EP0272204B1 - Verfahren zur Steuerung der Rohrwanddicke - Google Patents
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- EP0272204B1 EP0272204B1 EP87730165A EP87730165A EP0272204B1 EP 0272204 B1 EP0272204 B1 EP 0272204B1 EP 87730165 A EP87730165 A EP 87730165A EP 87730165 A EP87730165 A EP 87730165A EP 0272204 B1 EP0272204 B1 EP 0272204B1
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Classifications
-
- 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 rolling mill with devices for measuring the tube wall thickness before the forming and the inlet speed of the pipe, a computer unit for measured value processing 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 of the pipes entering the rolling mill there are also wall thickness differences in the formed pipes if the speed ratios are unchanged during the forming.
- suitable devices for speed control by varying the wall thickness of the incoming tube and correspondingly adjusting and changing the roller speed ratios, it is possible to compensate to a certain extent for different wall thicknesses both from tube to tube and within a tube.
- Such a device and a method according to the preamble of claim 1 is known, for example, from Sloma, J., Automatic control of the tube wall thickness on a multi-stand stretch-reducing mill, from "Problems of Project Planning", 1973, No. 8, pages 352-356. It is used to measure the wall thickness of the pipe entering the rolling mill, depending on the length, from this the target stretches and target speed ratios are determined and a corresponding speed change is carried out at the point in time at which the cross-sections of the rolling stock assigned to the measurement data are in the area of the rolling mill intended to influence the wall thickness.
- This control device makes it possible to compensate for small wall thickness differences over pipe length sections, which roughly correspond in volume to the sections of the rolling stock located simultaneously in the area of influence of the rolling mill. If, however, larger wall thickness differences occur at shorter intervals, the control device mentioned inevitably reforms individual pipe sections with an excessive elongation and, as a result, impermissibly high wall thickness reductions occur with regard to the finished pipe tolerances. This is due to the fact that the speeds cannot be pressed continuously.
- 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 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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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 sowohl von Rohr zu Rohr als auch innerhalb eines Rohres erreicht werden. Eine solche Vorrichtung und ein Verfahren, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 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 eintretenden 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. Dies ist darauf zurückzuführen, daß keine fortlaufende Anpressung der Drehzahlen möglich ist.
- 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 durch die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 gelöst, wobei eine Datenglättung der gemessenen Werte erfolgt z.B. durch Mittelwertbildung und daß die Verhältnisse der Walzendrehzahlen von Walzgerüst zu Walzgerüst fortlaufend nach einem Steuerungsgesetz in Abhängigkeit von diesem geglätteten Wert und bezogen auf den sich jeweils im Einflußbereich der Walzstraße befindlichen gemessenen Rohrbereich mit der kleinsten, für die gewünschte Fertigrohrwanddicke erforderlichen Streckung eingestellt werden.
Als Steuerungsgesetz kommmt beispielsweise die Wanddickenänderung zur Änderung der Drehzahlverhältnisse in Frage.
Es wird also bei diesem Verfahren 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 systematischem Verlauf der Wanddicke über 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 Rohrlängenabschnitte, 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)
- Verfahren zur Steuerung der Rohrwanddicke in einer vielgerüstigen kontinuierlichen Streckreduzierwalzstraße mit Einrichtungen zur Messung der Rohrwanddicke des Rohres, einer Rechnereinheit zur Meßwertverarbeitung und einer Einrichtung zur Drehzahlsteuerung der Antriebsmotoren, wobei die Wanddicke des Rohres vor dessen Eintritt in die Walzstraße kontinuierlich gemessen wird und wobei ferner die Durchlaufbewegung der den Meßwerten zugeordneten Meßstellen mittels Geschwindigkeitsmessung ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Datenglättung der gemessenen Werte erfolgt z.B. durch Mittelwertbildung benachbarter Werte und daß die Verhältnisse der Walzendrehzahlen von Walzgerüst zu Walzgerüst fortlaufend nach einem Steuerungsgesetz in Abhängigkeit von diesem geglätteten Wert und bezogen auf den sich jeweils im Einflußbereich der Walzstraße befindlichen gemessenen Rohrbereich mit der kleinsten, für die gewünschte Fertigrohrwanddicke erforderlichen Streckung eingestellt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1.
dadurch gekennzeichnet,
daß die vor der Umformung gemessenen Wanddickenwerte durch für bestimmte Längenabschnitte gemeinsam gültige mathematische Funktionen angenähert werden. - 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.
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