EP0121148A1 - Verfahren zum Herstellen von Walzband mit hoher Bandprofil- und Bandplanheitsgüte - Google Patents

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EP0121148A1
EP0121148A1 EP84102546A EP84102546A EP0121148A1 EP 0121148 A1 EP0121148 A1 EP 0121148A1 EP 84102546 A EP84102546 A EP 84102546A EP 84102546 A EP84102546 A EP 84102546A EP 0121148 A1 EP0121148 A1 EP 0121148A1
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EP
European Patent Office
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strip
profile
roll
flatness
control
Prior art date
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EP84102546A
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French (fr)
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EP0121148B1 (de
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Jürgen Klöckner
Wolfgang Rohde
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SMS Siemag AG
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SMS Schloemann Siemag AG
Schloemann Siemag AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates

Definitions

  • the invention relates to a method for producing rolled strip with high strip profile and strip flatness quality, in which the rolled strip is passed through a hot strip tandem mill and possibly through a cold strip tandem mill and is thereby subjected to a state control during the rolling process, which is at least in a roll stand a strip profile control and comprises a flatness control in at least one further roll stand.
  • condition control comprises various control processes such as, for example, the speed control, the thickness control, the strip tension control, the strip profile control and the strip flatness control, which can influence one another to a greater or lesser extent and thus also have corresponding repercussions on the condition of the rolled strip.
  • profile correction is based on a material flow along and across the rolling direction.
  • the ability of the material to flow transversely to the rolling direction depends on the geometric rolling conditions, such as thickness, decrease, width and roll diameter, as well as other parameters such as material strength, strip temperature, and coefficient of friction Roll and rolling stock and the strip tension dependent.
  • the invention is therefore based on the object of designing the generic method in such a way that the cold strip tandem mill from the hot strip tandem mill is already offered a rolled strip with high strip profile and strip flatness quality for further processing.
  • condition control takes place in the hot strip tandem mill and, up to a thickness of the rolled strip, below which the material control in the width direction can no longer be achieved, comprises a strip profile control and is then restricted to a strip flatness control.
  • strip profile control should be above and the flatness control should be below a critical thickness, which is, for example, about 12 mm.
  • This type of process is based on the knowledge that a profile influence on the rolled strip can be achieved while avoiding flatness errors, as long as the flow resistance of the material across the rolling direction is still so low that a minimum amount of strip width is set in the roll gap in addition to the strip elongation. It was found that today with regard to the work roll diameter l cozy interpretation of the hot strip tandem mills is the limit for a profile influence of the rolled strip, with simultaneous avoidance of flatness errors in said rolled strip thickness of about 12 mm. This limit value of the thickness, i.e. the critical thickness, can be determined experimentally for each hot strip mill depending on the rolling material, temperature, roll diameter and decrease or pass distribution.
  • the last strip profile control and the first strip flatness control in the hot strip tandem mill are shifted between two successive roll stands in accordance with a shift in the critical thickness occurring during the rolling out of different thicknesses of hot strips.
  • Another procedural measure is to shift the critical thickness between the second and third roll stands and at the same time to shift the influencing limit of strip profile control and strip flatness control from the area in front of the third roll stand to the area behind the third stand.
  • the critical thickness can be behind the second roll stand, for example, for thin hot strip behind the second roll stand and for thick hot strip behind the third roll stand .
  • these process features are paint especially important.
  • An advantageous device for practicing this method is that in the hot strip tandem mill a group of roll stands with a roll gap height equal to or greater than the critical thickness are assigned to profile measuring devices and profile controllers which are connected to strip profile actuators on the roll stands, while the last roll stand this group and all remaining roll stands of hot strip tandem mill Planheitsmeßello and flatness controller comprise, e are connected to the strip flatness control elements. It is essential that the last rolling stand of the group can be influenced either by a profile measuring device and a profile controller or by a flatness measuring device and a flatness controller. The profile measuring devices or the flatness measuring devices are arranged downstream of the roll gap to be controlled. In particularly stored cases, the strip flatness control can be continued in the cold strip tandem mill.
  • the invention therefore provides, alternatively, to solve the above-mentioned object in a modified second type of process with a considerably lower technical outlay, in that, based on a profile or flatness measurement of the rolled strip emerging from the last stand of the hot strip tandem mill, in addition to one known correction of the band flatness control and the band profile control in this stand, after a computer comparison of the measurement results with specified target values, corresponding corrections of the strip profile control only in the last, if necessary, the last and penultimate of the rolling stands influencing the strip profile above the critical thickness, and corrections of the strip flatness control, each delayed by the advance period of the profile-corrected strip section, in the roll stands following these roll stands.
  • the roll pressure increases caused by short changes in the strip length over the strip length can be measured and, after comparison with predetermined target values, introduced in the computer comparison of the measurement results of the profile and flatness measurement, can result in additional corrections of the strip profile control.
  • a flatness measuring device and behind this a profile measuring device can be arranged behind which the flatness measuring device with a flatness computer, the output signals of which influence devices for adjusting and bending the rolls of the nth, the profile measuring devices a profile computer, the output signals of which influence devices for adjusting and bending this roll stand and preceding roll stands, and flatness computers and profile computers are connected to a computing unit with comparison devices and setpoint memories.
  • the flatness control now acts in a form known per se only on the last rolling stand of the hot strip tandem mill.
  • the profile measuring device at the end of the street is used first the deviation of the band profile generated by this was determined.
  • the required adjustment of the roll gap of the last stand, that is to say of the nth stand is automatically determined with the aid of pre-calculated characteristic curves for the actuating behavior of the roll set. Subsequently, he un- t Assuming a constant elongation of the belt over the bandwidth step by step, the required adjustment of the roll gap shape in the foregoing frameworks determined.
  • the roll gap shape actuators of the first size or sizes are now automatically adjusted to the extent calculated. Delayed by the transport time of the material from the adjusted scaffold to the next, not yet adjusted, this next scaffold is then also adjusted. This procedure is continued until the last of the roll gaps has also been adjusted to the pre-calculated amount.
  • the control dynamics of the profile control is limited by the transport times of the rolled belt from the point of adjustment (first stands of the road) to the place of measurement (behind the last stand).
  • the control dynamics are sufficient to prevent slowly occurring profile changes (roll wear, thermal crowning) to compensate sufficiently quickly.
  • Relatively quick and short-term profile changes e.g. as a result of short-term changes in the rolling force, cannot be compensated for by the corresponding backward regulation as a result of the transport routes (up to 20% short-term increase in the rolling force when rolling over rail points (skidmarks) cause additional bending of the roller sets and thus distort the profile of the strip and its flatness.
  • the change in the shape of the roll gap as a result of a change in the rolling force is calculated for each roll stand, depending on the strip and roll dimensions.
  • the change in manipulated variable required to compensate for this change can be represented in equations or sets of curves and automatically taken into account.
  • the rolling force of each roll stand is thus recorded with the force measuring devices already present and changes in the force are compensated for directly in accordance with previously determined curves by interventions in the profile actuators (e.g. work roll bending force).
  • the profile actuators e.g. work roll bending force
  • nip shape setting values which are improved in the course of the rolling by the interventions of the closed flatness and profile control loops, are used step by step with the Improve the data of the pass schedule and the preset values saved in the material data.
  • the increase in the strip profile in the middle of the strip is in the range from 0.5% to approx. 1.5% of the final thickness.
  • the control objective is to minimize the elevation of the strip center or to a predetermined value of e.g. 1.0% of the nominal thickness can be set reproducibly.
  • the setting range for setting the roll gap shape should therefore ideally be 0.75% of the nominal thickness and should still have sufficient reserves to compensate for changes in rolling force and other disturbances.
  • the profile and flatness control can be limited to the last two to three passes.
  • the last two to five passes for profile and flatness control are required (the low number applies to large final thicknesses h> 5 mm and the higher number applies to small final thicknesses).
  • the strip profile actuators can be used to roll bend, roll adjustment, roll limitation, roll swiveling, zone cooling of the roll bales as well as axial work roll, intermediate roll (e.g. with six-high stands) and support roll displacement in the corresponding roll stands of the hot strip tandem mill can be influenced individually and / or simultaneously.
  • the hot strip tandem mill according to FIGS. 1 to 3 comprises, in addition to the five roll stands 1 to 5, a take-up reel 6 for the hot strip 7 provided on the outlet side.
  • a profile measuring device 8, 9 and 10 is provided behind each of the roll stands 1, 2 and 3, and that Roll stand 3 is designed so that the rolled strip running out of its roll gap can have a maximum thickness of approximately 12 mm.
  • Each of the profile measuring devices 8, 9 and 10 works together with a profile controller 13, 14 and 15, while the flatness measuring devices 10 ', 11 and 12 are each assigned a flatness controller 15', 16 and 17.
  • the strip profile can be scanned on each of the rolling strips 7 emerging from the roll stands 1, 2 and 3 via the profile measuring devices 8, 9 and 10, the resulting measurement values being supplied as actual values to the profile controllers 13, 14 and 15 and with the target values stored therein can be compared, which correspond to the optimal strip profile in the area of the respective roll stand 1, 2 and 3.
  • the difference values resulting from the respective comparison are given as manipulated values on belt profile actuators of stands 1, 2 and 3.
  • the belt profile actuators can act on the roll bending, the roll adjustment, the roll limitation, the roll swiveling, the zone cooling of the roll bales as well as the axial work roll, intermediate roll (for example in the case of six-high stands) and backup roll displacement, advantageously in this way, that the available control options for the belt profile can be used either individually or with several or all at the same time.
  • a so-called CVC roll stand (DE-PS 30 38 865) can also be used as a means of influencing the strip profile.
  • the belt profile actuators can also cause the CVC rollers to move axially. It is important that the rolled strip 7 emerging from the roll stand 3 has an optimal strip profile, even if it slightly exceeds the "critical thickness" of approximately 12 mm.
  • the rolling strip 7 emerging from the roll stand 3 must have a minimum of strip flatness, at least when it slightly exceeds the "critical thickness" of 12 mm when it emerges from the roll gap.
  • a strip flatness control 10 ', 15' to the last roll stand 3 which can still be operated with strip profiles 10, 15 and which corresponds to the strip flatness controls 11, 16, 12, 17 of the roll stands 4 and 5 corresponds.
  • the arrangement is such that the rolling stand 3 depending on the acceptance or pass provided in the hot strip tandem line according to the respective pass schedule Distribution can be operated either with strip profile control 10, 15 according to FIG. 2 or with flatness control 10 ', 15' according to FIG. 3.
  • the mill stands 4 and 5 of the hot strip tandem mill are operated exclusively with flatness control 11, 16 and 12, 17, respectively, so that the hot strip 7 that runs out of the hot strip tandem mill and is taken up by the take-up reel 6 has a finished thickness that is both over 3 mm (FIG. 2) and can also be less than 3 mm (Fig. 3), in addition to an optimal strip profile, it also has a considerable flatness quality.
  • the rolling stand 3 can thus be driven either with profile control 10, 15 or with flatness control 10 ', 15'.
  • FIGS. 2 and 3 A comparison of FIGS. 2 and 3 makes it clear that the limit from influencing the profile to influencing the flatness of the hot strip either between the third roll stand 3 and the fourth roll stand 4 (FIG. 2) or between the second roll stand 2 and the third roll stand FIG. 3) can lie.
  • the profile controller 15 responding to the profile measuring device 10 and the flatness controller 15' to the flatness measuring device 10 'between the third roll stand 3 and the fourth roll stand 4 can.
  • the profile control 10, 15 for the roll stand 3 can optionally work by reaching through to the roll stands 1 and 2, whereby with such a reach-through control the own profile control 8, 13 or 9, 14 of the roll stands 1 and 2 could be omitted.
  • the profile measuring device 10 for the roll stand 3 can also be arranged behind the stand 4 or 5, for example. This also applies if a flatness correction is made in stands 4 and 5.
  • a thinner hot strip 7 with an initial thickness of 30 mm is to be rolled down to an even thinner final thickness of 2.5 mm.
  • the hot strip behind the first roll stand 1 has a thickness of 15.3 mm, while behind the second roll stand 2 it already falls below the —critical thickness “of approximately 12 mm, namely 8.3 mm thick.
  • the hot strip 7 runs out of the third roll stand 3 with a thickness of 5.0 mm, while it has the thickness of 3.4 mm behind the fourth roll stand 4 and the final thickness of 2.5 mm behind the fifth roll stand 5.
  • only the two roll stands 1 and 2 work with profile control 8, 13 and 9, 14, while the roll stand 3 is already set up for operation with flatness control 10 ', 15' and also the roll stands 4 and 5 with flatness control 11, 16 and 17 work.
  • this can be run essentially without strip profile control, but with flatness control in order to obtain a finished rolled strip with high strip profile and strip flatness quality with a thickness of, for example, 0.3 mm.
  • FIG. 4 The end section of a hot strip tandem mill shown in FIG. 4, which here comprises, for example, seven stands, consists of stands 62 with the order numbers F1-F7. All scaffolds 62 are equipped with devices and adjusting means for adjustment, thickness control, Balance and bend equipped. Each stand 62 has two support rolls 60 and two work rolls 61 in a known manner. The adjusting devices for balancing and bending the work rolls 61 are accommodated in blocks 63, which are fixed to the stand and seen in the rolling direction, in front of and behind the work rolls 61, arranged in the roll stand 62, while the thickness control is effected via the adjusting device 64.
  • Each stand 62 of the F1-F7 series has control devices 21, 22, 23, 24, 25, 26 and 27 for issuing the control commands for balancing and bending the work rolls 61, control devices 31, 32, 33, 34 , 35, 36 and 37 for issuing the control commands for shifting the work rolls 61 in the axial direction and control and regulating devices 41, 42, 43, 44, 45, 46 and 47 for issuing the control commands for setting and regulating the thickness of the roll set 60, 61 assigned.
  • a computer 40 which calculates and monitors the control values for the entire road, is upstream and superior to the control and regulating devices for employment and thickness control 41-47 via a common control rail in a known manner.
  • the control and regulating devices 51, 52, 53, 54, 55, 56 and 57 which are assigned to the respective rolling stands of the F1-F7 series as independent devices, influence the control devices already mentioned for balancing and bending as well as the adjustment for the profile control and thickness control, ie, the control and regulating device 51, the control and regulating devices 21 and 41, etc.
  • the control and regulation takes place according to a model specification (setpoint) of the profile, which the computers 51-57 via a common setpoint rail is specified by the computer 50.
  • the rolled profile of the strip with the profile measuring device 58 and its flatness checked with a flatness measuring device 38.
  • the profile measuring device 58 forwards the determined measurement result to the computer 50, which compares the actually rolled profile with the specified profile model and, if necessary, forwards corresponding correction instructions for conversion into control commands for the roll stands to the independent control and regulating devices 51-57.
  • the measurement result determined by the flatness measuring device 38 is fed to the flatness computer 30, which, if necessary, passes on corresponding correction commands to the control and regulating device 57 for the rolled profile, which are assigned to the last stand F7 and which are converted into control commands in the control and regulating devices 27 and 47 for Balancing and bending as well as adjustment and thickness control in this (last scaffold) is caused.
  • the computers 40, 50 and 30 are in turn connected to a process computer 70 which, in a known manner, contains the large number of data which have passed through and have been determined, such as thickness, width, weight, temperature, strength and profile, and the decreases, speeds and forces which occur during the rolling, and furthermore compares the roll diameter and flattening as actual values with empirical target values and, if necessary, forwards corresponding correction instructions to the computers 40, 50 and 30.
  • a process computer 70 which, in a known manner, contains the large number of data which have passed through and have been determined, such as thickness, width, weight, temperature, strength and profile, and the decreases, speeds and forces which occur during the rolling, and furthermore compares the roll diameter and flattening as actual values with empirical target values and, if necessary, forwards corresponding correction instructions to the computers 40, 50 and 30.
  • a profile measuring device 59 can be arranged behind the third stand F3, which is connected to the profile computer 50 either alone or in addition to the already mentioned profile measuring device 58 behind the last stand F7. If only the profile measuring device 59 is arranged behind the third stand F3, then there is a shortening and thus a more dynamic behavior of the control loop, as well as the possibility of making minor possible corrections in the stands F4-F7 following the stand F3.
  • the profile of the rolled strip is additionally measured again, as described, by a profile measuring device arranged behind the last stand F7 of the road, then a comparison of the two measuring results of the profile measuring device 59 and the profile measuring device 58 also enables conclusions to be drawn about the state of the Pull the mill stands yourself, since a comparison of the actual profiles determined by the two profile measuring devices with the given model profile can have the result that the model profile can no longer be reached from a control point of view and the causes for this can lie in the street itself (roller wear, irregular wear, etc. ),
  • Fig. 6 shows that when such finished strips are rolled out, the cross-flow of the material (spreading) in the first two stands F1 and F2 is very large, then already decreases in stand F3, and that only in stand F4, especially in stands F5 to F7 still slight, does not significantly affect the profile flowing corrections are possible.
  • the cheapest (or the cheapest combination among the known adjustment means) must be selected taking into account the required adjustment range.
  • the adjustment of the roll gap in the stand can be slightly corrected in order to take advantage of the material flow that is still present at right angles to the rolling direction, even with small strip thicknesses.

Abstract

Zur Herstellung von Walzband mit hoher Walzbandprofilund Bandplanheitsgüte mittels einer Warmband- und einer Kaltbandtandemstraße wird das Walzband (7) einer Zustandsregelung unterworfen, die wenigstens in einem Walzgerüst eine Bandprofilregelung (13) (14) (15) und in wenistens einem weiteren Walzgerüst eine Bandplanheitsregelung (16) (17) umfaßt. Durch gegenseitige Beeinflussung der Bandplanheits- und Bandprofil-regelung beim Kaltwalzen können beim Walzvorgang im Walzband Wellen und/oder Beulen auftreten. Um diese Nachteile zu vermeiden, soll der Kaltbandtandemstraße aus der Warmbandtandemstraße bereits ein Walzband mit großer Bandprofilund Bandplanheitsgüte zur Weiterverarbeitung angeboten werden. Das wird dadurch erreicht, daß die Zustandsregelung in der Warmband-Tandemstraße erfolgt, wobei bis zu einer Dicke des Walzbandes unterhalb derer mit der Zustandsregelung keine Materialumformung in Breitenrichtung mehr erzielbar ist, eine Bandprofilregelung vorgenommen und daß anschließend die Bandbehandlung auf eine Bandplanheitsregelung eingeschränkt wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Walzband mit hoher Bandprofil- und Bandplanheitsgüte, bei dem das Walzband durch eine Warmbandtandemstraße und ggfs. durch eine Kaltbandtandemstraße geführt und dabei während des Walzvorganges einer Zustandsregelung unterworfen wird, die wenigstens in einem Walzgerüst eine Bandprofilregelung und in wenigstens einem weiteren Walzgerüst eine Bandplanheitsregelung umfaßt.
  • Bei der Herstellung von Walzband, das nacheinander einem Warmwalzvorgang und einem Kaltwalzvorgang unterworfen wird, findet sowohl in der den Warmwalzvorgang durchführenden Warmband- tandemstraße als auch in der den Kaltwalzvorgang ausübenden Kaltbandtandemstraße für jeden Walzstich eine Zustandsregelung statt. Eine solche Zustandsregelung umfaßt dabei verschiedene Regelvorgänge wie bspw. die Drehzahlregelung, die Dickenregelung, die Bandzugregelung, die Bandprofilregelung und die Bandplanheitsregelung, die sich mehr oder weniger gegenseitig beeinflussen können und damit auch entsprechende Rückwirkungen auf den Zustand des Walzbandes haben.
  • Als besonders problematisch für den Zustand des Walzbandes im Verlauf des Walzvorganges in einer Kaltbandtandemstraße haben sich die gegenseitigen Rückwirkungen aus der Bandprofilregelung und der Bandplanheitsregelung herausgestellt. Es hat sich erwiesen, daß ein einwandfrei planes Kaltband nur ausgewalzt werden kann, wenn das beim Einlaufen in die Kaltbandtandemstraße vorhandene Bandprofil möglichst unbeeinflußt bleibt. Umgekehrt hat sich gezeigt, daß bei einer Einflußnahme auf ein ungleichmäßiges Bandprofil in der Kaltbandtandemstraße nur ein unplanes Kaltband ausgewalzt werden kann. Schon der Versuch einer Bandprofilkorrektur um nur ein hundertstel der Banddicke kann dazu führen, daß am Walzband Wellen und/oder Beulen auftreten, die bei einem Abstand von etwa einem Meter in Bandlängsrichtung eine Höhe bis zu zweiundzwanzig mm erreichen.
  • Dieser Nachteil kann vermieden werden, wenn die Kaltbandtandemstraße mit einem Walzband versorgt wird, das neben einem über die gesamte Breite nahezu gleichmäßigen Bandprofil bereits ein Mindestmaß an Bandplanheit aufweist.
  • Versuche mit Profilkorrekturen in den ersten Walzgerüsten von Warmbandstraßen haben gezeigt, daß die Profiländerung durch die Walzstiche in den nachfolgenden Walzgerüsten wieder zerstört wird. Die Planheit des Fertigbandes aber veränderte sich nicht. Veränderungen der Walzspaltform in den letzten Walzgerüsten führten zu einer gleichzeitigen Profil- und Planheitsänderung. Aus diesen Versuchen ergab sich die Lehre, daß das Profil nur in den letzten Walzgerüsten bleibend veränderbar ist, erfahrungsgemäß jedoch nur in kleinen Stufen von Walzstich zu Walzstich, und weiter daß der letzte Walzstich bevorzugt zur Einstellung der Bandplanheit nutzbar ist.
  • Profilkorrektur beruht bei Langprodukten, also Bändern und langen Blechen auf einem Materialfluß längs und quer zur Walzrichtung. Das Vermögen des Materials, quer zur Walzrichtung zu fließen, ist dabei von den geometrischen Walzbedingungen, wie Dicke, Abnahme, Breite und Walzendurchmesser sowie anderen Parametern wie Materialfestigkeit, Bandtemperatur, Reibwert zwischen Walze und Walzgut und dem Bandzug abhängig.
  • Planheitskorrektur beruht dagegen auf unterschiedlicher Längung des Bandes bei geringem, praktisch vernachlässigbarem Materialfluß quer zur Walzrichtung.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu gestalten, daß der Kaltbandtandemstraße aus der Warmbandtandemstraße bereits ein Walzband mit großer Bandprofil- und Bandplanheitsgüte zur Weiterverarbeitung angeboten wird.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zustandsregelung in der Warmbandtandemstraße erfolgt und dabei bis zu einer Dicke des Walzbandes, unterhalb derer mit der Zustandsregelung keine Materialumformung in Breitenrichtung mehr erzielbar ist, eine Bandprofilregelung umfaßt und anschließend auf eine Bandplanheitsregelung einschränkt wird. Dabei soll, wie die Erfindung weiter vorsieht, die Bandprofilregelung oberhalb und die Bandplanheitsregelung unterhalb einer kritischen Dicke, die bspw. etwa 12 mm beträgt, erfolgen,
  • Diese Verfahrensart beruht auf der Erkenntnis, daß eine Profilbeeinflussung des Walzbandes unter gleichzeitiger Vermeidung von Planheitsfehlern erreicht werden kann, solange der Fließwiderstand des Materials quer zur Walzrichtung noch so gering ist, daß sich im Walzspalt neben der Bandlängung noch ein Mindestmaß an Bandbreitung einstellt. Dabei wurde gefunden, daß bei der heute hinsichtlich des Arbeitswalzendurchmessers üb- lichen Auslegung der Warmbandtandemstraßen die Grenze für eine Profilbeeinflussung des Walzbandes unter gleichzeitiger Vermeidung von Planheitsfehlern bei der genannten Walzbanddicke von etwa 12 mm liegt. Dieser Grenzwert der Dicke, also die kritische Dicke, kann für jede Warmbandstraße in Abhängigkeit von Walzmaterial, Temperatur, Walzendurchmesser und Abnahme bzw. Stichverteilung experimentell ermittelt werden.
  • Nach einem weiteren Verfahrensmerkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die letzte Bandprofilregelung und die erste Bandplanheitsregelung in der Warmbandtandemstraße entsprechend einer bei der Auswalzung unterschiedlich dicker Warmbänder eintretenden Verschiebung der kritischen Dicke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Walzgerüsten verlagert werden.
  • Eine weitere Verfahrensmaßnahme geht dahin, die kritische Dicke zwischen dem zweiten und dritten Walzgerüst zu verschieben und dabei zugleich die Beeinflussungsgrenze von Bandprofilregelung und Bandplanheitsregelung aus dem Bereich vor dem dritten Walzgerüst in den Bereich hinter dem dritten Gerüst zu verlagern.
  • Da die Abnahme- bzw. Stichverteilung innerhalb der Warmband- - tandemstraße davon abhängig ist, ob dünneres oder dickeres Warmband als Ausgangsmaterial verwandt werden soll, kann die kritische Dicke bspw. bei dünnem Warmband hinter dem zweiten Walzgerüst und bei dickem Warmband hinter dem dritten Walzgerüst liegen. Um unabhängig von dieser unterschiedlichen Abnahme- bzw. Stichverteilung eine einwandfreie Beeinflussung sowohl des Bandprofils als auch der Bandplanheit in der Warmbandtandemstraße zu gewährleisten, sind diese Verfahrensmerkmale besonders wichtig.
  • Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens besteht darin, daß in der Warmbandtandemstraße einer Gruppe von Walzgerüsten mit einer Walzspalthöhe gleich oder größer als die kritische Dicke Profilmeßgeräte und Profilregler zugeordnet sind, die mit Bandprofil-Stellgliedern an den Walzgerüsten in Verbindung stehen, während das letzte Walzgerüst dieser Gruppe und alle übrigen Walzgerüste der Warmbandtandemstraße Planheitsmeßgeräte und Planheitsregler aufweisen, e die mit Bandplanheitsstellgliedern verbunden sind. Dabei ist es wesentlich, daß das letzte Walzgerüst der Gruppe wahlweise entweder durch ein Profilmeßgerät und einen Profilregler oder aber durch ein Planheitsmeßgerät und einen Planheitsregler beeinflußbar ist. Die Profilmeßgeräte bzw. die Planheitsmeßgeräte sind dabei dem zu regelnden Walzspalt nachgeordnet. In besonders gelagerten Fällen kann die Bandplanheitsregelung in der Kaltbandtandemstraße fortgesetzt werden.
  • Obgleich diese Verfahrensart geeignet ist, das Profil des warmgewalzten Bandes zu regeln und dabei gleichzeitig dessen Planheit zu gewährleisten, erfordert es einen verhältnismäßig großen Aufwand, nämlich einen verhältnismäßig großen Aufwand von Meßgeräten für Bandprofil und Bandplanheit; hinzu kommen die Bedingungen der Umgebung, nämlich aggressives Kühlwasser, Dunst, Erschütterungen und mechanische Beschädigungen im Falle von Bandrissen. Die Erfindung sieht deshalb alternativ vor, die anfangs genannte Aufgabe in einer abgewandelten zweiten Verfahrensart mit einem erheblich geringeren technischen Aufwand zu lösen, und zwar dadurch, daß ausgehend von einer Profil- bzw. Planheitsmessung des aus dem letzten Gerüst der Warmbandtandemstraße austretenden Walzbandes neben einer an sich bekannten Korrektur der Bandplanheitsregelung und der Bandprofilregelung in diesem Gerüst, nach einem Rechnervergleich der Meßergebnisse mit vorgegebenen Sollwerten, entsprechende Korrekturen der Bandprofilregelung nur im letzten ggfs. dem letzten und vorletzten der das Bandprofil oberhalb der kritischen Dicke beeinflussenden Walzgerüste und Korrekturen der Bandplanheitsregelung, jeweils um die Herantransportzeitspanne des profilkorrigierten Bandabschnitts verzögert, in den diesen Walzgerüsten folgenden Walzgerüsten bewirkt werden.
  • Wie die Erfindung weiter vorsieht, können bei diesem zweiten Verfahren die aus, über die Bandlänge kurzen Änderungen des Walzbandprofils bewirkten Walzdruckerhöhungen gemessen und nach Vergleich mit vorgegebenen Sollwerten in den Rechnervergleich der Meßergebnisse der Profil- und Planheitsmessung eingeführt, ergänzende Korrekturen der Bandprofilregelung bewirken. Dabei können in einer Warmbandtandemstraße mit n Walzgerüsten hinter dem n-ten Walzgerüst eine Planheitsmeßeinrichtung und hinter diese eine Profilmeßeinrichtung angeordnet sein, von denen die Planheitsmeßeinrichtung mit einem Planheitsrechner, dessen Ausgangssignale Vorrichtungen zur Anstellung und Biegung der Walzen des n-ten beeinflussen, die Profilmeßeinrichtungen mit einem Profilrechner, dessen Ausgangssignale Vorrichtungen zur Anstellung und Biegung dieses Walzgerüstes und vorhergehender Walzgerüste beeinflussen und Planheitsrechner sowie Profilrechner mit einer Recheneinheit mit Vergleichsgeräten und Sollwertspeichern verbunden sein.
  • Bei dieser Verfahrensart wirkt die Planheitsregelung nun in an sich bekannter Form ausschließlich auf das letzte Walzgerüst der Warmbandtandemstraße. Für die Profilregelung wird zunächst durch die Profilmeßeinrichtung am Auslauf der Straße die Abweichung des von dieser erzeugten Bandprofils festgestellt. Mit Hilfe von vorausberechneten Kennlinien für das Stellverhalten des Walzensatzes wird die erforderliche Verstellung des Walzspaltes des letzten Gerüstes, also des n-ten Gerüstes automatisch ermittelt. Anschließend wird un- ter der Voraussetzung einer konstanten Längung des Bandes über die Bandbreite schrittweise die erforderliche Verstellung der Walzspaltform in den vorhergehenden Gerüsten ermittelt. Entsprechend den erforderlichen Walzspalt-Formveränderungen werden nun automatisch die Walzspaltform-Stellglieder des oder der ersten Größe in dem vorausberechneten Maße verstellt. Zeitverzögert um die Herantransportzeitspanne des Materials vom verstellten Gerüst bis zum nächsten, noch nicht verstellten, wird dann auch dieses nächste Gerüst verstellt. Diese Verfahrensweise wird fortgeführt, bis auch der letzte der Walzspalte im vorausberechneten Maß verstellt worden ist.
  • Wenn der seit Beginn der einzelnen Verstellmaßnahmen verfolgte Materialabschnitt des Walzbandes unter der Profilmeßeinrichtung angekommen und dessen Profil gemessen worden ist, kann, falls erforderlich, ein neuer Korrekturzyklus eingeleitet werden. Die unabhängig hiervon allein'auf das letzte Walzgerüst wirkende Planheitsregelung bleibt dabei ständig im Eingriff und hat auch wegen der kürzeren Transportzeiten zwischen dem Ort der Verstellung (Walzgerüst n) und Ort der Messung eine kürzere Zykluszeit und weist damit eine günstigere Regeldynamik auf.
  • Die Regeldynamik der Profilregelung ist durch die bereits erwähnten Transportzeitspannen des Walzbandes vom Ort der Verstellung,(erste Gerüste der Straße) bis zum Ort der Messung (hinter dem letzten Gerüst) begrenzt. Die Regeldynamik wird ausreichend, um langsam auftretende Profiländerungen (Walzen- verschleiß, thermische Bombierung) ausreichend schnell auszugleichen. Relativ schnelle und kurzzeitige Profiländerungen, z.B. infolge kurzfristiger Walzkraftänderungen, können infolge der Transportwege durch eine entsprechende Rückwärtsregelung nicht ausgeregelt werden (bis zu 20 % kurzfristige Walzkrafterhöhung beim Uberwalzen von Schienenstellen (Skidmarks) verursachen eine zusätzliche Verbiegung der Walzensätze und verfälschen damit das Profil des Bandes und dessen Planheit.
  • Wenn die beschriebene taktmäßig erfolgende Profilmessung zufällig an einer Schienenstelle stattfindet, ergeben sich daraus Stellbefehle, die für die Schienenstelle richtig, aber für das zeitverzögert beeinflußte Walzband falsch sind. Der erfolgreiche Einsatz einer Feed-back-Planheitsregelung setzt daher eine Störgrößenaufschaltung voraus (Feed-forward), die den Einfluß von Walzkraftänderungen kompensiert.
  • Zu diesem Zweck wird verfahrensgemäß für jedes Walzgerüst, abhängig von den Band- und Walzenabmessungen, die Änderung der Walzspaltform infolge einer Walzkraftänderung errechnet. Die zur Kompensation dieser Änderung erforderliche Stellwert- Änderung läßt sich in Gleichungen oder Kurvenscharen darstellen und automatisch berücksichtigen.
  • Die Walzkraft jedes Walzgerüstes wird also mit den ohnehin vorhandenen Kraftmeßeinrichtungen erfaßt und Änderungen der Kraft werden entsprechend vorermittelter Kurven unmittelbar durch Eingriffe in die Profil-Stellglieder (z.B. Arbeitswalzen-Rückbiegekraft) kompensiert.
  • Die im Laufe der Walzung durch die Eingriffe der geschlossenen Planheits- und Profilregelkreise verbesserten Walzspaltform-Einstellwerte, werden dazu verwendet, schrittweise die mit den Daten des Stichplans und den Materialdaten gespeicherten Vor-Einstellwerten zu verbessern.
  • Bei Stichplanänderungen wird auf früher abgespeicherte Einstellwerte zurückgegriffen, die gegebenenfalls entsprechend einer aktuellen Stichplan-Vorausberechnung (basierend auf aktuellen Vorband-Festigkeits-Information von den Vorstraßenstichen (mit Hilfe der bereits erwähnten Kurvenscharen verbessert werden können. Damit liegt schon für den Bandanfang eine bestmögliche Profil- und Planheitseinstellung vor, die nur geringfügiger Korrekturen durch geschlossene Regelkreise bedarf.
  • Erfahrungsgemäß liegt die Überhöhung des Bandprofils in Bandmitte im Bereich von 0,5 % bis ca. 1,5 % der Enddicke. Je nach Verwendungszweck des Warmbandes sieht das Regelziel vor, die Überhöhung der Bandmitte zu minimieren oder auf einen vorgegebenen Wert von z.B. 1,0 % der Nenndicke reproduzierbar einzustellen. Der Stellbereich für die Einstellung der Walzspaltform sollte daher im Idealfall 0,75 % der Nenndicke betragen und müßte dabei noch ausreichende Reserven für die Kompensation von Walzkraftänderungen und anderen.Störgrößen aufweisen.
  • Bei einer Fertigbanddicke von z.B. 3 mm entspricht dies einem erforderlichen Profil-Einstellbereich von 22,5 gm für das letzte Ge-üst. Moderne Arbeitwalzen-Rückbiegesysteme weisen bei mittlerer bis voller Bandbreite einen Stellbereich von mehr als 100 µm
    Figure imgb0001
    ± 50 µm auf, so daß noch relativ große Reserven zur Kompensation von Störgrößen gegeben sind.
  • Für die davorliegenden Gerüste ist ein Verhältnis der Dicken des auslaufenden Walzbandes
    Figure imgb0002
    vergrößerter Stellbereich erforderlich. Hierbei empfiehlt es sich, zusätzlich andere Walzspalt-Einstellmechanismen zu verwenden, um das Biegesystem stets innerhalb seiner Stellgrenzen zu halten. Als zusätzliches Stellglied kommt z.B. eine gezielte Änderung der thermischen Walzenbombierung oder die axiale Verschiebung von speziell geschliffenen Arbeitswalzen in Frage. Diese relativ träge wirkenden Stellmechanismen werden so angesteuert, daß das sehr schnell wirkende Arbeitswalzen-Rückbiegesystem möglichst in der Mitte seines Stellbereiches arbeitet.
  • In zahlreichen Fällen, z.B. bei Aluminium-Warmbandstraßen kann es jedoch ausreichend sein, allein mit dem Stellbereich des Arbeitswalzen-Rückbiegesystems zu arbeiten. Wegen der relativ guten Walzspaltschmierung und der großen Verformung auch in den letzten Walzstichen kann dort die Profil- und Planheitsregelung auf die letzten zwei bis drei Stiche begrenzt werden. Bei der Walzung von Stahl ohne Walzbandschmierung sind mindestens die zwei bis fünf letzten Stiche zur Profil- und Planheitsregelung erforderlich (die niedrige Zahl gilt für große Enddicken h > 5 mm und die höhere gilt für kleine Enddicken .
  • Wie bereits bei Erläuterung der an erster Stelle genannten Verfahrensart gesagt, ist für das Warmwalzen von Walzband aus Stahl bei einer kritischen Dicke von ca. 12 mm noch ein so großer Materialfluß quer zur Walzrichtung möglich, daß eine wirksame Profilkorrektur durchgeführt werden kann. Stellglieder zur Profil- und Planheitseinstellung sind daher mindestens ab dem Walzgerüst erforderlich, dessen Auslaufdicke unterhalb der kritischen Dicke liegt. Der erforderliche Stellbereich für dieses erste Regelgerüst beträgt ca.
    Figure imgb0003
    unter Berücksichtigung der erforderlichen Reserven für das Ausregeln von Störgrößen, wird auch ein modernes stark ausgelegtes Arbeitswalzen-Rückbiegesystem diesen Anforderungen nicht allein genügen. Die Unterstützung durch eine gezielte thermische Bombierung (Stellbereich ca. 40µm) kann jedoch in vielen Fällen schon ausreichend sein, um aufwendigere Stellmittel einzusparen.
  • In beiden Verfahrensarten können aber durch die Bandprofil-Stellglieder die Walzenbiegung, die Walzenanstellung, die Walzenschränkung, die Walzenschwenkung, die Zonenkühlung der Walzballen sowie die axiale Arbeitswalzen-, Zwischenwalzen-(bspw. bei Sexto-Gerüsten) und Stützwalzenverschiebung in den entsprechenden Walzgerüsten der Warmbandtandemstraße einzeln und/oder gleichzeitig beeinflußbar sein.
  • Die Erfindung wird anhand der. in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert und es zeigen
    • Fig. 1 in schematisch vereinfachter Darstellung eine fünfgerüstige Warmbandtandemstraße, die wahlweise für die Auswalzung von Warmband eingesetzt werden kann, das entweder eine Enddicke von mehr als 3 mm oder aber eine Enddicke von weniger als 3 mm aufweist für die Durchführung der ersten Verfahrensart,
    • Fig. 2 die Warmbandtandemstraße nach Fig. 1 im Betriebszustand für die Auswalzung dicker Warmbänder,
    • Fig. 3 die Warmbandtandemstraße nach Fig. 1 in ihrer Betriebsstellung für die Auswalzung dünner Warmbänder,
    • Fig. 4 ebenfalls in schematisch vereinfachter Darstellung eine 7-gerüstige Warmbandtandemstraße für die Durchführung der zweiten Verfahrensart und
    • Fig. 5 bis 7 Diagrammdarstellungen der Zustandsregelungen bei der Durchführung der zweiten Verfahrensart.
  • Die Warmbandtandemstraße nach den Figuren 1 bis 3 umfaßt neben den fünf Walzgerüsten 1 bis 5 noch einen an der Auslaufseite vorgesehenen Aufwickelhaspel 6 für das Warmband 7. Hinter jedem der Walzgerüste 1, 2 und 3 ist ein Profilmeßgerät 8, 9 und 10 vorgesehen, und das Walzgerüst 3 ist so ausgelegt, daß das aus seinem Walzspalt auslaufende Walzband eine größte Dicke von etwa 12 mm haben kann.
  • Hinter dem Walzgerüst 3 der aus den Walzgerüsten 1, 2 und 3 gebildeten Walzgerüst-Gruppe 1 bis 3 der Warmbandtandemstraße befindet sich auch noch ein Planheitsmeßgerät 10'. Hinter jedem weiteren Walzgerüst 4 und 5 der Warmbandtandemstraße ist nur ein Planheitsmeßgerät 11 und 12 vorgesehen.
  • Jedes der Profilmeßgeräte 8, 9 und 10 arbeitet mit einem Profilregler 13, 14 und 15 zusammen, während den Planheitsmeßgeräten 10', 11 und 12 je ein Planheitsregler 15', 16 und 17 zugeordnet ist.
  • An dem jeweils aus den Walzgerüsten 1, 2 und 3 austretenden Walzband 7 kann über die Profilmeßgeräte 8, 9 und 10 jeweils Das Bandprofil abgetastet werden, wobei die sich hierbei ergebenden Meßwerte als Ist-Werte den Profilreglern 13, 14 und 15 zugeführt und mit den darin gespeicherten Soll-Werten verglichen werden können, die dem optimalen Bandprofil im Bereich des jeweiligen Walzgerüstes 1, 2 und 3 entsprechen. Die sich bei dem jeweiligen Vergleich ergebenden Differenzwerte werden als Stellwerte auf Bandprofil-Stellglieder der Gerüste 1, 2 und 3 gegeben. Durch die Bandprofil-Stellglieder kann dabei auf die Walzenbiegung, die Walzenanstellung, die Walzenschränkung, die Walzenschwenkung, die Zonenkühlung der Walzenballen sowie die axiale Arbeitswalzen-, Zwischenwalzen- (bspw. bei Sexto-Gerüsten) und Stützwalzenverschiebung eingewirkt werden, und zwar vorteilhaft so, daß die zur Verfügung stehenden Regelmöglichkeiten für das Bandprofil wahlweise einzeln oder auch zu mehreren bzw. alle gleichzeitig benutzt werden können. Als Mittel zur Beeinflussung des Bandprofils kommt auch ein sogenanntes CVC-Walzgerüst (DE-PS 30 38 865) in Betracht. Die Bandprofil-Stellgieder können auch die axiale Verschiebung der CVC-Walzen bewirken. Wichtig ist es, daß das aus dem Walzgerüst 3 auslaufende Walzband 7 ein optimales Bandprofil aufweist, und zwar auch dann, wenn es die "kritische Dicke" von etwa 12 mm noch geringfügig überschreitet. Außerdem muß das aus dem Walzgerüst 3 auslaufende Walzband 7, zumindest dann, wenn es bei seinem Austritt aus dem Walzspalt die "kritische Dicke" von 12 mm noch geringfügig überschreitet, schon ein Mindestmaß an Bandplanheit haben. Um das zu erreichen, ist die - bereits angedeutete - Möglichkeit vorgesehen, dem letzten noch mit Bandprofil 10, 15 betreibbaren Walzgerüst 3 auch eine Bandplanheitsregelung 10', 15' zuzuordnen, die den Bandplanheitsregelungen 11, 16, 12, 17 der Walzgerüste 4 und 5 entspricht. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß das Walzgerüst 3 in Abhängigkeit von der in der Warmbandtandemtraße nach dem jeweiligen Stichplan vorgesehenen Abnahme- bzw. Stichverteilung wahlweise entweder mit Bandprofilregelung 10, 15 gemäß Fig. 2 oder aber mit Bandplanheitsregelung 10', 15' nach Fig. 3 betrieben werden kann.
  • Die Walzgerüste 4 und 5 der Warmbandtandemstraße werden ausschließlich mit Planheitsregelung 11, 16 bzw. 12, 17 gefahren, so daß das aus der Warmbandtandemstraße auslaufende und vom Aufwickelhaspel 6 aufgenommene Warmband 7 bei einer Fertigdicke, die sowohl über 3 mm (Fig.2) als auch unter 3 mm (Fig.3) liegen kann, neben einem optimalen Bandprofil auch schon eine beträchtliche Planheitsgüte hat.
  • In Figur 1 der Zeichnung ist der Gesamtaufbau der fünfgerüstigen Warmbandtandemstraße gezeigt, wobei erkennbar ist, daß das dritte Walzgerüst 3 sowohl eine Profilregelung 10, 15 aufweist, als auch mit einer Planheitsregelung 10', 15' ausgestattet ist.
  • Das Walzgerüst 3 kann somit also wahlweise mit Profilregelung 10, 15 oder mit Planheitsregelung 10', 15' gefahren werden.
  • Ein Vergleich der Figuren 2 und 3 macht deutlich, daß die Grenze von der Profilbeeinflussung zur Planheitsbeeinflussung des Warmbandes entweder zwischen dem dritten Walzgerüst 3 und dem vierten Walzgerüst 4 (Fig.2) oder zwischen dem zweiten Walzgerüst 2 und dem dritten Walzgerüst Fig.3) liegen kann. deshalb ist gemäß Fig. 1 dem dritten Welzgerüst 3 einerseits der Profilregler 15 und andererseits der Planheitsregler 15' zugeordnet, wobei der Profilregler 15 auf das Profilmeßgerät10 und der Planheitsregler 15' auf das Planheitsmeßgerät 10' zwischen dem dritten Walzgerüst 3 und dem vierten Walzgerüst 4 ansprechen kann.
  • Aus Figur 2 geht hervor, daß in der Warmbandtandemstraße ein Warmband mit der Ausgangsdickc von 38 mm auf eine Enddicke von mehr als 8 mm heruntergewalzt werden soll. Dabei hat das Warmband 7 hinter dem ersten Walzgerüst 1 noch eine Dicke von 24,7 mm und hinter dem Walzgerüst 2 beträgt seine Dicke noch 16,5 mm. Hinter dem Walzgerüst 3 hat das Warmband 7 mit 12,3 mm . bereits die "kritische Dicke" von etwa 12 mm erreicht, während hinter dem vierten Walzgerüst 4 eine Dicke von 9,8mm und hinter dem fünften Walzgerüst 5 eine Dicke von 8,14 mm vorhanden ist.
  • Beim Walzvorgang nach Figur 2 arbeiten nicht nur die beiden Walzgerüste 1 und 2 mit Profilregelung 8, 13 und 9, 14, sondern auch das Walzgerüst 3 wird dort mit Profilregelung 10, 15 betrieben, so daß nur die Walzgerüste 4 und 5 mit Planheitsregelung arbeiten.
  • Selbstverständlich kann die Profilregelung 10, 15 für das Walzgerüst 3 gegebenenfalls im Durchgriff auf die Walzgerüste 1 und 2 arbeiten, wobei bei einer solchen Durchgriffs-Regelung die eigene Profilregelung 8, 13 bzw. 9, 14 der Walzgerüste 1 und 2 entfallen könnte. Auch kann bspw. das Profilmeßgerät 10 für das Walzgerüst 3 hinter Gerüst 4 oder 5 angeordnet sein. Das gilt äuch, wenn in den Gerüsten 4 und 5 eine Planheitskorrektur vorgenommen wird.
  • Aus Figur 3 ist ersichtlich, daß ein -dünneres- Warmband 7 mit einer Ausgangsdicke von 30 mm auf eine -ebenfalls dünnere-Enddicke von 2,5 mm heruntergewalzt werden soll. In diesem Fall hat das Warmband hinter dem ersten Walzgerüst 1 eine Dicke von 15,3 mm,mährend es hinter dem zweiten Walzgerüst 2 die -"kritische Dicke"- von etwa 12 mm bereits unterschreitet, nämlich eine Dicke von 8,3 mm hat. Aus dem dritten Walzgerüst 3 läuft das Warmband 7 mit einer Dicke von 5,0 mm heraus, während es hinter dem vierten Walzgerüst 4 die Dicke von 3,4 mm und hinter dem fünften Walzgerüst 5 die Enddicke von 2,5 mm hat. Bei der Walzung gemäß Figur 3 arbeiten nur die beiden Walzgerüste 1 und 2 mit Profilregelung 8, 13 und 9, 14, während das Walzgerüst 3 schon für den Betrieb mit Planheitsregelung 10', 15' eingerichtet ist und auch die Walzgerüste 4 und 5 mit Planheitsregelung 11, 16 und 17 arbeiten.
  • Bei der anschließenden Auswalzung des Warmbandes in einer Kaltbandtandemstraße kann diese im wesentlichen ohne Bandprofilregelung, jedoch mit Banplanheitsregelung gefahren werden, um ein fertiges Walzband mit hoher Bandprofil- und Bandplanheitsgüte bei einer Dicke von bspw. 0,3 mm zu erhalten.
  • Es ist nicht unbedingt erforderlich, die Bandprofilregelung in allen im Bereich oberhalb der "kritischen Dicke" walzenden Gerüste der Warmbandtandemstraße vorzunehmen. Es genügt v.V., nur ein Gerüst mit der Profilregelung auszurüsten oder die Profilregelung nur in einem Gerüst wirksam werden zu lassen. Wesentlich ist dabei nur, daß die Profilregelung oberhalb der "kritischen Dicke" erfolgt.
  • Abschließend sei noch erwähnt, daß es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen von Walzband mit hoher Bandprofil- und Bandplanheitsgüte möglich ist, Arbeitswalzen mit Ballendurchmesser zu benutzen, wie sie heute für die Auslegung von Warmbandtandemstraßen und auch Kaltbandtandemstraßen allgemein üblich sind.
  • Der in Fig. 4 wiedergegebene Endabschnitt einer Warmband- tandemstraße, die hier bspw. sieben Gerüste umfaßt, besteht aus den Gerüsten 62 mit den Ordnungsnummern F1-F7. Alle Gerüste 62 sind mit - nicht zur Erfindung gehörenden Einrichtungen und Stellmitteln zur Anstellung, Dickenregelung, Balancierung und Biegung ausgestattet. Jedes Gerüst 62 weist in bekannter Weise zwei Stützwalzen 60 und zwei Arbeitswalzen 61 auf. Die Stellvorrichtungen zum Ausbalancieren und Biegen der Arbeitswalzen 61 sind in ständerfesten, in Walzrichtung gesehen, vor und hinter den Arbeitswalzen 61, im Walzgerüst 62 angeordneten Blöcken 63 untergebracht, während die Dickenregelung über die Anstellvorrichtung 64 bewirkt wird.
  • Jedem Gerüst 62 der Reihe F1-F7 sind Steuer- und Regeleinrichtungen 21, 22, 23, 24, 25, 26 und 27 für die Abgabe der Steuerbefehle zur Ausbalancierung und Biegung der Arbeitswalzen 61, Steuer- und Regeleinrichtungen 31, 32, 33, 34, 35, 36 und 37 für die Abgabe der Steuerbefehle zur Verschiebung der Arbeitswalzen 61 in Achsrichtung und Steuer- und Regeleinrichtungen 41, 42, 43, 44, 45, 46 und 47 für die Abgabe der Steuerbefehle für Anstellung und Dickenregelung des Walzensatzes 60, 61 zugeordnet.
  • Den Steuer- und Regeleinrichtungen für Anstellung und Dickenregelung 41-47 ist über eine gemeinsame Steuerschiene in bekannter Weise ein Rechner 40 vor- und übergeordnet, der die Regelwerte für die gesamte Straße errechnet und überwacht.
  • Die Steuer- und Regeleinrichtungen 51, 52, 53, 54, 55, 56 und 57, die den jeweiligen Walzgerüsten der Reihe F1-F7 als selbständige Einrichtungen zugeordnet sind, beeinflussen für die Profilregelung die bereits genannten Steuereinrichtungen für die Ausbalancierung und Biegung sowie die Anstellung und Dickenregelung, d.h., die Steuer- und Regeleinrichtung 51, die Steuer- und Regeleinrichtungen 21 und 41 usf. Die Steuerung und Regelung erfolgt dabei nach einer Modellvorgabe (Sollwert) des Profils, das den Rechnern 51-57 über eine gemeinsame Sollwertschiene von dem Rechner 50 vorgegeben wird.
  • Hinter dem letzten Gerüst F7 der Straße werden neben der Überprüfung der Dicke des Bandes durch ein Dickenmeßgerät 48, das unmittelbar mit den Steuer- und Regeleinrichtungen für Anstellung und Dicke 41-47 verbunden ist, das gewalzte Profil des Bandes mit dem Profilmeßgerät 58 und dessen Planheit mit einem Planheitsmeßgerät 38 überprüft. Das Profilmeßgerät 58 gibt das ermittelte Meßergebnis an den Rechner 50 weiter, der das tatsächlich gewalzte Profil mit dem vorgegebenen Profilmodell vergleicht und ggfs. entsprechende Korrektur-Anweisungen zur Umsetzung in Steuerbefehle für die Walzgerüste an die selbständigen Steuer- und Regeleinrichtungen 51-57 weitergibt. Das vom Planheitsmeßgerät 38 ermittelte Meßergebnis wird dem Planheitsrechner 30 zugeführt, der ggfs. entsprechende Korrekturbefehle an die dem letzten Gerüst F7 zugeordnete Steuer- und Regeleinrichtung 57 für das Walzprofil weitergibt, die deren Umsetzung in Stellbefehle in den die Steuer- und Regeleinrichtungen 27 und 47 für Ausbalancierung und Biegung sowie Anstellung und Dickenregelung in diesem (letzten Gerüst) veranlaßt. Die Rechner 40, 50 und 30 sind ihrerseits mit einem Prozeßrechner 70 verbunden, der in bekannter Weise die Vielzahl der durchlaufenden und ermittelten Daten wie Dicke, Breite, Gewicht, Temperatur, Festigkeit und Profil sowie die während des Walzens auftretenden Abnahmen, Geschwindigkeiten und Kräfte, sowie ferner Walzendurchmesser und Abplattungen als Ist-Werte mit Erfahrungs-Sollwerten vergleicht und ggfs. entsprechende Korrekturanweisungen an die Rechner 40, 50 und 30 weitergibt.
  • Es kann auch bei dieser Walzenstraße dort, wo das Walzband den Bereich der erwähnten kritischen Dicke (KD) erreicht hat, hier z.B. hinter dem dritten Gerüst F3 ein Profilmeßgerät 59 angeordnet werden, das entweder allein oder zusätzlich zu dem bereits erwähnten Profilmeßgerät 58 hinter dem letzten Gerüst F7 an den Profilrechner 50 angeschlossen ist. Ordnet man nur das Profilmeßgerät 59 hinter dem dritten Gerüst F3 an, dann ergibt sich eine Verkürzung und damit ein dynamischeres Verhalten der Regelschleife sowie die Möglichkeit in den dem Gerüst F3 folgenden Gerüsten F4-F7 noch geringfügige mögliche Korrekturen vorzunehmen. Wird bei einer solchen Anordnung das Profil des Walzbandes zusätzlich, wie beschrieben, durch ein hinter dem letzten Gerüst F7 der Straße angeordnetes Profilmeßgerät erneut gemessen, dann lassen sich durch einen Vergleich der beiden Meßergebnisse des Profilmeßgerätes 59 und des Profilmeßgerätes 58 auch Schlüsse auf den Zustand der Walzgerüste selbst ziehen, da ein Vergleich der von den beiden Profilmeßgeräten ermittelten Ist-Profile mit dem vorgegebenen Modellprofil das Ergebnis haben kann, daß das Modellprofil regeltechnisch nicht mehr erreichbar ist und die Ursachen dafür in der Straße selbst liegen können (Walzenverschleiß, unregelmäßige Abnutzung usw.),
  • Wie sich aus dem Stichplan nach Fig-. 5 ergibt, wird beim Auswalzen eines Fertigbandes von 2 mm Banddicke (schraffiert) bzw. eines.Fertigbandes von 4 mm (nicht schraffiert) die kritische Dicke (KD) bereits hinter dem Gerüst F2 bzw. F3 unterschritten.
  • Fig. 6 zeigt, daß bei Auswalzung solcher Fertigbänder der Querfluß des Materials (Breitung) in den beiden ersten Gerüsten F1 und F2 sehr groß ist, dann in Gerüst F3 bereits abnimmt, und daß in Gerüst F4, besonders in den Gerüsten F5 bis F7 nur noch geringe, das Profil nicht wesentlich beeinflussende Korrekturen möglich sind.
  • Aus Fig. 7 gehen die zur Profilkorrektur in den einzelnen Gerüsten erforderlichen Stellbeträge hervor, wie sie sich aus der bereits erläuterten Formel errechnen.
  • Im ganzen gesehen zeigt sich, daß die kritische Dicke (KD) bei Gerüst F3 (ungünstig) unterschritten wird, der Stellbereich der Biegung bei den Gerüsten F5-F7 ausreichend ist und der Stellbereich des Arbeitswalzenrückbiegesystems in ungünstigen Fällen bei Gerüst F4 nicht ausreicht. Hier wird das Biegesystem durch ein anderes Stellglied unterstützt, z.B. Axialverschiebung von CVC-Walzen.
  • Zur Unterstützung des Biegesystems (Rückführung der Biegekraft möglichst in die Mitte des Stellbereiches) ist unter Berücksichtigung des jeweils erforderlichen Stellbereiches das günstigste (oder die günstigste Kombination unter den bekannten Stellmitteln auszuwählen.
  • Die Verstellung des Walzspaltes im Gerüst kann in der Praxis geringfügig korrigiert werden, um den auch bei geringen Banddicken noch vorhandenen Materialfluß quer zur Walzrichtung auszunutzen.

Claims (12)

1. Verfahren zum Herstellen von Walzband mit hoher Bandprofil- und Bandplanheitsgüte, bei dem das Walzband durch eine Walzbandtandemstraße und ggfs. durch eine Kaltbandtandemstraße führt und dabei während des Walzvorganges einer Zustandsregelung unterworfen wird, die wenigstens in einem Walzgerüst eine Bandprofilregelung und in wenigstens einem weiteren Walzgerüst eine Bandplanheitsregelung umfaßt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zustandsregelung in der Warmbandtandemstraße erfolgt und dabei bis zu einer Dicke des Walzbandes unterhalb derer mit der Zustandsregelung keine Materialumformung in Breitenrichtung mehr erzielbar ist, eine Bandprofilregelung umfaßt und anschließend auf eine Bandplanheitsregelung eingeschränkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bandprofilregelung oberhalb und die Bandplanheitsregelung unterhalb einer kritischen Dicke (KD), die bspw. etwa 12 mm beträgt, erfolgen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß ausgehend von einer Profil- bzw. Planheitsmessung des aus dem letzten Gerüst der Warmbandtandemstraße austretenden Walzbandes neben einer an sich bekannten Korrektur der Bandplanheitsregelung und der Bandprofilregelung in diesem Gerüst nach einem Rechnervergleich der Meßergebnisse mit vorgegebenen Sollwerten, entsprechende Korrekturen der Bandprofilregelung nur im letzten ggfs. dem letzten und vorletzten der das Bandprofil oberhalb der kri- . tischen Dicke beeinflussenden Walzgerüste und Korrekturen der Bandplanheitsregelung, jeweils um die Herantransportzeitspanne des profilkorrigierten Bandabschnitts verzögert, in den diesen Walzgerüsten folgenden Walzgerüsten bewirkt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die aus, über die Bandlänge, kurzen Änderungen des Walzbandprofils bewirkten Walzdruckerhöhungen gemessen und nach Vergleich mit vorgegebenen Sollwerten in den Rechnervergleich der Meßergebnisse der Profil- und Planheitsmessung eingeführt, ergänzende Korrekturen der Bandprofilregelung bewirken.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ergänzenden Korrekturen mit Hilfe zusätzlicher Stellmittel bewirkt werden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und/oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die letzte Bandprofilregelung (2, 9, 14 bzw. 3, 10, 15) und die erste Bandplanheitsregelung (3, 10' 15' bzw. 4, 11, 16) in der Warmbandtandemstraße (1 bis 5) entsprechend einer bei der Auswalzung unterschiedlich dicker Warmbänder (7) eintretenden Verschiebung der kritischen Dicke (KD) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Walzgerüsten (2 und 3) verlagert werden (2, 9, 14; 3, 10', 15'; Fig. 2 bzw. 3, 10, 15; 4, 11, 16; Fig. 3).
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 und 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die kritische Dicke (KD) zwischen dem zweiten und dem dritten Walzgerüst (2 und 3) verschoben und dabei zugleich die Beeinflussungsgrenze von Bandprofilregelung und Bandplanheitsregelung aus dem Bereich vor dem dritten Walzgerüst (3) in den Bereich hinter dem dritten Walzgerüst (3) verlagert wird (Fig. 2 und 3).
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 und 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet ,
daß in der Warmbandtandemstraße (1 bis 5) einer Gruppe (1 bis 3) von Walzgerüsten (1, 2 und 3) mit einer Walzspalthöhe gleich oder größer als die kritische Dicke (KD) Profilmeßgeräte (8, 9, 10) und Profilregler (13, 14, 15) zugeordnet sind, die mit Bandprofilstellgliedern an den Walzgerüsten (1, 2 und 3) in Verbindung stehen, während das letzte Walzgerüst (3) dieser Gruppe (1, 2, 3) und alle übrigen Walzgerüste (4 und·5) der Warmbandtandemstraße (1 bis 5) Planheitsmeßgeräte (10', 11 und 12) und Planheitsregler (15', 16 und 17) aufweisen, die mit Bandplanheits-Stellgliedern verbunden sind, und daß dabei das letzte Walzgerüst (3) der Gruppe (1 bis 3) wahlweise entweder durch Profilmeßgeräte (10) und Profilregler (15) oder durch Planheitsmeßgeräte (10') und Planheitsregler (15') beeinflußbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Profilmeßgeräte (8, 9 und 10) bzw. die Planheitsmeßgeräte (10', 11, 12) dem zu regelnden Walzspalt der Walzgerüste (1, 2 und 3 bzw. 3, 4 und 5) nachgeordnet sind.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Warmbandstraße mit n Walzgerüsten (F1-F7) hinter dem n-ten Walzgerüst (F7) eine Planheitsmeßvorrichtung (38) und eine Profilmeßvorrichtung (58) angeordnet sind, von denen die Planheitsmeßvorrichtung (38) mit einem Planheitsrechner (30), dessen Ausgangssignale Steuer- und Regelvorrichtungen (57, 47, 27) zur Anstellung und Biegung der Walzen des n-ten Walzgerüstes (F7) beeinflussen und die Profilmeßvorrichtung (58) mit einem Profilrechner (50), dessen Ausgangssignale Steuer- und Regelvorrichtungen zur Anstellung und Biegung der Walzen dieses Walzgerüstes (F7) und der vorhergehenden Walzgerüste beeinflussen, und daß Planheitsrechner (30) sowie Profilrechner (50) mit einem Prozeßrechner (70) mit Vergleichsgeräten und Festwertspeichern verbunden sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Profilmeßvorriclltung (59) anstelle oder neben der Profilmeßvorrichtung (58) hinter dem Walzgerüst angeordnet ist, in dem das Walzband die kritische Dicke (KD) erreicht.
12. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7 und nach den Ansprüchen 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bandprofil-Stellglieder die Walzenbiegung, die Walzenanstellung, die Walzenschränkung, die Walzenschwenkung, die Zonenkühlung der Walzenballen sowie die axiale Arbeitswalzen-, Zwischenwalzen- (bspw. bei Sexto-Gerüsten) und Stützwalzenverschiebung in den ersten Walzgerüsten der Warmbandtandemstraße einzeln und/oder gleichzeitig beeinflußbar sind.
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