EP2861360A1 - Verfahren zum bearbeiten von walzgut in einem walzwerk - Google Patents

Verfahren zum bearbeiten von walzgut in einem walzwerk

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EP2861360A1
EP2861360A1 EP13729682.8A EP13729682A EP2861360A1 EP 2861360 A1 EP2861360 A1 EP 2861360A1 EP 13729682 A EP13729682 A EP 13729682A EP 2861360 A1 EP2861360 A1 EP 2861360A1
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EP
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drive
rolling
torque
load
current
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EP13729682.8A
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Jochen Wermke
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Primetals Technologies Germany GmbH
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Siemens AG
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Publication date
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    • B21B35/02—Drives for metal-rolling mills, e.g. hydraulic drives for continuously-operating mills
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    • B21B35/02—Drives for metal-rolling mills, e.g. hydraulic drives for continuously-operating mills
    • B21B35/04—Drives for metal-rolling mills, e.g. hydraulic drives for continuously-operating mills each stand having its own motor or motors

Definitions

  • a method of machining rolled stock in a rolling mill the invention relates to a method of machining rolled in a rolling mill comprising at least one drive end toward ⁇ rolling stand.
  • the rolling stock passes through a rolling mill with one or more ⁇ ren roll stands.
  • the individual rolling stands each have a drive for rollers, with which the rolling stock to Plat ⁇ th or wires with a desired geometry, such as thickness or cross section is rolled.
  • the rollers using the drives of the individual rolling stands must be ge ⁇ controlled at a certain speed. It is also important that during the entire operation of the rolling mill and the predetermined Ver ⁇ ratio of the speeds of the rollers of the individual rolling stands remains constant, otherwise tensile and compressive loads on the rolling occur, which in turn lead to an unwanted rolling result or even to a Tearing or looping of the rolling stock can lead.
  • a rolling mill at least one an on ⁇ drive exhibiting roll stand, in which by the current supplied to the drive torque generating current is carried out for reducing a speed break-in caused by an acting on the drive predictable load torque of the drive, a rolling torque feedforward control of the drive.
  • the occurrence of a foreseeable load torque is reduced by a rolling torque pilot control of the torque-generating current supplied to the drive.
  • suitable parameters such as roll gap geometry, position and characteristics of material sensors, distance of the individual rolling stands or roller and material speeds are used, with which it can be determined when the load torque and at what level it acts on the relevant drive.
  • the corresponding values including the amount of foreseeable load torque may be determined at the pitch ⁇ means of a model of the mill.
  • the current supplied to the drive can then be selectively controlled in such a way that a reduction in the rotational speed of the drive associated with the occurrence of the load torque is reduced.
  • a kon ⁇ trollierter operation of the drives or the rolls of the individual roll stands and thus also of the entire system is provided ⁇ guaranteed. It is therefore no longer to individual tensile or compressive loads due to strong speed fluctuations of the individual drives or rollers of different rolling stands.
  • variations in thickness are reduced and a Rei ⁇ Shen the rolling stock or looping largely avoided. This is especially true when the rolling mill ⁇ factory has multiple stands with separate drives and each drive is individually pre-controlled.
  • the predictable load torque is ⁇ values by evaluating the actual, corrected it from ⁇ guided Beministerungsistute in particular, torque, speed, and. This results in a dynamic correction in the position of the tape head. By observer models the height of the Lastmo ⁇ ments can be dynamically corrected in addition. In repeating processes with the same material is carried out by evaluating the deviation between the pilot values for the foreseeable load torque and the actual load torque an iterative optimization Opti ⁇ for correcting the AufschaltZeitilss and an iterative correction of the amount of the predictable load torque.
  • the feedforward control is material-based. This means that even Materi ⁇ alparameter such as the hardness or the influencing factors such as temperature and type of material first be taken into account how high the predictable load ⁇ moment on the relevant drive acts so that, in response to which the drive pilot accordingly and thus the supplied Electricity is changed.
  • the current is not leaps and bounds, but increasing, within a time window continuously, in particular increases ramped for pre-control of the drive.
  • the corresponding torque of the drive is changed only relatively slowly, so ramped.
  • the ramp can also be preset in steps
  • the slope of the ramp for the torque is dimensioned such that the drive train remains in a defined and reproducible state at any time.
  • the Begren ⁇ wetting of the rise of the current is effected with a corresponding ⁇ the ramped increase in the current command value and may in- take place directly via a torque or speed precontrol.
  • the steepness of the ramp depends on the dynamics of the power converter. Play inverter type, operating point and the design of the converter, in particular the amount of Aid ⁇ formative stream, the speed and the voltage reserve a role. With high reproducibility, the slope corresponds to an average value that can be achieved at the specified operating points. For complete reproducibility, the slope of the ramp or staircase must be smaller than the possible maximum slope that the converter can provide over all specified operating points. The setpoint increase then does not exceed the achievable dynamics of the converter at the voltage limit at nominal motor voltage and maximum power. This eliminates deviations of the converter behavior in different operating points. Thus, a highly accurate and predictable pre-control at high speeds Ge ⁇ is possible.
  • the reproducible operation enables light-interpolation, a very precise analysis of Träg ⁇ units in addition a dynamic statement about the occurring load torque for dynamic correction of the material position and load height.
  • the ramp is designed such that the increase in torque of the drive achieved by the current increase causes a symmetrically acting deviation, so that the speed increase to the occurrence of the load and the delay after the occurrence of the load cancel until the complete build-up of the torque. With a sudden load and a constant ramp, the torque upshift is thus realized halfway before and the other half after the load torque has occurred.
  • a feedforward control is finished prior to entry of the material into the Fol ⁇ gegerüst when the rise time between contact of the load up to a complete connection of the torque value of the frame interval divided by Materialge ⁇ speed does not exceed.
  • a ⁇ operate symmetrically the deviation corresponding to the twice the time required for the Ma ⁇ TERIAL when passing between two stands.
  • FIG 3 shows a diagram in which the corresponding speed curve of the drives is shown by the action of the variables shown in FIG 2 in the time course 1 shows a section of a rolling mill train 2 having alseinan ⁇ of the following roll stands 4 for machining a rolled 6.
  • FIG 1 are exemplary eight successive roll ⁇ scaffolding 4 shown, which, for example, a billet is rolled into wire passes through the rolling stock 6.
  • Each mill stand 4 is a separate drive 8, comprising ei ⁇ nen motor 10 and a gearbox 12 assigned, wherein in the Fi ⁇ gur for clarity, only one drive 8 is hinted tet.
  • the drive is supplied by means of a power converter 14 with a control unit 16, a desired current I.
  • Je ⁇ the roll stand 4 further comprises at least one roller 13, which is driven by the respective drive 8 with a predetermined speed n, which is taken for example from a pass schedule.
  • the rotational speed reduction caused by a load moment M L acting on the drive 8 is reduced by the drive 8 being adjusted by means of the control unit.
  • direction 16 and the power converter 14 is precontrolled with respect to its supplied current I.
  • the load torque M L can be known or estimated, that is, a predictable size. For example, based on models of the rolling mill 2 as well as known sizes of the rolling stock 6 to be rolled, a corresponding expected value of the load torque M L acting on a drive 8 of a rolling stand 4 can be determined. This expectation value is determined over time so that the load moment M L for a particular drive 8 of a roll stand 4 is predicted over time. Depending on the foreseeable load torque M L , the rolling torque precontrol of the drive 8 is then effected by the torque-forming current I supplied to the drive such that a fall in the rotational speed of the drive 8 is compensated. For actuators which drive different from the pre ⁇ zugswishing more than a rolling stand 4, the determined over time engine-related load torque M L reflects the sum of the individual motor-related me rolling moments are.
  • FIG 2 is now by way of example for two rolling stands, each with 4 ⁇ wells associated therewith a drive 8 of the temporal course of impinging thereon load torques M L and the actuators 8 this current I supplied to the corresponding
  • Control variable namely the current setpoint shown over time.
  • Curve 18 represents a sudden change of the load moment M L on the drive 8 of the first stand 4 at time t 2
  • curve 20 represents a jump of the load moment M L on the drive 8 of the second stand 4 at time t7.
  • the ramp for the current setpoint as well as for the current I is so des ⁇ sen that the drive 8 remains in a stable state, which is also reproducible, that is, the increase of the current setpoint and the current I is so slow that the Drive 8 has a defined operating behavior ⁇ . More specifically, the ramp of the current I is such ges ⁇ taltet that achieved by the current increase torque ⁇ increase in the drive 8 for a half before and half after the occurrence of the load torque M L is realized.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten von Walzgut (6) in einem Walzwerk (2) mit mindestens einem einen Antrieb (8) aufweisenden Walzgerüst (4), bei dem zur Reduzierung eines durch ein auf den Antrieb (8) wirkendes vorhersehbares Lastmoment (ML) verursachten Drehzahleinbruches des Antriebs (8) eine Walzmoment-Vorsteuerung des Antriebs (8) durch den dem Antrieb (8) zugeführten momentenbildenden Strom (I) erfolgt.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Bearbeiten von Walzgut in einem Walzwerk Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten von Walzgut in einem Walzwerk mit mindestens einem einen Antrieb auf¬ weisenden Walzgerüst.
Bei der Bearbeitung von Walzgut, z.B. Stahl oder verschiede- nen Metallen in Form von sogenannten Brammen oder Knüppeln durchläuft das Walzgut eine Walzstraße mit einem oder mehre¬ ren Walzgerüsten. Die einzelnen Walzgerüste weisen jeweils einen Antrieb für Walzen auf, mit denen das Walzgut zu Plat¬ ten oder Drähten mit einer gewünschten Geometrie, wie bei- spielsweise Dicke oder Querschnitt gewalzt wird.
Um dies zu erreichen, müssen die Walzen mit Hilfe der Antriebe der einzelnen Walzgerüste auf eine bestimmte Drehzahl ge¬ regelt werden. Dabei ist es auch wichtig, dass während des gesamten Betriebs der Walzstraße auch das vorbestimmte Ver¬ hältnis der Drehzahlen der Walzen der einzelnen Walzgerüste konstant bleibt, da sonst Zug- und Druckbelastungen auf das Walzgut auftreten, die wiederum zu einem ungewünschten Walzergebnis oder sogar zu einem Reißen oder einer Schlingenbil- dung des Walzguts führen können.
Um dies insbesondere bei großen Walzgeschwindigkeiten mechanisch zu gewährleisten, werden beispielsweise einige in einer Langprodukt-Walzstraße befindlichen Walzen in einem mehrge- rüstigen Drahtblock über ein mechanisches Verteilergetriebe starr miteinander gekoppelt und mit einem gemeinsamen Motor angetrieben. Ein großer Nachteil hierbei ist jedoch, dass die Teilanlage aufgrund der festen Drehzahlverhältnisse für wei¬ tere Produkte nicht angepasst werden kann und dass beispiels- weise bei Verschleiß einzelner Walzen der komplette Walzen¬ satz nachgeschliffen werden muss, da es sonst zu den oben genannten Effekten kommen kann. Diese Nachteile können dadurch überwunden werden, dass jedes Walzgerüst einen separaten Antrieb für die Walzen aufweist. Dabei weisen die einzelnen Antriebe jeweils eine separate Drehzahlregelung auf, so dass diese einzeln geregelt werden können.
Eine große Herausforderung einer solchen Antriebslösung stellt jedoch die Drehzahlregelung der Walzen bzw. Antriebe der einzelnen Walzgerüste während der Bearbeitung von Walzgut dar. Dies gilt insbesondere dann, wenn unterschiedliche Last¬ momente auf die einzelnen Walzgerüste wirken, was beispiels¬ weise beim Anstich, d.h. beim Auftreffen des Walzguts auf die Walzen der Fall ist. Bei einem derartigen Einwirken eines Lastmoments auf den Antrieb werden die Walzen abgebremst, was somit zu einem Einbruch der Drehzahl der Walzen bzw. des Antriebs an dem betreffenden Walzgerüst führt. Die Walzen ande¬ rer Walzgerüste hingegen, auf die zum Anstichzeitpunkt kein oder ein abweichendes, z. B. ein kleineres Lastmoment wirkt, weisen eine unveränderte bzw. nur leicht veränderte Drehzahl auf. Dies hat zur Folge, dass die Drehzahlen der einzelnen
Antriebe bzw. Walzen nicht mehr synchron, also nicht mehr in einem vorgegebenen Drehzahlverhältnis zueinander arbeiten. Dies führt zu Fehlern der Materialdicke und kann bei unzuläs¬ siger Zug- oder Druckbelastung zu einem Reißen des Drahtes oder zur Schlingenbildung des Walzgutes zwischen den einzelnen Walzgerüsten führen.
Mit den bisherigen Drehzahlregelungen mit teilweise überlagerten KorrekturaufSchaltungen war zudem auch das Verhalten des Gesamtsystems, also der einzelnen Antriebe bzw. Walzen der Walzgerüste und somit deren Auswirkungen auf das Walzergebnis nicht immer vorhersehbar, so dass die Qualität des Walzguts nicht immer den Anforderungen entsprach. Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Bearbeiten von Walzgut in einem Walzwerk anzugeben, bei dem die oben genannten Nachteile vermieden werden. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Bearbeiten von Walzgut in einem Walzwerk mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Dabei weist ein Walzwerk mindestens ein einen An¬ trieb aufweisendes Walzgerüst auf, bei dem zur Reduzierung eines durch ein auf den Antrieb wirkendes vorhersehbares Lastmoment verursachten Drehzahleinbruches des Antriebs eine Walzmoment-Vorsteuerung des Antriebs durch den dem Antrieb zugeführten momentenbildenden Strom erfolgt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also bei Auftreten eines vorhersehbaren Lastmoments, wie es beispielsweise beim Anstich der Fall ist, der dadurch bedingte Drehzahleinbruch, durch eine Walzmoment-Vorsteuerung des dem Antrieb zugeführten momentenbildenden Stromes reduziert. Zur Vorhersehbarkeit des Lastmoments werden geeignete Parameter wie beispielsweise Walzspaltgeometrie, Lage und Charakteristik von Materialsensoren, Abstand der einzelnen Walzgerüste oder Walzen- und Materialgeschwindigkeiten verwendet, anhand derer ermittelt werden kann, wann das Lastmoment und in welcher Höhe es auf den betreffenden Antrieb wirkt. Die entsprechenden Werte inklusive Höhe des vorhersehbaren Lastmomentes können bei¬ spielsweise mittels eines Modells des Walzwerkes ermittelt werden. In Abhängigkeit dieser Vorhersage kann dann der dem Antrieb zugeführte Strom derart gezielt vorgesteuert werden, dass ein mit dem Auftreten des Lastmoments verbundener Drehzahleinbruch des Antriebs reduziert wird. Somit wird ein kon¬ trollierter Betrieb der Antriebe bzw. der Walzen der einzelnen Walzgerüste und somit auch der gesamten Anlage gewähr¬ leistet. Es kommt damit nicht mehr zu einzelnen Zug- oder Druckbelastungen auf Grund starker Drehzahlschwankungen der einzelnen Antriebe bzw. Walzen unterschiedlicher Walzgerüste. Somit werden Abweichungen in der Dicke reduziert und ein Rei¬ ßen des Walzguts bzw. eine Schlingenbildung weitestgehend vermieden. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn das Walz¬ werk mehrere Walzgerüste mit separaten Antrieben aufweist und jeder Antrieb einzeln vorgesteuert wird. Das vorhersehbare Lastmoment wird durch Auswertung der Ist¬ werte, im besonderen, Drehmoment-, Drehzahl-, und daraus ab¬ geleiteter Beschleunigungsistwerte korrigiert. Damit erfolgt eine dynamische Korrektur bei der Position des Bandkopfes. Durch Beobachtermodelle kann zusätzlich die Höhe des Lastmo¬ ments dynamisch korrigiert werden. Bei sich wiederholenden Vorgängen mit gleichem Material erfolgt durch Auswertung der Abweichung zwischen Vorsteuerwerten für das vorhersehbare Lastmoment und tatsächlichem Lastmoment eine iterative Opti¬ mierung zur Korrektur des AufschaltZeitpunktes sowie eine iterative Korrektur der Höhe des vorhersehbaren Lastmoments.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Vorsteuerung materialbasiert. Dies bedeutet dass auch Materi¬ alparameter wie beispielsweise die Härte oder deren beeinflussende Faktoren wie Temperatur und Materialart zunächst dabei berücksichtigt werden, wie hoch das vorhersehbare Last¬ moment auf den betreffenden Antrieb wirkt, so dass in dessen Abhängigkeit der Antrieb entsprechend vorgesteuert und somit der zugeführte Strom verändert wird.
Wenn zur Vorsteuerung des Antriebs der Strom bei einem auftretenden Lastmoment sprungartig erhöht wird, reagiert das System kurzzeitig auf das Auftreten des Lastmoments. Nachtei¬ lig hierbei ist jedoch, dass bei derartigen sprunghaften Änderungen des zugeführten momentenbildenden Stromes neben den Eigenschaften der Mechanik auch das Verhalten des Stromrichters im jeweiligen Betriebspunkt Einfluss auf das Antwortver¬ halten des Gesamtsystems hat.
Um dies zu vermeiden, wird zur Vorsteuerung des Antriebs der Strom nicht sprunghaft, sondern ansteigend, innerhalb eines Zeitfensters kontinuierlich, insbesondere rampenförmig erhöht. Somit wird auch das entsprechende Drehmoment des An- triebs nur relativ langsam, also rampenförmig geändert. Ab- weichend kann die Rampe auch treppenförmig vorgegeben werden Die Steilheit der Rampe für das Drehmoment ist dabei derart bemessen, dass der Antriebsstrang in einem definierten und jederzeit reproduzierbaren Zustand bleibt. Damit wird das Ge¬ samtsystem besser kontrolliert und es zeigt sich ein stark verbessertes Zeitverhalten der einzelnen Antriebe und insbe¬ sondere des Gesamtsystems. Somit ist eine Reproduzierbarkeit des Verhaltens des Gesamtsystems sichergestellt. Die Begren¬ zung des Anstiegs des Stromes erfolgt mit einer entsprechen¬ den rampenförmigen Erhöhung des Strom-Sollwertes und kann in- direkt über eine Drehmoment- oder auch Drehzahlvorsteuerung erfolgen .
Die Steilheit der Rampe hängt von der Dynamik des Stromrichters ab. Dabei spielen Stromrichtertyp, Betriebspunkt und die Auslegung des Stromrichters, insbesondere die Höhe des einzu¬ prägenden Stromes, die Drehzahl und die Spannungsreserve eine Rolle. Bei einer hohen Reproduzierbarkeit entspricht die Steilheit einem durchschnittlichen Wert, der bei den spezifizierten Betriebspunkten erzielt werden kann. Für eine voll- ständige Reproduzierbarkeit muss die Steilheit der Rampe oder Treppe dabei kleiner als die mögliche maximale Steilheit sein, die der Stromrichter über alle spezifizierten Betriebspunkte zur Verfügung stellen kann. Der Sollwertanstieg übersteigt dann nicht die erzielbare Dynamik des Stromrichters an der Spannungsgrenze bei Motornennspannung und maximaler Leistung. Dies eliminiert Abweichungen des Stromrichterverhaltens in unterschiedlichen Betriebspunkten. Dadurch ist eine äußerst akkurate und vorhersehbare Vorsteuerung bei hohen Ge¬ schwindigkeiten möglich. Der reproduzierbare Betrieb ermög- licht durch Interpolation eine sehr genaue Analyse der Träg¬ heiten zusätzlich eine dynamische Aussage über das auftretende Lastmoment zur dynamischen Korrektur der Materialposition und der Lasthöhe. Um eine Vorsteuerung ohne Drehzahlabweichung vor und nach der Aufschaltung zu erhalten, ist die Rampe derart gestaltet, dass die durch die Stromerhöhung erzielte Drehmomenterhöhung des Antriebs eine symmetrisch wirkende Abweichung verursacht, damit sich die Geschwindigkeitsüberhöhung bis zum Auftreten der Last und die Verzögerung nach Auftreten der Last bis zum vollständigen Aufbau des Drehmomentes aufheben. Bei sprung- förmiger Last und konstanter Rampe wird die Drehmomentauf- Schaltung somit zur einen Hälfte vor und zur anderen Hälfte nach Auftreten des Lastmoments realisiert.
Eine Vorsteuerung ist vor Eintritt des Materials in das Fol¬ gegerüst abgeschlossen, wenn die Anstiegszeit zwischen Auf- treten der Last bis zum kompletten Aufschalten des Drehmoments den Wert von Gerüstabstand geteilt durch Materialge¬ schwindigkeit nicht übersteigt. Bei einer symmetrisch wirken¬ den Abweichung entspricht das der doppelten Zeit, die das Ma¬ terial beim Durchlauf zwischen zwei Gerüsten benötigt.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die Aus führungsbeispiele der Zeichnungen verwiesen. Es zeigen in ei ner schematischen Prinzipskizze:
FIG 1 einen Ausschnitt einer Walzstraße mit aufeinander- folgenden Walzgerüsten und mit einem separaten Antrieb für jedes Walzgerüst,
FIG 2 eine Diagramm, bei dem jeweils auf Antriebe von
Walzgerüsten wirkende Lastmomente sowie der diesen Antrieben zugeführte Strom im zeitlichen Verlauf dargestellt ist,
FIG 3 ein Diagramm, bei dem der entsprechende Drehzahlverlauf der Antriebe bei Einwirkung der in FIG 2 dargestellten Größen im zeitlichen Verlauf dargestellt ist FIG 1 zeigt einen Ausschnitt einer Walzstraße 2 mit aufeinan¬ derfolgenden Walzgerüsten 4 zur Bearbeitung eines Walzgutes 6. In FIG 1 sind beispielhaft acht aufeinanderfolgende Walz¬ gerüste 4 dargestellt, die das Walzgut 6, z.B. ein Knüppel der zu Draht gewalzt wird, durchläuft.
Jedem Walzgerüst 4 ist ein separater Antrieb 8, umfassend ei¬ nen Motor 10 und ein Getriebe 12 zugeordnet, wobei in der Fi¬ gur zur besseren Übersichtlichkeit nur ein Antrieb 8 angedeu- tet ist. Dem Antrieb wird mittels eines Stromrichters 14 mit einer Steuereinheit 16 ein gewünschter Strom I zugeführt. Je¬ des Walzgerüst 4 umfasst weiterhin mindestens eine Walze 13, die von dem jeweiligen Antrieb 8 mit einer vorgegebenen Drehzahl n angetrieben wird, welche beispielsweise aus einem Stichplan entnommen wird.
Trifft nun Walzgut 6 auf die Walze 4 eines Walzgerüstes 13, so wird auf den Antrieb 8 des entsprechenden Walzgerüstes 13 ein Lastmoment ML ausgeübt. Dieses Lastmoment ML führt nun dazu, dass die Drehzahl n des betreffenden Antriebs 8 ein¬ bricht. In Walzwerken 2 gemäß dem Stand der Technik erfolgt dann eine entsprechende Korrektur der Drehzahl n nach oben, so dass nach einer bestimmten Verzögerungszeit der Antrieb 8 des betreffenden Walzgerüstes 4 wieder die gewünschte Dreh- zahl n aufweist. Jedoch ist das Verhalten des Antriebs 8 ins¬ besondere unmittelbar nach dem Auftreten des Lastmoments ML nicht immer reproduzierbar. Aufgrund der daraus entstehenden Drehzahlabweichungen mit verbundenen Zugschwankungen entspricht die Qualität des Walzergebnisses nicht immer den An- forderungen. Mit anderen Worten: Das dynamische Verhalten der Antriebe hängt von dem auftretenden Lastmoment ML und dem Verhalten des Reglers ab. Dieses Verhalten ist jedoch nicht immer exakt genug vorhersehbar und aufgrund der Abhängigkeit vom Betriebspunkt nur bedingt reproduzierbar.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der durch ein auf den Antrieb 8 wirkendes Lastmoment ML verursachte Drehzahleinbru¬ che reduziert, indem der Antrieb 8 mit Hilfe der Steuerein- richtung 16 und dem Stromrichter 14 hinsichtlich seines zugeführten Stromes I vorgesteuert wird.
Um dieses Ziel zu erreichen ist es zunächst erforderlich, dass das Lastmoment ML bekannt bzw. abgeschätzt werden kann, also eine vorhersehbare Größe ist. Beispielsweise anhand von Modellen des Walzwerkes 2 sowie von bekannten Größen des zu walzenden Walzguts 6 kann ein entsprechender Erwartungswert des auf einen Antrieb 8 eines Walzgerüsts 4 wirkenden Lastmo- ments ML ermittelt werden. Dieser Erwartungswert wird dabei über der Zeit ermittelt, so dass das Lastmoment ML für einen bestimmten Antrieb 8 eines Walzgerüsts 4 im zeitlichen Verlauf vorhergesehen wird. In Abhängigkeit des vorhersehbaren Lastmoments ML erfolgt dann die Walzmoment-Vorsteuerung des Antriebs 8 durch den dem Antrieb zugeführten momentenbilden- den Strom I derart, dass ein Drehzahleinbruch des Antriebs 8 kompensiert wird. Für Antriebe, die abweichend von der Vor¬ zugslösung mehr als ein Walzgerüst 4 antreiben, spiegelt das über die Zeit ermittelte motorbezogene Lastmoment ML die Sum- me der einzelnen motorbezogenen Walzmomente dar.
In FIG 2 ist nun exemplarisch für zwei Walzgerüste 4 mit je¬ weils einem diesen zugeordneten Antrieb 8 der zeitliche Verlauf von auf sie auftreffenden Lastmomenten ML sowie der die- sen Antrieben 8 zugeführte Strom I mit der entsprechenden
Steuergröße, nämlich dem Stromsollwert im zeitlichen Verlauf dargestellt. Kurve 18 stellt eine sprungartige Änderung des Lastmoments ML auf den Antrieb 8 des ersten Walzgerüsts 4 zum Zeitpunkt t2 dar, während Kurve 20 einen Sprung des Lastmo- ments ML auf den Antrieb 8 des zweiten Walzgerüsts 4 zum Zeitpunkt t7 repräsentiert.
Um den Drehzahleinbruch des Antriebs 8, welcher durch das auf den Antrieb 8 wirkende Lastmoment ML hervorgerufen wird zu reduzieren, erfolgt eine gezielte Vorsteuerung des Antriebs 8 durch den dem Antrieb zugeführten Strom I mittels der Steuereinheit 16 und dem Stromrichter 14. Dazu wird bereits zum Zeitpunkt to, also vor dem Auftreten des Lastmoments ML der Sollwert für den Strom I rampenförmig erhöht, wie dies in Kurve 22 dargestellt ist. Der Strom I folgt dann mit leichter zeitlicher Verzögerung ab dem Zeitpunkt ti, welcher aber auch noch vor dem Zeitpunkt t2 des Auftretens des Lastmoments ML liegt, wie es in Kurve 24 dargestellt ist. Die Rampe für den Stromsollwert sowie für den Strom I ist dabei derart bemes¬ sen, dass der Antrieb 8 in einem stabilen Zustand bleibt, welcher auch reproduzierbar ist, das heißt, dass der Anstieg des Stromsollwertes und des Stromes I so langsam erfolgt, dass der Antrieb 8 ein definiertes Betriebsverhalten auf¬ weist. Insbesondere ist die Rampe des Stromes I derart ges¬ taltet, dass die durch die Stromerhöhung erzielte Drehmoment¬ erhöhung des Antriebs 8 zur einen Hälfte vor und zur anderen Hälfte nach Auftreten des Lastmoments ML realisiert wird.
Dies bedeutet also, dass die Zeitspanne von ti bis t2 gleich der Zeitspanne von t3 bis t4 entspricht. Beim Erreichen des Zeitpunktes t4 entspricht dann der Betrag des Lastmoments ML dem Betrag des Drehmoments M des Antriebs 8. Nach einer gewissen Zeitdauer trifft beispielsweise beim einfädeln des Walzguts 6 dieses auf das zweite Walzgerüst 4 auf und verursacht dort einen Sprung des Lastmoments ML in einer unterschiedlichen Höhe, wie es in Kurve 20 dargestellt ist. Das entsprechende Lastmoment ML ist wiederum durch bekannte Größen vorhersehbar. Auch hier erfolgt zur Reduzierung eines durch das Lastmoment ML verursachten Drehzahleinbruches des Antriebs 8 eine Vorsteuerung des Antriebs 8 mittels des
Stromsollwerts, welcher zwischen den Zeitpunkten ts und ts rampenförmig erhöht wird, wie es in Kurve 26 dargestellt ist. Auch hier wird nach entsprechender Verzögerungszeit der Strom I gemäß Kurve 28 im Intervall zwischen te und tg derart ram¬ penförmig erhöht, dass der Antrieb 8 in einem stabilen Zustand bleibt und die durch die Stromerhöhung erzielte Drehmo¬ menterhöhung des Antriebs 8 zur einen Hälfte vor und zur an- deren Hälfte nach Auftreten des Lastmoments ML realisiert wird . In FIG 3 ist nun der Drehzahlverlauf der beiden Antriebe 8 an den entsprechenden Walzgerüsten 4 dargestellt. Die untere Kurve 30 zeigt den zeitlichen Verlauf der Drehzahl n des Antriebs 8 des ersten Walzgerüsts 4. Durch die Vorsteuerung des dem Antriebs 8 zugeführten Strom I wird zunächst das Drehmo¬ ment M ab dem Zeitpunkt ti wie oben beschrieben erhöht und somit auch die Drehzahl n gesteigert. Dies geschieht bis zu dem Zeitpunkt t2, an dem das Lastmoment ML auf den Antrieb 8 wirkt, welcher nun einen Drehzahleinbruch unter die gewünsch- te Drehzahl n zur Folge hat. Durch ein weiteres Erhöhen des Stromes I und somit des Drehmoments M zwischen den Zeitpunk¬ ten t2 und t4 wird dann die Drehzahl n auf den gewünschten Wert gebracht. Ein entsprechender Verlauf ist in Kurve 32 für den Antrieb 8 des zweiten Walzgerüsts 4 gezeigt.
Anhand der Kurvenverläufe der Drehzahlen n ist also zu erken¬ nen, dass ein Drehzahleinbruch der Antriebe 8 durch die ent- sprechende Vorsteuerung kompensiert wird. Überlagerte abklin¬ gende Torsionsschwingungen sind zur Vereinfachung nicht dargestellt. Durch die Vorsteuerung des Stromes I und des damit verbundenen vordefinierten Anstieg des Stromes I, hier in Rampenform, wird auch während des dynamischen Betriebs des Antriebs dafür gesorgt, dass dieser stets in einem definier¬ ten und reproduzierbaren Zustand betrieben wird, so dass eine Schlingenbildung oder gar ein Reißen des Walzguts während des Walzvorganges verhindert wird. Somit ist auch das Systemver¬ halten durch die Vorsteuerung besser beeinflussbar, um ein auftretendes Lastmoment ML zu kompensieren.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge- schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bearbeiten von Walzgut (6) in einem Walzwerk (2) mit mindestens einem einen Antrieb (8) aufweisenden Walzgerüst (4), bei dem zur Reduzierung eines durch ein auf den Antrieb (8) wirkendes vorhersehbares Lastmoment (ML) verur¬ sachten Drehzahleinbruches des Antriebs (8) eine Walzmoment- Vorsteuerung des Antriebs (8) durch den dem Antrieb (8) zuge- führten momentenbildenden Strom (I) erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Walzwerk (2) ein Langprodukt- Walzwerk ist und mehrere Walzgerüste (4) mit je¬ weils einem separaten Antrieb (8) für hohe Walzgeschwindig- keiten aufweist und das durch den Walzprozess bedingte Last¬ moment (ML) bei jedem Antrieb (8) einzeln vorgesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Vorsteuerung materialbasiert erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zur Vorsteuerung des Antriebs (8) der Strom (I) sprungartig erhöht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem zur
Vorsteuerung des Antriebs (8) der Strom (I) rampenförmig oder treppenförmig erhöht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Steilheit im Ver- lauf der Rampe durch Reduktion der Dynamik in Abhängigkeit von Stromrichtereigenschaften derart bemessen ist, dass der Antrieb (8) ein hohes oder vollständig reproduzierbares Ver¬ halten bietet.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die Rampe zur Elimination einer verbleibenden Drehzahldifferenz zeitlich derart gestaltet ist, dass die Abweichung zwischen Lastmoment (ML) und der durch die Vorsteuerung erzielten Drehmomenterhöhung des Abtriebs (8) nach dem Auftreten der Last bis zum vollständigen Aufbau des Lastmoments (ML) die Drehzahldiffe¬ renz bis zum Auftreten des Lastmoments (ML) ausgleicht.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem durch Auswertung der auf die Form der Vorsteuerung resultierenden Drehzahloder Drehmomentistwerte das vorhersehbare Lastmoment (ML) korrigiert wird.
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