze zu (a) einer stärkeren Schrägung des konischen Abschnitts im Vergleich mit dem Fall nur einer Verschiebung einer einseitig konischen Arbeitswalze führt, und (b) gemäß der Abnahme der Walzlast an den Bandenden eine Spannung bzw. einen Zug an den Bandenden unerwartet zunimmt, so daß der Walzspalt voller mit dem Material gefüllt wird.
Bei einem konstanten Kreuzungswinkel hat das Druckverhältnis praktisch keine Beziehung mit der Verschiebegröße, außer für die Nähe des Abschnitts, an dem der Abstand vom Bandende mit der Verschiebegröße übereinstimmt, selbst wenn die Verschiebegröße der Arbeitswalzen verändert wird. Das Druckverhältnis mit einem Kreuzungswinkel von 0,2º und einer Verschiebegröße von 30 mm wird in Form einer gestrichelten Linie in Fig. 9 hinzugefügt: In diesem Fall ist das Druckverhältnis im wesentlichen das gleiche wie der Wert des Druckverhältnisses im Fall mit einer Verschiebegröße von 50 mm.
Durch die gleichzeitige Anwendung einer Verschiebung und Kreuzung einer einseitig konischen Arbeitswalze, wie sie oben im Detail beschrieben wurde, wird das Druckverhältnis selbst bei Arbeitswalzen einer konstanten Konizitätsgröße variabel, und die Verfügbarkeit eines Effekts, der im wesentlichen gleich dem mit einer variablen Konizitätsgröße erzielbaren ist, ist somit bewiesen.
Da das Druckverhältnis und die Veränderungsgröße im Randabfall (Korrekturgröße) nach obiger Beschreibung korreliert werden kann, ist es möglich, eine Verschiebegröße und einen Kreuzungswinkel, die zum Korrigieren des Randabfalls eines Bandes nötig ist, auf der Basis der Beziehung der Verschiebegröße, des Druckverhältnisses und der Korrekturgröße des Randabfalls, die diesen Betriebsgrößen entsprechen, zu bestimmen, sowie die Beziehung zwischen dem Kreuzungswinkel und dem Druckverhältnis durch vorheriges Bestimmen der Beziehung der Veränderungsgröße im Randabfall relativ zum Kreuzungswinkel und der Veränderungsgröße im Walzspalt beim Einstellen einer Verschiebegröße und eines Kreuzungswinkels zu bestimmen.
Bei dem Walzverfahren eines Bandes nach obiger Beschreibung ermöglicht beim Einstellen eines Randabfall- Steuerpunkts die gleichzeitige Verwendung einer Verschiebung und Kreuzung die Steuerung zweier Punkte pro Seite in der Breitenrichtung des Bandes. Es ist daher erwünscht, mindestens zwei Steuerpunkte pro Seite in der Breitenrichtung zu setzen.
Im folgenden wird ein Verfahren beschrieben, das den Erhalt einer gewünschten Verbesserung des Randabfalls an Randabfall-Steuerpunkten durch Bereitstellen mindestens zweier Punkte zum Steuern der Größe des Randabfalls pro Seite in der Breitenrichtung vorsieht. Das Verfahren umfaßt die Schritte des Berechnens eines effektiven Walzspalts, das zum Erhalt einer gewünschten Korrekturgröße des Randabfalls an zwei Randabfall-Steuerpunkten aus der Beziehung zwischen dem effektiven Walzspalt und der Korrekturgröße des Randabfalls nötig ist, des Berechnens einer Verschiebegröße und eines Kreuzungswinkels, um so den gewünschten effektiven Walzspalt und die beiden Randabfall-Steuerpunkte zu ergeben, und des Einstellens der so berechneten Werte.
Die konkreten Schritte werden im folgenden mit Bezug auf Fig. 10 beschrieben.
In Fig. 10 stellt die Bezugsziffer 1001 ein Dickenprofil beim Walzen mit flachen Walzen dar. Zwei Punkte x1 und x2 werden als Randabfall-Steuerpunkte gesetzt. Die Korrekturgröße des Randabfalls, die zum Verbessern des Dickenprofils beim Walzen mit flachen Walzen zu einem Ziel- Dickenprofil (Bezugsziffer 1002) nötig ist, beträgt ΔEx1 für den Steuerpunkt x1 und ΔEx2 für den Steuerpunkt x2. Dann werden für die Positionen x1 und x2 effektive Walzspalte ΔSx1 und ΔSx2 zum Erhalt der gewünschten Korrekturgröße des Randabfalls aus jeder Beziehung zwischen dem effektiven Walzspalt und der Korrekturgröße des Randabfalls bestimmt. Dann werden eine Verschiebegröße El und ein Kreuzungswinkel θ zum Erhalt dieses effektiven Walzspalts bestimmt.
Da die gewöhnliche Verschiebegröße unter 100 mm liegt, ist ein effektiver Walzspalt fx-100 (EL) an einer Position x mm am Bandendabschnitt in der Arbeitswalzenverschiebung wie folgt definiert:
fx-100(EL) = EL - x)·tan(α) (2)
wobei EL: Verschiebegröße
tan(α): Konizitätströße ist.
Der effektive Walzspalt gx-100 (θ) an der Position x mm in dem Bandendabschnitt beim Arbeitswalzenkreuzen ist wie folgt definiert:
gx-100(θ) = 2·{(-w/2-x)2 - (W/2-100)2}·tan2θ/DW (3)
wobei θ: Kreuzungswinkel
W: Bandbreite
DW: Arbeitswalzendurchmesser.
Es ist daher möglich, die Verschiebe- bzw. Versetzungsgröße EL zu bestimmen, und der Kreuzungswinkel θ kann aus den folgenden Formel berechnet werden:
wobei W: Brandbreite (mm)
DW: Arbeitswalzendurchmesser (mm)
tan(α): Konizitätsgräße (ex. 1/300)
Die Verschiebegröße EL liegt unter 100 mm.
Bei der praktischen Steuerung wird das Dickenprofil beim Walzen mit flachen Walzen durch vorausgehendes Vorbereiten von Modellen oder Tabellen auf der Basis der Walzbedingungen und Materialbedingungen, wie z. B. der Banddicke, der Walzlast, und der Größe des Randabfalls im Materialband berechnet. Die Beziehung zwischen dem effektiven Walzspalt und der Korrekturgröße des Randabfalls sollte ebenfalls vorher in mathematischen Modellen oder Tabellen erstellt werden, die gespeichert gehalten werden sollten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung nach obiger Beschreibung beim Steuern des Randabfalls im Band mit einem Walzwerk, das mit einem Mechanismus, um Arbeitswalzen mit einem konischen Ende auf einer Seite in der Axialrichtung zu versetzen bzw. verschieben, und einem Mechanismus zum Kreuzen von Arbeitswalzen miteinander versehen ist, umfassen die Arbeitsschritte das Vorsehen einer Bezugsposition in einem bestimmten Abstand vom Bandende (Bezugsposition des effektiven Walzspalts), das Berechnen einer Walzspaltgröße, die zur Erzielung einer gewünschten Verbesserung an Randabfall auf der Basis der Beziehung des effektiven Walzspalts zwischen oberen und unteren Arbeitswalzen und der Korrekturgröße eines Randabfalls nötig ist, sowie das Bestimmen einer Verschiebegröße und eines Kreuzungswinkels, um so diese Walzspaltgröße zu ergeben. Es ist daher möglich, eine Reduzierung eines Randabfalls zu gewährleisten, der eine starke Abnahme der auf beiden Enden in der Breitenrichtung des Bandes auftretenden Dicke, relativ zu verschiedenen Dickenprofilen des Materialbandes ist, um das Band in einer gleichmäßigen Dicke über die gesamte Breite hinweg zu walzen.
Beim Einstellen der Randabfall-Steuerpunkte bei der vorausgehenden Walzmethode ist darüber hinaus eine Steuerung des Dickenprofils über einen breiten Bereich in der Breitenrichtung durch gleichzeitiges Verwenden von Verschiebung bzw. Versetzung und Kreuzung (in der Breitenrichtung) möglich. Durch Setzen eines ersten Steuerpunkts in einem bestimmten Abstand vom Breitenzentrum und eines zweiten Steuerpunkts in einem bestimmten Abstand vom ersten Steuerpunkt zum Bandende hin kann der Kreuzungswinkel auf der Basis einer Dickenabweichung zwischen der Dicke am Breitenzentrum und der Dicke am ersten Steuerpunkt gesteuert werden, und die Verschiebegröße der Walzen kann auf der Basis einer Dickenabweichung zwischen dem ersten Steuerpunkt und dem zweiten Steuerpunkt gesteuert werden.
Dieses Steuerverfahren wird nachstehend beschrieben.
Zunächst wird die Beziehung zwischen Randabfall und Balligkeit hinsichtlich einer allgemeinen Arbeitswalzenverschiebung und einer allgemeinen Arbeitswalzenkreuzung beschrieben.
Beim Arbeitswalzen-Verschieben gemäß Fig. 11 wird zwischen dem Walzenende und dem Band s wegen der den Arbeitswalzen 8 verliehenen Konizität ein Spalt erzeugt. Wenn das Walzen eines Bandes mit solchen Arbeitswalzen 8 erfolgt, nimmt das Dickenprofil die Form der durchgezogenen Linie C an, was eine lokale Veränderung in der Dicke an den Bandenden relativ zu dem Dickenprofil (durch eine durchgezogene Linie B dargestellt) ergibt, die beim Walzen mit flachen Walzen ohne Konizität erzeugt wird.
Beim Arbeitswalzen-Kreuzen wird andererseits gemäß Fig. 12 ein Spalt, der sich parabolisch vom Zentrum zum Walzenende hin erstreckt, zwischen oberen und unteren Arbeitswalzen erzeugt, indem veranlaßt wird, daß die im wesentlichen flachen Arbeitswalzen 9 sich nur in einer ihnen erteilten Walzenballigkeit kreuzen. Wenn das Walzen in diesem Kreuzungszustand mit einem großen Kreuzungswinkel folgt, nimmt das Dickenprofil die Form gemäß einer durchgezogenen Linie D an, und Gesamtänderungen in der Dicke treten über einen breiten Bereich auf, der das Ende von einem relativ inneren Abschnitt der Breite (auf der Breitenzentrumseite) relativ zu dem Dickenprofil umfaßt, das durch ein Walzen mit flachen Walzen, angedeutet durch eine durchgezogene Linie B, erzeugt wird.
Ein Vergleich des Dickenprofil-Korrektureffekts eines Arbeitswalzen-Kreuzens und des Dickenprofil-Korrektureffekts eines Arbeitswalzen-Verschiebens zeigt Unterschiede in der Größe und in der Form. Der Randabfall des Stahlbandes nach einem Kaltwalzen wird durch den Randabfall im Materialband bewirkt, der durch das Warmwalzen erzeugt wurde, welches der vorausgehende Prozeß ist, sowie der Kaltwalz-Randabfall, der durch das Kaltwalzen erzeugt wird. Die Größe und die Form eines Randabfalls im Band nach einem Kaltwalzen variieren weitgehend mit dem Dickenprofil des Materialbandes.
Im allgemeinen ist eine typische Dickenverteilung des Bandes nach einem Kaltwalzen mit flachen Walzen eines heißgewalzten Materialbandes so, wie es in Fig. 13 gezeigt ist. Während die Dicke in einem Bereich vom Dickenzentrum bis etwa zur Position A langsam abnimmt, ist eine Abnahme in der Dicke in einem Abschnitt von der Position A zum Bandende hin abrupt.
Vorstehend sind allgemeine Sachverhalte beschrieben worden. Um eine zufriedenstellende Dickenverteilung durch Eliminieren einer Dickenabweichung in der Breitenrichtung in einem Band zu erzielen, das einen sowohl aus einem Warmwalz- Randabfall als auch einem Kaltwalz-Randabfall herrührenden Randabfall aufweist, geht aus der vorliegenden Erfindung klar hervor, daß es wirksam ist, ein Walzwerk zu verwenden, das mit Arbeitswalzen mit einem konisch zulaufenden Walzenende, einem Arbeitswalzen-Verschiebemechanismus und einem Arbeitswalzen-Kreuzungsmechanismus versehen ist.
In der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 14 wird ein erster Steuerpunkt an einer Position gesetzt, die vom Breitenzentrum um einen vorbestimmten Abstand entfernt ist, und zwar als Position zur Erzielung des Effekts der Verbesserung (Korrektur oder Steuerung) der Dickenabweichung durch Walzenkreuzen. Ferner wird ein zweiter Steuerpunkt an einer vom vorstehenden ersten Steuerpunkt um einen vorbestimmten Abstand zum Bandende (Kante) entfernten Position gesetzt, und zwar als Position zur Erzielung des Effekts der Verbesserung der Dickenabweichung (Randabfall) mittels Walzenverschiebung bzw. -versetzung.
Der erste Steuerpunkt ist an einer Stelle gelegen, an der das Dickenprofil durch Walzenkreuzen korrigierbar ist, und eine Korrektur einer Dickenabweichung 100 mm vom Bandende, beispielsweise vom Breitenzentrum, das allgemein als Körperballigkeit bekannt ist, ermöglicht. Der zweite Steuerpunkt befindet sich andererseits an einer näher am Bandende gelegenen Position als der erste Steuerpunkt, oder an einer Position, an der das Dickenprofil durch Walzenverschiebung korrigierbar ist, um eine Korrektur einer Dickenabweichung bzw. -versetzung an einer Position von 10 bis 30 mm vom Bandende von der bei 100 mm vom Bandende zu ermöglichen, was allgemein als Randabfall bekannt ist.
Durch die gleichzeitige Anwendung einer Verschiebung und einer Kreuzung nach obiger Beschreibung kann das Dickenprofil über einen breiten Bereich (in der Breitenrichtung) gesteuert werden.
Zum Berechnen einer Randabfall-Korrekturgröße, die zur Korrektur eines Randabfalls nötig ist, sind verfügbar:
ein Verfahren zum Berechnen der vorausgehenden Größe auf der Basis einer Dickenverteilung eines Bandes, gemessen vor der Ausführung einer Steuerung der Verschiebegröße und der Kreuzungsgröße von Arbeitswalzen eines Walzwerks (Verschiebungs- und Kreuzungs-Steuergerüst);
ein Verfahren zum Berechnen auf der Basis einer Dickenverteilung eines Bandes, gemessen nach einem Verschiebungs-Kreuzungs-Steuergerüst, und
ein Verfahren zum Berechnen auf der Basis einer Dickenverteilung eines Bandes, gemessen vor einem Verschiebungs-Kreuzungs-Steuergerüst und nach dem Verschiebungs-Kreuzungs-Steuergerüst.
Wenn erwünscht ist, einen Randabfall von dem Vorderende der Coil an genau zu steuern, und den Randabfall gegen Änderungen im Dickenprofil des Materialbandes in der Coil zu steuern, ist eine Materialband-Dickenprofil-Information von Nutzen. Es ist daher erwünscht, die Dickenverteilung des zu walzenden Materialbandes vor dem Verschiebungs-Kreuzungs- Steuergerüst zu messen und eine Verschiebegröße und einen Kreuzungswinkel auf der Basis des so gemessenen Ergebnisses zu berechnen.
Wenn erwünscht ist, eine Änderung im Randabfall bei den nachfolgenden Gerüsten zu berücksichtigen, um die Größe des Randabfalls im Endprodukt genau zu steuern, ist es wünschenswert, die Dickenverteilung des Materialbandes nach dem Verschiebungs-Kreuzungs-Steuergerüst zu messen und eine Verschiebegröße und einen Kreuzungswinkel auf der Basis des Ergebnisses daraus zu berechnen.
Ferner ist es durch Ausführen einer Messung an den beiden vorgenannten Punkten und Durchführen einer Berechnung auf der Basis einer Dickenverteilung des Materialstreifens, gemessen vor dem Verschiebungs-Kreuzungs-Steuergerüst und einer Dickenverteilung des Materialstreifens, gemessen nach dem Verschiebungs-Kreuzungs-Steuergerüst möglich, den Randabfall mit hoher Genauigkeit selbst für den Vorderendabschnitt einer Coil zu steuern, Veränderungen im Dickenprofil in der Coil wirksam zu steuern, in geeigneter Weise Änderungen im Randabfall in den nachgeschalteten Gerüsten zu berücksichtigen und die Größe des Randabfalls im Endprodukt mit hoher Genauigkeit zu steuern.
Beim Walzen eines Bandes in einem Tandemwalzwerk mit mehreren Gerüsten sollte ferner mindestens ein Gerüst als Verschiebungs-Kreuzungs-Steuergerüst dienen.
Beim Kaltwalzen führt gemäß Untersuchungsergebnissen der Erfinder der vorliegenden Erfindung eine größere Dicke des zu walzenden Materialbandes auf der Eingangsseite zu einer Bildung eines größeren Randabfalls. Bei einem Tandern- Kaltwalzwerk ist es daher wirksam, den Randabfall im ersten Gerüst zu verbessern, wo die eingangsseitige Dicke am größten ist. Es ist daher im Tandemwalzwerk wirksam und folglich auch wünschenswert, das erste Gerüst als Verschiebungs-Kreuzungs- Steuergerüst zu verwenden.
Durch Steuern eines Randabfalls unter Verwendung von Mitteln, die gleichzeitig die Verschiebeposition von Arbeitswalzen ändern und den Kreuzungswinkel im ersten Gerüst ändern, ist eine Wirkung erhältlich, die im wesentlichen gleich derjenigen ist, die Konizitätsgrenze variabel zu gestalten, und durch Verbessern eines Randabfalls ist es möglich, den Randabfall für jedes Dickenprofil des Materialbandes zu verbessern und ein Dickenprofil zu erhalten, das effektiv gleichmäßig in der Breitenrichtung ist.

Ausführungsform 1

Die folgende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, daß es möglich ist, bei einem Walzverfahren eines Bandes durch Verschieben bzw. Versetzen von Arbeitswalzen mit einem konisch zulaufenden Walzenende in der Axialrichtung und Kreuzen der oberen und unteren Arbeitswalzen miteinander in geeigneter Weise eine Verschiebegröße und einen Kreuzungswinkel einzustellen und einen Randabfall zufriedenstellend zu verbessern, indem die Beziehung der drei Faktoren verwendet wird, und zwar der Verschiebegröße und des Kreuzungswinkels für die Bestimmung der Betriebsgrößen, die zum Korrigieren eines Randabfalls des Bandes nötig sind, sowie der Korrekturgrößen des Randabfalls, die diesen Betriebsgrößen entsprechen, in der Form der Beziehung zwischen dem Walzspalt zwischen den oberen und unteren Arbeitswalzen und der Korrekturgröße des Randabfalls, indem eine effektive Walzspalt-Bezugsposition, die vom Bandende um einen vorgeschriebenen Abstand entfernt ist, bereitgestellt wird.
Ein Stahlband für eine Zinnplatte mit einer Breite von 900 mm, das nach dem Walzen gebeizt wurde, wurde auf einer Anlage gemäß Fig. 1 einem Verschiebe-Kreuzungs-Walzen unterzogen. Randabfall-Steuerpunkte wurden bei 10 mm und 30 mm vom Bandende (Bandkante) vorgesehen. Die Zielgröße des Randabfalls betrug 0 um für jeden dieser Steuerpunkte. In Fig. 15 ist die Beziehung zwischen dem effektiven Walzspalt und der Korrekturgröße des Randabfalls bei vorher bestimmten Positionen von 10 mm und 30 mm vom Bandende durch 1501 bzw. 1502 dargestellt. Die effektive Walzspalt-Bezugsposition war bei 100 mm vom Bandende. In dieser Ausführungsform sind diese Beziehungen in den folgenden mathematischen Modellen formuliert.
ΔE10 = 0,004 · ΔS10² (8)
ΔE30 = 0,003 · ΔS30² (9)
wobei ΔE10: Korrekturgröße des Randabfalls an einer Position 10 mm vom Bandende,
ΔS10: effektiver Walzspalt an einer Position 10 mm vom Bandende,
ΔE30: Korrekturgröße des Randabfalls an einer Position 30 mm vom Bandende,
ΔS30: effektiver Walzspalt an einer Position 30 mm vom Bandende.
Die erzielbare Wirkung beim Walzen des vorstehenden Stahlbandes wird im folgenden mit Bezug auf Fig. 16 beschrieben.
In Fig. 16 stellt die Bezugsziffer 1601 ein Dickenprofil am Bandende dar, wenn das Stahlband mit flachen Arbeitswalzen ohne Konizität gewalzt wird. Die Bezugsziffer 1602 gibt ein Dickenprofil am Bandende an, wenn das Stahlband unter Verwendung von einseitig konischen Arbeitswalzen mit einer Konizität von 1/300 und einer Verschiebegröße von 40 mm gewalzt wird. An einer Position 30 mm vom Bandende konnte der Randabfall bis auf einen Ziel-Randabfall korrigiert werden. An der Position 10 mm vom Bandende jedoch war die Dicke um mehr als 10 um größer und es war somit unmöglich, das Stahlband zu einer einheitlichen Dicke über die gesamte Breite hinweg zu walzen.
Nun wird das Walzwerk und das Walzverfahren der Erfindung in Anwendung auf ein Stahlband beschrieben, das dem obigen ähnlich ist. Falls die Größe des Randabfalls beim Walzen mit flachen Arbeitswalzen an einer Position 10 mm vom Bandende E10 beträgt, so wird dies ausgedrückt durch:
E10 = -27 um
von 1601 in Fig. 16. Die Korrekturgröße des Randabfalls ΔE 10, die zum Korrigieren des Randabfalls auf den Ziel- Randabfall notwendig ist, beträgt daher:
ΔE10 = 0 - (-27) = 27 um
Der effektive Walzspalt ΔS10, der zum Erhalt dieser Korrekturgröße des Randabfalls ΔE10 nötig ist, geht aus der folgenden Formel hervor, welche die Beziehung zwischen dem effektiven Walzspalt und der Korrekturgröße des Randabfalls an der Position 10 mm vom Bandende ausdrückt, wie er in der vorgenannten Formel (8) dargestellt ist:
ΔS10 = (ΔE10/0,004) = 82 um
Auch für die Position 30 mm vom Bandende wird der effektive Walzspalt wie folgt durch ähnliche Schritte ausgedrückt:
ΔS30 = 37 um
Durch Aufnahme dieser Werte in die Formeln (4) und (5) ergibt sich
EL = 20 mm
θ = 0,8º
Die Verschiebegröße EL und der Kreuzungswinkel θ wurden so berechnet.
Durch Ausführen des Walzvorgangs, bei dem diese Werte der Verschiebegröße und des Kreuzungswinkels eingestellt wurden, konnte der Randabfall innerhalb des Zielbereichs korrigiert werden, wie durch die Bezugsziffer 1603 in Fig. 16 gezeigt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung war es nach obiger Beschreibung möglich, einen Randabfall genau zu verbessern, was vorher unmöglich war, und im Ergebnis ein gleichmäßiges Dickenprofil über die gesamte Breite zu erhalten.

Ausführungsform 2

Die folgende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, daß es möglich ist, bei einem Walzverfahren eines Bandes durch: Verschieben bzw. Versetzen von Arbeitswalzen mit einem konisch zulaufenden Walzenende in der Axialrichtung und Kreuzen der oberen und unteren Arbeitswalzen miteinander in geeigneter Weise eine Verschiebegröße und einen Kreuzungswinkel einzustellen und einen Randabfall zufriedenstellend zu verbessern, indem die Beziehung der drei Faktoren verwendet wird, und zwar der Verschiebegröße und des Kreuzungswinkels für die Bestimmung der Betriebsgrößen, die zum Korrigieren eines Randabfalls des Bandes nötig sind, sowie der Korrekturgrößen des Randabfalls, die diesen Betriebsgrößen entsprechen, in der Form der Beziehung zwischen dem Walzspalt zwischen den oberen und unteren Arbeitswalzen und der Korrekturgröße des Randabfalls, indem eine effektive Walzspalt-Bezugsposition, die vom Bandende um einen vorgeschriebenen Abstand entfernt ist, bereitgestellt wird; Bestimmen einer Korrekturgröße eines Randabfalls, die nötig ist, um eine Größe des Randabfalls des Bandes zu einem Zielwert hin auf der Basis einer vorher bestimmten Beziehung zwischen dem Kreuzungswinkel und dem Verhältnis der Korrekturgröße des Randabfalls zur Anderungsgröße des Walzspalt zu korrigieren; und Bestimmen einer Verschiebegröße und eines Kreuzungswinkels, die zur Korrektur des Randabfalls des Bandes auf der Basis der Verschiebegröße, des Verhältnisses der Korrekturgröße des Randabfalls zur Änderungsgröße des Walzspalt, der Beziehung der Korrekturgröße des Randabfalls mit diesem und der Beziehung zwischen dem Kreuzungswinkel und dem Verhältnis der Korrekturgröße des Randabfalls zur Änderungsgröße des Walzspalt nötig ist.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht mit einem Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration von Walzanlagen mit einem Walzwerk einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Die Walzanlage, die in dieser Ausführungsform verwendet wird, ist ein Tandern-Kaltwalzwerk mit sechs Gerüsten insgesamt, mit einem Walzwerk (Verschiebe-Kreuzungs- Walzwerk), das mit einem Verschiebemechanismus versehen ist, der Arbeitswalzen mit einem konisch zulaufenden Ende auf einer Seite der Walze verschiebt, und einem Kreuzungsmechanismus, der bewirkt, daß sich die oberen und unteren Arbeitswalzen miteinander in einem ersten Gerüst kreuzen.
Das vorgenannte Tandemwalzwerk weist einen Verschiebebetätiger 12 auf, der die Arbeitswalzen 10 im ersten Gerüst auf eine vorgeschriebene Position verschiebt, einen Kreuzungsbetätiger 14, der ein Kreuzen der oberen und unteren Arbeitswalzen unter einem vorgeschriebenen Winkel bewirkt, und einen Controller 20 des ersten Gerüsts, der ein Steuersignal an diese Betätiger 12 und 14 ausgibt.
Dieser Controller 20 berechnet eine Verschiebegröße und einen Kreuzungswinkel, die Betriebsgrößen des ersten Gerüsts nach Eingabe der Dickenprofil-Information des Materialbandes vor dem Walzvorgang sind, gemessen durch einen Materialband- Dickenprofil-Detektor 16, der auf der Ausgangsseite eines Warmwalzwerks (nicht dargestellt) des vorausgehenden Verfahrens installiert ist, und einem Zielwert nach dem Kaltwalzen, der durch einen Dickenprofil-Zielwertsetzer 18 gesetzt wird, wobei diese Werte bzw. Größen der Verschiebung und des Kreuzungswinkels als Ausgabe an die vorgenannten Betätiger 12 und 14 ausgegeben werden, um die Arbeitswalzen bezüglich einer vorgeschriebenen Größe der Verschiebung und, des Kreuzungswinkels zu steuern.
Dieser Controller 20 enthält Daten bezüglich der Beziehung zwischen dem vorbestimmten Kreuzungswinkel und dem Druckverhältnis und bestimmt eine Verschiebegröße und einen Kreuzungswinkel zur Korrektur eines Randabfalls des Materialbandes auf der Basis der Verschiebegröße, des Druckverhältnisses, der Beziehung desselben mit einer Korrekturgröße des Randabfalls, welche diesen Betriebsgrößen entspricht, und der Beziehung zwischen dem Kreuzungswinkel und dem Druckverhältnis.
In dieser Ausführungsform ist das erste Gerüst ein Quartogerüst mit Arbeitswalzen und Stützwalzen, das mit dem Verschiebemechanismus und dem Kreuzungsmechanismus versehen ist. Dies ist schematisch in einem vergrößerten Maßstab in den Fig. 17 und 18 dargestellt.
In Fig. 17 weisen die obere Arbeitswalze 10A und die untere Arbeitswalze 10B konisch zulaufende Enden auf gegenüberliegenden Seiten auf, (nicht dargestellt), und diese oberen und unteren Arbeitswalzen 10A und 10B sind von einer oberen Stützwalze 20A und einer unteren Stützwalze 20B von oben bzw. unten abgestützt. Die obere Arbeitswalze 10A und die untere Arbeitswalze 10B kreuzen einander.
In diesem ersten Walzgerüst ist eine Verschiebeeinheit 22 und eine Kreuzungseinheit 24 vorgesehen, von denen ein Umriß bezüglich einer einzelnen Arbeitswalze 10 in Fig. 18 dargestellt ist. Sie werden durch den Verschiebebetätiger 12 und den Kreuuzungsbetätiger 14 gemäß Fig. 1 betätigt, um eine Verschiebung oder Kreuzung der Arbeitswalzen 10 (10A, 10B) zu bewirken.
Das Antriebssystem der Verschiebeeinheit 22 kann entweder einen Hydraulikmotor oder einen Elektromotor umfassen. Die Kreuzungseinheit 24 bewirkt, daß sich die oberen und unteren Arbeitswalzen (10A, 10B) durch Bewegen eines Einbaustücks miteinander kreuzen, indem an der Eingangs-/Ausgangsseite des Arbeitswalzen-Einbaustücks gedrückt oder gezogen wird, und es ist möglich, daß nur die Arbeitswalzen einander kreuzen oder diese sich zusammen mit den Stützwalzen kreuzen.
In dieser Ausführugsform wurde ein Stahlblech für eine Zinnplatte mit einer Breite von 900 mm, die nach dem Walzen gebeizt wurde, als Materialband verwendet und unter Verwendung von einseitig konisch zulaufenden Arbeitswalzen mit einer Konizität von 1/300 und einem Walzendurchmesser von 570 mm gewalzt.
Es wird nun die beim Walzen des vorgenannten Stahlblechs auf der oben erwähnten Walzanlage erzielbare Wirkung mit Bezug auf Fig. 19 beschrieben.
In Fig. 19 gibt die Bezugsziffer 1901 ein Dickenprofil am Bahnende an, wenn die Stahlbahn mit flachen Walzen ohne Konizität gewalzt wird.
Eine Verschiebegröße von 45 mm war nötig zur Korrektur eines Randabfalls mit einer Zielgröße eines Randabfalls von 0 bis 5 um bei einer Position 10 mm von dem Bahnende (an einem Steuerpunkt 10 mm vom Bahnende) mittels eines herkömmlichen Verschiebewalzvorgangs mit einseitig konisch zulaufender Arbeitswalze (Konizität: 1/300). Die Bestimmung dieser Verschiebegröße von 45 mm wird aus praktischen Gründen später beschrieben.
Das erhaltene Dickenprofil, wenn ein Verschiebewalzen mit einer einseitig konisch zulaufenden Arbeitswalze mit einer konkreten Verschiebegröße von 45 mm ausgeführt wird, ist durch die Bezugsziffer 1902 angegeben. In diesem Fall wurde zwar eine Korrektur des Randabfalls wie gewünscht an dem vorgenannten Steuerpunkt erzielt, an einer Stelle 20 bis 30 mm vom Steuerpunkt nach innen ergab sich jedoch ein übermäßig dicker Abschnitt, so daß kein gleichmäßiges Dickenprofil erhalten werden konnte.
Nur mit der herkömmlichen Arbeitswalzenkreuzung konnte eine Erhöhung des Kreuzungswinkels auf 1,0º, was der maximale Winkel ist, der einen stabilen Durchlauf für das Walzen gestattet, keine zufriedenstellende Korrektur des Randabfalls bewerkstelligen, wie die das Dickenprofil darstellende Bezugsziffer 1903 zeigt.
Die folgenden Absätze beschreiben einen Fall, bei dem das gleiche Stahlband mit einer Zielgröße des Randabfalls von 0 bis 5 um an Positionen von 10 mm und 20 mm vom Bandende in dieser Ausführungsform gewalzt wurden. Das Ergebnis ist durch die Bezugsziffer 1904 in Fig. 19 dargestellt.
In dieser Ausführungsform werden die Verschiebegröße und der Kreuzungswinkel der einseitig konisch zulaufenden Arbeitswalze wie folgt nach der Einstellung bestimmt, wenn das Blech auf dem vorgenannten Walzwerk gewalzt wird.
Genauer gesagt, wird die Beziehung zwischen dem Kreuzungswinkel und dem Druckverhältnis vorher bestimmt, wie beispielsweise in Fig. 9 gezeigt ist. Gleichzeitig wird eine Verschiebegröße und ein Kreuzungswinkel, die zur Korrektur des Randabfalls des gewalzten Blechs geeignet sind, auf der Basis der Beziehung der Verschiebegröße, des Druckverhältnisses und der Korrekturgröße des Randabfalls, der diesen Betriebsgrößen entspricht, sowie der Beziehung zwischen dem Kreuzungswinkel und dem Druckverhältnis bestimmt.
Die vorgenannten Arbeitswalzen werden um die so bestimmte Verschiebegröße verschoben und eine Steuerung wird ausgeführt, um zu bewirken, daß die oberen und unteren Arbeitswalzen einander mit dem vorgenannten Kreuzungswinkel kreuzen.
An einer Position von Y mm vom Bahnende (Bandende) ist die Korrekturgröße des Randabfalls, die zur Erreichung einer Zielgröße des Randabfalls des gewalzten Produkts nötig ist, durch die Abweichung gegeben, die durch Subtrahieren der Größe des Randabfalls beim Walzen mit gewöhnlichen Walzen von der Zielgröße des Randabfalls erhalten wird.
Die notwendige Korrekturgröße des Randabfalls weist folgende Beziehung auf: [Größe der Veränderung des Walzspalts] x [Druckverhältnis] = [Korrekturgröße des Randabfalls]. Die Veränderungsgröße des Walzspalts, die zur Korrektur eines Randabfalls nötig ist, wird ausgedrückt durch [nötige Änderungsgröße des Walzspalts] = [nötige Korrekturgröße des Randabfalls]/[Druckverhältnis].
Die oben genannte nötige Korrekturgröße des Randabfalls ist daher in den Begriff der Korrekturgröße des Randabfalls der Formel (1) aufgenommen. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Korrekturgröße des Randabfalls an einer Position 10 mm vom Bandende ED10 beträgt, und eine Korrekturgröße des Randabfalls an einer Position 25 mm vom Bandende ED25 beträgt. Die Beziehung der Änderungsgröße des Walzspalts G, des Druckverhältnisses R und der Korrekturgröße des Randabfalls ED kann durch die folgenden Formeln (10) und (11) ausgedrückt werden, da die Anderungsgröße des Walzspalts G nur von der Verschiebegröße X abhängt, da die Größe der Konizität der Arbeitswalzen bekannt ist, und das Druckverhältnis R nicht von der Verschiebegröße X abhängt, sondern vom Kreuzungswinkel θ:
ED10 = G10(X)·R10(θ) (10)
ED25 = G25(X)·R25(θ) (11)
Ein Kreuzungswinkel θ und eine Verschiebgröße X, die obige Formeln erfüllen, werden durch die folgenden Schritte auf der Basis von Fig. 19 bestimmt.
Es wird nun eine Art und Weise der Bestimmung der Verschiebegröße und des Kreuzungswinkels, die zur Korrektur eines Randabfalls geeignet sind, im Detail mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben.
Wie Fig. 4 zeigt, die schematisch die Beziehung zwischen den Arbeitswalzen und dem Band S darstellt, wäre die Änderungsgröße des Walzspalts Gy (um) an einer Position Y mm vom Bandende im Fall einer Verschiebeposition EL (mm) wie folgt:
G10 = (1/300) · (EL - 10) 1000 (12)
10 ≤ EL
für eine Position 10 mm vom Bandende, und
G25 = (1/300) · (EL - 25) · 1000 (13)
10 ≤ EL
für eine Position 25 mm vom Bandende. In den Formeln (12) und (13) ist x1000 ein Koeffizient für die Anwendung einer Einheit von Mikrometer.
Die Korrekturgröße des Randabfalls an einer Position 10 mm vom Bandende im Fall eines Walzens mit flachen Walzen ist 33 um gemäß Fig. 19, und die Korrekturgröße des Randabfalls an einer Position 25 mm vom Bandende beträgt 10 um. Das Druckverhältnis Ry, das zur Korrektur eines Randabfalls an einer Position Y mm vom Bandende für Walzspalte G10 und G25 nötig ist, wäre gemäß der in Formel (1) gegebenen Definition wie folgt:
R10 = 33/G10 (14)
für die Position 10 mm vom Bandende, und
R25 = 10/G25 (15)
für die Position 25 mm vom Bandende.
Aus der in den Formeln (12) bis (15) ausgedrückten Beziehung wären die Druckverhältnisse an den Positionen 10 mm und 25 mm vom Bandende bei einer Verschiebegröße von 33 mm 42% für die Position 10 mm vom Bandende bzw. 35% für die Position 25 mm vom Bandende. Wenn die Verschiebegröße geringer ist als 33 mm, wird das Druckverhältnis größer als das obige, und wenn die Verschiebegröße größer ist als 33 mm, wird hingegen das Druckverhältnis kleiner als das obige.
Andererseits sind die Druckverhältnisse für die Positionen 10 mm und 25 mm vom Bandende, wie sie bestimmt werden, während der Kreuzungswinkel allmählich von der Beziehung des Kreuzungswinkels mit dem Abstand vom Bandende und dem Druckverhältnis gemäß Fig. 9 allmählich erhöht wird, wie in Tabelle 1 gezeigt ist. Tabelle 1
Druckverhältnis in %
Im einzelnen beträgt bei einem Kreuzungswinkel von 0,3º das Druckverhältnis 42% für die Position 10 mm vom Bandende, und 35% für die Position 25 mm vom Bandende. Diese Werte stimmen mit den Figuren im Fall einer Verschiebegröße von 33 mm überein. Diese Ergebnisse führen zu einer Verschiebegröße von 33 mm und einem Kreuzungswinkel von 0,3º.
Nun wird die Verschiebegröße in dem Fall eines Verschiebewalzens nur mit der herkömmlichen einseitig konisch zulaufenden Arbeitswalze, wie sie oben beschrieben wurde, im folgenden bestimmt. Die Größe des Randabfalls für die Position 10 mm vom Bandende beträgt 33 um ähnlich der vorangehenden Fig. 19, und das Druckverhältnis Ry beträgt 28% von dem Wert im Fall eines Kreuzungswinkels von 0º gemäß Fig. 9. Die Verschiebeposition EL (mm) für die Korrektur des Randabfalls wäre 45 mm, wie oben beschrieben, bestimmt aus der folgenden Formel (16)
0,28 = 33/G10 (16)
G10 = (1/300) · (EL - 10) · 1000
10 ≤ EL
Beim Walzen mit gleichzeitiger Anwendung einer Verschiebung und Kreuzung einer einseitig konisch zulaufenden Arbeitswalze dieser Ausführungsform, wie sie oben im Detail beschrieben wurde, um einen Randabfall wie gewünscht am Steuerpunkt zu korrigieren, und um ein gleichmäßiges Dickenprofil auch an den anderen Positionen entlang der Breitenrichtung zu erhalten, hat es sich als notwendig erwiesen, bei einer Verschiebegröße EL von 33 mm ein Druckverhältnis von 42% für den Steuerpunkt (Position 10 mm vom Bandende) und etwa 35% an der Position 25 mm vom Bandende vorzusehen.
In dieser Ausführungsform nach obiger Beschreibung wird ein Druckverhältnis mit einem Kreuzungswinkel von 0,3º gemäß Fig. 9 als dasjenige Druckverhältnis angewandt, das dem obigen Druckverhältnis am nächsten kommt. Durch Ausführen eines Verschiebe-Kreuzungs-Walzens mit einer einseitig konisch zulaufenden Arbeitswalze und einer Verschiebegröße von 33 mm bei einem Kreuzungswinkel von 0,3º, wie durch die Bezugsziffer 1904 in Fig. 19 dargestellt ist, war es möglich, ein gleichmäßiges Dickenprofil durch Korrektur des Randabfalls zu erhalten, ohne dabei einen übermäßig dicken Abschnitt einwärts vom Steuerpunkt zu erzeugen.
Gemäß dieser Ausführungsform nach obiger Beschreibung ist es möglich, einen Randabfall zu korrigieren, was bei dem herkömmlichen Walzen mit einseitig konisch zulaufenden Arbeitswalzen lediglich mit Verschieben oder Kreuzen allein unmöglich war, wobei im Ergebnis ein gleichmäßiges Dickenprofil über die gesamte Breite hinweg erhalten wurde.

Ausführungsform 3

Die folgende Beschreibung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt, daß es möglich ist, bei einem Walzverfahren eines Bandes durch Verschieben der Arbeitswalzen mit einem konisch zulaufenden Walzenende in der Axialrichtung und durch Kreuzenlassen der oberen und unteren Arbeitswalzen eine Verschiebegröße und einen Kreuzungswinkel in geeigneter Weise einzustellen und einen Randabfall zufriedenstellend zu korrigieren, indem ein erster Steuerpunkt um einen vorgeschriebenen Abstand vom Breitenzentrum und ein zweiter Steuerpunkt um einen vorgeschriebenen Abstand vom ersten Steuerpunkt zum Bandende als Kontrollpunkte der Dickenverteilung in der Breitenrichtung des Bandes eingestellt werden, und indem der Kreuzungswinkel auf der Basis der Dickenabweichung am ersten Steuerpunkt von der Dicke am Breitenzentrum gesteuert wird, und die Größe der Walzenverschiebung auf der Basis der Dickenabweichung am zweiten Steuerpunkt von der Dicke am ersten Steuerpunkt gesteuert wird.
Nun wird diese Ausführungsform des Dicken- Steuerverfahrens in der Breitenrichtung gemäß der Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, wobei ein Fall der Anwendung auf ein Tandern-Kaltwalzwerk mit sechs Gerüsten betrachtet wird, das mit einem Walzen- Verschiebemechanismus versehen ist, der einseitig konisch zulaufende Arbeitswalzen verschiebt, sowie einem Walzen- Kreuzungsmechanismus, der eine Kreuzung der Arbeitswalzen untereinander in einem ersten Gerüst desselben bewirkt. Die Ausführungsform wird zur Vereinfachung der Beschreibung in Ausführungsformen 3-1, 3-2 und 3-3 unterteilt, die der Reihe nach beschrieben werden.

Ausführungsform 3-1

Fig. 20 stellt schematisch ein Tandern-Kaltwalzwerk mit sechs Gerüsten 30 dar, auf das die vorliegende Erfindung angewandt wird. Ein erstes Gerüst 31 dieses Tandemwalzwerks 30 umfaßt Arbeitswalzen 10 mit einem konisch zulaufenden Ende auf einer Seite der Walze, einem Walzenkreuzungs-Controller 40, der ein Kreuzen der Arbeitswalze 10 bewirkt, und einem Walzenverschiebe-Controller 42 zum Verschieben der Arbeitswalzen 10. Die Arbeitswalzen 10 können eine Arbeitswalzenkreuzung durch Befehl von dem Walzenkreuzungs- Controller 40 und ein Verschieben der Arbeitswalzen durch Befehl des Walzenverschiebe-Controllers 42 ausführen.
In der Ausführungsform 3-1 der Erfindung gemäß Fig. 20 ist ein ausgangsseitiger Dickenprofilmesser 50 zum Messen der Dickenverteilung in der Breitenrichtung des Bandes nach dem Walzen auf der Ausgangsseite eines sechsten Endgerüsts 36 vorgesehen und nimmt Messungen mit einem Zyklus von beispielsweise 1 Sekunde vor.
Ein erster Steuerpunkt der Dickenabweichung in der Breitenrichtung, der von einer Ausgabe des ausgangsseitigen Profilmessers 50 abgeleitet wird, ist 100 mm vom Bandende vorgesehen, und ein zweiter Steuerpunkt ist 10 mm vom.
Bandende vorgesehen. Gemessene Werte der Dickenabweichung des ersten Steuerpunkts und des zweiten Steuerpunkts sind wie folgt definiert:
C100 (h6): Dickenabweichungswert am Breitenzentrum und an einer Position 100 mm vom Bandende, gemessen durch den ausgangsseitigen Profilmesser 50;
E10 (h6): Dickenabweichungswert an Positionen 100 mm und 10 mm (zweiter Steuerpunkt) vom Bandende, gemessen durch den ausgangsseitigen Profilmesser 50.
Zielwerte der Dickenabweichung des ersten Steuerpunkts und des zweiten Steuerpunkts sind wie folgt definiert:
C100 (t6): Zielwert der Dickenabweichung am Breitenzentrum an einer Position 100 mm vom Bandende (erster Steuerpunkt);
E10 (t6): Zielwert der Dickenabweichung einer Position 100 mm vom Bandende und einer Position 10 mm vom Bandende (zweiter Steuerpunkt)
Der vorgenannte Walzenkreuzungs-Controller 40 bestimmt bezüglich eines gemessenen Dickenabweichungswertes C100 (h6) des ersten Steuerpunkts, gemessen mit dem vorgenannten ausgangsseitigen Profilmesser (50), die Abweichung ΔC100 (h6) von dem Dickenabweichungs-Zielwert C100 (t6) des ersten Steuerpunkts durch die folgende Formel:
ΔC100(h6) = C100(h6) - C100(t6) (17)
Dann wird eine Korrekturgröße der Walzenkreuzung C1 der. Arbeitswalze 10 des ersten Gerüsts 31 als Antwort auf die so bestimmte Abweichung ΔC100 (h6) berechnet. Im einzelnen wird beispielsweise die Beziehung zwischen der Abweichung ΔC100 (h6) und einer erforderlichen Korrekturgröße C1 des Kreuzungswinkels des ersten Gerüsts relativ zu dieser Abweichung vorher als Einflußindex a bestimmt. Eine Berechnung kann auf dem folgenden mathematischen Modell basieren:
C1 = a·ΔC100(h6) (18)
Ferner bestimmt der vorgenannte Walzenverschiebe- Controller 42 hinsichtlich des gemessenen Dickenabweichungswerts E10 (h6) des zweiten Steuerpunkts, gemessen von dem vorgenannten ausgangsseitigen Profilmesser 50, eine Abweichung ΔE10 (h6) von dem Dickenabweichungs- Zielwert E10 (t6) des ersten Steuerpunkts gemäß der folgenden Formel:
ΔE10(hG) = E10(h6) - E10(t6) (19)
Dann wird eine Korrekturgröße der Walzenverschiebung S1 der Arbeitswalze 10 des ersten Gerüsts 31 als Antwort auf die so bestimmte Abweichung ΔE10 (h6) berechnet. Im einzelnen wird beispielsweise die Beziehung zwischen der Abweichung ΔE10 (h6) und einer erforderlichen Korrekturgröße S1 der Walzenverschiebung vorher als Einflußindex b bestimmt. Die Berechnung kann auf dem folgenden mathematischen Modell basieren:
S1 = b·ΔE10(h6) (20)
Die Verfahren des Berechnens von Korrekturgrößen des Walzenkreuzungswinkels und der Walzenverschiebung sind nicht auf die oben erwähnten, auf den Modellen basierenden beschränkt, sondern es kann auch ein Verfahren angewandt werden, das eine vorbereitete Tabelle von gemessenen Werten (beobachteten Werten) anwendet und eine erforderliche Korrekturgröße aus diesen auswählt.

Ausführungsform 3-2

Fig. 21 stellt eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar, bei der ein eingangsseitiger Dickenprofilmesser 52 auf der Eingangsseite des ersten Gerüsts 31 vorgesehen ist, und eine Walzenkreuzung und Walzenverschiebung auf der Basis der Dickenverteilung in der Breitenrichtung des Bandes vor dem Walzen gesteuert wird.
In dieser Ausführungsform wird der gemessene Dickenabweichungswert zwischen dem Breitenzentrum und einer Position 100 mm vom Bandende (erster Steuerpunkt), der von dem eingangsseitigen Profilmesser 52 erfaßt wird, als C100 (h0) definiert, und die Dickenabweichung an Positionen 100 mm und 10 mm vom Bandende, die von dem eingangsseitigen Profilmesser 52 erfaßt wird, wird als E10 (h0) definiert. Zielwerte für diese Abweichungen werden als C100 (d0) bzw. E 10 (t0) definiert.
In dieser Ausführungsform werden die Zielwerte C100 (t0) und E10 (t0) der Dickenabweichungen relativ zum Materialband als Dickenabweichungen verwendet, die zur Erreichung einer gewünschten Dickenverteilung auf der Ausgangsseite des sechsten Endgerüsts 36 notwendig sind, und werden vorher je nach Art des Stahls und der geplanten Dicke auf der Basis der tatsächlichen Walzergebnisse bestimmt.
Hinsichtlich des Verfahrens der Berechnung einer Korrekturgröße der Walzenkreuzung C1 und der Korrekturgröße der Walzenverschiebung S1, welche die gleiche ist wie bei der vorausgehenden Ausführungsform, wird hier eine detaillierte Beschreibung weggelassen.
Die Dickenverteilung in der Breitenrichtung des Materialbandes vor dem Walzen kann beispielsweise im Fall eines Kaltwalzens durch Installieren eines Dickenprofilmessers auf der Eingangsseite des Kaltwalzwerks, auf der Ausgangsseite des Warmwalzwerks oder zwischen dem Warmwalzwerk und dem Kaltwalzwerk oder aber off-line gemessen werden.

Ausführungsform 3-3

Fig. 22 stellt eine Ausführungsform 3-3 der Erfindung dar, wobei gleichzeitig ein ausgangsseitiger Profilmesser 50, wie in der Ausführungsform 3-1, und ein eingangsseitiger Profilmesser, wie in der Ausführungsform 3-2, verwendet werden.
In der Ausführungsform 3-3 ist eine Schalteinheit 60 zum Schalten vorgesehen, und zwar von (a) einer Steuerung durch den Walzenkreuzungs-Controller 40 und den Walzenverschiebe- Controller 42, die in Reaktion auf eine Ausgabe von dem vorgenannten ausgangsseitigen Profilmesser 50 betätigbar sind, zu (b) einer Steuerung durch den Walzenkreuzungs- Controller 40 und den Walzenverschiebe-Controller 42, die in Reaktion auf eine Ausgabe von dem vorgenannten eingangsseitigen Profilmesser 52 betätigbar sind, und umgekehrt. In Übereinstimmung mit der Erfassung von Schweißpunkten, die ein vorausgehendes Stahlblech und ein darauffolgendes Stahlblech verbinden, führt die Schalteinheit 60 eine Rückkopplungssteuerung des Walzenkreuzens und Walzenverschiebens in Reaktion auf eine Ausgabe von dem ausgangsseitigen Profilmesser 50 aus. Die Schalteinheit 60 schaltet die Steuerung wieder zurück auf die Rückkoppelungssteuerung, die in Reaktion auf die Ausgabe des ausgangsseitigen Profilmessers 50 ausgeführt wurde, und zwar an dem Punkt, an dem der Schweißpunkt die Position des ausgangsseitigen Profilmessers 50 erreicht.
Im Dauerzustand gemäß dieser Ausführungsform 3-3 ist es möglich, die Dickenverteilung auf der Ausgangsseite des sechsten Endgerüsts 36 in Reaktion auf die Ausgabe von dem ausgangsseitigen Profilmesser 50 sicher zu steuern, und während der Schweißpunkt das Tandemwalzwerk 30 durchläuft, eine Optimalwertsteuerung unter dem Einfluß der Ausgabe von dem eingangsseitigen Profilmesser 52 in geeigneter Weise auszuführen.

Typische Ergebnisse der Anwendung von Ausführungsform 3

Ein Stahlblech für eine Zinnplatte, gebeizt nach Warmwalzen, mit einer Breite von 900 mm wurde für 20 Coils gewalzt. Durchschnittswerte des Fehlverhältnisses (Dicken- Rückweisungsverhältnis in der Breitenrichtung), welche das Verhältnis der Dickenverteilung an Positionen 100 mm und 10 mm in der Längsrichtung des Stahlblechs darstellte, das von einem vorgeschriebenen Steuerbereich abwich, sind in Fig. 23 zwischen einem herkömmlichen Fall, bei dem lediglich eine Arbeitswalzenverschiebung verwendet wurde, und der Ausführungsform 3-1 der Erfindung verglichen. Die Konizität wies eine Form mit einem um 1 mm pro 300 mm Länge in der Trommelrichtung reduzierten Radius auf (Konizität: 1/300).
Dies erbrachte die Bestätigung, daß die Ausführungsform 3-1 eine erhebliche Verbesserung der Dickenverteilung in der Breitenrichtung gegenüber dem herkömmlichen Verfahren mit sich bringt.
Die Erhaltbarkeit eines ähnlichen Resultats in der Ausführungsform 3-2 konnte ebenfalls bestätigt werden.

Ausführungsform 4

Die folgende Beschreibung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt, daß es möglich ist, eine Verschiebegröße und einen Kreuzungswinkel in geeigneter Weise einzustellen und einen Randabfall zufriedenstellend zu korrigieren, indem eine zur Korrektur des Randabfalls nötige Korrekturgröße des Randabfalls auf der Basis einer Dickenverteilung des Bandes berechnet wird, gemessen nach der Ausführung einer Steuerung der Verschiebegröße und der Kreuzungsgröße des Walzwerks.
Fig. 24 ist eine Seitenansicht mit einem Blockdiagramm zur Darstellung einer schematischen Konfiguration eines Tandern-Kaltwalzwerks mit sechs Gerüsten insgesamt, die bei dem Randabfall-Steuerverfahren dieser Erfindung verwendet werden.
Dieses Tandemwalzwerk umfaßt ein Quarto-Walzwerk mit Verschiebung & Kreuzung, das mit einseitig konisch zulaufenden Arbeitswalzen nur in einem ersten Gerüst versehen ist. Die Arbeitswalzen 10 des ersten Gerüsts werden durch einen Verschiebe-Betätiger 12 verschoben und durch einen Kreuzungs-Betätiger 14 miteinander gekreuzt.
Ein Dickenprofilmesser 50, der auf der Ausgangsseite eines sechsten Endgerüsts (Ausgangsseite des Walzwerks) vorgesehen ist, mißt eine Größe des Randabfalls an einem vorgeschriebenen Steuerpunkt des Bandes. Die so gemesse Größe des Randabfalls wird in einen Rückkoppelungs-Controller 32 eingegeben. Der Controller 32 berechnet eine Abweichung (Korrekturgröße des Randabfalls) dieses nach obiger Beschreibung eingegebenen gemessenen Werts von einer Zielgröße des Randabfalls, die von einer Einstelleinheit 34 separat eingegeben wird. Eine Verschiebegröße und ein Kreuzungswinkel, die zur Behebung der Abweichung notwendig sind, werden berechnet, und diese Betriebsgrößen werden dem vorgenannten Verschiebebetätiger 12 und Kreuzungsbetätiger 14 zugeführt, um das erste Walzgerüst zu steuern. Im Controller 32 nach obiger Beschreibung wird eine Rückkoppelungssteuerung ausgeführt, um so eine Übereinstimmung der Größe des Randabfalls, gemessen an der Ausgangsseite des Endgerüsts, mit dem Zielwert zu erreichen.
Im einzelnen hält der Controller 32 Daten bezüglich der Beziehung zwischen einem vorbestimmten Kreuzungswinkel und dem Einflußindex bereit. Eine Verschiebegröße und ein Einflußindex, welche die vorgenannte notwendige Korrekturgröße des Randabfalls gemäß einem später im einzelnen beschriebenen Prinzip ergeben, wird auf der Basis der Beziehung der Verschiebegröße, des Einflußindex und der Korrekturmenge des Randabfalls, der diesen Betriebsgrößen entspricht, berechnet. Eine Verschiebegröße und ein Kreuzungswinkel, die zum Ausgleich der obigen Abweichung notwendig sind, werden durch Bestimmen eines Kreuzungswinkels berechnet, der einen gewünschten Einflußindex auf der Basis der Beziehung zwischen dem Kreuzungswinkel und dem Einflußindex ergibt.
Nun wird das Prinzip der in dieser Ausführungsform ausgeführten Rückkoppelungssteuerung beschrieben.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten eingehende Untersuchungen zum Walzen durch, wobei sie gleichzeitig ein Verschieben und ein Kreuzen von einseitig konisch zulaufenden Arbeitswalzen durchführten, und fanden heraus, daß nicht nur für einen Randabfall auf der Ausgangsseite des Walzwerks mit Verschiebung/Kreuzung einseitig konisch zulaufender Arbeitswalzen (Steuergerüst), sondern auch für einen Randabfall nach einem weiteren Walzen auf einem gewöhnlichen Walzwerk (Gerüst) stromabwärts (beispielsweise auf der Ausgangsseite des Endgerüsts), im Vergleich mit lediglich einem Verschiebewalzen einseitig konisch zulaufender Arbeitswalzen das Verhältnis der Änderungsgröße im Randabfall zur Änderungsgröße im Walzspalt, das durch eine Änderung in der Verschiebeposition bewirkt wird, (nachstehend als "Einflußindex" bezeichnet) zunimmt, und die Änderung im Einflußindex von dem Kreuzungswinkel abhängt.
Fig. 25 stellt die Änderungsgröße im Randabfall auf der Ausgangsseite des Walzwerks des letzten Gerüsts (sechstes Gerüst) beim Walzen eines Stahlblechs für eine Zinnplatte dar, bei Verwendung einseitig konisch zulaufender Arbeitswalzen einer Konizität von 1/300, installiert im ersten Gerüst, mit verschiedenen Kreuzungswinkeln, die von 0º bis 0,5º in Intervallen von 0,1º reichten, und Verschiebegrößen, die von 0 mm bis 50 mm reichten. Aus Fig. 25 geht hervor, daß trotz der gleichen Konizitätsgröße der Arbeitswalzen ein größerer Kreuzungswinkel zu einer größeren Änderung im Randabfall führt.
Fig. 26 stellt den Einflußindex bei jedem der oben genannten Kreuzungswinkel dar: ein größerer Kreuzungswinkel ergibt einen größeren Einflußindex.
Dies ist der Tatsache zuzuschreiben, daß im Vergleich mit der Verschiebung einseitig konisch zulaufender Arbeitswalzen allein der gleichzeitige Einsatz einer Verschiebung und Kreuzung einseitig konisch zulaufender Arbeitswalzen eine steilere Neigung des konischen Abschnitts ergibt, was zu einer verminderten Valzbelastung und einer erheblich erhöhten Verformung des Materials führt, die von einer erhöhten Spannung an den Bandenden herrührt, was den Korrektureffekt des Randabfalls durch den konisch zulaufenden Abschnitt erheblich erweitert. Diese bemerkenswerte Erweiterung ist eine unerwartete Entdeckung.
In dieser Ausführungsform wird die Steuerung des. Randabfalls wie folgt gemäß diesen Entdeckungen bewerkstelligt.
Die Steuerung der Größe des Randabfalls wird nun ausgehend von der Annahme beschrieben, daß eine Steuerung an zwei Steuerpunkten durchgeführt wird, und zwar an Positionen von a mm und b mm vom Bandende (a ≠ b). Die Größe des Randabfalls ist eine Abweichung in der Dicke zwischen einer Bezugsposition und einem vorgeschriebenen Abstand vom Bandende und dem Steuerpunkt, und die Richtung zu einer inneren Dicke ist als positiv definiert.
Es wird hier angenommen, daß die Zielgröße des Randabfalls für die Positionen bei a mm und b mm T(a) bzw. T(b) beträgt. Die beobachteten Größen des Randabfalls E1(a) und E1(b) an den Steuerpunkten zu einem Zeitpunkt während des Walzens mit einem Kreuzungswinkel θ1 und einer Verschiebegröße EL1 mm sind wie folgt definiert:
E1(a): Dickenabweichung an der Position bei a mm vom Bandende von der Bezugsposition, gemessen durch einen Dickenprofilmesser;
E1(b): Dickenabweichung an der Position bei b mm vom Bandende von der Bezugsposition, gemessen durch einen Dickenprofilmesser.
In dieser Ausführungsform wird die Rückkoppelungssteuerung der Änderung der Verschiebemenge und des Kreuzungswinkels einer einseitig konisch zulaufenden Arbeitswalze so ausgeführt, daß die beobachtete Größe des Randabfalls mit der Zielgröße des Randabfalls übereinstimmt. Bei dieser Steuerung ist die Korrekturgröße des Randabfalls zur Korrektur eines Randabfalls des zu walzenden Materials gleich der Abweichung ΔE zwischen der beobachteten Größe des Randabfalls und der Zielgröße des Randabfalls an jedem Steuerpunkt, und ist durch eine der folgenden Formeln berechenbar:
ΔE(a) = E1(a) - T(a) (21)
ΔE(b) = E1(b) - T(b) (22)
Die Verschiebegröße ändert sich durch die Ruckkopplungssteuerung von EL1 zu EL2, und der Kreuzungswinkel von θ1 zu θ2. Falls die Einflußindizes für die Winkel θ1 und θ2 K1 bzw. K2 sind, so hängen diese Indizes von dem Kreuzungswinkel ab.
Die Einflußindizes können daher als Funktionen der folgenden Formeln ausgedrückt werden:
K1 = K(θ1) (23)
K2 = K(θ2) (24)
Die folgenden Beziehungsformeln sind aus den Abweichungen ΔE(a) und ΔE(b) der beobachteten Größen des Randabfalls bei a mm und b mm vom Bandende von der Zielgröße des Randabfalls erhältlich, und die Walzspalte Ga(X) und Gb(X) bei a mm und b mm vom Bandende mit einer Verschiebegröße EL, wobei L eine Konizitätsgröße ist:
Ga(X) = L·(EL - a) (25)
Gb(X) = L·(EL - b) (26)
ΔE(a) = Ga(X2)·K2 - Ga(X1)·K1 (27)
ΔE(b) = Gb(X2)·K2 - Gb(X1)·K1 (28)
Durch Aufnahme der Formeln (25) und (26) in die Formeln (27) und (28) und ihre Auflösung hinsichtlich K2 und EL2 erhält man die folgenden Formeln (29) und (30):
K2 = {K1·L·(a - b)·1000 - ΔE(a) + DE(b)} /{L·(a - b)·1000} (29)
EL2 = {ΔE(a)·b - ΔE(b)·1000} - L·X1·K1·(a - b)·1000} /{ΔE(a) - ΔE(b) + L·(EL1 - a)·K1·1000 - L·(EL1 - b)·K1·1000} (30)
Ein Kreuzungswinkel θ2, der einen Einflußindex K2 ergibt, wird aus den vorher bestimmten Beziehungen zwischen dem Kreuzungswinkel und dem Einflußindex ausgewählt. Die einseitig konisch zulaufenden Arbeitswalzen werden unter diesem Kreuzungswinkel und bei Veränderungen der Verschiebeposition derselben zum Kreuzen gebracht, bis die Verschiebegröße EL2 wird.
Nun beschreiben die folgenden Absätze als konkretes Beispiel einen Fall, bei dem ein Stahlblech für eine Zinnplatte mit einer Dicke von 900 mm, die nach dem Warmwalzen gebeizt wurde, auf einem Tandemwalzwerk gemäß Fig. 24 gewalzt wurde.
Positionen 10 mm und 30 mm vom Bandende werden als Steuerpunkte der Größe des Randabfalls ausgewählt, und die Zielgröße des Randabfalls beträgt 0 um für die einzelnen Positionen. Die Konizitätsgröße der Arbeitswalzen beträgt 1/300. Die Beziehung zwischen dem Kreuzungswinkel der Arbeitswalzen und der Änderungsgröße des Randabfalls ist die gleiche wie die in Fig. 25 gezeigte. Die Beziehung zwischen dem Kreuzungswinkel und dem Einflußindex ist die gleiche wie die in Fig. 26 gezeigte.
Die Bezugsziffer 2701 in Fig. 27 zeigt die beobachtete Größe des Randabfalls, gemessen mittels des vorgenannten ausgangsseitigen Profilmessers 50 während des Walzens mit einem Kreuzungswinkel θ1 = 0º und einer Verschiebegröße EL1 = 35 mm. Da EL(10) = 8 um und EL(30) = 4 um ist, und bei einem Kreuzungswinkel von 0º, ist der Einflußindex K1 = 0,03, der Einflußindex K2 mit einem Kreuzungswinkel nach Änderung der Verschiebegröße EL2 nach der Änderung K2 = 0,09, und EL2 = 45 mm aus den Formeln (29) und (30). Gemäß Fig. 26 wird der Kreuzungswinkel, der einen Einflußindex K2 = 0,09 ergibt, als 0,4º bestimmt.
Auf der Basis dieses Ergebnisses wurde der Kreuzungswinkel von. 0º auf 0,4º verändert, und die Verschiebegröße von der Position von 35 mm auf die Position von 45 mm. Das resultierende Dickenprofil ist durch die Bezugsziffer 2702 in Fig. 27 angegeben. Der Randabfall wurde erfolgreich korrigiert, was ein in der Breitenrichtung gleichmäßiges Dickenprofil ergab.
Für Vergleichszwecke wird der Randabfall an der Position 30 mm vom Bandende auf einen Zielwert von 0 um gesteuert, wobei ein Verschieben der Arbeitswalzen allein ohne Ausführung einer Arbeitswalzenkreuzung vorgenommen wird. Das Ergebnis der Steuerung wird durch die Bezugsziffer 2703 angegeben.
Wenn in dem Vergleichsbeispiel die Verschiebeposition bei 75 mm liegt, ist die beobachtete Größe des Randabfalls 0 um bei einer Position 30 mm vom Bandende (Δ und 0 überlappen sich in Fig. 27). An einer Position 10 mm vom Bandende jedoch wird die Größe des Randabfalls größer als etwa 4 u, und etwa 40 bis 60 mm vom Bandende wird die Dicke übermäßig groß, was die Erzielung eines gleichmäßigen Dickenprofils in der Breitenrichtung verhindert.
Gemäß dieser Ausführungsform nach obiger Beschreibung ist es möglich, einen Randabfall weit erfolgreicher als bei dem herkömmlichen Verfahren zu verbessern. Es wird zwar ein Verfahren eingesetzt, welches die mathematischen Modelle, wie sie durch die Formeln (29) und (30) ausgedrückt sind, für die Berechnung einer zur Korrektur des Kreuzungswinkels und der Verschiebegröße notwendigen Größe anwendet, es kann jedoch auch eine beliebige andere Methode, welche solche Modellformeln nicht verwendet, eingesetzt werden. Beispielsweise kann auch gut ein Bestimmungsverfahren eingesetzt werden, das eine mit tatsächlichen Ergebnisdaten erstellte Tabelle verwendet.
Es ist daher erwünscht, eine Korrekturgröße des Randabfalls zu berechnen, die zur Korrektur eines Randabfalls auf der Basis einer Dickenverteilung des Materialbandes, gemessen nach der Steuerung der Verschiebegröße und der Kreuzungsgröße der Arbeitswalzen des Walzwerks (Steuergerüst), notwendig ist, wodurch eine geeignete Einstellung einer Verschiebegröße und eines Kreuzungswinkels und eine zufriedenstellende Korrektur des Randabfalls möglich wird.

Ausführungsform 5

Die folgende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, daß es möglich ist, bei einem Walzverfahren eines Bandes zum kontinuierlichen Walzen eines Bandes in einem Tandern-Walzwerk mit mehreren Gerüsten in geeigneter Weise eine Verschiebegröße und einen Kreuzungswinkel einzustellen und einen Randabfall zufriedenstellend zu korrigieren, indem ein Mechanismus zum Verschieben von Arbeitswalzen mit jeweils einem konisch zulaufenden Ende und ein Mechanismus zum Kreuzen oberer und unterer Arbeitswalzen miteinander an mindestens einem der Gerüste außer dem Gerüst, das am weitesten stromab liegt vorgesehen wird, indem eine Dickenverteilung in der Breitenrichtung auf der Ausgangsseite des ersten Gerüsts prädiziert wird, um eine Ziel- Dickenverteilung in der Breitenrichtung auf der Ausgangsseite des Tandern-Walzwerks unter Verwendung der prädizierten Dickenverteilung als Ziel-Dickenverteilung auf der Ausgangsseite des ersten Gerüsts zu liefern, und indem bewirkt wird, daß sich die Arbeitswalzen im ersten Gerüst verschieben und einander kreuzen.
Wenn Mittel zum Ändern der Dickenverteilung in der Breitenrichtung des Materialbandes, wie z. B. ein Walzen- Verschiebemechanismus oder ein Walzen-Kreuzungsmechanismus an einem Gerüst stromauf vom Endgerüst des Tandemwalzwerks bereitgestellt werden, wird die Größe des Randabfalls auf der Ausgangsseite des Tandern-Walzwerks (Ausgangsseite des Endgerüsts) aus der Dickenabweichung in der Breitenrichtung des Materialbandes, der Art des Materialbandes, der Planung der Dicke und den Walzbedingungen einschließlich der Walzlast der einzelnen Gerüste zusätzlich zu dem Dickenprofil auf der Ausgangsseite des Steuergerüsts, das mit den Mitteln zum Ändern der Dickenverteilung in der Breitenrichtung versehen ist, bestimmt.
Die Größe des Randabfalls ist hier wie folgt definiert. In dem Materialband gemäß Fig. 28 ist die Dickenabweichung zwischen dem Breitenzentrum und einer Position von z mm vom Bandende als Größe des Randabfalls Hz für die Position von z mm vom Bandende definiert. Auf der Ausgangsseite des Steuergerüsts gemäß Fig. 29 ist die Dickenverteilung zwischen dem Breitenzentrum und einer Position von y mm vom Bandende als die Größe des Randabfalls DCy an der Position y mm vom Bandende definiert. Ferner ist auf der Ausgangsseite des Tandern-Walzwerks (Endgerüst) gemäß Fig. 30 die Dickenabweichung zwischen dem Breitenzentrum und einer Position x mm vom Bandende als die Größe des Randabfalls EDx (Zielwert: EDTx) für die Position x mm vom Bandende definiert.
Im folgenden werden die Schritte für die Randabfallsteuerung in dieser Ausführungsform im Detail mit Bezug auf Fig. 31 beschrieben.
Zunächst wird eine Zielgröße des Randabfalls EDTx auf der Ausgangsseite des Tandern-Walzwerks eingestellt (Schritt 100).
Dann wird ein Ziel-Dickenprofil auf der Ausgangsseite des Steuerstands, das zum Erhalt der vorgenannten Zielgröße des Randabfalls EDTx nötig ist, auf der Basis der Walzbedingungen wie z. B. der Walzlast für die einzelnen Gerüste geschätzt (Schritt 110). Bei dieser Schätzung wird ein mathematisches Modell, welches das Verhalten eines Randabfalls auf der Ausgangsseite jedes Gerüsts simuliert, vorher durch Experimente vorbereitet, und es ist so möglich, ein Zielprofil auf der Ausgangsseite des Steuergerüsts auf der Basis dieser Modellformel anhand der Art von Materialband, der Planung der Dicke, der Walzbedingungen, wie z. B. der Walzlast für die einzelnen Gerüste, sowie der Zielgröße des Randabfalls EDTx zu bestimmen.
Dann werden eingestellte Werte der Walzenverschiebung und/oder der Walzenkreuzung, die zum Erhalt eines Ziel- Dickenprofils auf der Ausgangsseite des Steuergerüsts nötig sind, auf der Basis der Dickenverteilung des Materialbandes, gemessen an einem willkürlichen Punkt auf der Eingangsseite des Walzwerks und den Walzbedingungen am Steuergerüst, berechnet (Schritt 120). Für diese eingestellten Werte der Walzenverschiebung und der Walzenkreuzung werden ebenfalls mathematische Modelle vorher vorbereitet, welche die Beziehung zwischen der Walzenverschiebung und/oder der Walzenkreuzung und dem Dickenprofil auf der Ausgangsseite des Steuergerüsts simulieren, und es ist so möglich, eingestellte Werte der Walzenverschiebung oder/und der Walzenkreuzung, die zum Erhalt eines Ziel-Dickenprofils auf der Ausgangsseite des Steuergerüsts nötig sind, auf der Basis dieser Modelle mit der Dickenverteilung des Materialbandes und unter den Walzbedingungen am Steuergerüst zu berechnen.
Dann werden eine Walzenverschiebung oder/und eine Walzenkreuzung auf die so berechneten Einstellungsgrößen eingestellt (Schritt 130) und ein Walzvorgang wird damit ausgeführt (Schritt 140).
In der Erfindung nach obiger Beschreibung werden Randabfälle, die in Gerüsten stromab von dem Randabfall- Steuergerüst auftreten, berücksichtigt und es ist möglich, einen Ziel-Randabfall genau auf der Ausgangsseite des Endgerüsts zu erhalten.

Anwendungsbeispiel dieser Ausführungsform

Fig. 32 ist eine Seitenansicht mit einem Blockdiagramm, die eine schematische Konfiguration eines Kaltwalzwerks mit sechs Gerüsten darstellt, auf das die Randabfall- Steuermethode dieser Ausführungsform angewandt ist. Das erste Gerüst dient als Steuergerüst und ist mit einem Arbeitswalzen-Kreuzungsmechanismus versehen, um ein Kreuzen eines Paars oberer und unterer Arbeitswalzen 71a und 71B zu bewirken, sowie mit einem Arbeitswalzen-Verschiebemechanismus zum Verschieben dieser Arbeitswalzen.
Die oberen und unteren Arbeitswalzen 71A und 71B an dem als Steuergerüst dienenden ersten Gerüst können eine Arbeitswalzenverschiebung und eine Arbeitswalzenkreuzung mittels eines Befehls von einem Verschiebe-/Kreuzungs- Betätiger 92 ausführen. Konizitäten 11A und 11B sind gemäß Fig. 33 an einseitigen Enden der oberen und unteren Arbeitswalzen 71A und 71B vorgesehen. S ist ein zu walzendes Materialband.
Die den Arbeitswalzen 71A und 71B verliehene Konizität weist eine solche Form auf, daß der Walzendurchmesser um 1 mm pro 300 mm Walzenkörperlänge konvergiert (Konizität: 1/300). Die Dickenabweichung in der Breitenrichtung des Materialbandes vor dem Walzen wird durch einen Sensor gemessen, der an der Ausgangsseite des Warmwalzwerks installiert ist, welches der vorausgehende Prozeß ist, und wird von dort übertragen.
In Fig. 32 sind 72 bis 76 Arbeitswalzen der Gerüste Nr. 2 bis 6, und 81 bis 86 sind Stützwalzen der Gerüste Nr. 1 bis 6. Die Bezugsziffer 94 ist eine Ziel-Dickenprofil- Einstelleinheit an der Ausgangsseite des Steuergerüsts, welche ein Ziel-Dickenprofil EDCy an der Ausgangsseite des Steuergerüsts (erstes Gerüst) auf der Basis der Walzbedingungen der Gerüste Nr. 2 bis 6 stromab, den Zielwert des Randabfalls EDTx und der Materialbedingungen (Dickenprofil, Stahlart und Größe) einstellt. Auch in Fig. 32 ist 96 eine Berechnungseinheit eines Einstellwerts der Walzenverschiebung/Walzenkreuzung, die Einstellwerte EL und θ der Walzenverschiebung bzw. Walzenkreuzung in Reaktion auf das Zielprofil EDCy an der Ausgangsseite des Steuergerüsts berechnet, so wie sie von der Zielprofil-Einstelleinheit 94 auf der Ausgangsseite des Steuergerüsts eingegeben wurden, sowie in Reaktion auf Walzbedingungen des Steuergerüsts (erstes Gerüst) und der Materialdickenabweichung Hz.
Eine Randabfallsteuerung wurde beim Kaltwalzen eines Stahlblechs für eine nach dem Warmwalzen gebeizte Zinnplatte gemäß den in Tabelle 2 gezeigten Walzbedingungen ausgeführt. Tabelle 2
*: Eingangsseitenspannung: 2 kgf/mm²
**: Eingangsseitendicke: 2,0 mm
Die Zielgröße des Randabfalls EDTx auf der Ausgangsseite des Endgerüsts (des sechsten Gerüsts) ist eine Größe des Randabfalls von 0 um an einer Position 10 mm vom Bandende, und dies wird in der Form von EDT10 = 0 ausgedrückt.
Zunächst wird ein Dickenabweichungsprofil EDCy auf der Ausgangsseite des Steuergerüsts (erstes Gerüst) berechnet, das zum Erhalt einer Zielgröße des Randabfalls EDT10 auf der Ausgangsseite des Endgerüsts (sechstes Gerüst) notwendig ist. Die Größe des Randabfalls EDx auf der Ausgangsseite des Endgerüsts wird in Reaktion auf das Dickenabweichungsprofil auf der Ausgangsseite des Steuergerüsts, der zu walzenden Materialart, der Planung der Dicke und den Walzbedingungen einschließlich der Walzlast für die einzelnen Gerüste bestimmt.
In dieser Ausführungsform wird eine wie folgt vorbereitete Modellformel angewandt. Die Modellformel wurde durch Unterbrechen des Betriebs des Walzwerks während des Walzvorgangs erstellt, wobei ein Experiment (Walzenangriffsexperiment) für die Probenahme von Probeblechen von der Ausgangsseite der einzelnen Gerüste ausgeführt wurde, eine Dickenabweichung für jede Probe gemessen wurde und das Verhalten des Randabfalls auf der Ausgangsseite jedes Gerüsts untersucht wurde. Die erstellte Modellformel dient dazu, eine Dickenabweichung EDCy an einer Position y mm vom Bandende (sh. Fig. 29) auf der Ausgangsseite des Steuergerüsts als das Dickenprofil zu berechnen, wie in der folgenden Formel dargestellt ist, und zwar aus dem Verformungswiderstand S des Materialbandes, der Größe des Randabfalls EDx (sh. Fig. 30) auf der Ausgangsseite des Endgerüsts (sechstes Gerüst), und den Walzbedingungen für die Gerüste stromab vom Steuergerüst (erstes Gerüst) einschließlich der ausgangsseitigen Dicke Hn für jedes Gerüst stromabwärts, der Walzlast Pn, der ausgangsseitigen Spannung Tn, und des Arbeitswalzendurchmessers WRn (wobei n in allen Fällen die Gerüstnummer ist):
EDCy = F(S, EDx, Hn, Pn, Tn, WRn) (31)
In dieser Ausführungsform liegen die Gerüste Nr. 2 bis 6 stromabwärts des Steuergerüsts: Gerüst Nr. n = 2 bis 6. Da die Steuerposition 10 mm vom Bandende entfernt ist, ist EDx = ED10 (sh. Fig. 30), und in diesem Fall werden die Dickenabweichungen EDC10 und EDC30 (sh. Fig. 20) für die Positionen y = 10 mm vom Bandende und y = 30 mm vom Bandende als Dickenprofile verwendet.
Ein Ziel-Dickenprofil EDC10 und EDC30 am Steuergerüst (erstes Gerüst), das zum Erhalt eines Zielwerts des Randabfalls EDT10 auf der Ausgangsseite des Endgerüsts (sechstes Gerüst) notwendig ist, werden mittels der vorgenannten Modellformel (31) berechnet.
Dann werden Einstellungsgrößen der Walzenverschiebung und der Walzenkreuzung, die zum Erhalt von Ziel- Dickenprofilen EDC10 und EDC30 des ersten Gerüsts notwendig sind, berechnet. Für diese Einstellungsgrößen der Walzenverschiebung und der Walzenkreuzung werden ebenfalls Modelle der Beziehung der Walzenverschiebung und der Walzenkreuzung mit dem Dickenprofil auf der Ausgangsseite des Steuergerüsts vorher auf der Basis von Ergebnissen der vorgenannten Walzenangriffsexperimente oder der Experimente eines Walzwerks mit einem Gerüst erstellt.
In dieser Ausführungsform werden eine Verschiebemenge EL und ein Kreuzungswinkel θ in den folgenden Schritten bestimmt. Zunächst wird ein Kreuzungswinkel θ, der ein Zielprofil EDC30 auf der Bandmittenseite ergibt, aus den Zielprofilen bestimmt. Das heißt, es wird von einem Walzen ohne Ausführen der Randabfallsteuerung ausgegangen (die Verschiebemenge und der Kreuzungswinkel sind Null), wobei der Kreuzungswinkel θ verändert wird, um das Dickenprofil so zu korrigieren, daß die Abweichung zwischen dem Dickenprofil E (30, H25) auf der Ausgangsseite des ersten Gerüsts mit y = 30 mm und z = 25 mm und dem Zielprofil EDC30 eliminiert wird. Wenn das Dickenprofil des Materialbandes Hz ist (sh. Fig. 28), sollte für die Bestimmung des Dickenprofils E (y, Hz) an einer Position y mm vom Bandende auf der Ausgangsseite des ersten Gerüsts beim Walzen ohne Ausführen einer Randabfallsteuerung die Beziehung zwischen dem Dickenprofil Hz des Materialbandes und dem Dickenprofil an einer Position y mm vom Bandende auf der Ausgangsseite des Steuergerüsts vorher durch Experimente bestimmt werden. Eine Verbesserung des Dickenprofils durch Änderung des Kreuzungswinkels kann durch ein Produkt des Walzspalts H (x, θ), der sich aus der Kreuzung an der Position y mm vom Bandende ergibt, multipliziert mit dem Einflußindex (Druckverhältnis) a, ausgedrückt werden. Eine Modellformel, welche diese Beziehung ausdrückt, ist wie folgt:
EDC30 - E (30, H25) = a·H (30, θ) (32)
Nach dem Bestimmen eines Kreuzungswinkels θ, der die Formel (32) erfüllt, wird eine Verschiebegröße EL, die ein Zielprofil EDC10 (sh. Fig. 29) unter den Zielprofilen mit dem Kreuzungswinkel θ ergibt, berechnet. Das Dickenprofil wird durch Verschieben so verbessert, daß eine Abweichung zwischen dem Dickenprofil C (10, H25, θ) an einer Position 10 mm vom Bandende auf der Ausgangsseite des ersten Gerüsts und dem Zielprofil EDC10 beim Walzen mit einem Kreuzungswinkel θ mit einem Dickenprofil von H25 des Materialbandes eliminiert wird. Bei diesem Vorgang stellt C (y, Hz, θ) das Dickenprofil an einer Position y mm vom Bandende auf der Ausgangsseite des ersten Gerüsts dar, wenn mit einem Kreuzungswinkel θ mit einem Dickenprofil des Materialbandes von Hz gewalzt wird.
Die Verbesserung eines Dickenprofils durch Verschiebung kann durch die Beziehung eines Produkts des Walzspalts G (x, EL) an einer Position y mm vom Bandende ausgedrückt werden, die sich aus einer Verschiebegröße EL allein, multipliziert mit dem Einflußindex (Druckverhältnis) b ergibt. Diese Beziehung wird durch die folgende Modellformel ausgedrückt:
EDC10 - C(10, H25, θ) = b·G(x, EL) (33)
Eine Verschiebegröße EL, welche diese Formel (33) erfüllt, wird daraus berechnet.
In der obigen Beschreibung wird zwar zunächst ein Kreuzungswinkel θ und dann eine Verschiebegröße EL berechnet, es können jedoch auch ein Kreuzungswinkel θ und eine Verschiebegröße EL gleichzeitig durch eine Technik bestimmt werden, welche in einer Modellformel, die die Beziehung des Kreuzungswinkels θ und der Verschiebegröße EL mit dem Dickenprofil auf der Ausgangsseite des ersten Gerüsts ausdrückt, die Schritte des Definierens einer Abweichung zwischen einem Dickenprofil und einem Zielwert als Steuerfunktion sowie eine Optimierung dieser Steuerfunktion umfaßt. Die Dickenprofile für zwei Positionen werden in der obigen Beschreibung als das Ziel-Dickenprofil auf der Ausgangsseite des ersten Gerüsts bestimmt, während auch Dickenprofile mehrerer Positionen als Zielwerte vorgesehen sein können.
Es wurden jeweils 20 Coils durch die Randabfallsteuerung dieser Ausführungsform und durch die herkömmliche Randabfallsteuerung gewalzt, wobei ein Auftreten von Randabfällen in Gerüsten nach dem Steuergerüst nicht berücksichtigt wurden, um Abweichungen zwischen einem Ziel- Randabfall und einem beobachteten Randabfall zu vergleichen. Das Ergebnis ist in Fig. 34 dargestellt. Wie aus Fig. 34 zu ersehen ist, ermöglicht es die vorliegende Erfindung, eine Verbesserung des Randabfalls zu erzielen, die derjenigen durch das herkömmliche Verfahren weit überlegen ist.

Ausführungsform 6

Die folgende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, daß es möglich ist, bei einem Verfahren zum kontinuierlichen Walzen eines Bandes in einem Tandern-Walzwerk mit mehreren Gerüsten, welche die Schritte der Verschiebesteuerung der Arbeitswalzen mit jeweils einem konisch zulaufenden Ende in der Axialrichtung und der Kreuzungs-Steuerung der oberen und unteren Arbeitswalzen an mindestens zwei der mehreren Gerüste umfaßt, eine Verschiebemenge und einen Kreuzungswinkel in geeigneter Weise einzustellen und einen Randabfall zufriedenstellend zu verbessern, durch:
Ausführen einer Arbeitswalzen-Verschiebesteuerung und einer Arbeitswalzen-Kreuzungssteuerung an den Gerüsten auf der Führungsseite unter den zwei oder mehr Gerüsten, die der Verschiebesteuerung und der Kreuzungssteuerung zu unterziehen sind, auf der Basis einer Dickenverteilung, die stromauf von den führungsseitigen Gerüsten erfaßt wird, und
Ausführen einer Arbeitswalzen-Verschiebesteuerung und einer Arbeitswalzen-Kreuzungssteuerung an den Gerüsten auf der Führungsseite unter den zwei oder mehr Gerüsten, die der Verschiebesteuerung und der Kreuzungssteuerung zu unterziehen sind, auf der Basis einer Dickenverteilung, die stromab von den nachgeschalteten Gerüsten erfaßt wird.
Nun wird die Ausführungsform des Dickensteuerverfahrens in der Breitenrichtung der Erfindung im einzelnen mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben, beispielsweise eine Anwendung auf ein Tandern-Kaltwalzwerk mit sechs Gerüsten, das mit einseitig konisch zulaufenden Arbeitswalzen an dem ersten und dem sechsten Endgerüst versehen ist, einem Walzenverschiebemechanismus zum Verschieben der Arbeitswalzen und einem Walzenkreuzungsmechanismus zum Bewirken der Kreuzung der Arbeitswalzen miteinander.
Fig. 35 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Tandern-Kaltwalzwerks 30 mit sechs Gerüsten für die Anwendung der vorliegenden Erfindung.
Ein erstes Gerüst 31 dieses Tandern-Walzwerks 30 ist mit einseitig konisch zulaufenden Arbeitswalzen 10, einem Walzenkreuzungs-Betätiger 61 des ersten Gerüsts zum Bewirken der Kreuzung der Arbeitswalzen 10 miteinander und einem Walzen-Verschiebe-Betätiger 62 des ersten Gerüsts zum Verschieben der Arbeitswalzen 10 versehen. Die Arbeitswalzen 10 können eine Arbeitswalzenkreuzung unter einem Befehl von dem Walzenkreuzungs-Betätiger des ersten Gerüsts 61 ausführen, und eine Arbeitswalzenverschiebung unter einem Befehl von dem Walzenverschiebe-Betätiger 62 des ersten Gerüsts.
Ein sechstes Endgerüst 36 ist ebenfalls mit einseitig konisch zulaufenden Arbeitswalzen 10, einem Walzenkreuzungs- Betätiger 63 eines sechsten Gerüsts zum Bewirken der Kreuzung der Arbeitswalzen 10 miteinander und einem Walzenverschiebe- Betätiger 64 zum Verschieben der Arbeitswalzen 10 versehen. Die Arbeitswalzen 10 können eine Arbeitswalzenkreuzung unter einem Befehl von dem Walzenkreuzungs-Betätiger 63 des sechsten Gerüsts und eine Arbeitswalzenverschiebung und einem Befehl von dem Walzenverschiebe-Betätiger 64 des sechsten Gerüsts ausführen.
In dieser Ausführungsform sind ein eingangsseitiger Dickenprofilmesser 52 zum Messen der Dickenverteilung in der Breitenrichtung des Materialbandes vor dem Walzen an der Eingangsseite des ersten Gerüsts 31 sowie ein ausgangsseitiger Dickenprofilmesser 50 zum Messen der Dickenverteilung in der Breitenrichtung des gewalzten Produkts auf der Ausgangsseite des sechsten Endgerüsts 36 vorgesehen, die Messungen in einem Zyklus von beispielsweise 1 Sekunde vornehmen.
Nun wird ein erster Steuerpunkt einer Dickenabweichung in Breitenrichtung, der von einer Ausgabe der eingangsseitigen und der ausgangsseitigen Profilmesser 52 bzw. 50 abgeleitet wird, an einer Position 25 mm vom Bandende eingestellt, und ein zweiter Steuerpunkt an einer Position 10 mm vom Bandende, und die gemessenen Werte der Dickenabweichungen an den ersten und zweiten Steuerpunkten des Materialbandes werden wie folgt definiert:
C25 (h0): gemessener Wert der Dickenabweichung zwischen dem Breitenzentrum und einer Position 25 mm vom Bandende (erster Steuerpunkt), gemessen durch den eingangseitigen Profilmesser 52;
E10 (h0): gemessener Wert der Dickenabweichung zwischen Positionen 25 mm und 10 mm (zweiter Steuerpunkt) vom Bandende, gemessen durch den eingangsseitigen Profilmesser 52.
Zielwerte der Dickenabweichungen von den ersten und zweiten Steuerpunkten im Materialband werden auf ähnliche Weise wie folgt definiert:
C25 (t0): Zielwert der Dickenabweichung zwischen der Breite und einer Position 25 mm (erster Steuerpunkt) vom Bandende;
E10 (t0): Zielwert der Dickenabweichung zwischen Positionen 25 mm und 10 mm (zweiter Steuerpunkt) vom Bandende.
Auf ähnliche Weise werden gemessene Werte der Dickenabweichung der ersten und zweiten Steuerpunkte in dem gewalzten Produkt wie folgt definiert:
C25 (h6): gemessener Wert der Dickenabweichung zwischen dem Breitenzentrum und einer Position 25 mm (erster Steuerpunkt) vom Bandende, gemessen durch den ausgangsseitigen Profilmesser 50;
E10 (h6): gemessener Wert der Dickenabweichung zwischen Positionen 25 mm und 10 mm (zweiter Steuerpunkt) vom Bandende, gemessen durch den ausgangsseitigen Profilmesser 50.
Auf ähnliche Weise werden Zielwerte der Dickenabweichung der ersten und zweiten Steuerpunkte in dem gewalzten Produkt wie folgt definiert:
C25 (t6): Zielwert der Dickenabweichung zwischen dem Breitenzentrum und einer Position 25 mm (erster Steuerpunkt) vom Bandende;
E10 (t6): Zielwert der Dickenabweichung zwischen Positionen 25 mm und 10 mm (zweiter Steuerpunkt) vom Bandende.
Wenn eine Änderung in den gemessenen Werten C25 (h0) und E10 (h0), gemessen von dem vorgenannten eingangsseitigen Profilmesser 52 während des Walzens, stattfindet, berechnet der Controller 65 des ersten Gerüsts Betriebsgrößen der Arbeitswalzenverschiebung und der Arbeitswalzenkreuzung des ersten Gerüsts 31 in Reaktion auf eine solche Änderung. Genauer gesagt wird für den gemessenen Wert der Dickenabweichung C25 (h0) des ersten Steuerpunkts, gemessen von dem eingangsseitigen Profilmesser 52, eine Abweichung ΔC 25 (h0) von dem Zielwert der Dickenabweichung C25 (t0) des ersten Steuerpunkts gemäß der folgenden Formel berechnet:
ΔC25 (h0) = C25 (h0) - C25 (t0) (34)
Dann wird eine Korrekturgröße der Walzenkreuzung der Arbeitswalze 10 des ersten Gerüsts 32 als Antwort auf die so bestimmte Abweichung ΔC25 (h0) berechnet. Insbesondere wird beispielsweise die Beziehung zwischen der Abweichung ΔC25 (h0) und der Größe der nötigen Korrektur C1 des Kreuzungswinkels des ersten Gerüsts, die dieser Abweichung entspricht, vorher als der Einflußindex bestimmt und eine Berechnung kann durch die folgende Modellformel ausgeführt werden:
C1 = a·ΔC25(h0) (35)
Ferner bestimmt für die gemessenen Werte der Dickenabweichung von E10 (h0) des zweiten Steuerpunkts, gemessen vom eingangsseitigen Profilmesser 52, der Controller 65 des ersten Gerüsts die Abweichung ΔE10 (h0) von dem Zielwert der Dickenabweichung E10 (t0) des ersten Steuerpunkts gemäß folgender Formel:
ΔE10 h0) = E10 (h0) - E10(t0) (36)
Dann wird als Antwort auf die so bestimmte Abweichung ΔE 10 (h0) eine Korrekturgröße S1 der Walzenverschiebung der Arbeitswalzen 10 des ersten Gerüsts 31 berechnet. Im einzelnen wird beispielsweise die Beziehung zwischen der Abweichung E10 (h0) und der nötigen Korrekturgröße der Walzenverschiebung vorher als Einflußindex b bestimmt, und S1 kann mittels der folgenden Modellgleichung berechnet werden:
S1 = b·ΔE10(h0) (37)
Der Controller 66 des sechsten Gerüsts berechnet andererseits Betriebsgrößen der Arbeitswalzenverschiebung und der Arbeitswalzenkreuzung des sechsten Gerüsts 36, um so ein Zielprofil im gewalzten Produkt zu erreichen, d. h. eine Abweichung zwischen einem gemessenen Wert des ausgangsseitigen Profils nach dem Walzwerk und dem Zielprofil zu eliminieren. Im einzelnen wird für den gemessenen Wert der Dickenabweichung C25 (h6) des ersten Steuerpunkts, gemessen von dem ausgangsseitigen Profilmesser 50, die Abweichung ΔC 25 (h6) vom Zielwert der Dickenabweichung C25 (t6) des ersten Steuerpunkts durch folgende Formel berechnet:
ΔC25(h6) = C25(h6) - C25(t6) (38)
Dann wird als Antwort auf die so bestimmte Abweichung ΔC 25 (h6) die Korrekturgröße der Walzenkreuzung der Arbeitswalzen des ersten Gerüsts 31 berechnet. Beispielsweise ist sie aus der folgenden Modellformel berechenbar, indem vorher die Beziehung zwischen der Abweichung ΔC25 (h6) und der nötigen Korrekturgröße C6 des Kreuzungswinkels des sechsten Gerüsts als Einflußindex c bestimmt wird:
C6 = c·ΔC25(h6) (39)
Ferner berechnet für den gemessenen Wert der Dickenabweichung E10 (h6) des zweiten Steuerpunkts, gemessen vom ausgangsseitigen Profilmesser 50, der Controller 65 des sechsten Gerüsts die Abweichung ΔE10 (h6) vom Zielwert der Dickenabweichung E10 (t6) des ersten Steuerpunkts durch die folgende Formel:
ΔE10(h6) = E10(h6) - E10(t6) (40)
Dann wird als Antwort auf die so bestimmte Abweichung E 10 (h6) die Korrekturgröße 56 der Walzenverschiebung der Arbeitswalzen des sechsten Gerüsts 36 berechnet. Im einzelnen wird die Beziehung zwischen der Abweichung ΔE10 (h6) und der nötigen Korrekturgröße 56 der Walzenverschiebung vorher als Einflußindex d bestimmt, und 56 kann mittels der folgenden Modellformel berechnet werden:
S6 = d·ΔE10(h6) (41)
Das Verfahren zur Berechnung der Korrekturgröße des Walzenkreuzungswinkels oder der Walzenverschiebungsgröße ist nicht auf das auf den obigen Modellformeln beruhende beschränkt, sondern es kann auch ein Verfahren der Auswahl einer nötigen Korrekturgröße mittels einer auf der Basis von tatsächlich gemessenen Werten vorbereiteten Tabelle angewandt werden.
Im Fall des Kaltwalzens kann beispielsweise die Dickenabweichung in der Breitenrichtung im Materialband vor dem Walzen mittels eines Dickenprofilmessers auf der Eingangsseite des Kaltwalzwerks, auf der Ausgangsseite des Warmwalzwerks oder zwischen dem Warmwalzwerk und Kaltwalzwerk gemessen werden. Sie kann online gemessen werden.
Ferner ist das Setzen der individuellen Steuerpunkte nicht auf die in dieser Ausführungsform beschriebene Art und Weise beschränkt, sondern die ersten Steuerpunkte können an einer Position 100 mm vom Bandende eingestellt werden.

Anwendungsbeispiel dieser Ausführungsform

Die folgenden Absätze beschreiben einen Fall der Anwendung dieser Ausführungsform auf ein Kaltwalzwerk mit sechs Gerüsten, das mit einseitig konisch zulaufenden Arbeitswalzen im ersten und sechsten Gerüst, einem Walzenverschiebemechanismus, der die Arbeitswalzen verschiebt, und einem Walzenkreuzungsmechanismus, der ein Kreuzen der Arbeitswalzen miteinander bewirkt, versehen ist.
Ein Stahlblech für eine Zinnplatte mit Beizung nach dem Warmwalzen, mit einer Breite von 900 mm, wurde für 20 Coils gewalzt. Durchschnittswerte des Fehlverhältnisses (Rückweisungsverhältnis der Dicke in der Breitenrichtung), welches das Verhältnis der Dickenverteilung und Positionen 25 mm und 10 mm vom Rand in der Längsrichtung des Stahlbandes bzw. der Stahlbahn darstellt, und die von einem vorgeschriebenen Steuerbereich abweichen, sind in Fig. 36 zwischen einem herkömmlichen Fall unter Verwendung einer Arbeitswalzenverschiebung alleine und dieser Ausführungsform der Erfindung verglichen. Die Konizität hatte eine Form mit einem Radius, der um 1 mm pro 300 mm Länge in der Trommelrichtung verringert war (Konizität: 1/300).
Dies ermöglichte es zu bestätigen, daß die Erfindung eine bemerkenswerte Verbesserung der Dickenverteilung in der Breitenrichtung mit sich bringt, die der herkömmlichen Methode weit überlegen ist.
Vorstehend sind mehrere Ausführungsformen und konkrete Anwendungsbeispiele präsentiert worden. Die Konfigurationen der Walzeinrichtungen, auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist, sind nicht auf die in diesen Ausführungsformen gezeigten beschränkt.
Beispielsweise ist das Walzwerk nicht auf ein Quarto- Walzwerk oder ein Walzwerk mit sechs Gerüsten beschränkt, sondern kann auch ein Doppelgerüst-Walzwerk sein. Die Anzahl von Gerüsten ist nicht auf sechs oder fünf, wie in den Ausführungsformen gezeigt, beschränkt, sondern die Erfindung ist sogar auf ein Walzwerk mit nur einem Gerüst anwendbar, und die Anzahl von Gerüsten ist beliebig.
Das mit Verschiebe-Kreuzungsmechanismen von konisch zulaufenden Arbeitswalzen versehene Gerüst ist nicht auf das erste Gerüst beschränkt, sondern kann irgendeines der Gerüste sein, und es ist nicht auf ein einzelnes Gerüst beschränkt, sondern es können mehrere Gerüste verwendet werden.
Die Arbeitswalzen können paarweise gekreuzte sein, wobei sich Arbeitswalzen einander im Paar mit Stützwalzen kreuzen.
Das zu walzende Materialband ist nicht auf ein Stahlblech beschränkt, sondern es kann auch ein Aluminiumblech, ein Kupferblech oder irgendein anderes Metallblech sein.
Die konisch zulaufende Arbeitswalze ist technisch nicht auf eine einseitig konisch zulaufende Arbeitswalze beschränkt. Es genügt, daß zumindest ein Ende der Walze konisch zuläuft.
Darüber hinaus kann die konisch zulaufende Walze technisch irgendeine von oberen und unteren Arbeitswalzen sein: Beispielsweise würden sogar nur obere konische Arbeitswalzen oder nur untere konische Arbeitswalzen genügend Vorteile zeigen.

Claims

1. Verfahren zum Walzen eines Bandes (S) zur Reduzierung eines Kantenabfalls bzw. Randabfalls durch Versetzen eines Paars oberer und unterer Arbeitswalzen (10A, 10B), von denen mindestens eine mindestens ein konisch verlaufendes Ende aufweist, in der Axialrichtung, und durch Kreuzen bzw. Schränken der oberen und unteren Arbeitswalzen (10A, 10B), wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

(a) Setzen eines ersten Steuerpunkts um einen vorgeschriebenen Abstand von der Walzenbreitenmitte entfernt und eines zweiten Steuerpunkts um einen vorgeschriebenen Abstand von dem ersten Steuerpunkt zur Bandkantenseite hin entfernt, als Steuerpunkte für die Dickenverteilung in der Breitenrichtung des Bandes (S),

(b) Berechnen einer Dickenabweichung am ersten Steuerpunkt von der Dicke an der Walzenbreitenmitte und einer Dickenabweichung am zweiten Steuerpunkt von der Dicke am ersten Steuerpunkt, aus einer erfaßten Dickenverteilung in der Breitenrichtung des Bandes (S),

(c) Steuern des Kreuzungswinkels bzw. Schränkungswinkels (θ) auf der Basis der Dickenabweichung am ersten Steuerpunkt von der Stärke bzw. Dicke an der Mitte der Walzenbreite, und Steuern der Größe der Walzenversetzung (EL) auf der Basis der Dickenabweichung an dem zweiten Steuerpunkt von der Dicke bzw. Stärke am ersten Steuerpunkt, zum Korrigieren eines Kantenabfalls des Bandes (S).

2. Walzverfahren nach Anspruch 1, wobei eine Korrekturgröße des Randabfalls, die zum Korrigieren des Randabfalls nötig ist, basierend auf einer Dickenverteilung des Bandes (S), gemessen vor dem Ausführen der Steuerung der Versetzungs- und Kreuzungsgröße, berechnet wird.

3. Walzverfahren nach Anspruch 1, wobei eine Korrekturgröße des Randabfalls, die zum Korrigieren des Randabfalls nötig ist, basierend auf einer Dickenverteilung des Bandes (S), gemessen nach dem Ausführen der Steuerung der Versetzungs- und Kreuzungsgröße, berechnet wird.

4. Walzverfahren nach Anspruch 1, wobei eine Korrekturgröße des Randabfalls, die zum Korrigieren des Randabfalls nötig ist, basierend auf einer Dickenverteilung des Bandes (S), gemessen vor dem Walzwerk, bei dem die Versetzungs- und Kreuzungsgröße gesteuert werden, und basierend auf einer Dickenverteilung des Bandes (S), gemessen nach bzw. hinter dem Walzwerk, das eine Steuerung der Versetzungs- und Kreuzungsgröße durchführt, berechnet wird.

5. Walzwerk zum Walzen eines Bandes (S) mit: mindestens einem Walzgerüst mit einem Paar oberer und unterer Arbeitswalzen (10A, 10B), von denen mindestens eine mindestens ein konisch zulaufendes Ende aufweist,

einem Versetzungsmechanismus (12, 22), der die konisch verlaufenden Walze(n) (10A, 10B) in der Axialrichtung zu versetzen vermag, und einem Kreuzungsmechanismus (14, 24), der die Walzen (10A, 10B) um einen bestimmten Winkel innerhalb der zu der Walzebene parallelen Ebene zu drehen vermag, um ein gegenseitiges Kreuzen zu erreichen, und

einem Steuermittel (20,32, 40,42, 60), das den Versetzungs- (12, 22) und Kreuzungsmechanismus (14, 24) gemäß dem in einem der Ansprüche 1 bis 4 definierten Walzverfahren zu steuern vermag.

6. Walzwerk nach Anspruch 5, wobei ein Meßmittel (50) zum Messen des Dickeprofils zum Berechnen einer Korrekturgröße des Kantenabfalls, die zum Korrigieren des Kantenabfalls nötig ist, an der Austrittseite des Walzwerks angeordnet ist.

7. Walzwerk nach Anspruch 5 oder 6, mit mehreren Walzgerüsten zur Bildung eines Tandern-Walzwerks, wobei das mindestens eine Gerüst, das den Versetzungs- (12, 22) und Kreuzungsmechanismus (14, 24) aufweist, kein letztes ist und als Steuergerüst dient.

8. Walzwerk nach Anspruch 7, wobei das Steuermittel (20,32, 40,42, 60) das der Austrittseite des Tandern- Walzwerks am nächsten gelegene Steuergerüst zu steuern vermag, um die Arbeitswalzen (10A, 10B) durch die folgenden Schritte zu versetzen und zu kreuzen:

(a) Setzen eines Zielwerts der Dickenverteilung in der Breitenrichtung an der Austrittseite des Tandern-Walzwerks; Voraussagen einer Dickenverteilung in der Breitenrichtung an der Austrittseite des Steuergerüsts relativ zu dem so gesetzten Zielwert, und

(b) Verwenden der vorausgesagten Dickenverteilung als Ziel-Dickenverteilung an der Austrittseite des Steuergerüsts.

9. Walzwerk nach Anspruch 5, das mit mehreren Gerüsten versehen ist, um ein Tandern-Walzwerk zu bilden, wobei jedes Gerüst aufweist:

ein Paar oberer und unterer Arbeitswalzen (10A, 10B), von denen mindestens eine mindestens ein konisch vrlaufendes Ende aufweist,

einen Versetzungsmechanismus (12, 22), der die konisch verlaufende(n) Walze(n) (10A, 10B) in der Axialrichtung zu versetzen vermag, und einen Kreuzungsmechanismus (14, 24), der die Walzen um einen bestimmten Winkel innerhalb der zur Walzebene parallelen Ebene zu drehen vermag, um eine gegenseitige Kreuzung zu erreichen, und

ein Steuermittel (20,32, 40,42, 60), welche den Versetzungs- und Kreuzungsmechanismus gemäß dem in Anspruch 1 definierten Walzverfahren zu steuern vermag, ferner umfassend:

(c) Mittel (52) zum Erfassen einer Dickenverteilung in der Breitenrichtung vor dem Walzen,

(d) Mittel (50) zum Erfassen einer Dickenverteilung in der Breitenrichtung nach dem Walzen,

(e) Mittel zum Kreuzen/Versetzen der Walzen der vorderen Gerüste auf der Basis eines Dickenprofils, das von der vor dem Walzen erfaßten Dickenverteilung abgeleitet ist, und

(f) Mittel zum Kreuzen/Versetzen der Walzen der hinteren Gerüste auf der Basis eines Dickenprofils, das von der nach dem Walzen erfaßten Dickenverteilung abgeleitet ist.

10. Walzwerk nach Anspruch 7 oder 9, wobei das Walzwerk versehen ist mit:

(a) Dickenverteilung-Erfassungsmitteln in der Breitenrichtung, die stromab des Tandern-Walzwerks, stromauf des Tandern-Walzwerks und unmittelbar stromab des den Versetzungsmechanismus und den Kreuzungsmechanismus aufweisenden Gerüsts angeordnet sind, und

(b) Mittel zum Steuern der Größe der Versetzung und des Kreuzungswinkels auf der Basis des Ergebnisses der Erfassung durch das Dickenerfassungsmittel in der Breitenrichtung.