EP1908534B1 - Laminoir et procédé de laminage flexible à froid ou à chaud à voie unique ou inverse d'une bande de métal - Google Patents

Laminoir et procédé de laminage flexible à froid ou à chaud à voie unique ou inverse d'une bande de métal Download PDF

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EP1908534B1
EP1908534B1 EP20070018882 EP07018882A EP1908534B1 EP 1908534 B1 EP1908534 B1 EP 1908534B1 EP 20070018882 EP20070018882 EP 20070018882 EP 07018882 A EP07018882 A EP 07018882A EP 1908534 B1 EP1908534 B1 EP 1908534B1
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EP
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strip
roller
rolling mill
roller pair
eccentric
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EP20070018882
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EP1908534A1 (fr
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Axel Dipl.-Ing. Barten (Eth)
Rainer Dipl.-Ing. Neukant
Werner Ing. Stahl
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Achenbach Buschhetten GmbH and Co KG
Original Assignee
Achenbach Buschhetten GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/24—Automatic variation of thickness according to a predetermined programme
    • B21B37/26—Automatic variation of thickness according to a predetermined programme for obtaining one strip having successive lengths of different constant thickness
    • 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
    • B21B37/48—Tension control; Compression control
    • B21B37/52—Tension control; Compression control by drive motor control
    • B21B37/54—Tension control; Compression control by drive motor control including coiler drive control, e.g. reversing mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2265/00—Forming parameters
    • B21B2265/02—Tension
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2275/00—Mill drive parameters
    • B21B2275/02—Speed
    • B21B2275/08—Coiler speed

Definitions

  • the invention relates to a rolling mill and to a method for flexible cold or warm disposable or reversing rolling of metal strip, in particular of steel, with variable strip thickness, with a roll stand having a set of rolls and a Anstellsystem for adjusting the roll gap, one of the rolling mill upstream Uncoiler and a rolling mill downstream reel for the rolled strip, which are equipped with a variable speed drive.
  • the EP 1 121 990 A2 describes a rolling mill for flexible rolling of strip material with a periodically varying strip thickness. Between the uncoiler and the roll stand and the hanger and the roll stand a Ausretesry disrupt dancer roll is arranged, around which the strip material is looped around. The position of the dancer roller to the horizontal belt plane is force-controlled to compensate for a changing material flow or a changing belt speed due to a changing material jam at the roll nip input and a changing material lead at the nip exit with an adjustment of the roll gap and set a constant strip tension.
  • the position changes of the dancer rollers due to the balance problems between the tape take-off from the uncoiler and the tape feeder in the nip and / or between the tape exit from the nip and the winding of the tape on the reel are continuously determined and in signals for speed control of the uncoiler and the coiler implemented.
  • the periodicity of the strip thickness change is determined, and a disturbance variable is applied to compensate for the acceleration forces acting on the dancer rollers.
  • a rolling mill for flexible rolling of metal strips in which the strip tensioning on the metal strip is regulated by means of a strip tension compensation device.
  • the tape tension compensation device is formed by a deflection roller which is displaceable or pivotable for changing the distance between the tape reels and the nip. By adjusting the deflection roller, the strip running geometry is adapted to the strip length located in each case between the reel and the rolling stand and thus the desired strip tension is maintained.
  • an S-roll unit is used as a tape storage, which is equipped for Bandzugregelung with a pivoting pulley with a hydraulic linear actuator, wherein at least one of the two pulleys is rotationally driven in order to optimally influence the tensile structure in the band.
  • the invention has for its object to develop a rolling mill and a method for flexible rolling of metal strip, compared to the rolling mills and rolling processes of the prior art for flexible rolling of strip material higher rolling speeds, taking into account the physical boundary conditions such as tape storage length, inertias of the actuators and band tension error due to deviation from the ideal acceleration characteristic, in particular in the reversal points of the band acceleration when the band thickness profile changes, and by avoiding abruptly opposite mass accelerations of the tape storage devices.
  • FIGS. 1 and 2 illustrated schematically rolling mill designs.
  • FIG. 1 shows the schematic structure of a 4-high mill for flexible cold-disposable rolling of metal strip with variable strip thickness.
  • the rolling mill comprises a roll stand 1, in which two work rolls 2, 3 and two support rolls 4, 5 and a setting system for adjusting the roll gap 6 are installed, a roll stand 1 upstream reel 7 and a roll stand downstream reel 8 for the rolled strip.
  • the host computer for the regulation of Banddickenprofils the strip thickness course additionally passes as a function of time to a Material Wegdiktor that generates a pilot-controlled torque application for the speed control of uncoiler and reel, taking into account the material backlog at the tape inlet side and the material advance on the strip outlet side of the rolling stand and in knowledge of the drive-specific torque control times.
  • This torque precontrol can be positive or negative depending on the thickness transition thick-thin or thin-thick and of the rolling direction.
  • the entire rolling process is carried out with a length segment and / or time segment control.
  • the in FIG. 2 shown rolling mill equipped with a arranged between the pay-off reel 7 and the roll stand 1 tape storage 10 and another arranged between the roll stand 1 and the reel 8 tape storage 11.
  • the band memories 10, 11 are used to compensate for remaining residual errors in the mass flow of the rolled strip due to the limited drive dynamics of the reel drives in the area of the reversal points of the belt acceleration with a change in the strip thickness profile.
  • the tape storage 10, 11 are each formed as an S-pair of rollers 12 having an upper and a lower guide roller 13, 14, an eccentric mounting of the axes of rotation 15, 16 of the upper and lower guide rollers 13, 14 in bearing units 17, 18 and a variable Adjustment of the mutual position of the axes of rotation 15, 16 of the two guide rollers 15, 16 by a rotational adjustment of one or both axes of rotation 15, 16 about the bearing units 17, 18 by means of a rotary drive for setting different loop lengths of in a loop 19 around the two guide rollers 13, 14th rolled strip 9 guided by the S-roller pair 12.
  • the different loop lengths are used in conjunction with the eccentric adjustment Fast tape storage used to catch remaining deviations from the target acceleration.
  • the eccentric adjustment has the advantage over the known tape stores that the adjustment can be made comparatively quickly, since no large masses with corresponding inertia have to be accelerated over a large distance.
  • the eccentric adjustment of the axes of rotation of the pulleys of the S-roller pair can be carried out both pilot-controlled by the Material Wegdiktor as well as regulated by the measured strip tension.
  • the rolling process can also be extended by returning process measured values, such as, for example, strip tension and / or eccentric adjustment force, as opposed to the calculated determination of state variables.
  • the angle of rotation of the eccentric adjustment of the axis of rotation 15 of at least one deflection roller 13 of the S-roller pair 12 is determined from the Exzenterausgangsgna and as a function of the belt speed error from the acceleration deviation.
  • the angular velocity of the eccentric adjustment of the axis of rotation 15 of at least one deflection roller 13 of the S-roller pair 12 is determined from the Exzenterausgangsgna and as a function of the belt speed error from the acceleration deviation.
  • the angle of rotation and the angular speed of the eccentric adjustment of the axis of rotation 15 of at least one deflection roller 13 of the S-roller pair 12 can be determined from the eccentric output position and depending on the belt speed error from the acceleration deviation.
  • the dead centers of the eccentric adjustment of the rotational axis 15 of at least one deflection roller 13 of the S-roller pair 12 are arranged approximately on the bisector of the wrap angle of the guide roller or the guide rollers.
  • At least one deflection roller 13 of the S-roller pair 12 is equipped with a brake drive.
  • the S-roller section can be equipped with drives for train construction and train dismantling.
  • the S-roller pairs 12 are arranged below the belt running plane 20-20 and the eccentric bearing units 17, 18 of the upper and lower deflection rollers 13, 14 of the S-roller pairs 12 are located in a vertical plane 21-21.
  • the rotation axes 15, 16 of the guide rollers 13, 14 of the two S-roller pairs 12 are rotated about the vertical plane 21-21 of the eccentric bearing units 17, 18 of the guide rollers in a maximum distance from each other.

Landscapes

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

Claims (17)

  1. Laminoir pour le laminage flexible à froid ou à chaud, à voie unique ou réversible, de bande ( 9 ) de métal, notamment d'acier, ayant une épaisseur de bande variable, comprenant une cage ( 1 ) de laminoir, qui a un jeu ( 2, 3, 4, 5 ) de cylindres et un système de serrage pour le réglage de l'emprise, une débobineuse ( 7 ) en amont de la cage ( 1 ) de laminoir et une bobineuse ( 8 ) en aval de la cage ( 1 ) de laminoir pour la bande ( 9 ) de métal, qui sont équipées d'un entraînement régulé en vitesse de rotation, caractérisé par une régulation de la vitesse de rotation des entraînements de la débobineuse et de la bobineuse ( 7, 8 ) ayant une régulation superposée de valeurs pilotes pour la compensation ou la régulation des variations de flux massique de la bande ( 9 ) de métal et de la vitesse de traction de la bande qui en dépend, ainsi que pour la régulation de la traction de la bande, notamment dans la partie des points d'inversion de l'accélération de la bande lors d'une variation du profil d'épaisseur de la bande.
  2. Laminoir suivant la revendication 1, caractérisé par une intégration de l'ordinateur pilote de profil d'épaisseur, pour la détermination des valeurs de consigne du réglage de l'emprise pour le réglage flexible de l'épaisseur de la bande, dans la régulation des entraînements de bobineuse, l'ordinateur pilote acheminant, pour la régulation du profil d'épaisseur de la bande la courbe d'épaisseur de la bande supplémentairement en fonction du temps à un prédicteur de flux de matière qui, en tenant compte de l'accumulation de matière du côté d'entrée de la bande et de l'avance de matière du côté de sortie de la bande de la cage ( 1 ) de laminoir, ainsi qu'en connaissance des durées de régulation instantanée spécifiques à l'entraînement, produit un pilotage instantané précommandé de la régulation de la vitesse de rotation de la débobineuse ( 7 ) et de la bobineuse ( 8 ).
  3. Laminoir suivant la revendication 1 et 2, caractérisé par la présence d'un accumulateur ( 10, 11 ) de bande rapide, disposé entre la débobineuse ( 7 ) et la cage ( 1 ) de laminoir et/ou entre la bobineuse ( 8 ) et la cage ( 1 ) de laminoir, pour la compensation d'erreurs résiduelles subsistant dans le flux massique de la bande ( 9 ) de métal et dans la traction de la bande en raison de la dynamique d'entraînement limitée des entraînements de bobineuse dans la partie des points d'inversion de l'accélération de la bande lors d'une modification du profil d'épaisseur de la bande, ainsi que par la constitution de l'accumulateur de bande ou des accumulateurs ( 10, 11 ) de bande sous la forme d'une paire ( 12 ) de rouleaux en S, ayant un rouleau ( 13 ) supérieur et un rouleau ( 14 ) inférieur de renvoi, un montage excentré des axes ( 15, 16 ) de rotation des rouleaux ( 13, 14 ) supérieur et/ou inférieur de renvoi dans des unités ( 17, 18 ) de palier, ainsi qu'un réglage variable de la position mutuelle des axes ( 15, 16 ) de rotation et des rouleaux ( 13, 14 ) de renvoi par un réglage en rotation de l'un ou des deux axes ( 15, 16 ) de rotation autour des unités ( 17, 18 ) de palier au moyen d'un entraînement en rotation pour le réglage de longueurs de boucle différentes de la bande ( 9 ) de métal passant suivant une boucle ( 19 ) autour des deux rouleaux ( 13, 14 ) de renvoi de la paire ( 12 ) de rouleaux en S.
  4. Laminoir suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le réglage par excentrique d'au moins un rouleau ( 13, 14 ) de renvoi d'une paire de rouleaux en S ou des deux paires ( 12 ) de rouleaux en S s'effectue de façon précommandée par le prédicteur de flux de matière.
  5. Laminoir suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le réglage par excentrique d'au moins l'un des rouleaux ( 13, 14 ) de renvoi d'une paire de rouleaux en S ou des deux paires ( 12 ) de rouleaux en S s'effectue de manière réglée par la traction de la bande, qui est mesurée.
  6. Laminoir suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'angle de rotation du réglage par excentrique de l'axe ( 15 ) de rotation d'au moins un rouleau ( 13 ) de renvoi de la paire ( 12 ) de rouleaux en S est déterminé à partir de la position initiale de l'excentrique et en fonction de l'erreur sur la vitesse de la bande à partir de l'écart d'accélération.
  7. Laminoir suivant l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la vitesse angulaire du réglage par excentrique de l'axe ( 15 ) de rotation d'au moins l'un des rouleaux ( 13 ) de renvoi de la paire ( 12 ) de rouleaux en S est déterminée à partir de la position initiale de l'excentrique et en fonction de l'erreur sur la vitesse de la bande à partir de l'écart d'accélération.
  8. Laminoir suivant l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'angle de rotation et la vitesse de l'angle de rotation du réglage par excentrique de l'axe ( 15 ) de rotation d'au moins l'un des rouleaux ( 13 ) de renvoi de la paire ( 12 ) de rouleaux en S sont déterminés à partir de la position initiale de l'excentrique et en fonction de l'erreur sur la vitesse de la bande à partir de l'écart d'accélération.
  9. Laminoir suivant l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que les points morts du réglage par excentrique de l'axe ( 15 ) de rotation d'au moins l'un des rouleaux ( 13 ) de renvoi de la paire ( 12 ) de rouleaux en S sont disposés à peu près sur les bissectrices de l'angle de contact du rouleau de renvoi ou des rouleaux de renvoi.
  10. Laminoir suivant l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que l'un des rouleaux de renvoi ou les deux rouleaux ( 13, 14 ) de renvoi de la paire de rouleaux en S ou des deux paires ( 12 ) de rouleaux en S est équipé d'un entraînement de frein.
  11. Laminoir suivant l'une des revendications 3 à 10, caractérisé par un agencement d'une paire de rouleaux en S ou des deux paires ( 12 ) de rouleaux en S en dessous du plan ( 20-20 ) de déplacement de la bande et par un agencement des unités ( 17, 18 ) de palier à excentrique des rouleaux ( 13, 14 ) supérieur et inférieur de renvoi de la paire de rouleaux en S ou des paires ( 12 ) de rouleaux en S dans un plan ( 21-21 ) vertical.
  12. Laminoir suivant l'une des revendications 3 à 10, caractérisé par un agencement d'une paire de rouleaux en S ou des deux paires ( 12 ) de rouleaux en S en dessous du plan ( 20-20 ) de déplacement de la bande et par un agencement des unités ( 17, 18 ) de palier à excentrique des rouleaux ( 13, 14 ) supérieur et inférieur de renvoi de la paire de rouleaux en S ou des paires ( 12 ) de rouleaux en S dans un plan qui fait un angle de +90° à -90° avec la verticale.
  13. Laminoir suivant l'une des revendications 3 à 10, caractérisé par un agencement d'une paire de rouleaux en S ou des deux paires ( 12 ) de rouleaux en S au-dessus du plan ( 20-20 ) de déplacement de la bande et par un agencement des unités ( 17, 18 ) de palier à excentrique des rouleaux ( 13, 14 ) supérieur et inférieur de renvoi de la paire de rouleaux en S ou des paires ( 12 ) de rouleaux en S dans un plan ( 21-21 ) vertical.
  14. Laminoir suivant l'une des revendications 3 à 10, caractérisé par un agencement d'une paire de rouleaux en S ou des deux paires ( 12 ) de rouleaux en S au-dessus du plan ( 20-20 ) de déplacement de la bande et par un agencement des unités ( 17, 18 ) de palier à excentrique des rouleaux ( 13, 14 ) supérieur et inférieur de renvoi de la paire de rouleaux en S ou des paires ( 12 ) de rouleaux en S dans un plan qui fait un angle de +90° à -90° avec la verticale.
  15. Laminoir suivant l'une des revendications 3 à 14, caractérisé par une rotation des axes ( 15, 16 ) de rotation des rouleaux ( 13, 14 ) de renvoi d'une paire de rouleaux en S ou des deux paires ( 12 ) de rouleaux en S autour du plan ( 21-21 ) vertical des unités ( 17, 18 ) de palier à excentrique des rouleaux ( 13, 14 ) de renvoi à une distance très grande l'un de l'autre pour faciliter l'introduction de la bande ( 9 ) laminée.
  16. Laminoir suivant l'une des revendications 3 à 15, caractérisé par un mode de fonctionnement en planéité offline à traction de bobinage réduite.
  17. Procédé de laminage flexible à froid ou à chaud, à voie unique ou réversible, de bande ( 9 ) de métal d'épaisseur de bande variable dans un laminoir ( 1 ), qui a un jeu ( 2, 3, 4, 5 ) de cylindres et un système de serrage pour le réglage de l'emprise, une débobineuse ( 7 ) en amont de la cage ( 1 ) de laminoir et une bobineuse ( 8 ) en aval de la cage ( 1 ) de laminoir pour la bande ( 9 ) de métal, qui sont équipées d'un entraînement régulé en vitesse de rotation, caractérisé en ce que l'on compense les variations de flux massique de la bande ( 9 ) de métal et la vitesse de la bande qui en dépend par une régulation de la vitesse de rotation des entraînements de bobineuse de bande, de façon à ce que les tractions de la bande restent constantes dans la partie des points d'inversion de l'accélération de la bande lors d'une variation du profil d'épaisseur de la bande et en ce que des défauts résiduels subsistant dans le flux massique de la bande ( 9 ) de métal et dans la traction de la bande, en raison de la dynamique d'entraînement limitée des entraînements de bobineuse, sont compensés, dans la partie des points d'inversion de l'accélération de la bande, par au moins un accumulateur ( 10, 11 ) de bande, qui est constitué sous la forme d'une paire ( 12 ) de rouleaux en S ayant un réglage en rotation à excentrique d'au moins un rouleau de renvoi de la paire de rouleaux en S, pour le réglage de longueurs de boucle différentes de la bande ( 9 ) de métal guidée suivant une boucle ( 19 ) autour des deux rouleaux ( 13, 14 ) de renvoi de la paire ( 17 ) de rouleaux en S.
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