SE513922C2 - Förfarande och anordning för styrning av svansutträdesdimensioner i ett valsverk - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 513 922 andra principiella förfarandet är genom justering av spän- ningen i det valsade materialet.

När materialet passerar mellan valsparen, finns en spänning eller kompression i längden hos materialet mellan vilka två valspar som helst. Spänningen i det valsade materialet mel- lan vilka två valspar som helst beskrivs härefter såsom en mellanparsspänning. De fysiska dimensionerna hos det valsade materialet kan ändras genom ändring av mellanparsspänningen.

Mellanparsspänningen ändras genom justering av hastigheterna hos valsarna hos ett första valspar i förhållande till has- tigheten hos valsarna hos ett andra valspar.

I praktiken valsas ett ämne åt gången vid halvkontinuerlig varmvalsning. Den första delen av ämnet som inträder i vals- verket är känd som huvudänden. Dimensionsstyrning är i behov av förbättring och i synnerhet när det gäller slutänden hos det valsade materialet, känd som svansänden. När svansänden hos ämnet lämnar det första valsparet hos vilket valspar som helst, reduceras graden. av styrning av det valsade mate- rialet. Dimensionerna i svansänden hos det valsade mate- rialet styrs inte genom förfaranden såsom exempelvis mellan- parsspänningsförfaranden för bakspänning eller konventionell frontspänning. Mängden. valsat material i svansen. hos det valsade materialet representerar emellertid en avsevärd pro- duktmängd i. en produktionskörning av en given stav- eller stångprofil. Ett ytterligare styrförfarande erfordras för den sista delen av det valsade materialet i syfte att redu- cera mängden, undernormalt material som har producerats i varje ämne av valsat material.

SAMANFATTNING AV UPPFINNING Ändamålet med uppfinningen är att styra bredden hos svans- änden av valsat material. Ett ytterligare ändamål med upp- finningen är att förbättra styrningen av bredden hos svans- 10 15 20 25 30 35 513 922 3 änden av det valsade materialet i vilken sektion som helst av valsverket.

Dessa och andra ändamål uppnås i enlighet med uppfinningen genom ett förfarande enligt krav l och beskrivs i denna be- skrivning. Ytterligare utvecklingar av ett styrförfarande enligt uppfinningen är kännetecknande av särdragen hos de ytterligare kraven 2-7.

När svansänden hos ett ämne av valsat material lämnar ett första valspar och förflyttar sig mot ett andra valspar änd- ras mellanparsspänningen i. det valsade nwterialet. Oftast reduceras mellanparsspänningen för svansen. Reduktionen i mellanparsspänningen förorsakar vanligtvis en ökning i bred- den 'vid svansänden. när den, passerar genom nästa valsgap.

Bredden hos materialet i svansänden av det valsade materi- alet, känd såsom svansutträdesbredden styrs ej genom konven- tionella förfaranden. Uppfinningen är ett förfarande för att styra svansutträdesbredden hos svansen hos ett ämne av val- sat material.

Föreliggande uppfinning är ett förfarande för att styra bredden hos svansänden av valsat material i något valspar.

När svansänden närmar sig ett valspar, appliceras en juster- ing, kallad förspänningsjustering, på svansänden hos det valsade materialet när det passerar genom valsparet. För- spänningsjusteringen beräknas för att kompensera för en änd- ring i bredden som annars kunde förväntas när en svansände förflyttar sig genom ett valspar. Värdet hos förspännings- justeringen innehåller också en adaptionsfaktor baserad på mätningar av ett föregående ämne, vilken faktor' anpassar förspänningsjusteringen för att erhålla ett resultat som är extremt nära ett förväntat resultat.

Termen bredd används här efter för att beskriva en diameter- dimension parallell med axeln hos valsarna hos ett valspar. 10 15 20 25 30 515' 922 Bredden av det valsade materialet, vare sig det passerar ge- nom ett vertikalt eller ett horisontellt valspar, kan mätas och jämföras med lagrade värden för bredden. En sådan jäm- förelse görs för att bestämma om det valsade materialet vid en specifik punkt kan sägas underfylla eller överfylla pro- filen. hos skâran. i 'valsarna. hos något specifikt valspar.

Mellanparsspänningen kan därefter justeras för att kompen- sera när bredden hos det valsade materialet har befunnits underfylla eller överfylla skåran vid ett specifikt valspar.

Fördelen hos föreliggande uppfinning är att bredden hos svansänden hos det valsade materialet är närmare dimensions- toleranserna vilket resulterar i en reducerad mängd fördel med föreliggande uppfinning är att justeringar som görs på det undernormalt valsat material. En ytterligare valsade materialet beräknas på mätningar av samma ämne av valsat material, vilket eliminerar variationer såsom temperaturfördelningen mellan ämnen. detta En. ytterligare fördel är att styrförfarande kan användas genom hela valsverket, i grovsektionen, den mellanliggande sektionen liksom finsektionen. Styrning genom valsverket innebär att färre korrektioner erfordras i finsektionen med en valsat fördel är att motsvarande reduktion av mängden undernormalt material per ämne. En ännu ytterligare styrförfarandet kan anpassas på ett enkelt sätt och till låga kapitalkostnader till ett existerande valsverk eftersom mät- och fördel styrförfarandet är att genom styrning av dimensionerna genom förfarandet endast erfordrar ytterligare styrutrustning. Ännu en ytterligare med valsverket blir det valsade materialet mer konsistent i sina dimensioner, vilket leder till reducerad förslitning och olinjäriteter hos valsarna och styrskenorna. 10 15 20 25 30 35 513 922 5 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning ska nu beskrivas mer i detalj i sam- band med de bifogade ritningarna.

Fig 1 visar schematiskt svansänden hos valsat material innan detta passerar genom ett första valspar i enlighet med uppfinningen.

Fig 2 visar schematiskt svansänden hos valsat material efter det att det har lämnat ett första valspar enligt uppfinningen BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Ett styrförfarande för att styra dimensionerna hos svans- änden av valsat material enligt uppfinningen utnyttjar kon- tinuerliga mätningar av positionen och dimensionerna hos det valsade materialet.

Ett valsverk är utrustat med mätmedel för kontinuerlig mät- ning och lagring av horisontella och vertikala dimensioner hos det valsade materialet, bredden, före och efter ett för- sta valspar och andra valspar hos vilka par som helst av valsparen. Härefter refereras till valspar 1 och valspar 2, med ett tredje nedströms valspar som refereras till såsom valspar 3. Hastigheten hos varje valspar styrs oberoende via ett kaskadsystem. Valsparsmotorerna är också inrättade med medel för mätning av motorströmmen i varje valspar, vilket utnyttjas för att detektera när en svans av valsat material lämnar valsgapet hos ett valspar. Detta är möjligt eftersom motorströmmen ändras när belastningen i valsparet ändras på grund av utträdet av svansen av det valsade materialet.

Medel är också inrättade för lagring av dimensionsvärden hos det valsade materialet uppmätta vid varje par av valspar, och med minnesmedel för lagring av dimensionsvärden av ett 10 15 20 25 30 35 513 922 föregående ämne av' valsat material. Medel är inrättade i styrenheterna hos styrsystemet för jämförelse av värden, be- räkning av 'värden och signalering, exempelvis till styr- utrustning för motorhastigheten hos valspar.

Det är konventionell praxis vid utformning av ett valsverk att specificera beräknade värden för de förväntade dimen- sionerna hos ett valsat material före och efter varje vals- par i valsverket. Dessa värden refereras härefter till såsom tabellvärden. utförs i En förspänningsjustering för svansutträdet, TOA, ett valspar och den mäts och beräknas på följande sätt.

Med hänvisning till Fig 1 förflyttar sig det valsade materi- alet nedströms från vänster till höger i riktningen av pilen som markeras med D. En svansutträdesjustering för ett vals- par X, fflyg uppnås genom ändring av spänningen mellan två valspar genom att kontrollera hastigheten hos valsparen.

Svansutträdesbredden TW hos ett valsat material mäts vid en sensor S innan det lämnar ett valspar såsom Twïfl och efter att det lämnar' valsparet såsom TWQSU De uppmätta. värdena lagras i minnet och utnyttjas för beräkningar av en anpass- ning av svansutträdesbredden.

En förspänningsjustering för svansutträdet för varje valspar X, Ttwx beräknas för varje ämne av valsat material med an- vändande av flwä = Adaption*TW1u där Adaption är skillnaden mellan den förutbestämda svans- utträdesbredden och den aktuella svansutträdes- bredden uppmätt efter valspar X på föregående äm- nen TWIM är svansutträdesbredden före valspar X för före- liggande ämne. 10 15 20 25 30 35 513 922 7 Värdet för Adaption är skillnaden mellan svansutträdes- bredden som förväntas efter valspar X följande en justering, och bredden såsom uppmätt. Genom en anpassning av juster- ingen i enlighet med skillnaden i det förbestämda och aktu- ella resultatet för ett givet valspar, åstadkommer juster- ingen det förväntade resultatet nästan exakt för efter- följande ämnen av valsat material.

För det första ämnet av valsat material, eller det första ämnet som följer en valsgapsändring vid ett valspar, beräk- nas en förspänningsjustering för svansutträdet med använd- ning av Tïßw = K*I%Usx där K är areareduceringsförhållandet för valspar X från tabellen, eller ett substitutvärde Twïä är svansutträdesbredden före valsparet X för det föreliggande ämnet.

Värdet K som utnyttjas för det första ämnet av valsat mate- rial. motsvarar-'väsentligen..Adapations-värdet scmx utnyttjas för varje ämne utom det första. Ett beräknat värde utnyttjas eftersom det inte finns något föregående ämne att placera ett aktuellt Adaption på.

I en ytterligare utveckling av det beskrivna förfarandet är Adaptions-värdet ett medelvärde av ett antal ämnen, varvid ett lämpligt antal är större än 2 och mindre än 20, exempel- vis 5 ämnen.

Mätningar av höjden och bredden hos det valsade materialet mellan ett par av valspar för att mäta svansutträdesbredden utförs företrädesvis med användande av U-mätinstrument till- verkade av ABB Industrial Products AB. U-mätinstrumenten tillhandahåller mätningar av diametrarna hos en stång med en elektroinduktiv metod av direkt mätning. Inom uppfinningens rann är det också. möjligt att utnyttja alternativa. mätan- 515 922 8 ordningar för att mäta diametrarna hos det valsade materi- alet, exempelvis optisk utrustning såsom lasrar eller kame- ror, röntgenutrustning eller kombinationer av optiska meto- der och mekaniska avkännare.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 513 922 9 PATENTKRAV

1. Förfarande för att styra ett valsverk som innefattar ett flertal valspar inrättade med mätmedel för kontinuerlig be- stämning av bredden hos det valsade materialet efter ett el- ler flera valspar, inrättade med medel för oberoende styr- ning av hastigheten hos valsarna hos varje valspar, inrät- tade med medel för detektering av motorströmmen i varje valspar, inrättade med medel för lagring av breddvärden upp- mätta vid varje valspar, och med minnesmedel för lagring av breddvärdena hos det föregående ämnet av valsat material, kännetecknat för det första valsparet av stegen: - änden hos en svans av valsat material hos ett ämne detek- teras när den närmar sig valsgapet hos ett första valspar, - bredden hos det valsade materialet TW1ü.nëts och lagras när svansen närmar sig ett första valspar, - en förspänningsjustering för svansutträdet för ett första Ttww = Adaption * Ifiügx där Adaption är ett värde beräknat på ett föregående ämne eller ett substitutvärde valspar beräknas med användande av Twlst är svansbredden uppmätt före inträdet i ett första valspar för föreliggande ämne, - en förspänningsjustering för svansutträdet av mycket kort varaktighet med ett värde som ges av IDA* appliceras på det första valsparet med hjälp av en frontspänningsjustering i vilken hastigheten hos ett första valspar i förhållande till ett andra nedströms valspar justeras medan änden hos svans- änden hos ämnet av valsat material förflyttar sig genom det första valsparet, - bredden hos svansen av valsat material TW2“ mäts efter det att den har lämnat det första valsparet, - ett nytt värde för Adaption beräknas från differensen mel- lan svansutträdesbredden som förväntas efter ett valspar som följer en justering ítmm, och svansutträdesbredden TW2“ så- som 'uppmätt, och..Adaption lagras för användande i beräk- ningen av TQA(ovan. 10 15 20 25 30 35 513 922 10

2. Förfarande för att styra ett valsverk enligt krav l, kânnetecknat för det första ämnet av valsat material som har producerats eller det första ämnet av valsat material som följer en ändring i valsgap hos ett första valspar av ste- gen: - en förbestämd bredd efter det första valsparet beräknas med användande av Iïflg = K*TW1fi - där - K är area reduktionsförhållandet för valspar X fràn ta- bellen eller ett substitutvärde, - flïgx är svansbredden uppmätt före inträde i ett första valspar för föreliggande ämne.

3. Förfarande för att styra ett valsverk enligt krav 1 kännetecknat av att mätningar gjorda vid ett första valspar kan kombineras med mätningar gjorda vid ett eller flera ned- ströms valspar i syfte att beräkna en justering av front- spänningen vid antingen det första valsparet, ett andra valspar och så vidare eller vid varje valspar för vilken en justering beräknas.

4. Förfarande för att styra ett valsverk enligt krav 1-3, kännetecknat av att ett medelvärde för Adaption beräknas från Adaptions-värden hos fler än 2 och mindre än 20 föregå- ende ämnen.

5. En anordning för utförande av förfarandet enligt krav 1-4, bredden. hos det valsade Inaterialet efter ett eller flera innefattande mätmedel för kontinuerlig bestämning av valspar, medel för oberoende styrning av hastigheten. hos valsarna hos varje valspar, medel för avkänning av motor- strömmen i varje valspar, minnesmedel för lagring av bredd- värden uppmätta efter varje valspar, minnesmedel för lagring av breddvärden hos ett föregående ämne av valsat material efter varje valspar, en eller flera styrenheter och medel 10 15 20 25 30 35 513 922 11 för att signalera mellan styrenheterna och de oberoende motorhastighetsstyrorganen, kännetecknat av att nämnda medel för avkänning av motorströmmen är anpassat till att detek- tera närmandet av en svans före ett första valspar, nämnda mätmedel är inrättade att mäta bredden hos svansen innan svansen inträder i det första valsparet, nämnda styrenheter innefattar beräkningsmedel för att beräkna en förspännings- justering av svansutträdet IT35 med användande av flwk = Adaption*TWl“ där Adaption är ett värde beräknat på ett föregående ämne eller ett substitutvärde, IWIQ är en svansbredd innan den lämnar ett första valspar för föreliggande ämne, och nämnda styrenhet innefattar signalmedel för att generera en signal baserad på den ovan nämnda förspänningsjusteringen av svansutträdet och signalmedel för att sända signalen till nämnda oberoende motorhastighetsstyrorgan, varvid nämnda oberoende motor- hastighetsstyrorgan, vilka är inrättade att utföra den ovan nämnda förspänningsjusteringen av svansutträdet vid det för- sta valsparet, nämnda mätmedel är inrättade att mäta bredden hos svansen efter det att styrenheten innefattar andra beräkningsmedel för bearbetning svansen lämnar det första valsparet, varvid av bredden uppmätt efter det att den har lämnat det första TW2fi skillnaden mellan den förväntade svansutträdesbredden efter valsparet, och. beräkning av ett nytt Adaption från förspänningsjusteringen av svansutträdet Itflh och bredden som har uppmäts efter det att den lämnar det första vals- TW2sU medel för att lagra det nya värdet för Adaption för använ- paret, varvid nämnda kontrollenhet innefattar minnes- dande vid beräkningen av IDA* för nästa ämne av valsat mate- rial.

6. Anordning för att utföra förfarandet enligt kraven 1-4, innefattande registreringsmedel för att registrera mätningar 10 15 513 922 12 bred- den hos svansen hos det valsade materialet vid ett valspar, av bredden av det valsade materialet vid ett valspar, medel för registrering av temperaturer, valshastigheter, valsgap och andra processparametrar, hàrdvaru- och mjukvaru- medel för lagring av mätningarna i en databas, hàrdvaru- och mjukvarumedel för âtervinnande av mätningarna, mjukvarumedel för anpassning av tabellvärden enligt beräkningarna baserade på mätningarna, kännetecknad av att hàrdvaru- och mjukvaru- medlen för âtervinnande av mätningarna innefattar medel för uppdatering av tabellvärden med mätningar av bredden och me- del för att återvinna mätningarna för användande i en sepa- rat databas för beräkning och justering av tabellvärden och andra. prOCêSSparamet rar .

7. Användning av en anordning enligt kraven 5 och 6 i ett valsverk för att styra bredden av en svans av valsat mate- rial i ett valspar i någon sektion hos ett valsverk.