EP1059126A2 - Method for controlling the tension between the rolling stands of rolling trains for steel bars, wires or profiles - Google Patents
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- EP1059126A2 EP1059126A2 EP00112294A EP00112294A EP1059126A2 EP 1059126 A2 EP1059126 A2 EP 1059126A2 EP 00112294 A EP00112294 A EP 00112294A EP 00112294 A EP00112294 A EP 00112294A EP 1059126 A2 EP1059126 A2 EP 1059126A2
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- B21B37/52—Tension control; Compression control by drive motor control
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zugregelung zwischen den Walzgerüsten von Walzenstraßen für Stabstahl, Draht oder Profile mit Steuerung der Antriebsdrehzahlen aufeinanderfolgender Walzgerüste.The invention relates to a method for tension control between the rolling stands of roller mills for steel bars, wire or profiles with control of the drive speeds successive roll stands.
Zug- und Druckkräfte beeinflussen sowohl die Toleranzen der Abmaße des Querschnitts der Walzgutstränge, als auch die Gleichmäßigkeit des Ablaufs des Walzprozesses selbst. Eine effektive Zugregelung, mittels derer insbesondere verhindert wird, daß sich im Walzgut Druck in der Längsrichtung aufbaut, ist daher von großer Bedeutung. Aus dem Stand der Technik sind verschiedenartige Zugregelverfahren für Walzanlagen bekanntgeworden. Ein Verfahren besteht darin, den Quotienten von Walzmoment und Walzkraft zu berechnen und daraus auf den im Walzgut herrschenden Zug zu schließen. Weiter ist ein Voreilungsverfahren bekannt, bei dem Geschwindigkeitsdifferenzen des Walzgutstranges zwischen aufeinanderfolgenden Gerüsten ausgewertet werden. Weiter sind Schlingenregelungen bekannt, bei denen die Schlingenhöhe ein Maß für den Zug oder den Druck im Walzgut bildet.Tensile and compressive forces influence both the tolerances of the dimensions of the cross section of the rolling stock strands, as well as the uniformity of the rolling process itself. An effective train control, by means of which in particular prevented is that in the rolling stock pressure builds up in the longitudinal direction is therefore of great importance. Various tension control methods are known from the prior art for rolling mills. One method is the To calculate quotients of rolling moment and rolling force and from this to the Close rolling stock prevailing train. Furthermore, an advance method is known at the speed differences of the rolling stock between successive Scaffolds are evaluated. Next are loop regulations known, where the loop height is a measure of the tension or pressure forms in the rolling stock.
Es ist weiter bekannt (DE-OS 1 602 020) bei zwei aufeinanderfolgenden Walzgerüsten am ersten Gerüst, dem Zug äquivalente Meßwerte, wie den Laststrom des Walzgerüstantriebs zu ermitteln, mit einem Erfahrungsfestwert zu vergleichen und die sich dabei ergebenden Abweichungen zur Ausregelung der Regel- und Steuereinrichtungen des Antriebs des folgenden, zweiten Walzgerüstes zu verwerten. Bei einem anderen Verfahren (DE 4 220 121), das mit nur einem Vergleichswert arbeitet und nur einen Punkt des Laststromprofils der Walzgerüstantriebe berücksichtigt, können Veränderungen des Temperaturgefüges über die Walzgutlänge nicht erfaßt und deshalb regeltechnisch nicht verwertet werden. Ein anderer Vorschlag (DE-OS 2 448 033 und DE-PS 38 06 063), das Verhältnis des Ankerstroms des Antriebs zur aus der Verformung im Walzspalt resultierenden Walzkraft mit Hilfe von im Walzgerüst installierter Druckmeßdosen als Regelgröße zu verwenden, setzte sich in der Praxis nicht durch, weil Anordnung und Zuverlässigkeit der Druckmeßeinrichtungen, insb. deren Wartung, bisher nicht behebbare Schwierigkeiten mit sich brachte. Auch ein Vorschlag, die Laststromwerte der Folgegeräte zu erfassen und jeweils mit den erfaßten und abgespeicherten Werten aus den vorhergehenden Gerüsten zu vergleichen und daraus einen relativen Vergleichswert für Regelkorrekturen zu bilden, setzte sich in der Praxis nicht durch.It is also known (DE-OS 1 602 020) in two successive roll stands on the first scaffold, measurements equivalent to the train, such as the load current of the Determine the rolling mill drive, compare it with a fixed experience value and the resulting deviations for regulating the regulating and control devices of the drive of the following second mill stand. In another method (DE 4 220 121), that with only one comparison value works and takes into account only one point of the load current profile of the rolling mill drives, can change the temperature structure over the length of the rolling stock not recorded and therefore not used for control purposes. An other suggestion (DE-OS 2 448 033 and DE-PS 38 06 063), the ratio of the armature current of the drive to the rolling force resulting from the deformation in the roll gap To use pressure transducers installed in the roll stand as a control variable, did not prevail in practice because of the arrangement and reliability of the Pressure measuring devices, especially their maintenance, difficulties that have not yet been remedied brought with it. Also a suggestion, the load current values of the downstream devices to be recorded and in each case with the recorded and stored values from the to compare previous scaffolding and a relative comparison value Training for rule corrections did not prevail in practice.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu verbessern, daß die Zugregelung zwischen den Gerüsten der Walzstraße mit Hilfe einfacher, außerhalb der Gerüste angeordneter, handelsüblicher Meß- und Recheneinrichtungen erreicht werden kann.The invention is based, so the generic method task improve that the tension control between the stands of the rolling mill with the help simple, commercially available measuring and computing devices arranged outside the scaffolding can be achieved.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß beim Walzen von Stäben oder Drähten von den Schwingungen, die der Stab oder der Draht zwischen zwei aufeinanderfolgenden Walzgerüsten ausführt, mindestens eine Eigenschaft der Schwingungen quantitativ erfaßt und durch Vergleich mit Kennpunkten daraus ein, im Walzgut, zwischen den Gerüsten herrschender Zug bzw. Druck ermittelt wird, und eines der Walzgerüste derart nachgeregelt wird, daß sich im Walzgut zwischen den Walzgerüsten ein Sollzug aufbaut. This object is achieved in that when rolling rods or wires of the vibrations that the rod or wire between two successive Rolling stands performs at least one property of the vibrations quantitatively recorded and by comparison with characteristics from it, in the rolling stock, tension or pressure prevailing between the scaffolding is determined, and one of the Roll stands are adjusted in such a way that there is in the rolling stock between the roll stands builds up a debit train.
Wie die Erfindung weiter vorsieht, kann zwischen den Walzgerüsten eine Schwingungserfassungseinrichtung zum quantitativen Erfassen mindestes einer charakteristischen Eigenschaft einer Schwingung des Walzgutes quer zu einer Transportrichtung vom vorderen zum hinteren Walzgerüst angeordnet sein und diese mit einer Zugermittlungseinrichtung verbunden sein, mittels derer durch Vergleich mit Kennpunkten ein im Walzgut zwischen den Walzgerüsten herrschender Zug bzw. Druck ermittelbar ist.As the invention further provides, a vibration detection device can be installed between the roll stands for quantitative recording of at least one characteristic Property of a vibration of the rolling stock transverse to a direction of transport be arranged from the front to the rear roll stand and this be connected to a train detection device, by means of which by comparison with characteristics a train prevailing in the rolling stock between the rolling stands or pressure can be determined.
Die charakteristische Eigenschaft der Schwingung kann die Frequenz und/oder die Amplitude der Schwingung sein. Das Nachregeln des Walzgerüsts kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß aufgrund einer Differenz zwischen herrschendem Zug bzw. Druck und Sollzug das nachgeregelte Walzgerüst mit einem Drehzahl-Zusatzsollwert beaufschlagt wird.The characteristic property of the vibration can be the frequency and / or be the amplitude of the vibration. The roll stand can be readjusted, for example in that due to a difference between prevailing Tension or pressure and target tension the readjusted roll stand with an additional speed setpoint is applied.
Wenn die charakteristische Eigenschaft der Schwingung mittels einer Kameraeinrichtung erfaßt wird, die mindestens ein mindestens eindimensionales dynamisches Bild des Walzguts quer zur Transportrichtung liefert, ist die Erfassung der charakteristischen Eigenschaft besonders einfach.If the characteristic property of the vibration using a camera device is detected, the at least one at least one-dimensional dynamic Image of the rolling stock transversely to the direction of transport is the capture of the characteristic property particularly simple.
Wenn die Kameraeinrichtung zwei mindestens eindimensionale dynamische Bilder des Walzguts quer zur Transportrichtung liefert, wobei die Bilder aus voneinander verschiedenen Bildrichtungen aufgenommen werden, ist die Schwingung unabhängig von ihrer Schwingungsebene exakt erfaßbar. Eine Variation der Schwingungsebene kann sich insbesondere bei stabförmigen Walzgut ergeben.If the camera device has two at least one-dimensional dynamic images of the rolling stock transversely to the direction of transport, the images from each other the vibration is independent exactly detectable from their vibration level. A variation of the vibration level can arise in particular in the case of rod-shaped rolling stock.
Wenn mittels der dynamischen Bilder mindestens eine Abmessung des Walzguts quer zur Transportrichtung bestimmt wird, ist eine noch bessere Bestimmung des im Walzgut zwischen den Walzgerüsten herrschenden Zuges bzw. Druckes möglich. Darüber hinaus ist es möglich, daß aufgrund der bestimmten Abmessung des Walzguts mindestens ein Steuerparameter des vorderen Walzgerüsts, insbesondere eine Drehzahl oder ein Walzspalt, variiert wird. Bei stabförmigem Walzgut ist die bestimmte Abmessung vorzugsweise die Profilbreite, da diese zugsensitiver ist als die Profilhöhe.If at least one dimension of the rolling stock is obtained using the dynamic images determined transversely to the direction of transport is an even better determination of the possible in the rolling stock between the rolling stands prevailing train or pressure. In addition, it is possible that due to the specific dimension of the Rolled stock at least one control parameter of the front roll stand, in particular a speed or a nip is varied. For rod-shaped rolling stock the determined dimension preferably the profile width, since this is more sensitive to tension than the profile height.
Wenn die Kameraeinrichtung in einem als Einheit bewegbaren Rahmen angeordnet ist, ist die Kameraeinrichtung auf besonders einfache Weise aus der Walzstraße ausfahrbar.If the camera device is arranged in a frame that can be moved as a unit is, the camera device is in a particularly simple manner from the rolling mill extendable.
Wenn der Rahmen geschlossen ist, in seinem Inneren Überdruck herrscht und das Innere gekühlt ist, ist die Kameraeinrichtung besonders zuverlässig und betriebssicher betreibbar.When the frame is closed, there is overpressure inside and the interior is cooled, the camera device is particularly reliable and reliable operable.
Die Kennpunkte können vorab theoretisch ermittelt worden sein. Vorzugsweise aber erfolgt eine allmähliche Selbstkalibrierung.The characteristics may have been theoretically determined beforehand. Preferably but there is a gradual self-calibration.
Das Walzgut weist eine Walzgutspitze auf. Die Selbstkalibrierung kann daher beispielsweise dadurch erfolgen,
- daß nach dem Einlaufen der Walzgutspitze in das vordere Walzgerüst und vor dem Einlaufen der Walzgutspitze in das hintere Walzgerüst ein von dem vorderen Walzgerüst aufgebrachtes vorderes Freimoment erfaßt wird,
- daß nach dem Einlaufen der Walzgutspitze in das hintere Walzgerüst ein von dem vorderen Walzgerüst aufgebrachtes vorderes Zugmoment erfaßt wird,
- daß aus einem Vergleich von vorderem Freimoment und vorderem Zugmoment ein in dem Walzgut herrschender Zug ermittelt wird und
- daß der Zug und die bei diesem Zug gemessene charakteristische Eigenschaft der Schwingung als Kennpunkt im einem Speicher abgespeichert wird.
- that after the rolling stock tip has entered the front rolling stand and before the rolling stock tip has entered the rear rolling stand, a front clearance applied by the front rolling stand is detected,
- that after the rolling stock tip has entered the rear roll stand, a front tensile moment applied by the front roll stand is detected,
- that a train prevailing in the rolling stock is determined from a comparison of the front clearance torque and the front tension torque and
- that the train and the characteristic property of the vibration measured during this train is stored as a characteristic point in a memory.
Das Walzgut weist auch ein Walzgutende auf. Die Selbstkalibrierung kann daher auch dadurch erfolgen,
- daß nach dem Auslaufen des Walzgutendes aus einem dem vorderen Walzgerüst unmittelbar vorgelagerten Vorgerüst und vor dem Auslaufen des Walzgutendes aus dem vorderen Walzgerüst ein von dem hinteren Walzgerüst aufgebrachtes hinteres Zugmoment erfaßt wird,
- daß nach dem Auslaufen des Walzgutendes aus dem vorderen Walzgerüst ein von dem hinteren Walzgerüst aufgebrachtes hinteres Freimoment erfaßt wird,
- daß aus einem Vergleich von hinterem Freimoment und hinterem Zugmoment ein in dem Walzgut herrschender Zug ermittelt wird und
- daß der Zug und die bei diesem Zug gemessene charakteristische Eigenschaft der Schwingung als Kennpunkt im einem Speicher abgespeichert wird.
- that after the end of the rolling stock has run out of a roughing stand directly upstream of the front rolling stand and before the end of the rolling stock has run out of the front rolling stand, a rear tensile moment applied by the rear rolling stand is detected,
- that after the end of the rolling stock has run out of the front roll stand, a rear clearance torque applied by the rear roll stand is detected,
- that a train prevailing in the rolling stock is determined from a comparison of the rear clearance torque and the rear tension torque and
- that the train and the characteristic property of the vibration measured during this train is stored as a characteristic point in a memory.
Wenn zusätzlich auch eine im Walzgut herrschende Temperatur erfaßt und abgespeichert wird, steht in Verbindung mit der Qualität des Walzguts eine vollständige, reproduzierbare Information über den Kennpunkt zur Verfügung.If, in addition, a temperature prevailing in the rolling stock is also recorded and stored is connected with the quality of the rolling stock a complete, reproducible information about the characteristic point is available.
Beim Walzen von Profilstäben sieht die Erfindung vor, daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gerüsten das Profil des Stabes mit Profilmeßgeräten gemessen wird und die Werte der von diesen erfaßten jeweiligen Flanschbreiten in einer Recheneinrichtung mit vorgegebenen Festwerten verglichen, zu Korrekturen der Drehzahlstellwerte der nachfolgenden Gerüste verwendet werden. Die Werte der von den Profilmeßgeräten erfaßten Flanschbreiten können mit Werten von Flanschbreiten verglichen werden, die von, den beiden Walzgerüsten vorgeordneten weiteren Profilmeßgeräten erfaßt wurden. Es können dabei auch, die Flanschbreite von Profilen erfassende Laser-Meßgeräte bzw. Zeilenkameras verwendet werden. Eine weitere erfindungsgemäße Möglichkeit besteht darin, bei Anordnung der Meßgeräte in einer, aus einem eingangsseitigen Universalgerüst, einem Stauchzwischengerüst und einem ausgangsseitigen Universalgerüst bestehenden Kompaktwalzgruppe zwischen dem eingangsseitigen Universalgerüst und dem Stauchzwischengerüst eine erste Messung der Flanschbreite des, in die Kompaktwalzgruppe einlaufenden Profilstranges durchzuführen, bevor dieser das ausgangsseitige Universalgerüst erreicht hat, der dann eine zweite Messung folgt, wenn das ausgangsseitige Universalgerüst den Profilstrang erfaßt hat.When rolling profile bars, the invention provides that between two successive Scaffolding the profile of the rod measured with profile measuring devices and the values of the respective flange widths detected by these in a computing device compared with predetermined fixed values, to correct the Speed control values of the following stands are used. The values of Flange widths recorded by the profile measuring devices can have values of Flange widths are compared, that of the two mill stands upstream other profile measuring devices were detected. You can also use the Flange width of profile measuring laser measuring devices or line cameras used become. Another possibility according to the invention consists in Arrangement of the measuring devices in one, from an input-side universal scaffold, an intermediate compression stand and an exit-side universal stand Compact roller group between the universal stand and a first measurement of the flange width of the Compact rolling group to run incoming profile strand before this has reached the universal scaffolding on the output side, which is then followed by a second measurement, when the universal scaffold on the output side has gripped the profile strand.
Diese Verfahrensweise nutzt die Änderungen der Maße des Profilquerschnitts aus, die sich durch den, auf den Profilstab wirkenden Zug zwischen zwei Walzgerüsten ergeben. Diese Veränderung tritt bei Trägern und ähnlichen Profilen bei deren Flanschbreite besonders deutlich hervor und kann mit den angegebenen Mitteln in einfacher Weise genau erfaßt werden.This procedure takes advantage of the changes in the dimensions of the profile cross section from the tension acting on the profile bar between two roll stands surrender. This change occurs with beams and similar profiles whose flange width is particularly clear and can be used with the specified Means can be precisely recorded in a simple manner.
Die Erfindungen werden nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1- einen Ausschnitt einer mehrgerüstigen Walzstraße,
- Figur 2
- eine Schwingungserfassungseinrichtung mit erfaßtem Walzgut,
- Figur 3 u. 4
- Antriebsmoment-Zeit-Diagramme,
Figur 5- eine Walzgerüstanordnung zum Walzen von Profilstäben in schematischer Darstellung, und
- Figur 6
- einen Schnitt nach der Linie A-A durch Fig. 5.
- Figure 1
- a section of a multi-stand rolling mill,
- Figure 2
- a vibration detection device with detected rolling stock,
- Figure 3 u. 4th
- Drive torque-time diagrams,
- Figure 5
- a roll stand arrangement for rolling profile bars in a schematic representation, and
- Figure 6
- a section along the line AA through Fig. 5th
Gemäß Figur 1 weist eine Walzstraße für ein Walzgut 1 ein vorderes Walzgerüst 2
und ein hinteres Walzgerüst 3 auf. Das Walzgut wird in einer Transportrichtung x
vom vorderen zum hinteren Walzgerüst 2, 3 transportiert. Dabei führt das Walzgut
1 zwischen den Walzgerüsten 2, 3 eine Schwingung mit einer Schwingungsamplitude
A und einer Schwingungsfrequenz f quer zur Transportrichtung x aus. According to FIG. 1, a rolling mill for a
Gemäß Figur 1 ist das vordere Walzgerüst 2 als Vertikalgerüst ausgebildet, während
das hintere Walzgerüst 3 als Horizontalgerüst ausgebildet ist. In den Walzgerüsten
2, 3 wird daher ein stabförmiges Walzgut 1, z. B. Stabstahl oder Draht, gewalzt.
Das Walzgut 1 könnte aber auch ein Band sein. Das Walzgut 1 kann aus
Stahl, Kupfer, Aluminium, Messing oder einem anderen Metall bestehen.According to Figure 1, the front roll stand 2 is designed as a vertical stand, while
the rear roll stand 3 is designed as a horizontal stand. In the mill stands
2, 3 is therefore a rod-shaped
Zwischen den Walzgerüsten 2, 3 ist eine Schwingungserfassungseinrichtung 4 angeordnet. Mittels der Schwingungserfassungseinrichtung 4 sind die Schwingungsamplitude A und die Schwingungsfrequenz f der Schwingung, also deren charakteristische Eigenschaften, quantitativ erfaßbar.A vibration detection device 4 is located between the roll stands 2, 3 arranged. The vibration amplitude is determined by means of the vibration detection device 4 A and the oscillation frequency f of the oscillation, ie its characteristic properties, quantifiable.
Die erfaßte Schwingungsfrequenz f und die erfaßte Schwingungsamplitude A werden
einer Zugermittlungseinrichtung 5 zugeführt, mit der die Schwingungserfassungseinrichtung
4 verbunden ist. Die Zugermittlungseinrichtung 5 vergleicht die
erfaßte Schwingungsamplitude A und die erfaßte Schwingungsfrequenz f mit
Kennpunkten, die in einem Speicher 6 abgespeichert sind. Sie ermittelt daraus
einen Zug Z, der im Walzgut 1 herrscht. Falls der ermittelte Wert des Zuges Z negativ
ist, herrscht im Walzgut 1 Druck.The detected vibration frequency f and the detected vibration amplitude A become
a
Die Zugermittlungseinrichtung 5 ist mit einer Zugregeleinrichtung 7 regeltechnisch
verbunden, der sie den Zug Z zuführt. Der Zugregeleinrichtung 7 wird ferner ein
Sollzug Z* zugeführt. Die Zugregeleinrichtung 7 ermittelt aufgrund einer Differenz
zwischen Zug Z und Sollzug Z* einen Drehzahl-Zusatzsollwert δn*, den sie an eine
Drehzahlregeleinrichtung 8 weitergibt, die mit ihr regeltechnisch verbunden ist. Der
Drehzahlregeleinrichtung 8 wird ferner eine Solldrehzahl n* und - als Istwert - eine
Drehzahl n zugeführt. Das vordere Walzgerüst 2 wird also aufgrund einer Differenz
zwischen herrschendem Zug Z bzw. Druck und Sollzug Z* mit dem Drehzahl-Zusatzsollwert
δn* beaufschlagt, so daß sich im Walzgut 1 zwischen den Walzgerüsten
2, 3 der Sollzug Z* aufbaut. The
Prinzipiell ist es ausreichend, wenn eine charakteristische Eigenschaft der Schwingung, also nur die Schwingungsamplitude A oder nur die Schwingungsfrequenz f, erfaßt wird. Die Erfassung beider Eigenschaften A, f ist jedoch besonders deshalb von Vorteil, weil dann eine gegenseitige Plausibilitätsprüfung der beiden erfaßten Eigenschaften A, f möglich ist.In principle, it is sufficient if a characteristic property of the Vibration, i.e. only the vibration amplitude A or only the vibration frequency f, is detected. However, the detection of both properties A, f is special It is an advantage because then a mutual plausibility check of the two recorded properties A, f is possible.
Die Schwingungserfassungseinrichtung 4, mittels derer die charakteristische Eigenschaft(en) A, f der Schwingung erfaßt werden, kann beispielsweise als Kameraeinrichtung 4 ausgebildet sein. Handelsübliche CCD-Kameras beispielsweise liefern mindestens eindimensionale dynamische Bilder mit einer Auflösung von 5000 Pixeln bei einer Bildfrequenz von 50 Hz. Für viele Anwendungen ist dies hinreichend. Gegebenenfalls können auch CCD-Kameras mit höheren Bildfrequenzen bis 2 kHz eingesetzt werden.The vibration detection device 4, by means of which the characteristic property (s) A, f of the vibration can be detected, for example, as a camera device 4 be formed. Commercial CCD cameras, for example deliver at least one-dimensional dynamic images with a resolution of 5000 pixels at a frame rate of 50 Hz. This is sufficient for many applications. If necessary, CCD cameras with higher frame rates can also be used up to 2 kHz can be used.
Gemäß Figur 2 weist die Kameraeinrichtung 4 zwei Kameras 9, 10 auf, die unter
voneinander verschiedenen Bildrichtungen bezüglich des Walzguts 1 angeordnet
.sind. Die Bilder, welche die Kameras 9, 10 quer zur Transportrichtung x liefern,
werden also aus voneinander verschiedenen Bildrichtungen aufgenommen. Im
Einzelfall kann aber auch die Verwendung nur einer Kamera 9 bzw. 10 hinreichend
sein.According to FIG. 2, the camera device 4 has two
Es ist möglich, die von den Kameras 9, 10 aufgenommenen Bilder in einer Auswerteeinrichtung
11 lediglich bezüglich der charakteristischen Eigenschaften A, f
der Schwingung auszuwerten. Vorzugsweise werden jedoch auch Breite b und
Höhe h des Walzguts 1 mit erfaßt. Es werden also mittels der dynamischen Bilder
auch die Abmessungen h, b des Walzguts 1 quer zur Transportrichtung x bestimmt.
Auch aus den Abmessungen h, b kann der im Walzgut 1 herrschende Zug
Z bestimmt werden. It is possible for the images recorded by the
Im Regelfall genügt zur Bestimmung des im Walzgut 1 herrschenden Zuges Z die
Auswertung der Frequenz f der Schwingung. Insbesondere bei sehr kleinem Zug Z
bzw. bei Druck nimmt jedoch auch die Amplitude A der Schwingung große Werte
an, so daß bei kleinem Zug Z und bei Druck auch die Amplitude A sinnvoll ausgewertet
werden kann.As a rule, it is sufficient to determine the tension Z prevailing in the rolling
Die Auswertung von Frequenz f und Amplitude A der Schwingung wird unzuverlässig,
wenn die Walzgerüste 2, 3 mit einer Drehzahl n betrieben werden, die im
Resonanzfrequenzbereich des Walzguts 1 liegt. Aufgrund kleiner Amplitude A der
Schwingung ist die Auswertung von Frequenz f und Amplitude A der Schwingung
ferner auch dann unzuverlässig, wenn das Walzgut 1 einen großen Querschnitt
aufweist. In diesem Fall ist aber leicht eine Bestimmung des im Walzgut 1 herrschenden
Zuges Z anhand der Breite b möglich.The evaluation of frequency f and amplitude A of the vibration becomes unreliable,
if the roll stands 2, 3 are operated at a speed n, which in
Resonance frequency range of the
Im Ergebnis kann also mit nur einem Sensor, nämlich der Kameraeinrichtung 4,
trotz variabler Betriebsbedingungen durch entsprechend angepaßte Auswertung
des von der Kameraeinrichtung 4 gelieferten Signals stets zuverlässig der im
Walzgut 1 herrschende Zug Z bestimmt werden.As a result, with only one sensor, namely the camera device 4,
despite variable operating conditions through appropriately adapted evaluation
of the signal supplied by the camera device 4 is always reliable in the
Vorzugsweise wird aufgrund der bestimmten Höhe h und der bestimmten Breite b
des Walzguts 1 auch mindestens ein Steuerparameter des vorderen Walzgerüsts
2 variiert. Beispielsweise ist es möglich, den Walzspalt s durch Vorgabe eines
neuen Sollwalzspalts s* entsprechend zu variieren. Hierzu ist die Kameraeinrichtung
4 mit einer Walzspaltregeleinrichtung 8' für das vordere Walzgerüst 2 regeltechnisch
verbunden. Auch kann aufgrund der erfaßten Abmessungen h, b des
Walzguts 1 eine Drehzahlregelung des vorderen Walzgerüsts 2 erfolgen.Due to the determined height h and the determined width b
of the
Gemäß Figur 2 ist die Kameraeinrichtung 4 in einem geschlossenen Rahmen 12
angeordnet. Im Inneren des Rahmens 12 herrscht Überdruck, damit Verunreinigungen
nicht in das Innere des Rahmens 12 gelangen können. Ferner wird das
Innere des Rahmens 12 mittels einer Kühleinrichtung 13 gekühlt, damit die im Inneren
des Rahmens 12 angeordneten Komponenten 9, 10, 11 zuverlässig arbeiten.
Der Rahmen 12 ist, wie in Figur 2 durch einen Doppelpfeil angedeutet, als
Einheit aus der Walzstraße heraus bewegbar. Eine Demontage in der Walzstraße
ist somit nicht erforderlich.According to FIG. 2, the camera device 4 is in a
Die Kennpunkte, anhand derer der Zug Z ermittelt wird, können vorab ermittelt und
im Speicher 6 hinterlegt worden sein. Es ist aber auch möglich, die Kennpunkte
experimentell zu ermitteln und/oder zu aktualisieren. Zur Aktualisierung können
insbesondere Antriebsmomente M2, M3 ausgewertet werden, welche vom vorderen
bzw. hinteren Walzgerüst 2, 3 in der An- bzw. Auslaufphase aufgebracht werden.The characteristic points on the basis of which the train Z is determined can be determined in advance and
have been stored in memory 6. But it is also possible to use the characteristics
to be determined experimentally and / or updated. To update
in particular drive torques M2, M3 are evaluated, which are from the front
or
Beispielsweise weist das Walzgut 1 eine Walzgutspitze 1' auf. Solange die Walzgutspitze
1' sich zwischen den Walzgerüsten 2, 3 befindet, wird das Walzgut 1 von
dem vorderen Walzgerüst 2 zugfrei zum hinteren Walzgerüst 3 transportiert. Wenn
hingegen die Walzgutspitze 1' in das hintere Walzgerüst 3 eingelaufen ist, kann
das hintere Walzgerüst 3 den Zug Z auf den Walzgutabschnitt zwischen den
Walzgerüsten 2, 3 ausüben.For example, the rolling
Gemäß Figur 3 läuft die Walzgutspitze 1' zum Zeitpunkt T1 in das vordere Walzgerüst
2 ein. Dieses Einlaufen (= Anstich) verursacht kurzzeitig ein stark schwankendes
Antriebsmoment M2 im vorderen Walzgerüst 2. Diese starken Schwankungen
sind zu einem Zeitpunkt T2 beendet. Nach diesem Zeitpunkt T2 wird das
vom vorderen Walzgerüst 2 aufgebrachte Antriebsmoment M2 mehrfach erfaßt,
einer Recheneinheit 15 zugeführt und gemittelt. Dieser Mittelwert wird nachfolgend
vorderes Freimoment M2F genannt.According to FIG. 3, the rolling stock tip 1 'runs into the front roll stand at time T1
2 a. This running-in (= tapping) briefly causes a strongly fluctuating
Driving torque M2 in the front roll stand 2. These strong fluctuations
have ended at time T2. After this point in time T2 that will
drive torque M2 applied by the front roll stand 2 is recorded several times,
fed to a
Zu einem Zeitpunkt T3 läuft die Walzgutspitze 1' in das hintere Walzgerüst 3 ein.
Hierbei ergeben sich wieder starke Schwankungen des von dem vorderen Walzgerüst
2 aufgebrachten Antriebsmoments M2. Die starken Schwankungen sind zu
einem Zeitpunkt T4 beendet. Ab diesem Zeitpunkt T4 wird wieder mehrfach das
von dem vorderen Walzgerüst 2 aufgebrachte Antriebsmoment M2 erfaßt, der Recheneinheit
15 zugeführt und gemittelt. Dieser neue Mittelwert wird als vorderes
Zugmoment M2Z bezeichnet.At a point in time T3, the rolling stock tip 1 'runs into the
Aus einem Vergleich von vorderem Freimoment M2F und vorderem Zugmoment
M2Z kann von der Recheneinheit 15 der in dem Walzgut 1 herrschende Zug Z
ermittelt werden.From a comparison of the front clearance torque M2F and the front tension torque
M2Z can the train Z prevailing in the rolling
Gleichzeitig mit dem Messen des vorderen Zugmoments M2Z werden die charakteristischen
Eigenschaften A, f der Schwingung des Walzguts 1 erfaßt und der
Recheneinheit 15 zugeführt. Ferner wird über eine Temperaturerfassungseinrichtung
14 eine Temperatur T des Walzguts 1 erfaßt und der Recheneinheit 15 zugeführt.
Schwingungsamplitude A, Schwingungsfrequenz f, Breite b, Höhe h,
Temperatur T und Zug Z werden dann von der Recheneinheit 15 als ein Kennpunkt
zusammengefaßt und im Speicher 6 hinterlegt. Ggf. können auch die erfaßten
Walzgutabmessungen h, b mit hinterlegt werden.At the same time as measuring the front tensile torque M2Z, the characteristic ones
Properties A, f of the vibration of the
In analoger Weise kann auch der Auslauf des Walzguts 1 zur Ermittlung von
Kennpunkten herangezogen werden.In an analogous manner, the outlet of the
Gemäß Figur 4 läuft zu einem Zeitpunkt T5 das Walzgutende 1'' aus einem dem
vorderen Walzgerüst 2 unmittelbar vorgelagerten Vorgerüst 16 aus. Ab diesem
Zeitpunkt T5 wird ein von dem hinteren Walzgerüst 3 aufgebrachtes Antriebsmoment
M3 mehrfach erfaßt, der Recheneinheit 15 zugeführt und gemittelt. Der Mittelwert
wird nachfolgend hinteres Zugmoment M3Z genannt.According to FIG. 4, the rolled
Diese Momenterfassung und Mittelwertbildung wird beendet, bevor das Walzgutende
1'' zu einem Zeitpunkt T6 aus dem vorderen Walzgerüst 2 ausläuft. Nach
dem Auslaufen des Walzgutendes 1'' aus dem vorderen Walzgerüst 2 wird wieder
mehrfach das vom hinteren Walzgerüst 3 aufgebrachte Antriebsmoment M3 erfaßt,
der Recheneinheit 15 zugeführt und gemittelt. Dieser neue Mittelwert wird
nachfolgend als hinteres Freimoment M3F bezeichnet. Die Erfassung und Mittelwertbildung
wird vor einem Zeitpunkt T7, zu dem das Walzgutende 1'' aus dem
hinteren Walzgerüst 3 ausläuft, beendet.This moment detection and averaging is ended before the rolling stock ends
1 '' runs out of the front roll stand 2 at a time T6. To
the end of the rolling stock 1 '' from the front roll stand 2 is again
several times the drive torque M3 applied by the
Durch Vergleich von hinterem Freimoment M3F und hinterem Zugmoment M3Z
kann wieder der Zug Z im Walzgut 1 zwischen den Walzgerüsten 2, 3 ermittelt
werden. Analog wie zuvor bei der Walzgutspitze 1' werden wieder die charakteristischen
Eigenschaften A, f der Schwingung zusammen mit den Abmessungen h,
b des Walzguts 1 und der Temperatur T des Walzguts 1 sowie der gemessene
Zug Z von der Recheneinheit 15 als Kennpunkt im Speicher 6 hinterlegt.By comparing the rear release torque M3F and the rear pull torque M3Z
the train Z in the rolling
Mit dem erfindungsgemäßen Zugregelverfahren und der hiermit korrespondierenden
Walzstraße ist eine Vielzahl von Vorteilen erzielbar. Insbesondere ist eine
kontinuierliche Zugregelung auf minimalen Zug möglich. Auch kann die Zugregelung
in beliebigen Walzgutabschnitten zwischen je zwei Walzgerüsten 2, 3 gestartet
werden. Die erfaßten Abmessungen h, b des Walzguts 1 sind auch für die
Walzspaltregelung einsetzbar. Darüber hinaus kann das Erfassen des Walzguts 1
als solches auch für die Materialflußverfolgung verwendet werden. Schließlich ist
das Zugregelverfahren kostengünstig implementierbar und auch bei vorhandenen
Walzstraßen leicht nachrüstbar.With the tension control method according to the invention and the corresponding one
Rolling mill can achieve a variety of advantages. One is in particular
continuous draft control possible with minimal draft. The train control can also
started in any sections of rolling stock between two roll stands 2, 3
become. The detected dimensions h, b of the
Wie aus Fig. 5 und 6 zu ersehen, besteht die Walzgerüstanordnung für das Walzen von Profilstäben, insb. H-Trägern aus einer Kompaktwalzgruppe, die ein eingangsseitiges Universalgerüst UR und ein ausgangsseitiges Universalgerüst UF sowie ein, zwischen diesen angeordnetes Stauchgerüst E aufweist. Diese Kompaktwalzgruppe wird in der Regel reversierend betrieben. Zwischen dem eingangsseitigen Universalgerüst UR und dem Stauchgerüst E ist ein Meßgerät MG angeordnet, das (vgl. Fig. 5) die Höhe b der beiden Flansche FL1 und FL2, d.h. die Breite der Flanschen des Profilstabes PS von beiden Seiten her ermittelt. Diese ermittelten Meßwerte werden auf nicht dargestellte Weise an eine Recheneinrichtung weitergeleitet. As can be seen from FIGS. 5 and 6, there is the roll stand arrangement for rolling of profile bars, in particular H-beams from a compact rolling group, the one on the input side Universal scaffold UR and an output-side universal scaffold UF and has a compression frame E arranged between them. This compact rolling group is usually operated reversing. Between the input side Universal scaffold UR and the compression scaffold E is a measuring device MG arranged that (see Fig. 5) the height b of the two flanges FL1 and FL2, i.e. the width of the flanges of the profile bar PS determined from both sides. This Measured values determined are sent to a computing device in a manner not shown forwarded.
- 11
- WalzgutRolling stock
- 1'1'
- WalzgutspitzeRolling tip
- 1''1''
- WalzgutendeEnd of rolling stock
- 2, 3, 162, 3, 16
- GerüsteScaffolding
- 44th
- SchwingungserfassungseinrichtungVibration detection device
- 55
- ZugermittlungseinrichtungTrain determination device
- 66
- SpeicherStorage
- 7, 8, 8'7, 8, 8 '
- RegeleinrichtungenControl devices
- 9, 109, 10
- KamerasCameras
- 1111
- AuswerteeinrichtungEvaluation device
- 1212th
- Rahmenframe
- 1313
- KühleinrichtungCooling device
- 1414
- TemperaturerfassungseinrichtungTemperature detection device
- 1515
- RecheneinheitArithmetic unit
- AA
- SchwingungsamplitudeVibration amplitude
- bb
- Breitewidth
- ff
- SchwingungsfrequenzVibration frequency
- hH
- Höheheight
- M2, M2F, M2Z, M3, M3F, M3ZM2, M2F, M2Z, M3, M3F, M3Z
- MomenteMoments
- n, n*, δn*n, n *, δn *
- DrehzahlenSpeeds
- s, s*s, s *
- WalzspalteNips
- TT
- Temperaturtemperature
- T1 - T7T1 - T7
- ZeitpunkteTimes
- xx
- TransportrichtungDirection of transport
- Z, Z*Z, Z *
- Züge Trains
- URUR
- UniversalgerüstUniversal scaffold
- UFUF
- UniversalgerüstUniversal scaffold
- EE
- StauchgerüstCompression frame
- MGMG
- MeßgerätMeasuring device
- FL1FL1
- Flanschflange
- FL2FL2
- Flanschflange
- PSPS
- ProfilstabProfile bar
Claims (23)
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Walzen von Stäben oder Drähten von den Schwingungen, die der Stab oder der Draht zwischen zwei aufeinanderfolgenden Walzgerüsten (2, 3) ausführt, mindestens eine Eigenschaft (A, f) der Schwingung quantitativ erfaßt und durch Vergleich mit Kennpunkten daraus ein im Walzgut (1) zwischen den Walzgerüsten (2, 3) herrschender Zug (Z) bzw. Druck ermittelt wird, und ein Walzgerüst (2) der beiden Walzgerüste (2, 3) derart nachgeregelt wird, daß sich im Walzgut (1) zwischen den Walzgerüsten (2, 3) ein Sollzug (Z*) aufbaut. 1. method for tension control between the roll stands of roll trains for steel bars, wire or profiles with control of the drive speeds of successive roll stands,
characterized,
that when rolling rods or wires, the vibrations that the rod or the wire executes between two successive rolling stands (2, 3) quantitatively ascertains at least one property (A, f) of the oscillation and, by comparing them with characteristics, a result in the rolling stock ( 1) prevailing tension (Z) or pressure between the roll stands (2, 3) is determined, and a roll stand (2) of the two roll stands (2, 3) is readjusted in such a way that the rolling stock (1) between the roll stands ( 2, 3) builds a target train (Z *).
dadurch gekennzeichnet,
daß die charakteristische Eigenschaft (A, f) der Schwingung die Frequenz (f) und/oder die Amplitude (A) der Schwingung ist. 2. train control method according to claim 1,
characterized,
that the characteristic property (A, f) of the vibration is the frequency (f) and / or the amplitude (A) of the vibration.
dadurch gekennzeichnet,
daß das nachgeregelte Walzgerüst (2) aufgrund einer Differenz zwischen herrschendem Zug (Z) bzw. Druck und Sollzug (Z*) mit einem Drehzahl-Zusatzsollwert (δn*) beaufschlagt wird. 3. train control method according to claim 1 or 2,
characterized,
that the readjusted roll stand (2) is subjected to an additional speed setpoint (δn *) due to a difference between the prevailing tension (Z) or pressure and target tension (Z *).
dadurch gekennzeichnet,
daß die charakteristische Eigenschaft (A, f) der Schwingung mittels einer Kameraeinrichtung (4) erfaßt wird, die mindestens ein mindestens eindimensionales dynamisches Bild des Walzguts (1) quer zur Transportrichtung (x) liefert. 4. train control method according to claim 1, 2 or 3,
characterized,
that the characteristic property (A, f) of the vibration is recorded by means of a camera device (4) which provides at least one at least one-dimensional dynamic image of the rolling stock (1) transverse to the transport direction (x).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kameraeinrichtung (4) zwei mindestens eindimensionale dynamische Bilder des Walzguts (1) quer zur Transportrichtung (x) liefert, wobei die Bilder aus voneinander verschiedenen Bildrichtungen aufgenommen werden. 5. train control method according to claim 4,
characterized,
that the camera device (4) delivers two at least one-dimensional dynamic images of the rolling stock (1) transversely to the transport direction (x), the images being taken from different directions of the image.
dadurch gekennzeichnet,
daß mittels der dynamischen Bilder mindestens eine Abmessung (h, b) des Walzguts (1) quer zur Transportrichtung (x) bestimmt wird. 6. train control method according to claim 4 or 5,
characterized,
that at least one dimension (h, b) of the rolling stock (1) transverse to the transport direction (x) is determined by means of the dynamic images.
dadurch gekennzeichnet,
daß aufgrund der bestimmten Abmessung (h, b) des Walzguts (1) mindestens ein Steuerparameter (s*) des vorderen Walzgerüsts (2), insbesondere ein Walzspalt (s*) oder eine Drehzahl (n), variiert wird. 7. train control method according to claim 6,
characterized,
that at least one control parameter (s *) of the front roll stand (2), in particular a roll gap (s *) or a speed (n), is varied on the basis of the determined dimension (h, b) of the rolling stock (1).
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich auch eine im Walzgut (1) herrschende Temperatur (T) erfaßt und abgespeichert wird. 10. train control method according to claim 8 or 9,
characterized,
that in addition a temperature (T) prevailing in the rolling stock (1) is recorded and stored.
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
daß die charakteristische Eigenschaft (A, f) der Schwingung die Frequenz (f) und/oder die Amplitude (A) der Schwingung ist. 12. rolling mill according to claim 11,
characterized,
that the characteristic property (A, f) of the vibration is the frequency (f) and / or the amplitude (A) of the vibration.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zugregeleinrichtung (7) zur Vorgabe eines Drehzahl-Zusatzsollwertes (δn*) mit einer Drehzahlregeleinrichtung (8) für eines (2) der Walzgerüste (2, 3) regeltechnisch verbunden ist. 13. rolling mill according to claim 11 or 12,
characterized,
that the tension control device (7) for specifying an additional speed setpoint (δn *) is connected to a speed control device (8) for one (2) of the roll stands (2, 3) in terms of control technology.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwingungserfassungseinrichtung (4) als Kameraeinrichtung (4) ausgebildet ist, mittels derer mindestens ein mindestens eindimensionales dynamisches Bild des Walzguts (1) quer zur Transportrichtung (x) lieferbar ist. 14. rolling mill according to claim 11, 12 or 13,
characterized,
that the vibration detection device (4) is designed as a camera device (4), by means of which at least one at least one-dimensional dynamic image of the rolling stock (1) can be delivered transversely to the transport direction (x).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kameraeinrichtung (4) zwei Kameras (9, 10) aufweist, die unter voneinander verschiedenen Bildrichtungen bezüglich des Walzguts (1) angeordnet sind. 15. rolling mill according to claim 14,
characterized,
that the camera device (4) has two cameras (9, 10) which are arranged under different image directions with respect to the rolling stock (1).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kameraeinrichtung (4) mit einer Regeleinrichtung (8') für das vordere Walzgerüst (2) regeltechnisch verbunden ist. 16. rolling mill according to claim 14 or 15,
characterized,
that the camera device (4) is connected to a control device (8 ') for the front roll stand (2) in terms of control technology.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kameraeinrichtung (4) in einem als Einheit bewegbaren Rahmen (12) angeordnet ist. 17. rolling mill according to claim 14, 15 or 16,
characterized,
that the camera device (4) is arranged in a frame (12) movable as a unit.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rahmen (12) geschlossen ist, in seinem Innerem Überdruck herrscht und das Innere gekühlt ist. 18. rolling mill according to claim 17,
characterized,
that the frame (12) is closed, there is overpressure in its interior and the interior is cooled.
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Walzgerüsten (2, 3) eine Temperaturerfassungseinrichtung (14) angeordnet ist. 19. Rolling mill according to one of claims 11 to 18,
characterized,
that a temperature detection device (14) is arranged between the roll stands (2, 3).
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Walzen von Profilstäben zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gerüsten das Profil des Stabes mit Profilmeßgeräten gemessen und die Werte der von diesen erfaßten jeweiligen Flanschbreiten in einer Recheneinrichtung mit vorgegebenen Festwerten verglichen zu Korrekturen der Drehzahlstellwerte der nachfolgenden Walzgerüste verwertet werden. 20. Process for tension control between the roll stands of roll trains for steel bars, wire or profiles, with control of the drive speeds of successive roll stands,
characterized,
that when profile bars are rolled between two successive stands, the profile of the bar is measured with profile measuring devices and the values of the respective flange widths detected by them are used in a computing device with predetermined fixed values compared to corrections of the speed setting values of the subsequent roll stands.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Werte der von den Profilmeßgeräten erfaßten Flanschbreiten mit Werten von Flanschbreiten verglichen werden, die von den beiden Walzgerüsten vorgeordneten weiteren Profilmeßgeräten erfaßt wurden. 21. The method according to claim 20,
characterized,
that the values of the flange widths detected by the profile measuring devices are compared with values of flange widths which were recorded by the further profile measuring devices arranged upstream of the two roll stands.
gekennzeichnet durch
die Verwendung von, die Flanschbreite von Profilen erfassenden Laser-Meßgeräten bzw. Zeilenkameras. 23. The method according to claim 20,
marked by
the use of laser measuring devices or line cameras which measure the flange width of profiles.
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Anordnung der Meßgeräte in einer, aus einem eingangsseitigen Universalgerüst (UR), einem Stauchgerüst (E) und einem ausgangsseitigen Universalgerüst (UF) bestehenden Kompaktwalzgruppe zwischen dem eingangsseitigen Universalgerüst (UR) und dem Stauchgerüst (E) eine erste Messung der Flanschbreite (b) des in die Kompaktwalzgruppe einlaufenden Profilstranges (PS) erfolgt, bevor dieser das ausgangsseitige Universalgerüst (UF) erreicht hat, und daß dieser eine zweite Messung folgt, wenn das ausgangsseitige Universalgerüst (UF) den Profilstrang (PS) erfaßt hat. 24. The method according to claim 20,
characterized,
that when the measuring devices are arranged in a compact rolling group consisting of an input-side universal stand (UR), a compression stand (E) and an output-side universal stand (UF) between the input-side universal stand (UR) and the compression stand (E), a first measurement of the flange width (b ) of the profile strand (PS) entering the compact rolling group takes place before it has reached the exit-side universal stand (UF), and that this follows a second measurement when the exit-side universal stand (UF) has detected the profile strand (PS).
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