EP0272204A2 - Verfahren zur Steuerung der Rohrwanddicke - Google Patents

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EP0272204A2
EP0272204A2 EP87730165A EP87730165A EP0272204A2 EP 0272204 A2 EP0272204 A2 EP 0272204A2 EP 87730165 A EP87730165 A EP 87730165A EP 87730165 A EP87730165 A EP 87730165A EP 0272204 A2 EP0272204 A2 EP 0272204A2
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EP
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forming
tube
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tube wall
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EP87730165A
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Hans Joachim Dr.-Ing. Pehle
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Vodafone GmbH
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Mannesmann AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B17/00—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
    • B21B17/14—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling without mandrel, e.g. stretch-reducing mills

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the tube wall thickness in a multi-stand continuous stretch-reducing mill with devices for measuring the tube wall thickness before the forming and the inlet speed of the tube, a computer unit for processing measured values and a device for speed control of the drive motors of the rolling mill.
  • the stretching of the rolling stock and thus its wall thickness is specifically influenced by the setting of the ratios of the roll speeds from stand to stand.
  • the wall thickness differences in the formed pipes if the speed ratios are unchanged during the forming.
  • measurement of the wall thickness of the incoming tube and corresponding adjustment and change of the roller speed ratios can to a certain extent compensate for different wall thicknesses both from tube to tube and within a tube.
  • Such a device is e.g. B. from Sloma, J., Automatic control of the tube wall thickness on a multi-stand stretch-reducing mill, known from "Problems of project planning", 1973, No.
  • the invention has for its object to compensate for changing tube wall thicknesses in short lengths of rolling stock, in such a way that each rolling stock cross-section is reshaped with maximum, but not greater than the stretching or wall thickness reduction necessary to achieve a desired finished tube wall thickness.
  • the ratios of the roll speeds from the roll stand to the roll stand are continuously adjusted according to a control law (e.g. change in wall thickness to change in the speed ratios) as a function of the minimum value of the wall thickness values which are measured before the forming and are assigned to the rolling stock section , which is located at the respective time in the area of the rolling mill intended to influence the wall thickness.
  • a control law e.g. change in wall thickness to change in the speed ratios
  • the wall thickness of the tube entering the rolling mill is thus measured continuously, the continuous movement of the measuring points assigned to the measurement data is determined by means of speed measurement and the speed setting of the rolling mill depending on the measuring point located in the area of influence of the rolling mill with the smallest extension required for a desired finished tube wall thickness performed. It is continuously determined which Measuring points with the associated stored data are currently located in the area of the rolling train which is intended for influencing the wall thickness.
  • the wall thickness measurement data assigned to the measurement points are compared and the smallest measurement value is used to control the drive motors.
  • stretching target values derived therefrom or differences between these two variables and predetermined target values can also be used.
  • the control law is influenced in accordance with the deviation between the setpoint value of the finished pipe wall thickness and the minimum value of the wall thickness values, which are measured after the forming, and are each to be assigned to a pipe length section which has the same volume as the section of the rolling stock located in the wall thickness influence area of the rolling mill is.
  • control law for determining the drive speeds from the measured values of the wall thicknesses of the pipe before the forming is corrected independently of the pilot control or by means of a control circuit.
  • Such an adaptation can be carried out within a tube as well as from tube to tube.

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Rohrwanddicke in einer vielgerüstigen kontinuierlichen Streckreduzierwalzstraße mit Einrichtungen zur Messung der Rohrwanddicke vor der Umformung, sowie der Ein­laufgeschwindigkeit des Rohres, einer Rechnereinheit zur Meßwertverarbeitung und einer Einrichtung zur Drehzahlsteuerung der Antriebsmotoren. Um die Möglich­keit zu schaffen, einen Ausgleich von sich in in kurzen Walzgutlängenabschnitten ändernden Rohrwand­dicken durchzuführen, und zwar so, daß jeder Walzgut­querschnitt mit maximaler, aber nicht mit größerer als der zur Erzielung einer gewünschten Fertigrohr­wanddicke notwendigen Streckung bzw. Wanddickenreduk­tion umgeformt wird, wird vorgeschlagen, daß die Ver­hältnisse der Walzendrehzahlen von Walzgerüst zu Walz­gerüst fortlaufend nach einem Steurungsgesetzt (z.B. Wanddickenänderung zu Änderung der Drehzahlverhältnisse) in Abhängigkeit vom Minimalwert der Wanddickenwerte eingestellt werden, die vor der Umformung gemessen und dem Walzgutabschnitt zugeordnet sind, der sich zum je­weiligen Zeitpunkt in dem zur Wanddickenbeeinflussung vorgesehenen Bereich der Walzstraße befindet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Rohrwanddicke in einer vielgerüstigen kontinuierlichen Streckreduzierwalzstraße mit Einrichtungen zur Messung der Rohrwanddicke vor der Umformung sowie der Einlaufgeschwindigkeit des Rohres, einer Rechnereinheit zur Meßwertverarbeitung und einer Einrichtung zur Drehzahlsteuerung der Antriebsmotoren der Walzstraße.
  • In einer Rohrstreckreduzierwalzstraße wird die Streckung des Walzgu­tes und damit seine Wanddicke durch die Einstellung der Verhältnisse der Walzendrehzahlen von Gerüst zu Gerüst gezielt beeinflußt. Bei unterschiedlichen Wanddicken der in die Walzstraße eintretenden Rohre ergeben sich ebenfalls Wanddickenunterschiede bei den umgeformten Rohren, wenn die Drehzahlverhältnisse während der Umformung unverän­dert sind. Mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen zur Drehzahlsteuerung kann durch Messung der Wanddicke des eintretenden Rohres und ent­sprechende Einstellung und Veränderung der Walzendrehzahlverhältnisse in gewissem Umfang ein Ausgleich unterschiedlicher Wanddicken sowohol von Rohr zu Rohr als auch innerhalb eines Rohres erreicht werden. Eine solche Vorrichtung ist z. B. aus Sloma, J., Automatische Rege­lung der Rohrwanddicke auf einem vielgerüstigen Streckreduzierwalz­werk, aus "Probleme der Projektierung", 1973, Nr. 8, Seiten 352-356 bekannt. Mit ihr wird die Wanddicke des in die Walzstraße einretenden Rohres längenabhängig gemessen, hieraus Sollstreckungen und Soll­drehzahlverhältnisse ermittelt und eine entsprechende Drehzahlände­rung zu dem Zeitpunkt durchgeführt, zu dem die den Meßdaten jeweils zugeordneten Querschnitte des Walzgutes sich in dem zur Wanddicken­beeinflussung vorgesehenen Bereich der Walzstraße befinden. Mit dieser Steuerungsvorrichtung ist es möglich geringe Wanddickenunter­schiede über Rohrlängenabschnitte auszugleichen, die in etwa volu­menmäßig dem jeweils gleichzeitig im Einflußbereich der Walzstraße befindlichen Walzgutabschnitten entsprechen. Treten jedoch größere Wanddickenunterschiede in kürzeren Abständen auf, so werden mit der genannten Steuerungsvorrichtung zwangsläufig einzelne Rohrabschnitte mit einer zu großen Streckung umgeformt und infolge dessen treten hinsichtlich der Fertigrohrtoleranzen unzulässig hohe Wanddickenre­duktionen auf.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ausgleich von sich in kurzen Walzgutlängenabschnitten ändernden Rohrwanddicken durchzufüh­ren, und zwar so, daß jeder Walzgutquerschnitt mit maximaler, aber nicht mit größerer als der zur Erzielung einer gewünschten Fertig­rohrwanddicke notwendigen Streckung bzw. Wanddickenreduktion umge­formt wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verhält­nisse der Walzendrehzahlen von Walzgerüst zu Walzgerüst forlaufend nach einem Steuerungsgesetz (z. B. Wanddickenänderung zu Änderung der Drehzahlverhältnisse) in Abhängigkeit vom Minimalwert der Wanddik­kenwerte eingestellt werden, die vor der Umformung gemessen und dem Walzgutabschnitt zugeordnet sind, der sich zum jeweiligen Zeitpunkt in dem zur Wanddickenbeeinflussung vorgesehenen Bereich der Walz­straße befindet.
  • Die Wanddicke des in die Walzstraße eintretenden Rohres wird also kontinuierlich gemessen, die Durchlaufbewegung der den Meßdaten zu­geordneten Meßstellen mittels Geschwindigkeitsmessung ermittelt und die Drehzahleinstellung der Walzstraße in Abhängigkeit von der sich jeweils im Einflußbereich der Walzstraße befindlichen Meßstelle mit der kleinsten, für eine gewünschte Fertigrohrwanddicke erforderlichen Streckung vorgenommen. Hierbei wird fortlaufend festgestellt, welche Meßstellen mit den zugehörigen gespeicherten Daten sich augenblicklich in dem Bereich der Walzstraße befinden, der für die Wanddickenbeein­flussung vorgesehen ist. Die den Meßstellen zugeordneten Wanddicken­meßdaten werden verglichen und der jeweils kleinste Meßwert zur Steuerung der Antriebsmotoren herangezogen. Statt der Wanddickenwerte können auch hieraus abgeleitete Streckgradsollwerte oder Differenzen zwischen diesen beiden Größen und vorgegebenen Sollwerten verwendet werden.
  • Bei starker Streung der Meßwerte ist in der Regel eine Datenglättung erforderlich, die üblicherweise durch Mittelwertbildung über benach­barte Meßpunkte erreicht wird. Bei systematischem Verlauf der Wand­dicke üder der Rohrlänge, wie er häufig abhängig vom Rohrherstel­lungsverfahren auftritt, ist es nach einem weiteren Merkmal der Er­findung vorteilhaft, die vor der Umformung gemessenen Wanddickenwerte durch für bestimmte Längenabschnitte gemeinsam gültige mathematische Funktionen anzunähern. Auf diese Weise wird durch statistische Aus­wertung der Wanddickenverläufe von mehreren unter gleichen oder ähn­lichen Umformbedingungen in den der Streckreduzierwalzwerke vorge­schaltenen Umformanlagen erzeugten Rohren eine größere Sicherheit bei der Glättung der Meßdaten und der Ermittlung der Sollwertvorgabedaten erreicht.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Steuerungsgesetz beeinflußt wird gemäß der Abweichung zwischen dem Sollwert der Fertigrohrwanddicke und dem Minimalwert der Wanddicken­werte, die nach der Umformung gemessen werden und jeweils einem Rohrlängenabschnitt zuzuordnen sind, der dem sich im Wanddickenein­flußbereich der Walzstraße befindlichen Walzgutabschnitt volumen­gleich ist. Somit wird eine Kontrolle und Adaption der Drehzahl­steuerung ermöglicht, wenn die Wanddicke des Rohres nach der Umfor­mung fortlaufend gemessen und aus diesen Meßwerten jeweils für Rohr­ längenabschnitte, die unter Berücksichtigung der durchgeführten Streckung der Einflußlänge entsprechen, die Minimalwerte der Wand­dickenmeßdaten ermittelt werden. Bei einer Abweichung dieser Werte von der Sollwanddicke des Fertigrohres wird das Steuerungsgesetz zur Ermittlung der Antriebsdrehzahlen aus den Meßwerten der Wanddicken des Rohres vor der Umformung unabhängig von der Vorsteuerung oder mittels Regelkreis korrigiert. Eine solche Adaption kann innerhalb eines Rohres als auch von Rohr zu Rohr durchgeführt werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Steuerung der Rohrwanddicke in einer vielgerüstigen kontinuierlichen Streckreduzierwalzstraße mit Einrichtungen zur Messung der Rohrwanddicke vor der Umformung, sowie der Einlauf­geschwindigkeit des Rohres, einer Rechnereinheit zur Meßwertver­arbeitung und einer Einrichtung zur Drehzahlsteuerung der An­triebsmotoren,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verhältnisse der Walzendrehzahlen von Walzgerüst zu Walzgerüst fortlaufend nach einem Steurungsgesetz (z. B. Wand­dickenänderung zu Änderung der Drehzahlverhältnisse) in Abhän­gigkeit vom Minimalwert der Wanddickenwerte eingestellt werden, die vor der Umformung gemessen und dem Walzgutabschnitt zugeord­net sind, der sich zum jeweiligen Zeitpunkt in dem zur Wand­dickenbeeinflussung vorgesehenen Bereich der Walzstraße befin­det.
2. Verfahren nach Anspruch 1.
dadurch gekennzeichnet,
daß die vor der Umformung gemessenen Wanddickenwerte durch für bestimmte Längenabschnitte gemeinsam gültige mathematische Funk­tionen angenähert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Einrichtung zur Mes­sung der Rohrwanddicke nach der Umformung,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Steuerungsgesetz beeinflußt wird gemäß der Abweichung zwischen dem Sollwert der Fertigrohrwanddicke und dem Minimalwert der Wanddickenwerte, die nach der Umformung gemessen werden und jeweils einem Rohrlängenabschnitt zuzuordnen sind, der dem sich im Wanddickeneinflußbereich der Walzstraße befindlichen Walzgut­abschnitt volumengleich ist.
EP87730165A 1986-12-18 1987-12-15 Verfahren zur Steuerung der Rohrwanddicke Expired - Lifetime EP0272204B1 (de)

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DE3643659 1986-12-18

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EP0272204A2 true EP0272204A2 (de) 1988-06-22
EP0272204A3 EP0272204A3 (en) 1988-11-09
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