WO1988009702A1 - Process and device for rolling metal strip - Google Patents

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WO1988009702A1
WO1988009702A1 PCT/CH1988/000087 CH8800087W WO8809702A1 WO 1988009702 A1 WO1988009702 A1 WO 1988009702A1 CH 8800087 W CH8800087 W CH 8800087W WO 8809702 A1 WO8809702 A1 WO 8809702A1
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WO
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temperature
width
measuring
over
measuring roller
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PCT/CH1988/000087
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Inventor
Alan O. Griffin
Alfred Christ
Original Assignee
Sulzer-Escher Wyss Ag
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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
    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/30—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control
    • B21B37/36—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control by radial displacement of the roll sleeve on a stationary roll beam by means of hydraulic supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
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    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/30—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control
    • B21B37/32—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control by cooling, heating or lubricating the rolls

Definitions

  • the invention relates to a method for rolling metal strips, in which the strip rolled between two work rolls is guided over a measuring roller segmented across the width, which is determined by the force exerted by the strip on the individual measuring roller segments, and across the width of the Measured roller forces are fed to an evaluation device which controls the working parameters of the working rollers in such a way that the rolled metal web has a predetermined shape and / or a predetermined tension state over the web width, and an apparatus for carrying out the method.
  • State of the art State of the art
  • Such methods and devices are known for example from GB-A-1 160 112.
  • the aim of these is to obtain a certain desired shape of the metal strip produced.
  • This is understood to mean a specific thickness profile across the web width, for example a uniform thickness across the width, possibly with certain deviations at the edges, and also a flatness of the strip after rolling, with disturbing corrugations and distortions of the metal strip after Rolls should be avoided and switched off if possible.
  • this is achieved in that the forces or tensions determined by the individual segments of the measuring roll are fed to the evaluation device, which control certain parameters of the work rolls, for example the pressing force, the deflection of the work rolls, the axis crossing, or the setting of a certain temperature distribution across the width, for example by means of cooling elements.
  • certain parameters of the work rolls for example the pressing force, the deflection of the work rolls, the axis crossing, or the setting of a certain temperature distribution across the width, for example by means of cooling elements.
  • the object of the invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages of the prior art and, in particular, to provide a method and a device with which a desired shape of a rolled metal strip can be achieved with greater accuracy and also longer after processing , especially after temperature compensation.
  • this object is achieved in that, simultaneously with the measurement of the force exerted on the measuring roller segments, the temperature is measured across the width, that the measured temperature values are likewise fed to the evaluation device, that the evaluation device together with these temperature values Evaluates force values and that the evaluated signals are forwarded to suitable actuators for controlling the pressing force of the work and / or support rolls over the width and optionally also the temperature over the width.
  • the temperature can advantageously be measured in a contact-free manner on the metal web itself at various measuring points distributed over the web width, for example at the points at which the metal web rests on the measuring roller segments, or else on the measuring roller segments themselves, which are the respective ones Temperature at the corresponding point on the metal track.
  • a particularly fine control of the working parameters and a particularly good adherence to a desired shape of the rolling stock can be achieved in that at least one of the work or support rolls is designed as a deflection setting roll, in which several hydraulic support elements are provided distributed over the roll width are, the contact pressure and possibly also the temperature can be controlled individually and separately by the evaluation device.
  • 1 is a measuring roller segment in section perpendicular to the axis
  • Fig. 4 is a circuit diagram for the control of the work roll parameters. Ways of Carrying Out the Invention
  • the segment consists of a rotor 1 designed as a hollow cylinder, which is mounted on a core 2 by means of a gas bearing 3 and is rotatable about the core. The pressure changed in the gas bearing 3 by the metal track 4 guided over the segment is measured in a known manner and the measurement signal is fed to an evaluation device which is also known.
  • the pressure in the gas bearings is measured independently of one another, and the individual pressure values are fed separately to the evaluation device.
  • Fig. 1 and Fig. 2 illustrated examples on a common support 5 for each of the segments 1 1, 12, 1, 1 ... each have a temperature sensor 6, 6, 6, 6 3, 64 attached. These temperature sensors 6 are aimed to measure the temperature of the surface of the rotors 1 of the individual measuring roller segments without contact. It is assumed that the rotors 1 of the individual segments at least approximately assume the temperature of the metal strip 4 at the location of the corresponding segments, so that the measured temperatures represent a measure of the temperature distribution of the metal strip 4 across the width of the measuring roller.
  • the design of the temperature sensors 6 can in principle correspond to any known design which is suitable for measuring the temperature of a moving surface, with a non-contact measurement being preferred.
  • thermocouple 9 is surrounded on the sides by a protective shield 10 placed on the base plate 7, which protects and shields the thermocouple from damage and unwanted air currents.
  • a certain practical distance A of the thermocouple and the protective shield from the surface of the rotor 1 can be set by means of an adjusting screw 11.
  • the base plate 7 is expediently designed to be thermally insulating. det, or thermal insulation is provided between the support 5 and the base plate 7.
  • the recess 8 is also used for routing the cables to guide the connections of the individual thermocouples 10 along the support 5 in the axial direction to a connection 12 at the end of the measuring roller.
  • the temperature sensors can, as shown in FIG. 3, be attached at different locations.
  • the temperature sensor 6 is attached to the lower part of the rotor 1 of the measuring roller, as in the examples described above. As a rule, the temperature at this point is sufficiently in agreement with the actually interesting temperature of the metal sheet 4.
  • the temperature sensor 6 is provided on the other side of the metal web 4 opposite the support point on the measuring roller 1.
  • example c) shows a temperature measuring roller 6 *, via which the metal web 4 is guided to the measuring roller 1 and which measures the metal web temperature distribution in direct contact, and forwards the measuring signals, possibly via built-in preamplifiers and slip rings.
  • the non-contact temperature sensor 6 lies in front of the measuring roller 1.
  • 4 shows an example of a suitable circuit diagram for evaluating the measurement signals of the measuring roller segments and the temperature sensors. In the example shown, the pressure measuring signals from three measuring roller
  • a visual display device 15 is connected to the processor 14, which displays the force distribution and temperature distribution directly across the width of the metal web, and on the other hand a control device 16, which e.g. the actuators 19 in or on the work or support rollers 17, 18 are supplied with control signals for the pressing pressure and the cooling intensity.
  • the temperature control elements can be formed as cooling elements 20, for example liquid spray nozzles, which are separate from the pressing elements 19 and distributed over the width and act on at least one of the work rolls 18 and whose cooling intensity can be controlled individually or in groups across the width.
  • One of the two work or support rollers 17 or both is advantageously designed as a deflection adjustment roller, for example as described in US Pat. No. 3,802,044 or US Pat. No. 3,885,283, or as another known deflection adjustment roller.
  • Such rollers are provided with a plurality of support elements 19 distributed over the roller width, the pressing force of which can be adjusted individually and independently of one another. By individually controlling these support elements 19 by the control device 16, the pressing force in the individual zones of the rolled metal web 4 can thus be individually controlled.
  • zone-by-zone temperature control over the web width can also be achieved by individual cooling or heating of the pressure medium supplies of the individual support elements.
  • the support elements work simultaneously, but separately, both as pressing elements and as cooling elements when the pressure and the temperature of the pressure medium are controlled zone by zone.
  • two parameters can be simultaneously controlled individually over the width, namely the pressing force and the temperature.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

To prevent undulation and distortion of rolled, wound and subsequently unwound metal strip, the metal strip (4) is fed, after rolling, through a segmented measuring roll (1) and the forces exerted by the strip on the segments in order to control the roll parameters, in particular for separate control of the compressive forces of the working rolls across their width, are evaluated. Simultaneously, the temperature across the width of the run is determined, and allowance for the temperature determined by the evaluation device is incorporated in a correction signal for controlling the roll parameters, in particular the distribution of the compressive force and cooling intensity across the width.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Walzen von MetallbändernMethod and device for rolling metal strips
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen von Metallbändern, bei welchem das zwischen zwei Arbeits¬ walzen gewalzte Band über eine über die Breite segmen- tierte Messwalze geführt wird, die vom Band auf die einzelnen Messwalzensegmente ausgeübte Kraft bestimmt wird, und die über die Breite der Messwalze ermittelten Kräfte einer Auswerteeinrichtung zugeleitet werden, welche die Arbeitsparameter der Arbeitswalzen derart steuert, dass die gewalzte Metallbahn über die Bahn¬ breite eine vorgegebene Form und/oder einen vorgegebe¬ nen Spannungszustand aufweist, sowie eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens. Stand der TechnikThe invention relates to a method for rolling metal strips, in which the strip rolled between two work rolls is guided over a measuring roller segmented across the width, which is determined by the force exerted by the strip on the individual measuring roller segments, and across the width of the Measured roller forces are fed to an evaluation device which controls the working parameters of the working rollers in such a way that the rolled metal web has a predetermined shape and / or a predetermined tension state over the web width, and an apparatus for carrying out the method. State of the art
Solche Verfahren und Vorrichtungen sind beispielsweise aus GB-A-1 160 112 bekannt. Bei diesen wird angestrebt, eine bestimmte gewünschte Form des erzeugten Metallban¬ des zu erhalten. Darunter wird ein bestimmtes Dicken¬ profil über die Bahnbreite verstanden, beispielsweise eine gleich ässige Dicke über die Breite, gebenenfalls mit gewissen Abweichungen an den Rändern, sowie ausser- dem eine Planheit des Bandes nach dem Walzen, wobei störende Wellungen und Verziehungen des Metallbandes nach dem Walzen möglichst vermieden und ausgeschaltet werden sollen. Dies wird nach GB-A-1 160 112 dadurch erreicht, dass die von den einzelnen Segmenten der Messwalze ermittelten Kräfte oder Spannungen der Auswerteeinrichtung zugeführt werden, welche bestimmte Parameter der Arbeitswalzen steuern, beispielsweise die Presskraft, die Durchbiegung der Arbeitswalzen, die Achsenkreuzung, oder die Einstellung einer bestimmten Temperaturverteilung über die Breite, beispielsweise mittels Kühlelementen.Such methods and devices are known for example from GB-A-1 160 112. The aim of these is to obtain a certain desired shape of the metal strip produced. This is understood to mean a specific thickness profile across the web width, for example a uniform thickness across the width, possibly with certain deviations at the edges, and also a flatness of the strip after rolling, with disturbing corrugations and distortions of the metal strip after Rolls should be avoided and switched off if possible. According to GB-A-1 160 112, this is achieved in that the forces or tensions determined by the individual segments of the measuring roll are fed to the evaluation device, which control certain parameters of the work rolls, for example the pressing force, the deflection of the work rolls, the axis crossing, or the setting of a certain temperature distribution across the width, for example by means of cooling elements.
Auf diese Weise liess sich zwar eine bestimmte Form des gewalzten Metallbandes über die Bahnbreite unmittelbar nach dem Walzen erreichen. Wenn das gewalzte Band auf¬ gewickelt und später wieder abgewickelt wurde, zeigte sich jedoch, dass das abgewickelte Band in vielen Fällen keine flache Oberfläche mehr aufwies, sondern wiederum gewellt und verbogen war. Ausserdem zeigte sich, dass die Steuerung der Form des gewalzten Bandes über die Breite mit den vorbekannten Verfahren und Vor¬ richtungen nicht fein genug war. Als Hauptursache dieser Phänomene wird die Ungleichför- migkeit des Temperaturprofiles über die Bandbreite beim Walzen angesehen. Daraus ergeben sich auch ungleichmäs- sige Längsdehnungen. Beim Aufwickeln auf die Spule kann das Band dabei durchaus.plan, d.h. nichtwellig sein. Hingegen führt dies dann beim Wiederabwickeln des Ban¬ des in temperaturmässig ausgeglichenem Zustand zu tem¬ peraturinduzierten Spannungen, welche eine Wellung und Verzerrung des Bandes zur Folge haben.In this way, a certain shape of the rolled metal strip could be achieved across the web width immediately after rolling. When the rolled strip was wound up and later unwound again, however, it turned out that in many cases the unwound strip no longer had a flat surface, but was again corrugated and bent. In addition, it was found that the control of the shape of the rolled strip over the width was not sufficiently fine with the previously known methods and devices. The main cause of these phenomena is considered to be the non-uniformity of the temperature profile across the strip width during rolling. This also results in uneven longitudinal strains. When winding onto the spool, the tape can be quite flat, ie non-corrugated. On the other hand, when the tape is unwound again in the temperature-balanced state, this leads to temperature-induced tensions, which result in a corrugation and distortion of the tape.
Aus GB-A-2 051 641 ist es zwar bekannt, beim Walzen von Metallbändern die Spannung über die Bahnbreite mit ei¬ nem "Stressometer" zu messen und durch die Messwerte mittels Sprühdüsen die Temperatur über die Breite indi- viduell zu steuern und die Planheit der gewalzten Metallbahn zu verbessern. Da jedoch nur eine pauschale Presskrafteinstellung der gesamten Arbeitswalzen, gegebenenfalls-"zusätzlich eine Biegung der Arbeitswal¬ zen vorgesehen ist, kann damit keine gewünschte indivi- duelle Form des gewalzten Metallbandes über die Breite erreicht werden.From GB-A-2 051 641 it is known to measure the tension across the web width with a "stressometer" when rolling metal strips and to individually control the temperature across the width and the flatness by means of the measured values by means of spray nozzles to improve the rolled metal sheet. However, since only a flat pressing force adjustment of the entire work rolls gegebenenfalls- "is provided in addition zen bending of the Arbeitswal¬ to allow the rolled metal strip to be achieved across the width of any desired indi- vidual form.
Aus JP-A-57/156 822 ist es bekannt, die Temperaturver¬ teilung einer gewalzten Bahn mittels eines quer zur Bahn bewegten Temperatursensors zu messen und damit individuell über die Bahnbreite die Metallbahn und die Arbeitswalzen mit entsprechenden Kühldüsen zu kühlen. Auch hier ist keine individuelle Presskraftsteuerung über die Bahnbreite vorgesehen und somit auch keine gewünschte Form über die Breite erreichbar. Darstellung der ErfindungFrom JP-A-57/156 822 it is known to measure the temperature distribution of a rolled web by means of a temperature sensor moved transversely to the web and thus to individually cool the metal web and the work rolls with corresponding cooling nozzles over the web width. Here, too, no individual pressing force control is provided across the web width and therefore no desired shape can be achieved across the width. Presentation of the invention
Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die vorstehend angegebenen Nachteile des Standes der Technik zu besei- tigen und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrich¬ tung zu schaffen, mit denen eine gewünschte Form eines gewalzten Metallbandes mit grösserer Genauigkeit erreicht und auch längere Zeit nach der Verarbeitung, insbesondere nach dem Temperaturausgleich aufrechter- halten werden kann.The object of the invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages of the prior art and, in particular, to provide a method and a device with which a desired shape of a rolled metal strip can be achieved with greater accuracy and also longer after processing , especially after temperature compensation.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass gleichzeitig mit der Messung der auf die Messwal¬ zensegmente ausgeübten Kraft die Temperatur über die Breite gemessen wird, dass die gemessenen Temperatur¬ werte ebenfalls der Auswerteeinrichtung zugeleitet wer¬ den, dass die Auswerteeinrichtung diese Temperaturwerte zusammen mit den Kraftwerten auswertet, und dass die ausgewerteten Signale an geeignete Stellglieder zur Steuerung der Presskraft der Arbeits- oder/und Stütz¬ walzen über die Breite und wahlweise auch der Tempera¬ tur über die Breite weitergeleitet werden.According to the invention, this object is achieved in that, simultaneously with the measurement of the force exerted on the measuring roller segments, the temperature is measured across the width, that the measured temperature values are likewise fed to the evaluation device, that the evaluation device together with these temperature values Evaluates force values and that the evaluated signals are forwarded to suitable actuators for controlling the pressing force of the work and / or support rolls over the width and optionally also the temperature over the width.
Die Temperatur kann dabei vorteilhafterweise berüh- rungsfrei an der Metallbahn selbst an verschiedenen Messpunkten über die Bahnbreite verteilt gemessen wer¬ den, beispielsweise an den Stellen, an welchen die Metallbahn auf den Messwalzensegmenten aufliegt, oder aber an den Messwalzensegmenten selbst, welche die je- weilige Temperatur an der entsprechen Stelle der Metallbahn angenommen haben. Eine besonders feine Steuerung der Arbeistparameter und eine besonders gute Einhaltung einer gewünschten Form des Walzgutes kann dadurch erreicht werden, dass wenig¬ stens eine der Arbeits- oder Stützwalzen als Durchbie- gungseinstellwalze ausgebildet wird, bei welcher über die Walzenbreite verteilt mehrere hydraulische Stütz¬ elemente vorgesehen sind, deren Anpressdruck und gegebenenfalls auch deren Temperatur von der Auswerteeinrichtung individuell und getrennt voneinan- der gesteuert werden können.The temperature can advantageously be measured in a contact-free manner on the metal web itself at various measuring points distributed over the web width, for example at the points at which the metal web rests on the measuring roller segments, or else on the measuring roller segments themselves, which are the respective ones Temperature at the corresponding point on the metal track. A particularly fine control of the working parameters and a particularly good adherence to a desired shape of the rolling stock can be achieved in that at least one of the work or support rolls is designed as a deflection setting roll, in which several hydraulic support elements are provided distributed over the roll width are, the contact pressure and possibly also the temperature can be controlled individually and separately by the evaluation device.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird anhand der in den Figuren darge- stellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: ~ The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the figures. It shows: ~
Fig. 1 ein Messwalzensegment im Schnitt senkrecht zur Achse,1 is a measuring roller segment in section perpendicular to the axis,
Fig. 2 mehrere Segmente einer Messwalze im Axial¬ schnitt,2 several segments of a measuring roller in axial section,
Fig. 3 vier verschiedene Anordnungen von Temperatur- fühlern an der gewalzten Bahn, bzw. Messwalze, und3 shows four different arrangements of temperature sensors on the rolled web or measuring roller, and
Fig. 4 ein Schaltschema für die Steuerung der Arbeitswalzenparameter. Wege zur Ausführung der ErfindungFig. 4 is a circuit diagram for the control of the work roll parameters. Ways of Carrying Out the Invention
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Segment einer Messwalze, wie sie beispielsweise in einer in GB-A- 1 160 112 beschrieben Walzvorrichtung, oder in bekann¬ ten Weiterentwicklungen derselben verwendet werden kann. Auf die in dem genannten Patent der British Alu¬ minium Co. , Ltd. und weiteren Publikationen offenbarte Konstruktion und Betriebsweise wird hiermit ausdrück- lieh Bezug genommen. Das Segment besteht aus einem als Hohlzylinder ausgebildeten Rotor 1, welcher _ auf einem Kern 2 mittels eines Gaslagers 3 gelagert und um den Kern rotierbar ist. Der durch die über das Segment ge¬ führte Metallbahn 4 im Gaslager 3 veränderte Druck wird in bekannter Weise gemessen und das MessSignal einer ebenfalls bekannten Auswerteeinrichtung zugeleitet.1 shows a section through a segment of a measuring roller, as can be used, for example, in a rolling device described in GB-A-1 160 112, or in known further developments thereof. In the patent of the British Aluminum Co., Ltd. mentioned in the and the construction and mode of operation disclosed in other publications are hereby expressly referred to. The segment consists of a rotor 1 designed as a hollow cylinder, which is mounted on a core 2 by means of a gas bearing 3 and is rotatable about the core. The pressure changed in the gas bearing 3 by the metal track 4 guided over the segment is measured in a known manner and the measurement signal is fed to an evaluation device which is also known.
In Fig. 2 ist im Axialschnitt ein Teil einer Messwalze' dargestellt, bei welcher eine Anzahl von Segmenten 1 ,2 shows in axial section part of a measuring roller ' in which a number of segments 1,
*5 "3 Λ 1 , 1 , 1 ... unabhängig voneinander um den gemeinsamen Kern 2 drehbar sind. In jedem der Segmente 1 1, 12, 13,* 5 "3 Λ 1, 1, 1 ... can be rotated independently of one another about the common core 2. In each of the segments 1 1, 12, 13,
4 1 ... wird der Druck in den Gaslagern unabhängig vonei¬ nander gemessen, und die einzelnen Druckwerte werden getrennt voneinander der Auswerteeinrichtung zugelei- tet.4 1 ... the pressure in the gas bearings is measured independently of one another, and the individual pressure values are fed separately to the evaluation device.
Unterhalb der eigentlichen Messwalze ist in den inBelow the actual measuring roller is in the
Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Beispielen auf einem gemeinsamen Support 5 für jedes der Segmente 1 1, 12, l , 1 ... jeweils ein Temperaturfühler 6, bzw. 6 , 6 , 6 3, 64 angebracht. Diese Temperaturfühler 6 sind einge- richtet, die Temperatur der Oberfläche der Rotoren 1 der einzelnen Messwalzensegmente berührungsfrei zu mes¬ sen. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Rotoren 1 der einzelnen Segmente wenigstens näherungsweise die Temperatur des Metallbandes 4 am Ort der entsprechenden Segmente annehmen, so dass die gemessenen Temperaturen ein Mass für die Temperaturverteilung des Metallbandes 4 über die Breite der Messwalze repräsentieren.Fig. 1 and Fig. 2 illustrated examples on a common support 5 for each of the segments 1 1, 12, 1, 1 ... each have a temperature sensor 6, 6, 6, 6 3, 64 attached. These temperature sensors 6 are aimed to measure the temperature of the surface of the rotors 1 of the individual measuring roller segments without contact. It is assumed that the rotors 1 of the individual segments at least approximately assume the temperature of the metal strip 4 at the location of the corresponding segments, so that the measured temperatures represent a measure of the temperature distribution of the metal strip 4 across the width of the measuring roller.
Die Konstruktion der Temperaturfühler 6 kann zwar im Prinzip einer beliebigen bekannten Ausführung entspre¬ chen, welche geeignet ist die Temperatur einer bewegten Oberfläche zu messen, wobei eine berührungsfreie Mes¬ sung zu bevorzugen ist.The design of the temperature sensors 6 can in principle correspond to any known design which is suitable for measuring the temperature of a moving surface, with a non-contact measurement being preferred.
In Fig. 1 ist eine besonders geeignete Ausführung eines Temperaturfühlers 6 dargestellt. Dieser besteht aus einer auf dem Support 5 angeschraubten Grundplatte 7 mit zentraler Aussparung 8, welche in Achsenrichtung offen ist. In der Mitte trägt diese Grundplatte 7 als Temperatursensor ein einsteckbares Element 9, welches beispielsweise für eine Temperaturmessung im Bereich von 0° bis 250 C geeignet ist, z.B. ein Thermoelement, oder ein Wärmestrahlungs-Sensor. Dieses Thermoelement 9 ist an den Seiten von einem auf die Grundplatte 7 auf- gesetzten Schutzschild 10 umgeben, der das Thermoele¬ ment vor Beschädigung und unerwünschten Luftströmungen schützt und abschirmt. Mittels einer Einstellschraube 11 kann ein bestimmter zweckmässiger Abstand A des Thermoelements und des Schutzschildes von der Oberflä- ehe des Rotors 1 eingestellt werden. Die Grundplatte 7 ist zweckmässigerweise thermisch isolierend ausgebil- det, oder es ist zwischen dem Support 5 und der Grund¬ platte 7 eine thermische Isolierung vorgesehen. Die Aussparung 8 dient im übrigen zur Leitungsführung, um die Anschlüsse der einzelnen Thermoelemente 10 entlang dem Support 5 in Achsenrichtung zu einem Anschluss 12 am Messwalzenende zu führen.1 shows a particularly suitable embodiment of a temperature sensor 6. This consists of a base plate 7 screwed onto the support 5 with a central recess 8 which is open in the axial direction. In the middle, this base plate 7 carries, as a temperature sensor, an insertable element 9, which is suitable, for example, for a temperature measurement in the range from 0 ° to 250 ° C., for example a thermocouple, or a heat radiation sensor. This thermocouple 9 is surrounded on the sides by a protective shield 10 placed on the base plate 7, which protects and shields the thermocouple from damage and unwanted air currents. A certain practical distance A of the thermocouple and the protective shield from the surface of the rotor 1 can be set by means of an adjusting screw 11. The base plate 7 is expediently designed to be thermally insulating. det, or thermal insulation is provided between the support 5 and the base plate 7. The recess 8 is also used for routing the cables to guide the connections of the individual thermocouples 10 along the support 5 in the axial direction to a connection 12 at the end of the measuring roller.
Die Temperaturfühler können im übrigen, wie in Fig. 3 dargestellt, an verschiedenen Stellen angebracht sein.The temperature sensors can, as shown in FIG. 3, be attached at different locations.
Im Beispiel a) ist der Temperaturfühler 6 ebenso wie bei den vorstehend beschriebenen Beispielen am unteren Teil des Rotors 1 der Messwalze angebracht. In der Re¬ gel ist die Temperatur an dieser Stelle hinreichend in Uebereinstimmung mit der eigentlich interessanten Tem¬ peratur der Metallbahn 4.In example a), the temperature sensor 6 is attached to the lower part of the rotor 1 of the measuring roller, as in the examples described above. As a rule, the temperature at this point is sufficiently in agreement with the actually interesting temperature of the metal sheet 4.
Hingegen ist im Beispiel b) der Temperaturfühler 6 auf der anderen Seite der Metallbahn 4 gegenüber der Aufla- gestelle auf der Messwalze 1 vorgesehen.In contrast, in example b), the temperature sensor 6 is provided on the other side of the metal web 4 opposite the support point on the measuring roller 1.
Der Temperaturfühler kann jedoch auch einem anderen Ort vorgesehen sein als die Messwalze. Beispielsweise zeigt das Beispiel c) eine Temperaturmesswalze 6*, über wel- ehe die Metallbahn 4 nach der Messwalze 1 geleitet wird und welche die Metallbahntemperaturverteilung in direkter Berührung misst, und die Messsignale, gegebenenfalls über eingebaute Vorverstärker und Schleifringe weiterleitet.However, the temperature sensor can also be provided at a different location than the measuring roller. For example, example c) shows a temperature measuring roller 6 *, via which the metal web 4 is guided to the measuring roller 1 and which measures the metal web temperature distribution in direct contact, and forwards the measuring signals, possibly via built-in preamplifiers and slip rings.
Im Beispiel d) liegt dagegen der berührungsfrei arbei¬ tende Temperaturfühler 6 vor der Messwalze 1. Fig. 4 zeigt ein Beispiel eines geeigneten Schalt¬ schemas zur Auswertung der Messsignale der Messwalze¬ segmente und der Temperaturfühler.Bei dem dargestellten Beispiel werden die Druckmesssignale von drei Messwal-In example d), on the other hand, the non-contact temperature sensor 6 lies in front of the measuring roller 1. 4 shows an example of a suitable circuit diagram for evaluating the measurement signals of the measuring roller segments and the temperature sensors. In the example shown, the pressure measuring signals from three measuring roller
1 2 3 zensegmenten 1 , 1 , 1 zusammen mit den Temperatur- messsignalen der zugeordneten Temperaturfühler 6 1, 62,1 2 3 zen segments 1, 1, 1 together with the temperature measurement signals of the assigned temperature sensors 6 1, 62,
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6 einer entsprechenden Anzahl von Verstärkern und Um¬ setzern 13 zugeführt. Diese leiten die empfangenen Druck- und Temperatursignale entweder als Analogsignale oder nach Umsetzung in Digitalsignale einem zentralen Prozessor 14 zu. An den Prozessor 14 ist einerseits eine visuelle Anzeigeeinrichtung 15 angeschlossen, wel¬ che die Kraftverteilung und Temperaturverteilung über die Breite der Metallbahn direkt anzeigt, und anderer- seits eine Steuereinrichtung 16, welche z.B. den Stell¬ gliedern 19 in oder an den Arbeits- oder Stützwalze 17, 18 Steuersignale für den Pressdruck und die Kühl¬ intensität zuleitet.6 supplied to a corresponding number of amplifiers and converters 13. These transmit the received pressure and temperature signals either as analog signals or after conversion into digital signals to a central processor 14. On the one hand, a visual display device 15 is connected to the processor 14, which displays the force distribution and temperature distribution directly across the width of the metal web, and on the other hand a control device 16, which e.g. the actuators 19 in or on the work or support rollers 17, 18 are supplied with control signals for the pressing pressure and the cooling intensity.
Die gleichzeitige Berücksichtigung der gemessenen Kraft- bzw. Spannungsverteilung und der Temperaturver¬ teilung über die Walzenbreite durch Ueberlagerung der Kraftmesssignale durch die Temperaturmesssignale als Korrektursignale nach dem Hooke!sehen Gesetz unter Berücksichtigung der Young'sehen Moduln zur Steuerung der Presskraftverteilung über die Breite liefert bereits einen wesentlichen Fortschritt bezüglich der Planheit des gewalzten Metallbandes. Noch bessere Ergebnisse lassen sich jedoch erzielen, wenn gleich- zeitig mit der Presskraftverteilung auch noch die Temperaturverteilung über die Breite von der Steuer¬ einrichtung über geeignete Temperaturstellglieder gesteuert wird. Die Temperaturstellglieder können dabei als von den Presselementen 19 getrennte, über die Breite verteilte Kühlelemente 20, z.B. Flüssigkeits-Spraydüsen, ausge¬ bildet sein, die auf wenigstens eine der Arbeitswalzen 18 einwirken und deren Kühlintensität individuell oder gruppenweise über die Breite steuerbar ist.The simultaneous consideration of the measured force or tension distribution and the temperature distribution over the roll width by superimposing the force measurement signals on the temperature measurement signals as correction signals according to the Hooke! See law taking into account the Young's modules for controlling the pressure force distribution over the width already provides one significant progress in the flatness of the rolled metal strip. Even better results can be achieved, however, if the temperature distribution over the width is also controlled by the control device via suitable temperature control elements at the same time as the pressing force distribution. The temperature control elements can be formed as cooling elements 20, for example liquid spray nozzles, which are separate from the pressing elements 19 and distributed over the width and act on at least one of the work rolls 18 and whose cooling intensity can be controlled individually or in groups across the width.
Mit Vorteil ist eine der beiden Arbeits- oder Stützwal¬ zen 17 oder beide als Durchbiegungseinstellwalze ausge- bildet, beispielsweise wie in US-A-3 802 044 oder US-A-3 885 283 beschrieben, oder als andere bekannte Durchbiegu gseinstellwalze. Solche Walzen sind mit meh¬ reren über die Walzenbreite verteilten Stützelementen 19 versehen, deren Presskraft einzeln und unabhängig voneinander eingestellt werden kann. Durch Einzelan¬ steuerung dieser Stützelemente 19 durch die Steuerein¬ richtung 16 kann also die Presskraft in den einzelnen Zonen der gewalzten Metallbahn 4 individuell gesteuert werden.One of the two work or support rollers 17 or both is advantageously designed as a deflection adjustment roller, for example as described in US Pat. No. 3,802,044 or US Pat. No. 3,885,283, or as another known deflection adjustment roller. Such rollers are provided with a plurality of support elements 19 distributed over the roller width, the pressing force of which can be adjusted individually and independently of one another. By individually controlling these support elements 19 by the control device 16, the pressing force in the individual zones of the rolled metal web 4 can thus be individually controlled.
Bei Benützung hydrostatischer Stützelemente 19 mit Druckmittel versorgten Lagertaschen kann durch indivi¬ duelle Kühlung oder Heizung der Druckmittelzufuhren der einzelnen Stützelemente ebenfalls eine zonenweise Steuerung der Temperatur über die Bahnbreite erreicht werden. In diesem Falle arbeiten die Stützelemente bei zonenweiser Steuerung des Druckes und der Temperatur des Druckmittels gleichzeitig, jedoch getrennt, sowohl als Presselemente als auch als Kühlelemente. Besonders vorteilhaft ist hier, dass mit jeweils einem einzigen Element, d.h. den Stützelementen 19, gleichzeitig zwei Parameter individuell über die Breite gesteuert werden können, nämlich die Presskraft und die Temperatur. Auf die genannte Weise lässt sich mit einer relativ einfachen Vorrichtung ein Metallband mit gewünschtem Dickenprofil und gleichzeitig verbesserter Planheit unter Vermeidung störender, temperaturinduzierter Span¬ nungen mit grösserer Genauigkeit und besserer Qualität walzen als mit vorbekannten Vorrichtungen. When using hydrostatic support elements 19 bearing pockets supplied with pressure medium, zone-by-zone temperature control over the web width can also be achieved by individual cooling or heating of the pressure medium supplies of the individual support elements. In this case, the support elements work simultaneously, but separately, both as pressing elements and as cooling elements when the pressure and the temperature of the pressure medium are controlled zone by zone. It is particularly advantageous here that with a single element, ie the support elements 19, two parameters can be simultaneously controlled individually over the width, namely the pressing force and the temperature. In the manner mentioned, a metal strip with the desired thickness profile and at the same time improved flatness can be rolled with greater accuracy and better quality than with previously known devices with a relatively simple device, while avoiding disruptive, temperature-induced stresses.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren zum Walzen von Metallbändern (4) , bei welchem ein zwischen zwei Arbeitswalzen (17, 18) gewalzte Band (4) über eine über die Breite seg- mentierte Messwalze (1) geführt wird, die vom Band (4) auf die einzelnen Messwalzensegmente (1 1, 12, 1 3, 14) ausgeübte Kraft bestimmt wird, und die über die Breite der Messwalze (1) ermittelten Kräfte einer Auswerteeinrichtung (13, 14, 16) zu¬ geleitet werden, welche die Arbeitsparameter der Arbeits- (17, 18) oder Stützwalzen derart steuert, dass die gewalzte Metallbahn (4) über die Bahn¬ breite eine vorgegebene Form aufweist, dadurch - gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit der Messung •> der auf die Messwalzensegmente (1 1, 12, 13, 14) ausgeübten Kräfte die Temperaturen über die Breite gemessen werden, die gemessenen Temperaturwerte ebenfalls der Auswerteeinrichtung (13, 14, 16) zugeleitet werden, und die Auswerteeinrichtung diese Temperaturwerte zusammen mit den Kraftwerten auswertet, und dass die ausgewerteten Signale an geeignete Stellglieder (19, 20) zur Steuerung der Presskraft der Arbeits- (17, 18) oder/und Stütz¬ walzen über die Breite und wahlweise auch der Tem¬ peratur über die Breite weitergeleitet werden. 1. Method for rolling metal strips (4), in which a strip (4) rolled between two work rolls (17, 18) is guided over a measuring roller (1) segmented over the width, which is transferred from the strip (4) onto the individual measuring roller segments (1 1, 12, 1 3, 14) is determined, and the forces determined across the width of the measuring roller (1) are fed to an evaluation device (13, 14, 16) which determines the working parameters of the working (17, 18) or back-up rolls in such a way that the rolled metal web (4) has a predetermined shape over the web width, characterized in that at the same time as the measurement •> that on the measuring roller segments (1 1, 12, 13, 14) applied forces, the temperatures are measured across the width, the measured temperature values are also fed to the evaluation device (13, 14, 16), and the evaluation device evaluates these temperature values together with the force values, and that the evaluated signals to suitable actuators (19, 20) for controlling the pressing force of the working (17, 18) and / or support rolls over the width and optionally also the temperature over the width.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturen an der Oberfläche der Messwalzen-Segmente (1 1. 12. 13. 14) gemessen wer¬ den.2. The method according to claim 1, characterized in that the temperatures on the surface of the measuring roller segments (1 1. 12. 13. 14) are measured.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturen an mehreren über die Breite des Metallbandes (4) verteilten Messpunkten gemes¬ sen werden.3. The method according to claim 2, characterized in that the temperatures are measured at several measuring points distributed over the width of the metal strip (4).
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Temperaturmesspunkte der An¬ zzaahhll ddeerr Messwalzensegmente (1 1, 12, 13, 14) ent- spricht.4. The method according to claim 3, characterized in that the number of temperature measuring points corresponds to the number of measuring roller segments (11, 12, 13, 14).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmessung berührungsfrei erfolgt.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the temperature measurement is carried out without contact.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturverteilung über die Breite mit einer besonderen Temperaturmesswalze (61), über die das Band geführt wird, gemessen wird.6. The method according to claim 1, characterized in that the temperature distribution across the width is measured with a special temperature measuring roller (6 1 ) over which the strip is guided.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrich¬ tung (13, 14, 16) eingerichtet ist, die Tempera- türmessSignale als Korrektursignale zu den Kraft- messsignalen der Messwalzensegmente (1 1, 12, 13 ,7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the Auswerteinrich¬ device (13, 14, 16) is set up, the temperature Door measurement signals as correction signals for the force measurement signals of the measuring roller segments (1 1, 12, 13,
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1 ) den Steuersignalen für die Arbeits- oder1) control signals for work or
Stützwalzenparameter zu überlagern.Overlay backing roll parameters.
8. Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens, nach einem der Ansprüche 1-7 zum Walzen von Metallbän¬ dern mit zwei Arbeitswalzen (17, 18), einer seg- mentierten Messwalze (1) , über die das gewalzte Metallband geführt wird, zur Messung der von dem8. Apparatus for applying the method according to one of claims 1-7 for rolling metal strips with two work rolls (17, 18), a segmented measuring roll (1) over which the rolled metal strip is guided, for measuring the of the
Metallband (4) auf die einzelnen Messwalzensegmen- te (1 1, 12, 13, 14) ausgeübte Kraft, sowie einerMetal band (4) on the individual measuring roller segments (1 1, 12, 13, 14) and one
Auswerteeinrichtung (13, 14, 15) für die Kraft¬ messsignale der Messwalzensegmente mit einer Steuereinrichtung (16) zur Veränderung wenigstens eines Arbeitsparameters der Arbeits- und/oder Stützwalzen (17, 18) , dadurch gekennzeichnet, dass Temperaturfühler (6) zur Messung der Temperatur über die Breite des Metallbandes vorgesehen sind, welche mit der Auswerteeinrichtung (13, 14, 15) verbünden sind und deren Steuersignale beeinflus¬ sen.Evaluation device (13, 14, 15) for the force measuring signals of the measuring roller segments with a control device (16) for changing at least one working parameter of the working and / or supporting rollers (17, 18), characterized in that temperature sensors (6) for measuring the Temperature across the width of the metal strip are provided, which are connected to the evaluation device (13, 14, 15) and influence their control signals.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Temperaturfühler (6) Tempera¬ tursensoren (9) aufweisen, welche in einem vorge¬ gebenen Abstand (A) von der jeweiligen Messstelle angeordnet und eingerichtet sind, die Oberflächen- temperatur des Metallbandes (4) berührungsfrei zu messen. 9. The device according to claim 8, characterized in that the temperature sensors (6) have temperature sensors (9) which are arranged and set up at a predetermined distance (A) from the respective measuring point, the surface temperature of the Measure metal strip (4) without contact.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, daduch gekennzeich¬ net, dass die Temperaturfühler (6) an den Messwal¬ zensegmenten (1) vorgesehen und eingerichtet sind, die Oberflächentemperatur der Messwalzensegmente (1) berührungsfrei zu messen.10. The device according to claim 8, characterized in that the temperature sensors (6) on the measuring roller segments (1) are provided and set up to measure the surface temperature of the measuring roller segments (1) without contact.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich¬ net, dass eine besondere Temperaturmesswalze (6'), über die das Band geführt wird, zur Erfassung der Temperaturverteilung über die Breite vorgesehen ist.11. The device according to claim 8, characterized gekennzeich¬ net that a special temperature measuring roller (6 '), over which the tape is guided, is provided for detecting the temperature distribution over the width.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die TemperaturSensoren, bei¬ spielsweise Thermoelemente (9) , als steckbare Ele¬ mente ausgebildet und auf einem gemeinsamen Sup¬ port (5) angeordnet sind, welcher die Zuführlei¬ tungen (8) von den Thermoelementen (9) zu einem Anschluss (12) der Auswerteeinrichtung (13, 14, 16) trägt.12. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the temperature sensors, for example thermocouples (9), are designed as plug-in elements and are arranged on a common support (5) which carries the feed lines (8) from the thermocouples (9) to a connection (12) of the evaluation device (13, 14, 16).
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich¬ net, dass an den Seiten der Thermoelemente (9) Schutzschilde (10) vorgesehen sind.13. The apparatus according to claim 12, characterized gekennzeich¬ net that protective shields (10) are provided on the sides of the thermocouples (9).
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Stütz- oder Arbeitswalzen (17) als Durchbiegungs- einstellwalze mit über die Walzenbreite verteilt angeordneten Stützelementen (19) ausgebildet ist, deren Presskräfte unabhängig voneinander von der Steuereinrichtung (16) der Auswerteeinrichtung steuerbar sind.14. Device according to one of claims 8 to 13, characterized in that at least one of the support or work rolls (17) as a deflection adjustment roller is formed with support elements (19) arranged distributed over the roller width, the pressing forces of which can be controlled independently of one another by the control device (16) of the evaluation device.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Stützelemente (19) mit einem Druck¬ mittel versorgt sind, dessen Temperatur von der Steuereinrichtung (16) steuerbar ist.15. The apparatus according to claim 14, characterized gekennzeich¬ net that the support elements (19) are supplied with a pressure medium, the temperature of which can be controlled by the control device (16).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Kühlelemente (20) , beispielsweise Flüssigkeitsspraydüsen über die Breite wenigstens einer Arbeitswalze (18) vorgese¬ hen sind, deren Kühlintensität von der Steuerein¬ richtung (16) individuell steuerbar ist. 16. Device according to one of claims 8 to 14, characterized in that cooling elements (20), for example liquid spray nozzles, are provided over the width of at least one work roll (18), the cooling intensity of which can be individually controlled by the control device (16).
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