EP0121148B1 - Verfahren zum Herstellen von Walzband mit hoher Bandprofil- und Bandplanheitsgüte - Google Patents

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EP0121148B1
EP0121148B1 EP84102546A EP84102546A EP0121148B1 EP 0121148 B1 EP0121148 B1 EP 0121148B1 EP 84102546 A EP84102546 A EP 84102546A EP 84102546 A EP84102546 A EP 84102546A EP 0121148 B1 EP0121148 B1 EP 0121148B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
strip
roll
profile
thickness
planarity
Prior art date
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Expired
Application number
EP84102546A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0121148A1 (de
Inventor
Jürgen Klöckner
Wolfgang Rohde
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Schloemann Siemag AG
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Publication date
Family has litigation
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Priority claimed from DE19843401894 external-priority patent/DE3401894A1/de
Application filed by SMS Schloemann Siemag AG filed Critical SMS Schloemann Siemag AG
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Application granted granted Critical
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Classifications

    • 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 and a rolled strip tandem mill for the production of rolled strip, in which this is passed through the hot strip tandem mill and is thereby subjected to a condition control during the rolling process, which is a strip profile control and in at least the last roll stand one of a flatness measurement of the from the last stand the hot strip tandem mill emerging from the rolled strip outgoing strip profile and flatness control.
  • a condition control takes place for each pass in both the hot strip tandem mill that performs the hot rolling process and the cold strip tandem mill that carries out the cold rolling process.
  • a state control includes 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, coefficient of friction between the roll and the rolling stock, and the strip tension.
  • Flatness correction is based on different lengthening of the strip with a small, practically negligible material flow across the rolling direction.
  • the invention has for its object to design the generic method so that a rolling strip is provided for the cold rolling process, which has a uniform strip profile and a minimum degree of strip flatness over the entire width.
  • This object is achieved by determining and determining the critical thickness of the rolled strip below which no substantial reshaping of the rolled strip in the direction of the width can be achieved, rolling this rolled strip, the thickness of which is significantly greater than the determined critical thickness in succession in a first and second Rolling stage in which the rolled strip is passed through at least one roll gap forming this, reducing the thickness of the rolled strip in the first rolling stage to essentially the critical thickness determined, checking the reaction of the thickness of the rolled strip in this rolling stage by measuring the thickness behind the first Rolling step and setting at least the last roll gap in this first rolling step based on the result of the measurement of the thickness, measurement of the flatness of the rolled strip in the second rolling step at least at one point in the course of this rolling step and reduction of the thickness of the rolled strip in this second rolling step f is a thickness below the critical thickness based on the measurement of the flatness of the rolled strip.
  • a first and a second rolling stage in which, based on the determination of the critical thickness of the respective rolled strip in the first stage, the reduction of the rolled strip is carried out with the means of the thickness control technology while spreading the rolled strip cross-section to the critical thickness and In the subsequent second rolling stage, further reduction can only be achieved with the means of flatness control in correspondingly small steps while elongating the strip.
  • a rolled strip is produced that has a uniform strip profile over the entire width and a minimum degree of strip flatness.
  • the proposed method 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 with today's design of the hot strip tandem mill, which is customary with regard to the work roll diameter, the limit for influencing the profile of the rolled strip while avoiding flatness errors is a roll strip thickness of approximately 12 mm. This limit value of the thickness, i.e. the critical thickness, can be determined experimentally for each hot strip tandem mill depending on the rolling material, temperature, roll diameter and decrease or pass distribution.
  • the height of the last roll gap in the first rolling stage can be set in accordance with the comparison of the result of a measurement of the thickness of the rolled strip behind the first rolling stage with a predetermined standard experience value, the result of the measurement of the flatness of the rolled strip can be compared with a given standard experience value.
  • the size of the reduction in the thickness of the rolled strip in the first rolling stage can be determined and regulated on the basis of measurements of the thickness of the rolled strip within the second rolling stage.
  • a rolled strip tandem mill for producing rolled strip in which it is subjected to a state control during the rolling process, which includes a strip profile control and, in the last rolling stand, a strip profile and flatness control based on a flatness measurement of the rolled strip emerging from this stand, with which the methods explained above are carried out can consist of a group of roll stands with a roll gap height equal to or greater than the critical thickness to which profile measuring devices and profile controllers are assigned, which are connected to strip profile actuators on the roll stands, while the last roll stand of this group and all other roll stands of the hot strip tandem mill flatness measuring devices and have flatness controllers which are connected to strip flatness actuators, the last rolling stand of the first group optionally being influenced either by profile measuring devices and profile controllers or by flatness measuring devices and flatness controllers is cash.
  • the profile measuring devices or the flatness measuring devices can be arranged downstream of the roll gap to be controlled of the roll stands of the first group or of the subsequent roll stands.
  • the flatness control acts in a manner known per se only on the last rolling stand of the hot strip tandem mill.
  • the profile measuring device at the outlet of the street first detects the deviation of the strip profile generated by it.
  • the required adjustment of the roll gap of the last stand that is to say the nth stand, is automatically determined with the aid of pre-calculated characteristic curves for the actuating behavior of the roll set.
  • the required adjustment of the roll gap shape in the previous stands is determined step by step.
  • the roll gap shape actuators of the first size or sizes are now automatically adjusted to the pre-calculated dimension. Delayed by the advancement time of the strip from the adjusted stand to the next, not yet adjusted, this next stand is then also adjusted, this procedure is continued until the last of the roll nips has also been adjusted in the calculated amount.
  • the control dynamics of the profile control is due to the previously mentioned transport times of the rolled strip from the point of adjustment (first Scaffolding of the road) to the place of measurement (behind the last scaffolding).
  • the control dynamics are sufficient to compensate for slowly occurring profile changes (roller wear, thermal crowning) sufficiently quickly.
  • Relatively quick and short-term profile changes e.g. B. due to short-term changes in the rolling force, cannot be corrected due to the transport routes by a corresponding backward regulation (up to 20% short-term increase in 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.
  • each roll stand is thus detected with the force measuring devices which are present anyway, and changes in the force are compensated for directly in accordance with previously determined curves by interventions in the profile actuators (for example work roll bending force).
  • the gap 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 to gradually improve the pre-setting values stored with the data of the pass schedule and 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 z. B. 1.0% of the nominal thickness reproducible.
  • the setting range for the setting of 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 disturbance variables.
  • 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 belt 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 backup 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 rolled strips 7 emerging from the rolled rolls 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 regulators 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 (e.g.
  • a so-called CVC roll stand (DE-PS-3 038 865) 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. In addition, 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.
  • the possibility - already indicated - is provided of also assigning 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, depending on the decrease or stitch distribution provided in the hot strip tandem line according to the respective pass schedule, the roll stand 3 either with strip profile control 10.15 according to FIG. 2 or with strip flatness control 10 ', 15' according to FIG 3 can be operated.
  • 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 band profile 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 boundary 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 ) may lie. Therefore, according to FIG. 1, the third roll stand 3 is assigned on the one hand the profile controller 15 and on the other hand the flatness controller 15 ', the profile controller 15 on the profile measuring device 10 and the flatness controller 15' on the flatness measuring device 10 'between the third roll stand 3 and the fourth roll stand 4 can address.
  • a hot strip with an initial thickness of 38 mm is to be rolled down to a final thickness of more than 8 mm in the hot strip tandem mill.
  • the hot strip 7 behind the first roll stand 1 still has a thickness of 24.7 mm and behind the roll stand 2 its thickness is still 16.5 mm.
  • Behind the roll stand 3, the hot strip 7 with 12.3 mm has already reached the "critical thickness" of about 12 mm, while behind the fourth roll stand 4 a thickness of 9.8 mm and behind the fifth roll stand 5 a thickness of 8.14 mm is present.
  • the profile control 10, 15 for the roll stand 3 can optionally work by reaching through to the roll stands 1 and 2, 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 carried out in stands 4 and 5.
  • a - thinner - hot strip 7 with an initial thickness of 30 mm should be rolled down to a - also 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.
  • this can be run essentially without strip profile control, but with strip 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 scaffolding 62 are equipped with devices and adjusting means for adjustment, thickness control, balancing and bending which are not part of the invention. Each stand 62 has two support rollers 60 and two work rollers 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, as 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 series F1-F7 has control and regulating devices 21, 22, 23, 24, 25, 26 and 27 for issuing the control commands for balancing and bending the work rolls 61, and control and regulating 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 arranged in a known manner above and above the control and regulating devices for employment and thickness control 41-47 via a common control rail.
  • the control and regulating devices 51, 52, 53, 54, 55, 56 and 57 which are assigned to the respective rolling stands of the series F1-F7 as independent devices, influence for the profile control, the control devices already mentioned for balancing and bending as well as the adjustment and thickness control, ie the control and regulating device 51, the control and regulating devices 21 and 41, etc.
  • the control and regulation is carried out according to a model specification (target value) of the profile , which is given to the computers 51-57 by the computer 50 via a common setpoint rail.
  • a thickness measuring device 48 which is directly connected to the control and regulating devices for employment and thickness 41-47, 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 profile 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 assigned to the last stand F7, 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, can handle the large number of data which is being passed through and determined, such as thickness, width, weight, temperature, strength and profile, and the decreases, speeds and forces which occur during 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, can handle the large number of data which is being passed through and determined, such as thickness, width, weight, temperature, strength and profile, and the decreases, speeds and forces which occur during 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, which is connected either alone or in addition to the already mentioned profile measuring device 58 behind the last frame F7 to the profile computer 50. 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 street, 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 roll stands yourself, since a comparison of the actual profiles determined by the two profile measuring devices with the specified 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 road 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 minor corrections that do not significantly influence the profile are still 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.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Walzbandtandemstraße zum Herstellen von Walzband, bei dem dieses durch die Warmbandtandemstraße geführt und dabei während des Walzvorgangs einer Zustandsregelung unterworfen wird, die eine Bandprofilregelung und in wenigstens dem letzten Walzgerüst eine von einer Planheitsmessung des aus dem letzten Gerüst der Warmbandtandemstraße austretenden Walzbandes ausgehende Bandprofil- und Planheitsregelung umfaßt.
  • Bei der Herstellung von Walzband, das nacheinander einem Warmwalzvorgang und einem Kaltwalzvorgang unterworfen wird, findet sowohl in der den Warmwalzvorgang durchführenden Warmbandtandemstraße 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.
  • Aus der DE-A-2 354 649 ist es bekannt, in sämtlichen Gerüsten der Warmbandtandemstraße dickenregelnd zu walzen und für die letzten Beeinflussungsstufen am Ende des Walzvorgangs durch Biegen der den jeweiligen Walzspalt bildenden Walzen das austretende Profil des Walzbandes ohne Änderung der Dicke zu beeinflussen. Dieses Biegen der Walzen wird entsprechend den Meßergebnissen eines hinter dem letzten Gerüst der Warmbandtandemstraße angeordneten Sensors variiert, der die Planheit des aus der Warmbandtandemstraße bereits ausgetretenen Walzbandes kontrolliert. Dieses Walzverfahren führte nicht zu den erwarteten befriedigenden Ergebnissen.
  • 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 die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu gestalten, daß für den Kaltwalzvorgang ein Walzband bereitgestellt wird, das über die gesamte Breite ein gleichmäßiges Bandprofil und ein Mindestmaß an Bandplanheit aufweist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch Ermittlung und Festlegung der kritischen Dicke des zu walzenden Walzbandes unterhalb derer keine wesentliche Umformung des Walzbandes in Richtung der Breite mehr erzielbar ist, Walzen dieses Walzbandes, dessen Dicke wesentlich größer ist als die ermittelte kritische Dicke nacheinander in einer ersten und zweiten Walzstufe, bei denen das Walzband jeweils durch mindestens einen dieses formenden Walzspalt geführt wird, Reduzierung der Dicke des Walzbandes in der ersten Walzstufe auf im wesentlichen die ermittelte kritische Dicke, Überprüfung der Reaktion der Dicke des Walzbandes in dieser Walzstufe durch Messung der Dicke hinter der ersten Walzstufe und Einstellung mindestens des letzten Walzspaltes in dieser ersten Walzstufe aufgrund des Ergebnisses der Messung der Dicke, Messung der Planheit des Walzbandes in der zweiten Walzstufe mindestens an einer Stelle im Verlauf dieser Walzstufe und Reduzierung der Dicke des Walzbandes in dieser zweiten Walzstufe auf eine unterhalb der kritischen Dicke liegende Dicke aufgrund der Messung der Planheit des Walzbandes.
  • Mit dieser Lösung, nämlich in zwei, einer ersten und einer zweiten Walzstufe, bei der ausgehend von der Ermittlung der kritischen Dicke des jeweiligen Walzbandes in der ersten Stufe die Reduktion des Walzbandes mit den Mitteln der Dickenregeltechnik unter Breitung des Walzbandquerschnittes bis zur kritischen Dicke erfolgt und in der anschließenden zweiten Walzstufe weitere Reduktion nur noch mit den Mitteln der Planheitsregelung in entsprechend kleinen Schritten unter Längung des Bandes bewirkt werden, wird der Forderung der Aufgabenstellung entsprechend ein Walzband hergestellt, das über die gesamte Breite ein gleichmäßiges Bandprofil und ein Mindestmaß an Bandplanheit aufweist.
  • Das vorgeschlagene Verfahren 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. Es wurde dabei gefunden, daß bei der heute, hinsichtlich des Arbeitswalzendurchmessers üblichen Auslegung der Warmbandtandemstraße die Grenze für eine Profilbeeinflussung des Walzbandes unter gleichzeitiger Vermeidung von Planheitsfehlern bei einer Walzbanddicke von etwa 12 mm liegt. Dieser Grenzwert der Dicke, also die kritische Dicke, kann für jede Warmbandtandemstraße in Abhängigkeit von Walzmaterial, Temperatur, Walzendurchmesser und Abnahme bzw. Stichverteilung experimentell ermittelt werden.
  • Nach einem weiteren Verfahrensmerkmal der Erfindung kann die Höhe des letzten Walzspaltes in der ersten Walzstufe entsprechend dem Vergleich des Ergebnisses einer Messung der Dicke des Walzbandes hinter der ersten Walzstufe mit einem vorgegebenen Erfahrungs-Standardwert eingestellt werden, dabei kann das Ergebnis der Messung der Planheit des Walzbandes mit einem vorgegebenen Erfahrungs-Standardwert verglichen werden. Weiterhin kann erfindungsgemäß die Größe der Reduktion der Dicke des Walzbandes in der ersten Walzstufe aufgrund von Messungen der Dicke des Walzbandes innerhalb der zweiten Walzstufe bestimmt und geregelt werden.
  • Eine Walzbandtandemstraße zum Herstellen von Walzband in der dieses während des Walzvorgangs einer Zustandsregelung unterworfen wird, die eine Bandprofilregelung und in dem letzten Walzgerüst eine von einer Planheitsmessung des aus diesem Gerüst austretenden Walzbandes ausgehende Bandprofil- und Planheitsregelung umfaßt, mit der sich die vorstehend erläuterten Verfahren durchführen lassen, kann aus einer Gruppe von Walzgerüsten mit einer Walzspalthöhe gleich oder größer als die kritische Dicke bestehen, der Profilmeßgeräte und Profilregler zugeordnet sind, die mit Bandprofilstellgliedern an den Walzgerüsten in Verbindung stehen, während das letzte Walzgerüst dieser Gruppe und alle weiteren Walzgerüste der Warmbandtandemstraße Planheitsmeßgeräte und Planheitsregler aufweisen, die mit Bandplanheitsstellgliedern verbunden sind, wobei das letzte Walzgerüst der ersten Gruppe wahlweise entweder durch Profilmeßgeräte und Profilregler oder durch Planheitsmeßgeräte und Planheitsregler beeinflußbar ist. Erfindungsgemäß können dabei die Profilmeßgeräte bzw. die Planheitsmeßgeräte dem zu regelnden Walzspalt der Walzgerüste der ersten Gruppe oder der nachfolgenden Walzgerüste nachgeordnet sein.
  • Weitere Ausbildungsformen der beanspruchten Warmbandtandemstraße sind in Unteransprüchen niedergelegt.
  • Bei der Durchführung dieses Verfahrens mit den entsprechend ausgebildeten Warmbandtandemstraßen wirkt die Planheitsregelung 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 unter 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 Walzspaltformstellglieder des oder der ersten Größe in dem vorausberechneten Maß verstellt. Zeitverzögert um die Herantransport-Zeitspanne des Bandes 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 (Walzenverschleiß, 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 Anderung 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 flm für das letzte Gerüst. Moderne Arbeitwalzen-Rückbiegesysteme weisen bei mittlerer bis voller Bandbreite einen Stellbereich von mehr als 100 um ― ± 50 flm 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 imgb0001
    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 imgb0002
    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. 40 µm ) 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 Walzgerüßten 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-3 038 865) 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 Walzgerüst 3 einerseits der Profilregler 15 und andererseits der Planheitsregler 15' zugeordnet, wobei der Profilregler 15 auf das Profilmeßgerät 10 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 Ausgangsdicke 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 9,8 mm 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 auch, 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 mn, 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, während 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 Bandplanheitsregelung 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 Warmbandtandemstraße, die hier bspw. sieben Gerüste umfaßt, besteht aus den Gerüsten 62 mit den Ordnungsnummern Fl - 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, währen.d 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 füi 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 Fl - 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 Profilrechner 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 beiden 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 (8)

1. Verfahren zum Herstellen von Walzband, bei dem dieses durch eine Warmbandtandemstraße geführt und dabei während des Walzvorgangs einer Zustandsregelung unterworfen wird, die eine Bandprofilregelung und in wenigstens dem letzten Walzgerüst eine von einer Planheitsmessung des aus dem letzten Gerüst der Warmbandtandemstraße austretenden Walzbandes ausgehende Bandprofil- und Planheitsregelung umfaßt,
gekennzeichnet durch
folgende Schritte:
a) Ermittlung und Festlegung der kritischen Dicke des zu walzenden Walzbandes unterhalb derer keine wesentliche Umformung des Walzbandes in Richtung der Breite mehr erzielbar ist,
b) Walzen dieses Walzbandes, dessen Dicke wesentlich größer ist als die ermittelte kritische Dicke nacheinander in einer ersten und zweiten Walzstufe, bei denen das Walzband jeweils durch mindestens einen dieses formenden Walzspalt geführt wird,
c) Reduzierung der Dicke des Walzbandes in der ersten Walzstufe auf im wesentlichen die ermittelte kritische Dicke,
d) Überprüfung der Reduktion der Dicke des Walzbandes in dieser Walzstufe durch Messung der Dicke hinter der ersten Walzstufe und Einstellung mindestens des letzten Walzspaltes in dieser ersten Walzstufe aufgrund des Ergebnisses der Messung der Dicke,
e) Messung der Planheit des Walzbandes in der zweiten Walzstufe mindestens an einer Stelle im Verlauf dieser Walzstufe und
f) Reduzierung der Dicke des Walzbandes in dieser zweiten Walzstufe auf eine unterhalb der kritischen Dicke liegende Dicke aufgrund der Messung der Planheit des Walzbandes.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhe des letzten Walzspaltes in der ersten Walzstufe entsprechend dem Vergleich des Ergebnisses einer Messung der Dicke des Walzbandes hinter der ersten Walzstufe mit einem vorgegebenen Erfahrungs-Standardwert eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ergebnis der Messung der Planheit des Walzbandes mit einem vorgegebenen Erfahrungs-Standardwert verglichen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Größe der Reduktion der Dicke des Walzbandes in der ersten Walzstufe aufgrund von Messungen der Dicke des Walzbandes innerhalb der zweiten Walzstufe bestimmt und geregelt wird.
5. Walzbandtandemstraße zum Herstellen von Walzband, in der dieses während des Walzvorgangs einer Zustandsregelung unterworfen wird, die eine Bandprofilregelung und in dem letzten Walzgerüst eine von einer Planheitsmessung des aus diesem Gerüst austretenden Walzbandes ausgehende Profil-und Planheitsregelung umfaßt,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Gruppe (1 bis 3) von Walzgerüsten (1, 2 und 3) mit einer Walzspalthöhe gleich oder größer als die kritische Dicke (KD), unterhalb derer keine wesentliche Umformung des Walzbandes in Richtung der Breite mehr erzielbar ist 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 und 3) und alle übrigen Walzgerüste (4 und 5) Planheitsmeßgeräte (10', 11 und 12) und Planheitsregler (15', 16 und 17) aufweisen, die mit Bandplanheitsstellgliedern 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.
6. Walzbandtandemstraße nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Profilmeßgeräte (8, 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.
7. Walzbandtandemstraße zum Herstellen von Walzband, in der dieses während des Walzvorgangs einer Zustandsregelung unterworfen wird, die eine Bandprofilregelung und in dem letzten Walzgerüst eine von einer Planheitsmessung des aus diesem Gerüst austretenden Walzbandes ausgehende Bandprofil- und Planheitsregelung umfaßt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Warmbandtandemstraße n Walzgerüste (F1 bis F7) aufweist und hinter dem n-ten Walzgerüst (F7) ein Planheitsmeßgerät (38) und hinter diesem ein Profilmeßgerät (58) angeordnet sind, von denen das Planheitsmeßgerät (38) mit einem Planheitsrechner (30), dessen Ausgangssignale Vorrichtungen (27, 37, 47) zur Anstellung und Biegung der Walzen des n-ten Walzgerüstes (F7) beeinflussen, das Profilmeßgerät (58) mit einem Profilrechner (50), dessen Ausgangssignale Vorrichtungen (27, 37, 47) zur Anstellung und Biegung dieses Walzgerüstes (F7) und der vorhergehenden n-1-ten bis n-3-ten bzw. n-4-ten Walzgerüste (F6 - F4 bzw. F3) beeinflussen und Planheitsrechner (30) sowie Profilrechner (50) mit einem, Vergleichsgeräte und Festwertspeicher aufweisenden, Korrekturanweisungen ausgebenden Prozeßrechner (70) verbunden sind.
8. Walzbandtandemstraße nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bandprofilstellglieder, die Walzenbiegung, die Walzenanstellung, die Walzenschränkung, die Walzenschwenkung, die Zonenkühlung der Walzenballen sowie die axiale Arbeitswalzen-, die Zwischenwalzen- und die Stützwalzenverschiebung in den ersten Walzgerüsten einzeln und/oder gleichzeitig beeinflußbar sind.
EP84102546A 1983-03-14 1984-03-09 Verfahren zum Herstellen von Walzband mit hoher Bandprofil- und Bandplanheitsgüte Expired EP0121148B1 (de)

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DE3401894 1984-01-20
DE19843401894 DE3401894A1 (de) 1984-01-20 1984-01-20 Verfahren zum herstellen von walzband mit hoher bandprofil- und bandplanheitsguete

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