WO1999055474A1 - Steckel-warmwalzwerk - Google Patents

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Peter Sudau
Olaf Norman Jepsen
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Sms Schloemann-Siemag Aktiengesellschaft
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    • B21B37/52—Tension control; Compression control by drive motor control
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21B1/32—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a non-continuous process in reversing single stand mills, e.g. with intermediate storage reels for accumulating work
    • B21B1/34—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a non-continuous process in reversing single stand mills, e.g. with intermediate storage reels for accumulating work by hot-rolling
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    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/56—Elongation control

Definitions

  • the invention relates to a Steckel hot rolling mill with at least one reversing roll stand, and to this reel, which is arranged upstream and downstream, and has torque-controlled drives.
  • Such Steckel hot rolling mills have torque-controlled reels, the control of which at constant moments during operation, in particular when rolling hot strips, however, produces insufficient rolling results.
  • Such reels with their sometimes large, inert masses result in tension fluctuations in the strip, which cannot be corrected by the torque control, so that the known systems only work with limited acceleration or deceleration may be driven.
  • Such limited acceleration or deceleration results in longer reversing times, lower rolling speeds and thus colder strip starts or strip ends, which in turn require higher rolling forces. Strong changes in the process variables such as temperature, rolling force combined with loss of tension due to reel imbalance and changes in mass flow lead to loss of quality and stability, e.g. for the band to run sideways.
  • the invention is therefore based on the object of developing a generic Steckel hot rolling mill in such a way that tensile and / or mass flow changes caused by changes in the process variables are optimally counteracted and that in particular thin hot strip can be rolled with constant, high quality. - 2 -
  • a looper is provided between the reels and the reversing roll stand, which delivers actual values for tension control and mass flow control. This means that certain trains can be set using the two loopers on each side of the reversing roll stand. If there are mass flow changes on the strip inlet or strip exit side, which are essentially characterized by strip speed changes, the strip winding speed or speed of the reel is regulated in the course of a mass flow control in order to adjust the mass flow to a setpoint.
  • the loopers have a torque control that causes a constant strip tension, a correction variable is applied as a function of the looper angle, and that a mass flow computer determines speed correction values for a speed control of the reel as a function of the looper angle. Due to the mass flow control superimposed on the train control, high-frequency interference can be corrected.
  • the reel is equipped with a mass flow feedforward control and / or mass flow feedforward control, it is ensured that changes, e.g. the nominal thickness values or changes in the roll stand geometry can be corrected before the occurrence of tensile or mass flow changes which would be recognized by the looper.
  • the reel shafts are assigned angle encoders, by means of which deviations in the winding or unwinding speed can be determined, which are applied to the tension regulators of the strip as pilot control variables. It is thereby achieved that changes in train or mass flow caused by eccentricities of the reel can be taken into account in the course of a pre-control in the regulation of the looper, without the looper causing errors first having to be recognized by the looper and only then having these errors corrected . It is essential for the functioning of the Steckel hot rolling mills according to the invention that the following loopers are used with low inertia, mass-optimized and high-frequency changes. A special geometry and the use of components of the looper that are optimized in terms of their mass mean that these very rapid changes in the train or mass flow can follow, so that the errors measured in this way can be counteracted via the corresponding control loops.
  • the invention is explained in more detail with reference to a drawing.
  • the figure shows a reversing roll stand 1, which is arranged between two drivers 2, 3.
  • Roller tables 4, 5 are provided between the drivers 2, 3.
  • Reels 6, 7 are shown upstream or downstream of the drivers, looper 8, 9 being placed between reels 6, 7 and drivers 2, 3.
  • a tension controller 10, 11 is assigned to each looper 8, 9.
  • the train controllers 10, 11 are supplied with train reference values s revl> s rev2 .
  • tensile stresses corresponding to actual force values are tapped as actual tension values s lstl , s istz and angles which, after conversion in corresponding tension correction computers 12, 13, are applied to tension controllers 10, 11 as tension correction values.
  • the tension control loops 10, 11 give the result of the target / actual value comparison on z. B. not shown positioning cylinder of the looper 8, 9th
  • the signals corresponding to the angular positions tapped at the loops 8, 9 are fed to mass flow computers 14, 15 and converted therein into speed correction values, which in turn are applied to speed controllers 16, 17.
  • Setpoint values are predefined for the speed controllers 16, 17 for the reel 6, 7 via an input device.
  • Actual speed values n actl , n act2 are tapped from the reels 6, 7 and the speed controllers 16, 17 are applied.
  • the speeds for the reel 6, 7 are determined in the speed controllers 16, 17 from the target values, the actual values and the correction values.
  • a roller speed control device 21 is assigned to the reversing roll stand 1 and also receives its setpoints from the input device 18.
  • the input device 18 has a correction computer which e.g. entered nominal thickness values for the reversing roll stand 1 in the course of a pilot control for the reel 6, 7 are converted into corresponding pilot control speeds which can be applied to the speed controllers 16, 17.
  • Material flow and / or train changes resulting from changes in the position or change of the material can be fed to a correction computer 22 which applies train correction values and / or speed correction values to the train controllers 10, 11 and / or the speed controllers 16, 17.
  • This also enables mass flow pre-regulation of the Steckel hot rolling mill as a function of changing parameters of the reversing roll stand 1. - 5 -

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Panels For Use In Building Construction (AREA)
  • Cereal-Derived Products (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Ein Steckel-Warmwalzwerk mit mindestens einem Reversierwalzgerüst (1), sowie diesem vorgeordneten und nachgeordneten, drehmomentgeregelte Antriebe aufweisende Haspel (6, 7) soll so weitergebildet werden, dass durch Änderungen der Prozessgrössen bewirkte Zug- und/oder Massenflussänderungen optimal entgegengewirkt und dass auch insbesondere dünnes Warmband mit gleichbleibender hoher Qualität gewalzt werden kann. Dazu wird vorgeschlagen, dass zwischen den Haspeln (6, 7) und dem Reversierwalzgerüst (1) jeweils ein Looper (8, 9) vorgesehen ist, der Istwerte für die Zugregelung sowie eine Massenflussregelung liefert.

Description

Steckel-Wami alzwerk
Die Erfindung betrifft ein Steckel-Warmwalzwerk mit mindestens einem Reversierwalzgerüst, sowie diesem vorgeordneten und nachgeordneten, drehmomentgeregelte Antriebe aufweisende Haspel.
Derartige Steckel-Warmwalzwerke weisen drehmomentgeregelte Haspel auf, deren Regelung auf konstante Momente während des Betriebes, insbesondere beim Walzen von Warmbändern jedoch unzureichende Walzergebnisse erbringen. Während der Beschleuni- gungs- bzw. Verzögerungsphase am Bandanfang bzw. am Bandende oder bei Massenflußstörungen ergeben sich bei derartigen Haspeln mit ihren teilweisen großen, trägen Massen Zugschwankungen im Band, die nicht durch die Drehmomentregelung ausgeregelt werden können, so daß die bekannten Anlagen nur mit limitierter Be- schleunigung bzw. Verzögerung gefahren werden dürfen. Eine derartig limitierte Beschleunigung bzw. Verzögerung bewirkt längere Reversierzeiten, niedrigere Walzgeschwindigkeiten und damit kältere Bandanfänge bzw. Bandenden, die wiederum höherer Walzkräfte bedürfen. Starke Änderungen der Prozessgrößen wie Temperatur, Walzkraft verbunden mit Zugverlust durch Haspelun- wuchten und Massenflußänderungen führen zu Qualitäts- und Stabilitätsverlusten, wie z.B. zu seitlichem Verlaufen des Bandes .
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Steckel-Warmwalzwerk so weiterzubilden, daß durch Änderungen der Prozessgrößen bewirkten Zug- und/oder Massenflußänderungen optimal entgegengewirkt und daß auch insbesondere dünnes Warmband mit gleichbleibender, hoher Qualität gewalzt werden kann. - 2 -
Dazu wird vorgeschlagen, daß zwischen den Haspeln und dem Reversierwalzgerüst jeweils ein Looper vorgesehen ist, der Ist-Werte für eine Zugregelung sowie eine Massenflußregelung liefert. Damit lassen sich über die beiden Looper auf jeder Seite des Reversierwalzgerüstes bestimmte Züge einstellen. Kommt es nun bandeinlauf- oder bandauslaufseitig zu Massenflußänderungen, die sich im wesentlichen durch Bandgeschwindigkeitsänderungen auszeichnen, so wird im Zuge einer Massenflußregelung die Bandwickel-Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Haspel im Sinne einer Angleichung des Massenflusses an einen Sollwert eingeregelt.
Von Vorteil ist, wenn die Looper eine, einen konstanten Bandzug bewirkende Momentenregelung aufweisen, der in Abhängigkeit des Looperwinkels eine Korrekturgröße aufgeschaltet wird, und daß in Abhängigkeit des Looperwinkels ein Massenflußrechner Geschwindigkeitskorrekturwerte für eine Drehzahlregelung der Haspel ermittelt. Durch die der Zugreglung überlagerte Massen- flußregelung können hochfrequente Störungen ausgeregelt werden.
Werden die Haspel mit einer Massenfluß-Vorsteuerung und/oder Massenfluß-Vorregelung ausgestattet, so ist gewährleistet, daß Änderungen, z.B. der Dickensollwerte oder Änderungen in der Walzgerüstgeometrie bereits vor dem Auftreten von Zug- bzw. Massenflußänderungen, welche durch die Looper erkannt werden würden, ausgeregelt werden können.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß den Haspelwellen Winkelgeber zugeordnet sind, mittels derer Abweichungen der Auf- bzw. Abwickelgeschwindigkeit ermittelbar sind, welche den Zugreglern des Bandes als Vorsteuergrößen aufgeschaltet werden. Dadurch wird erreicht, daß durch Exzentrizitäten der Haspel bewirkte Zug- bzw. Massenflußänderungen im Zuge einer Vorsteuerung bei der Regelung der Looper berücksichtigt werden können, ohne daß die durch die Exzentrizität bewirkten Fehler erst vom Looper erkannt werden müssen und erst anschließend diese Fehler ausgeregelt werden müssen. Wesentlich für ein Funktionieren der erfindungsgemäßen Steckel- Warmwalzwerke ist, daß trägheitsarme, massenoptimierte und hochfrequenten Änderungen folgende Looper eingesetzt werden. Durch eine spezielle Geometrie und den Einsatz von in ihrer Masse optimierten Komponenten der Looper wird erreicht, daß diese sehr schnellen Änderungen im Zug bzw. Massenfluß folgen können, damit den so gemessenen Fehlern über die entsprechenden Regelkreise entgegengewirkt werden kann .
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt ein Reversierwalzgerüst 1, welches zwischen zwei Treibern 2, 3 angeordnet ist. Zwischen den Treibern 2, 3 sind Rollgänge 4, 5 vorgesehen. Den Treibern vor- bzw. nachgeordnet sind Haspel 6, 7 gezeigt, wobei zwischen den Haspeln 6, 7 und den Treibern 2, 3 Looper 8, 9 plaziert sind.
Jedem Looper 8, 9 ist ein Zugregler 10, 11 zugeordnet. Den Zugreglern 10, 11 werden Zugfreferenzwerte srevl> srev2 zugeführt. An den Loopern 8 , 9 werden Zugspannungen entsprechende Kraft- Istwerte als Zug-Istwerte slstl, sistz sowie Winkel abgegriffen, die nach Umwandlung in entsprechenden Zugspannungs-Korrekturrechnern 12, 13 den Zugreglern 10, 11 als Zugspannungs-Korrekturwerte aufgeschaltet werden. Die Zugspannungsregelkreise 10, 11 geben das Ergebnis des Soll-Istwertvergleiches auf z. B. nicht dargestellte Anstellzylinder der Looper 8, 9.
Die an den Loopern 8, 9 abgegriffenen, Winkelpositionen entsprechenden Signale werden Massenflußrechnern 14, 15 zugeführt und in diesen in Drehzahlkorrekturwerte umgerechnet, welche wiederum Drehzahlreglern 16, 17 aufgeschaltet werden. Den Drehzahlreglern 16, 17 für die Haspel 6, 7 werden über eine Eingabevorrichtung 18 Sollwerte vorgegeben. Drehzahl-Istwerte nactl, nact2 werden an den Haspeln 6, 7 abgegriffen und den Drehzahlreglern 16, 17 aufgeschaltet . Aus den Sollwerten, den Istwerten und den Korrekturwerten werden in den Drehzahlreglern 16, 17 die Drehzahlen für die Haspel 6, 7 ermittelt. Durch die - 4 - der Drehzahlreglung der Haspel 6, 7 überlagerte Massenflußregelung kann bei ermittelten Massenflußänderungen die Drehzahl der Haspel leicht korrigiert werden.
Neben den nicht gezeigten Drehzahlaufnehmern der Haspel 6, 7 sind diesen auch noch Winkelgeber zugeordnet. Die Istwerte der aktuellen Drehzahl nactl, nact2 sowie die entsprechenden Winkel 1, 2 werden in Korrekturwertrechnern 19, 20 in Bandzugkorrekturwerte umgerechnet, welche den Zugreglern 10, 11 aufgeschaltet werden, so daß z. B. durch Exzentrizitäten bewirkte Zugänderungen im Sinne einer Vorsteuerung auf die Zugregler 10, 11 gegeben werden .
Dem Reversierwalzgerüst 1 ist eine Walzgeschwindigkeits-Regel- Vorrichtung 21 zugeordnet, die ihre Sollwerte ebenfalls aus der Eingabevorrichtung 18 erhält. Die Eingabevorrichtung 18 weist einen Korrekturrechner auf, der z.B. eingegebene Dickensollwerte für das Reversierwalzgerüst 1 im Zuge einer Vorsteuerung für die Haspel 6 , 7 in entsprechende Vorsteuer-Drehzahlen umrechnet, welche den Drehzahlreglern 16, 17 aufgeschaltet werden können.
Durch Anstellungsänderung bzw. Änderung des Materials sich ergebende Materialfluß- und/oder Zugänderungen können einem Korrekturrechner 22 zugeführt werden, welcher Zugkorrekturwerte und/oder Drehzahlkorrekturwerte auf die Zugregler 10, 11 und/- oder die Drehzahlregler 16, 17 aufschaltet. Damit läßt sich auch eine Massenfluß-Vorausregelung des Steckel-Warmwalzwerkes in Abhängigkeit von sich ändernden Parametern des Reversierwalzgerü- stes 1 erreichen. - 5 -
Bezugszeichenliste
1 Reversierwalzgerüst
2 Treiber
3 Treiber
4 Rollgang 5 Rollgang
6 Haspel
7 Haspel
8 Looper
9 Looper 10 Zugregler
11 Zugregler
12 Zugspannungs-Korrekturrechner
13 Zugspannungs-Korrekturrechner
14 Massenflußrechner 15 Massenflußrechner
16 Drehzahlregler
17 Drehzahlregler
18 Eingabevorrichtung
19 Korrekturwertrechner 20 Korrekturwertrechner
21 Walzgeschwindigkeits-Regelvorrichtung
22 Korrekturrechner

Claims

Patentansprüche
1. Steckel-Warmwalzwerk mit mindestens einem Reversierwalzgerüst, sowie diesem vorgeordneten und nachgeordneten, drehmoment-geregelte Antriebe aufweisende Haspel, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen den Haspeln (6, 7) und dem Reversierwalzgerüst (1) jeweils ein Looper (8, 9) vorgesehen ist, der Istwerte für eine Zugregelung sowie eine Massenflußregelung liefert.
2. Steckel-Warmwalzwerk nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Looper (8, 9) eine, einen konstanten Bandzug bewirkende Momentenregelung aufweisen, der in Abhängigkeit des Looperwinkels über Zugspannungs-Korrekturrechner (12, 13) ermittelte Korrekturgrößen aufgeschaltet werden, und daß in Abhängigkeit des Looperwinkels ein Massenflußrechner (14, 15) Geschwindigkeitskorrekturwerte für eine Drehzahlregelung der Haspel (6, 7) ermittelt.
Steckel-Warmwalzwerk nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Haspel (6, 7) mit einer Massenfluß-Vorsteuerung ausgestattet sind.
Steckel-Warmwalzwerk nach Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Haspel (6, 7) mit einer Massenfluß-Vorregelung ausgestattet sind. - 7 -
5. Steckel-Warmwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß den Haspelwellen Winkelgeber zugeordnet sind, mittels derer Abweichungen der Auf- bzw. Abwickelgeschwindigkeit ermittelbar sind, welche den Zugreglern (10, 11) des Bandes als Störgrößen aufgeschaltet werden.
6. Steckel-Warmwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h trägheitsarme, massenoptimierte und hochfrequenten Änderungen folgende Looper (8, 9).
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