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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zum Ändern
der Materialstärke
bzw. des Kalibers, wenn von einem Tandem-Kaltwalzwerk zu walzende
Materialien kontinuierlich gewalzt werden, durch Ändern der
eingestellten Werte von denjenigen für ein vorausgehendes Material
zu denjenigen für
ein nachfolgendes Material, und insbesondere auf ein Verfahren zum Ändern des
Kalibers beim Walzen in einem Tandem-Kaltwalzwerk, das fähig ist, eine
hohe Kaliber-Genauigkeit
unmittelbar nach dem Passieren des Kaliber-Änderungspunkts
beim Walzen herzustellen. Ein solches Verfahren ist gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 beispielsweise aus JP(A)09323108 bekannt.
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Stand der Technik
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Beim Walzen mit Änderung des Kalibers in dem
Tandem-Kaltwalzwerk
wird allgemein ein Stärken-
bzw. Kaliber-Änderungsbetrag
(ein Walzspalt-Änderungsbetrag
und ein Walzgeschwindigkeits-Änderungsbetrag)
jedes der Gerüste
im Voraus während
des Walzens eines vorangehenden Materials unter Verwendung eines
geschätzten
Walzlastwertes und eines geschätzten
Vorwärtsschlupfwertes berechnet,
die durch Durchlaufpläne
(path schedules) des vorangehenden und des nachfolgenden Materials,
einen eingestellten Wert der Spannung zwischen Gerüsten, einen
geschätzten
Verformungswiderstandswert, einen geschätzten Reibungskoeffizientenwert
und dergleichen erhalten werden.
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Hierzu ist, wenn Detektoren zum Messen
der Walzergebnisse verfügbar
sind, ein Verfahren zum Modifizieren des Stärken- bzw. Kaliber-Änderungsbetrags
unter Verwendung der so erhaltenen Walzergebnisse vorgeschlagen
worden. Beispielsweise ist ein Verfahren bekannt, bei dem, wenn
ein Detektor an einer Einlassseite des Walzwerks vorgesehen ist, der
Walzspalt-Änderungsbetrag
eines ersten Gerüsts unter
Verwendung einer von dem einlassseitigen Kaliberdetektor gemessenen
Ausgangsmaterialstärke modifiziert
wird. Ferner ist ein Verfahren bekannt, bei dem, wenn Detektoren
zum Messen der Walzlast, der Spannung zwischen den Gerüsten, der
Walzgeschwindigkeit und der Materialstärke an der Ausgangsseite des
Gerüsts
an einem vorangehenden Gerüst
angeordnet sind, ein Stärken-
bzw. Kaliber-Änderungsbetrag
am nachfolgenden Gerüst
unter Verwendung der von diesen Detektoren erfassten Walzergebnisse
des vorangehenden Gerüsts
modifiziert wird.
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Diese Verfahren zielen darauf ab,
unter Verwendung der Walzergebnisse die Einstellfehler eines Stärken- bzw.
Kaliber-Änderungsbetrags
zu modifizieren, die sich aus verschiedenen fehlerhaften Schätzungen
ergeben, die für
die zu walzenden Materialien ausgeführt wurden.
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Jedoch macht es das ledigliche Modifizieren des
Kaliber-Änderungsbetrags
beim Walzen unter Verwendung der gemessenen Ausgangsmaterialstärke wie
bei der früheren
Methode unmöglich,
die sich aus einem Unterschied in der Materialeigenschaft der zu
walzenden Materialien ergebenden Einstellfehler, wie z. B. einen
Verformungswiderstandsfehler zu modifizieren.
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Ferner veranlasst gemäß dem letzterem
Verfahren zum Modifizieren des Stärken- bzw. Kaliber-Änderungsbetrags
des nachfolgenden Gerüsts unter
Verwendung der Walzergebnisse des vorangehenden Gerüsts, des
Berechnens des Unterschieds in der Materialeigenschaft des zu walzenden
Materials durch einige Verfahren unter Verwendung der Walzergebnisse,
und des anschließenden
Modifizierens des Stärken-
bzw. Kaliber-Änderungsbetrags des
nachfolgenden Gerüsts
unter Verwendung des oben berechneten materialseitigen Fehlers,
dass der Vorderendabschnitt des nachfolgenden Materials in seiner
Kaliberabweichung gesteuert wird, was jedoch zu folgenden Problemen
führt:
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Wenn beispielsweise zwischen dem
i-ten Gerüst
und dem nächsten,
(i + 1)-ten Gerüst
der Kaliber-Änderungsbetrag
des (i + 1)-ten Gerüsts
unter Verwendung der Ergebnisse des i-ten Gerüsts modifiziert wird, kommt
die Materialstärke
bzw. das Kaliber des Vorderendabschnitts des nachfolgenden Materials,
das am (i + 1)-ten Gerüst
vorliegt, einem erwünschten
Wert näher,
wie durch den Pfeil A in 7 gezeigt
ist. Wenn jedoch ein AGC (Automatic Gauge Control = Automatische
Kalibersteuerung) des i-ten Gerüsts
angeschaltet wird, nachdem der Kaliber-Änderungspunkt B beim Walzen
das i-te Gerüst
passiert und somit die Kaliberabweichung, die sich aus der falschen
Einstellung zur Zeit des Walzens mit Kaliberänderung am i-ten Gerüst ergibt,
dem erwünschten
Wert näher
kommt, wie er durch den Pfeil C dargestellt ist, kommt das Kaliber
an der Auslassseite des (i + 1)-ten Gerüsts, welches sich dem erwünschten
Wert annähern
sollte, wie er durch den Pfeil D dargestellt ist, sofern es zu keiner
Modifikation gemäß dem Pfeil
A infolge der Walzergebnisse des i-ten Gerüsts gekommen ist, infolge der
durch den Pfeil A dargestellten Modifikation am Vorderende ungünstig heraus,
wie durch den Pfeil E gezeigt ist. Bis die AGC des (i + 1)-ten Gerüsts angeschaltet
ist und damit die auslassseitige Stärke des (i + 1)-ten Gerüsts zu dem erwünschten
Wert zurückkehrt,
wie durch den Pfeil F gezeigt ist, erhöht dies umgekehrt die Kaliberabweichung,
was unerwünschterweise
den Versatz des Kalibers bzw. der Stärke (off-gauge) ergibt.
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Offenbarung der Erfindungs
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Die vorliegende Erfindung ist zur
Lösung
der oben genannten Probleme im Stand der Technik gemacht worden.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine hohe Genauigkeit der
Materialstärke
bzw. des Kalibers unmittelbar nach dem Passieren des Stärken- bzw.
Kaliber-Änderungspunkts
beim Walzen zu realisieren.
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Die vorliegende Erfindung stellt
ein Verfahren zum Ändern
der Materialstärke
bzw. des Kalibers beim Walzen bereit, wenn zu walzende Materialien durch
das Tandem-Kaltwalzwerk
kontinuierlich gewalzt werden, indem eingestellte Werte von denjenigen
für ein
vorausgehendes Material zu denjenigen für ein nachfolgendes Material
geändert
werden, unter Verwendung der Walzergebnisse (einer Walzlast, einer
einlass- und auslassseitigen Spannung eines Gerüsts, einer Walzgeschwindigkeit
etc.), die erhalten werden, wenn ein Vorderendabschnitt des nachfolgenden.
Materials das i-te Gerüst
durchläuft,
und von Stärken-
bzw. Kaliberergebnissen des Vorderendabschnitts des nachfolgenden
Materials, die durch den Stärken-
bzw. Kaliberdetektor der Auslassseite des i-ten Gerüsts erfasst
werden, die eingestellten Werte eines Stärken- bzw. Kaliber-Änderungsbetrags beim Walzen
am nächsten,
(i + 1)-ten Gerüst und
an nachfolgenden Gerüsten
(ein Walzspalt-Änderungsbetrag
und ein Walzgeschwindigkeits-Änderungsbetrag)
modifiziert werden, und die Stärken- bzw.
Kaliberergebnisse des Vorderendabschnitts des nachfolgenden Materials
an der Auslassseite des i-ten Gerüsts bis zum (i + 1)-ten Gerüstverfolgt
werden, um dadurch die Walzgeschwindigkeit an dem i-ten Gerüst so zu
steuern, dass eine Massenströmung
von dem Vorderendabschnitt des nachfolgenden Materials auf der Einlassseite
des (i + 1)-ten Gerüsts
konstant gehalten wird. Dadurch ist es möglich, die oben genannten Probleme
zu lösen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Modifizieren
eines Stärken-
bzw. Kaliber-Änderungsbetrags
beim Walzen unter Verwendung von Walzergebnissen gemäß dem Stand der
Technik,
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2 ein
Blockdiagramm zur Darstellung eines Zustands, bei dem eine Vorderend-Masseströmungskonstantensteuerung
gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgeführt
wird,
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3 ein
Blockdiagramm zur Darstellung einer Anordnung einer Steuervorrichtung
gemäß einer Ausführungsform
zum Durchführen
der vorliegenden Erfindung,
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4 eine
schematische Darstellung eines Änderungszustands
der auslassseitigen Kaliberabweichung zur Zeit der Stärken- bzw.
Kaliberänderung beim
Walzen, wenn die Stärken- bzw. Kaliberänderung
beim Walzen durch das herkömmliche
Verfahren ausgeführt
wird,
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5 eine
schematische Ansicht zur Darstellung eines Beispiels eines Änderungszustands der
Kaliberabweichung an der Auslassseite zur Zeit der Kaliberänderung
beim Walzen, wenn die Berechnung zum Modifizieren des Stärken- bzw.
Kaliber-Änderungsbetrags
beim Walzen gemäß dem Stand
der Technik ausgeführt
wird,
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6 eine
schematische Darstellung eines Beispiels eines Änderungszustands der auslassseitigen
Kaliberabweichung zur Zeit der Kaliberänderung beim Walzen, wenn die
vorliegende Erfindung ausgeführt
wird, und
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7 eine
schematische Darstellung, die zur Erläuterung des bei dem herkömmlichen
Stärken- bzw. Kaliber-Änderungsverfahrens
beim Walzen auftretenden Problems nützlich ist.
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Beste Ausführungsform
der Erfindung
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Eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird durch 1 erläutert: Wenn
ein Vorderendabschnitt eines nachfolgenden Materials 12 vom i-ten
Gerüst
erfasst wird, sammeln Detektoren, wie z. B. ein Lastdetektor 20i und
ein Spannungsdetektor 22i des i-ten Gerüsts Walzlastergebnisse, einlass- und
auslassseitige Spannungsergebnisse des Gerüsts, Walzgeschwindigkeits-ergebnisse
und dergleichen und sammeln auch Materialstärken- bzw. Kaliberergebnisse,
die erhalten werden, wenn der Ergebnissammelpunkt einen Stärken- bzw.
Kaliberdetektor 24i an der Auslassseite des i-ten Gerüsts erreicht. Dabei
wird ein Lastverhältnis
Zpk des Vorderendabschnitts des nachfolgenden Materials als Lernkoeffizient
durch Anwendung der folgenden Gleichung in Erfahrung gebracht: Zpk = Pact/Pcal (1)wobei Pact ein Walzlastergebniswert
des i-ten Gerüsts
ist und Pcal ein berechneter Wert einer Walzlast ist, die unter
Verwendung der Walzlastgleichung gemäß der Spannung, der Geschwindigkeit,
den Kaliberergebnissen und dergleichen erhalten wird.
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Ausgehend davon, dass der Einfluss
der Änderung
des Reibungskoeffizienten für
den Coil-Vorderendabschnitt der Walzlast gering ist, wird der Lernkoeffizient
Zpk als Index verwendet, der einen geschätzten Verformungswiderstandsfehler
des Materials darstellt. Im einzelnen wird der unter Anwendung der
Gleichung (1) am i-ten Gerüst
erhaltene, oben genannte Lernkoeffizient Zpk mit einer Lastschätzgleichung
eines nachfolgenden Materials des (i + 1)-ten Gerüsts und
nachfolgender Gerüste
multipliziert, um so einen Einstellungswert des Stärken- bzw.
Kaliber-Änderungsbetrags
des (i + 1)-ten Gerüsts
und nachfolgender Gerüste
(z. B. einen Walzspaltbetrag ΔSi
+ 1, ΔSi
+ 2 und einen Walzgeschwindigkeits-Änderungsbetrag ΔVi + 1, ΔVi + 2) zu modifizieren,
woraufhin der erhaltene Wert an eine Steuervorrichtung ausgegeben
wird.
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In 1 bezeichnet
die Bezugsziffer 10 ein vorangehendes Material, 24i – 1 einen
Stärken-
bzw. Kaliberdetektor an der Einlassseite des i-ten Gerüsts, 22i – 1 einen
Spannungsdetektor an der Einlassseite des i-ten , Gerüsts, 20i
+ 1 einen Lastdetektor am (i + 1)-ten Gerüst, 20i + 2 einen
Lastdetektor am (i + 2)-ten Gerüst,
und 22i + 1 einen Spannungsdetektor an der Auslassseite
des (i + 1)-ten Gerüsts.
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Die Berechnung der Modifikation des
Stärken-
bzw. Kaliber-Änderungsbetrags
beim Walzen, der in JP(A)09323108 vorgeschlagen wurde, wird vorzugsweise
bei allen stromabseitigen Gerüsten durchgeführt, da
sie die Härte
des Bandes wiedergibt.
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Andererseits tritt gemäß dem obigen
Verfahren, obwohl die Neuberechnung des Kaliber-Änderungsbetrags beim Walzen
unter Verwendung der Ergebnisse das Kaliber bzw. die Stärke des
Vorderendabschnitts des nachfolgenden Materials am (i + 1)-ten Gerüst zu einem
gewünschten
Wert werden lässt,
wie er mit Bezug auf 7 beschrieben
ist, der Kaliberversatz (off gauge) umgekehrt an der Auslassseite
des (i + 1)-ten Gerüsts
nach obiger Beschreibung auf, bis die AGC des (i + 1)-ten Gerüsts angeschaltet
wird, nachdem die AGC des i-ten Gerüsts angeschaltet wurde.
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Zur Lösung des Problems gemäß der vorliegenden
Erfindung nach 2 werden
daher die Ergebnisse der Stärke
bzw. des Kalibers an der Auslassseite des Vorderendabschnitts des
nachfolgenden Materials, das vom Kaliberdetektor 24i an
der Auslassseite des Gerüsts
erfasst wurde, weiterverfolgt, wenn sie für den Zweck der Neuberechnung des
Kaliber-Änderungsbetrags
beim Walzen gesammelt werden, und dann werden die Kaliberergebnisse,
die nach dem Sammeln der Ergebnisse erhalten wurden, bis zum (i
+ 1)-ten Gerüst
weiterverfolgt. Wenn der Verfolgungspunkt dann das (i + 1)-te Gerüst erreicht
hat, wird die Walzgeschwindigkeit Vi des i-ten Gerüsts so gesteuert, dass eine
Massenströmung
von dem Coil-Vorderendabschnitt (Weiterverfolgungspunkt) an der
Einlassseite des (i + 1)-ten Gerüsts
konstant gestaltet wird, wie die folgende Gleichung zeigt: ΔVi/Vi = (hi, L/Hi + 1) – 1 (2)wobei ΔVi/Vi einen
Walzgeschwindigkeits-Änderungsbetrag
des i-ten Gerüsts
bezeichnet, hi, L einen Verfolgungswert des Kaliberergebnisses an
der Auslassseite des i-ten Gerüsts
des Coil-Vorderendabschnitts, Hi + 1 einen Wert der Kaliberergebnisse an
der Einlassseite des (i + 1)-ten Gerüsts, die durch Verfolgen der
Ausgabe des Kaliberdetektors an der Auslassseite 24i des
i-ten Gerüsts
bis zum (i + 1)-ten Gerüst
erhalten wird.
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In 2 bezeichnet
M einen Walzwerkmotor des i-ten Gerüsts.
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Eine Steuerung in 2 (als "Steuerung der Massenströmungskonstante
am Vorderendabschnitt" bezeichnet)
wird ausgeführt,
bis die Kaliberänderung
beim Walzen abgeschlossen ist, und dann startet jede der AGCs die Steuerung.
Die Steuerung der Massenströmungskonstante
am Vorderendabschnitt dient zum Eliminieren der Stärken- bzw. Kaliberabweichung,
was die Steuerung von nur einem einzigen Gerüst darunter erfordert.
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Auf diese Weise kann die falsche
Einstellung des Kaliberstärkenbetrags
beim Walzen zur Zeit der Kaliberänderung
beim Walzen unter Verwendung der Walzergebnisse durch eine Modifikationsberechnung des
Kaliber-Änderungsbetrags
beim Walzen modifiziert werden, der der gleiche wie bei der JP(A)09323108
ist, und die beim Anschalten der AGC auftretende Kaliberabweichung
am vorangehenden Gerüst
wird am nächsten
Gerüst
durch die die vorliegende Erfindung charakterisierende Massenströmungskonstantensteuerung
am Vorderendabschnitt verhindert, was es ermöglicht, dass die Stärke bzw.
das Kaliber auf einen erwünschten
Wert am Coil-Vorderendabschnitt gesteuert wird.
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Es wird nun auf 3 eingegangen, in der eine Ausführungsform
einer Steuervorrichtung zum Durchführen der vorliegenden Erfindung
gezeigt ist. Diese Ausführungsform
umfasst einen Zustandsmessabschnitt 30i, 30i + 1, 30i
+ 2, ..., sowie eine Steuervorrichtung 32i, 32i
+ 1, 32i + 2,... für
jedes der Gerüste.
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Ein Lastmodell 34 empfängt Zustandssignale,
wie z. B. eine Einlass-Materialstärke Hi, eine Auslass-Materialstärke hi,
eins Walzlast Pi, eine hintere Spannung Tbi, eine vordere Spannung
Tfi, eine Walzgeschwindigkeit Vi, die durch die Zustandsmesssektion 30i erhalten
werden, und berechnet dann eine Walzlast Pi, cal unter Verwendung
einer Walzlassgleichung.
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Ferner veranlasst ein Signal des
das i-te Gerüst
durchlaufenden Kaliber-Änderungspunkts
beim Walzen, der durch den Zussandsmessabschnitt 30i erhalten
wird, dass die Auslassstärke
bzw. das Auslasskaliber hi in einem Vorderendabschnitts-Kaliberspeicherabschnitt 36 abgespeichert
wird und dann an einer Kaliberdaten-Verfolgungssektion 38 weiterverfolgt
wird.
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Ein von dem Lastmodell 34 erhaltener Last-Berechnungswert Pi,
cal und ein Last-Ergebniswert Pi, act, der an der Zustandsmesssektion 30i erhalten
wird, werden der Berechnungssektion 40 für eine Modifikation
des Kaliber-Änderungsbetrags beim
Walzen eingegeben, welche das Lastverhältnis Zpk am Vorderendabschnitt
durch Anwendung der Gleichung (1) berechnet und dann die eingestellten Werte
des Modifikationsbetrags der Kaliberänderung beim Walzen ΔS, ΔV berechnet
(ebenso wie bei JP(A)09323108).
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Ferner wird eine Massenströmungskonstanten-Steuersektion
42 am Vorderendabschnitt zum Ausführen der Massenströmungskonstantensteuerung
am Vorderendabschnitt, welche die vorliegende Erfindung kennzeichnet,
angeschaltet, wenn der Kaliber-Änderungspunkt
beim Walzen das (i + 1)-te Gerüst
durchläuft
und berechnet dann den Walzgeschwindigkeits-Modifikationsbetrag ΔVi des i-ten
Gerüstes
unter Anwendung der oben erwähnten
Gleichung (2) gemäß dem Vorderendabschnitt,
dem Weiterverfolgungswert hi, L des Kaliberergebnisses am Auslass
des i-ten Gerüsts,
das von der Vorderendabschnitts-Kaliberspeichersektion 36 eingegeben wurde,
und dem Kaliberergebniswert Hi + 1 am Einlass des (i + 1)-ten Gerüsts, der
durch Verfolgung des Ergebniswerts hi am Auslass des i-ten Standes
erhalten wurde, welcher von der Kaliber-Datenverfolgungssektion 38 eingegeben
wurde. Der berechnete Wert wird an die Steuervorrichtung 32i des
Walzwerkmotors des i-ten Gerüsts
usw. ausgegeben.
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Die Steuerung durch die Steuersektion 42 der
Massenströmungskonstante
am Vorderendabschnitt wird durch das beispielsweise von der Zustandsmesssektion 30i
+ 2 übertragene
Signal mit dem (variablen) Timing abgeschaltet, wenn die AGC-Steuerung des (i
+ 1)-ten Gerüsts
angeschaltet wird.
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Gemäß der Ausführungsform wird das Verfahren
der vorliegenden Erfindung auf das erste Gerüst in einem kontinuierlichen
5-Gerüst-Walzwerk
angewandt, wodurch bewirkt wird, dass der Kaliber-Änderungsbetrag
beim Walzen des zweiten Gerüsts und
nachfolgender Gerüste
korrigiert wird.
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In 4 ist
ein Änderungszustand
der Abweichung des Kalibers am Auslass des ersten Gerüsts und
des dritten Gerüsts
dargestellt (anstelle des Kaliberdetektors am Auslass des zweiten
Gerüsts, der
nicht vorgesehen ist), und zwar im Fall der Kaliberänderung
beim Walzen gemäß einem
herkömmlichen
Kaliber-Änderungsverfahren
beim Walzen (als "das
herkömmliche
Verfahren" bezeichnet),
das keine Modifikationsberechnung der Kaliberänderung beim Walzen unter Verwendung
der Walzergebnisse durchführt.
In 5 ist ein Änderungszustand
dargestellt, bei dem die Modifikation der Walzgeschwindigkeit unter
Anwendung der Gleichung (2) nicht durchgeführt wird, obwohl der Kaliber-Änderungsbetrag beim
Walzen des nächsten
Gerüsts
und nachfolgender Gerüste
unter Verwendung der Walzergebnisse modifiziert wird, wie es bei
der früheren
Anmeldung der Fall ist (als "Vergleichsverfahren" bezeichnet). In 6 ist ein Fall dargestellt,
bei dem die Kaliberänderung
beim Walzen gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
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Wie aus 4 hervorgeht, bleibt die am ersten Gerüst auftretende
Kaliberabweichung gemäß dem herkömmlichen
Verfahren bis zum dritten Gerüst
erhalten. Gemäß dem Vergleichsverfahren
wird ferner die Kaliberabweichung am Coil-Vorderendabschnitt, die
am ersten Gerüst
infolge der falschen Einstellung des Kaliber-Änderungsbetrags beim Walzen
auftritt, am zweiten Gerüst
modifiziert; die AGC des ersten Gerüsts wird jedoch angeschaltet,
und dann, wenn sich das Kaliber an der Auslassseite des ersten Gerüsts dem
erwünschten
Wert annähert,
erhöht
sich umgekehrt die Kaliberabweichung am dritten Gerüst. Demgegenüber nimmt
gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie aus 6 ersichtlich
ist, das Kaliber des Coil-Vorderendabschnitts am zweiten Gerüst einen
erwünschten
Wert an, und anschließend
wird das Kaliber am Auslass des zweiten Gerüsts unter Anwendung der Gleichung
(2) gesteuert, was es ermöglicht,
dass das Kaliber bzw. die Materialstärke auf den gewünschten
Wert vom Coil-Vorderendabschnitt
gesteuert wird.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die ungünstige Kaliberabweichung, die
auftritt, wenn die AGC des vorangehenden Gerüsts angeschaltet wird, wird
am darauffolgenden Gerüst
verhindert, was es ermöglicht,
das Kaliber bzw. die Materialstärke
auf den erwünschten
Wert vom Coil-Vorderendabschnitt zu steuern.