DE3026229A1 - Automatic adjustment of multiple roll cold strip mill - ensuring max. output by controlling roll slip, speed and deflection - Google Patents
Automatic adjustment of multiple roll cold strip mill - ensuring max. output by controlling roll slip, speed and deflectionInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Einstellung einer mehrstufigen Procedure for setting a multi-stage
Walzstraße Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer mehrstufigen Walzstraße für das Kaltwalzen von Stahlband und insbesondere ein Verfahren zur Berechnung der zur Einstellung der Walzstraße für jedes Band benutzten Verfahrensveränderlichen anhand der Band-Daten. Rolling train The invention relates to a method for setting a multi-stage rolling mill for the cold rolling of steel strip and in particular a method to compute the process variables used to adjust the mill train for each strip based on the tape data.
Die Ausgangsfaktoren für die Einstellung der Bandgeschwindigkeit, der Walzenspalte, der Walzendurchbiegung und anderer derartiger Sollwerte bei einer mehrstufigen bzw. Mehrgerüst-Walzstraße sind die Verfahrensveränderlichen bezüglich der Bänder und der Walzstraße, wie (Band-)Dicken zwischen den Gerüsten, Bandgeschwindigkeit, Geschwindigkeits- oder Drehzahleinstellung für jedes Walzgerüst, Zugkraft zwischen den Walzgerüsten, durch die den Walzgerüsten nachgeschaltete Spannhaspel (tension reel) auf das Band ausgeübte Zugkraft, Walzkräfte, Motor-Eingangsleistungen, Walzenspalteinstellungen und ggf. Walzendurchbiegungsbelastungen. Diese Verfahrensveränderlichen bestimmen gemeinsam die Einstellung der Walzstraße, weshalb sie für diesen Zweck berechnet werden müssen. Die tatsächliche bzw. Isteinstellung auf der Grundlage dieser Verfahrensveränderlichen muß dann unter Berücksichtigung der spezifischen Faktoren für die Anlage, die ihrerseits durch die Konstruktion der Anlage bestimmt werden, ermittelt oder festgelegt werden.The starting factors for setting the belt speed, the roll gap, roll deflection and other such setpoints at a multi-stage or multi-stand rolling mills are the process variable with respect to of the strips and the rolling train, such as (strip) thicknesses between the stands, strip speed, Speed or RPM setting for each roll stand, tensile force between the roll stands, through the tensioning reel (tension reel) tensile force exerted on the strip, rolling forces, motor input powers, roll gap settings and roll deflection loads, if any. Determine these procedural variables together the setting of the rolling mill, which is why they choose this Purpose must be calculated. The actual or actual setting based on this procedural variable must then take into account the specific Factors for the system, which in turn are determined by the design of the system be determined or determined.
Der Hinweis auf die Dicke zwischen den Walzgerüsten (Zwischengerüstdicke) bezieht sich auf die Dicke des Walzguts zwischen zwei aufeinanderfolgenden Walzgerüsten.The reference to the thickness between the roll stands (intermediate stand thickness) refers to the thickness of the rolling stock between two successive rolling stands.
Die vorstehend zusammengefassten Verfahrensveränderlichen, die für die Einstellung der Walzstraße bekannt sein müssen, werden auf der Grundlage der Band-Daten für jedes Band berechnet, d.h.The procedural variables summarized above that apply to the setting of the rolling mill must be known on the basis of the Band data calculated for each band, i.e.
anhand der Einlaufdicke, der Soll-Austrittsdicke, der Bandbreite, der gewünschten Oberflächenrauhigkeit und eines für das Bandmaterial spezifischen Widerstandsfaktors. Der verwendete Ausdruck "Dicke" ist bekanntlich auch ein Synonym für "Kaliber". Der Widerstandsfaktor stellt hierbei eine Veränderliche dar, die für den Widerstand repräsentativ ist, den das Walzgut einer Umformung an den Walzgerüsten (Verformungswiderstand) entgegensetzt. Obgleich üblicherweise die Zugfestigkeit des Walzguts als Maß für diesen Widerstand herangezogen wird, erweist es sich dennoch, daß in der Praxis eine zuverlässigere Einstellung der Walzstraße bei Anwendung eines Widerstandsfaktors erzielt werden kann, der sich aus der chemischen Analyse des Walzguts und der Temperatur bestimmt, bei welcher das Walzgut nach dem vorhergehenden Auswalzen in einem Band-Warmwalzwerk aufgerollt wird.based on the inlet thickness, the target outlet thickness, the strip width, the desired surface roughness and one specific to the strip material Resistance factor. As is known, the term "thickness" used is also a synonym for "caliber". The drag factor represents a variable that is representative of the resistance that the rolling stock undergoes deformation on the roll stands (Resistance to deformation). Although usually the tensile strength of the rolled stock is used as a measure of this resistance, it nevertheless turns out that that in practice a more reliable adjustment of the rolling train when using a Resistance factor can be obtained from the chemical analysis of the Rolled stock and the temperature determined at which the rolled stock according to the preceding Rolling is rolled up in a strip hot rolling mill.
Es hat sich gezeigt, daß es die Vielzahl der Ausgangsdaten, die Rechenveränderlichen und die Zahl der in der Walzstraße erforderlichen Einstell- oder Anstellgrößen in der Praxis unmöglich-machen, innerhalb der zur Verfügung stehenden Zeit für jedes auszuwalzende Band eine genaue Einstellung der Walzstraße zu erzielen.It has been shown that it is the multitude of output data that is computationally variable and the number of setting or adjustment parameters required in the rolling train in practice impossible-make it within the available Time to achieve an exact setting of the rolling train for each strip to be rolled out.
Die US-PS 3 641 325 beschreibt ein Verfahren zur rechnergestützten Steuerung oder Regelung eines Walzwerks, bei dem eine Anzahl von Sätzen vorbestimmter Mittelwerte der Verfahrensveränderlichen angewandt wird. Aus den Ist-Einlauf- und -Austrittsdaten für das Band wird der geeignetste derartige Satz von Mittelwerten der Verfahrensveränderlichen ausgewählt. Sodann werden lineare Korrekturen der Mittelwerte des gewählten Satzes in Abhängigkeit von den tatsächlichen bzw. Ist-Banddaten vorgenommen, um die für die Einstellung des Walzwerks benutzten Ist-Verfahrensveränderlichen zu erreichen.US-PS 3,641,325 describes a method for computer-aided Control or regulation of a rolling mill, in which a number of sets of predetermined Mean values of the procedural variables is applied. From the actual intake and Exit data for the band becomes the most appropriate such set of averages of the procedural changers selected. Then linear corrections are made to the mean values of the selected set depending on the actual or actual belt data, the actual process used to adjust the rolling mill to reach.
Das genannte US-PS bezieht sich in erster Linie auf den Betrieb eines Warmwalzwerks, bei dem Walztemperaturberechnungen erforderlich sind, obgleich es auch einen Hinweis auf Kaltwalzwerke enthält.The said US-PS relates primarily to the operation of a Hot rolling mill that requires rolling temperature calculations, although it is also contains a reference to cold rolling mills.
Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung eines Verfahrens zur Einstellung eines Kaltwalzwerks, mit dem in der Praxis innerhalb der verfügbaren Zeit eine ausreichend genaue Einstellung des Walzwerks möglich sein soll. Die Erfindung bezweckt auf die Erzielung einer optimalen Leistung des Walzwerks innerhalb der Grenzen der zulässigen Kräfte und anderer begrenzender Faktoren.The object of the invention is therefore in particular to create a method for setting a cold rolling mill, with which in practice within the available Time a sufficiently precise setting of the rolling mill should be possible. The invention aims to achieve optimal performance of the rolling mill within the Limits of permissible forces and other limiting factors.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Einstellung einer mehrstufigen Walzstraße für das Kaltwalzen von Metallband, wobei für jedes Band die folgenden, für dieses Band geltenden Daten a) Banddicke beim Einlauf in die Walzstraße, b) gewünschte bzw. Soll-Austrittsdicke des Bands beim Austritt aus der Walzstraße, c) Bandbreite, d) gewünschte Oberflächenrauhigkeit des Bands beim Austritt aus der Walzstraße und e) ein spezifischer Widerstandsfaktor für das Bandmaterial, zur Berechnung mindestens der folgenden Verfahrensveränderlichen, die für die Einstellung der Walzstraße für das vorgegebene Band benutzt werden, herangezogen werden: a) Banddicke zwischen den Walzgerüsten beim Durchgang durch die Walzstraße, b) Bandgeschwindigkeit in der Walzstraße, c) Bandgeschwindigkeitseinstellung für jedes Walzgerüst, d) Zugkräfte im Band zwischen den Walzgerüsten, e) durch die Bandhaspel (strip reel) auf das Band ausgeübte Zugkraft, f) Leistungseingabe für die Walzgerüst-Motoren, g) Walzspalteinstellungen für jedes Walzgerüst und h) ggf. Walzen-Biegebelastungen, wobei lineare Funktionen für die Korrektur von vorbestimmten numerischen Größen bei der Berechnung dieser Verfahrensveränderlichen benutzt werden, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß A) das Band in Abhängigkeit von zumindest den folgenden drei Einzelheiten der Band-Daten, nämlich (i) Banddicke beim Einlauf in die Walzstraße, (ii) gewünschte bzw. Soll-Dicke des Bands beim Austritt aus der Walzstraße, (iii) gewünschte Oberflächen-Rauhigkeit des Bands beim Austritt aus der Walzstraße, in eine von mehreren Dickengruppen klassifiziert bzw. eingeordnet wird, von denen jede einen vorbestimmten Satz von Standardwerten oder größen bezüglich folgendem umfaßt: (i) Reduktionsverteilung zwischen den Walzgerüsten, (ii) Umformungsarbeit und -kraft pro Breiteneinheit des Bands, (iii) Zugspannung zwischen den Walzgerüsten und (iv) andere Einflußfaktoren, B) daß die Standardwerte der gewählten Klasse mittels einer linearen Funktion in angepaßte Werte oder Größen (adapted values) umgesetzt werden, und zwar in Abhängigkeit von Abweichungen der tatsächlichen bzw. Istwerte von den drei Punkten der Band-Daten für das vorgegebene Band von vorbestimmten Standardwerten für die Dickengruppe der drei Punkte der Band-Daten, wobei die linearen Funktionen als Konstanten ausgewählte Werte oder Größen enthalten, die in Abhängigkeit vom Walzvorgang für das vorgegebene Band abgeleitet werden, und daß die Werte der Verfahrensveränderlichen anhand der angepaßten Werte ermittelt werden und die Walzstraße für das vorgegebene Band entsprechend den so ermittelten Größen oder Werten der Verfahrensveränderlichen eingestellt wird.This task is performed in a method of recruiting a multistage Rolling train for the cold rolling of metal strip, whereby for each strip the following, Data applicable to this strip a) strip thickness when entering the rolling train, b) Desired or target exit thickness of the strip at the exit from the rolling train, c) strip width, d) desired surface roughness of the strip when exiting the Rolling train and e) a specific resistance factor for the strip material, for calculation at least the following procedural variables necessary for the adjustment of the rolling train are used for the given tape, the following can be used: a) tape thickness between the rolling stands when passing through the rolling train, b) strip speed in the rolling train, c) strip speed adjustment for each roll stand, d) tensile forces in the strip between the roll stands, e) through the strip reel onto the Belt tension exerted, f) power input for the roll stand motors, g) roll gap settings for each roll stand and h) possibly roll bending loads, with linear functions for the correction of predetermined numerical values when calculating them Process variable are used, solved according to the invention in that A) the band depending on at least the following three details of the band data, namely (i) strip thickness when entering the rolling train, (ii) desired or target thickness of the strip as it exits the rolling train, (iii) the desired surface roughness of the strip at the exit from the rolling mill, in one of several Thickness groups are classified, each of which has a predetermined one Set of standard values or quantities relating to the following includes: (i) Reduction distribution between the roll stands, (ii) deformation work and force per unit width of the Bands, (iii) tensile stress between the roll stands and (iv) other influencing factors, B) that the standard values of the selected class are calculated using a linear function in adapted values or sizes (adapted values) are implemented, in dependence of deviations of the actual or actual values from the three points of the tape data for the given band of predetermined standard values for the thickness group of three points of the band data, with the linear functions selected as constants Contain values or sizes that depend on the rolling process for the specified Volume can be derived and that the values of the process variables are derived from the adapted values are determined and the rolling train for the given strip accordingly the variables or values of the process variables determined in this way are set.
Die Erfindung unterscheidet sich von der Offenbarung gemäß der US-PS 3 641 325 hauptsächlich dadurch, daß lineare Korrekturen an Standardbedingungen für die ausgewählte Dickengruppe vorgenommen werden, um angepaßte Werte oder Größen dieser Bedingungen zu erhalten, die anschließend zur Berechnung der Verfahrensveränderlichen herangezogen werden. In der genannten US-PS erfolgen die Korrekturen unmittelbar an den Verfahrensveränderlichen.The invention differs from the disclosure in US Pat 3 641 325 mainly by making linear corrections to standard conditions for the selected thickness group can be made to adjusted values or sizes of these conditions, which are then used to calculate the process variable can be used. In the US-PS mentioned, the corrections are made immediately on the procedural changers.
Die erwähnten "anderen Einflußfaktoren" lassen sich wie folgt erläutern: Im Fall von Werkstücken verschiedener Breite und Dicke, die auch mit verschiedenen Geschwindigkeiten ausgewalzt werden, ergeben sich am Walzgerüst Unterschiede in der Umformung, der Dicke der Schmierfilme usw. Hierdurch werden Form und Breite der Walzenspalte an den einzelnen Gerüsten beeinflußt, so daß diese von den "theoretischen" Werten abweichen können. Ebenso werden die tatsächlichen Walzenspaltabmessungen durch allmählichen, unterschiedlichen Verschleiß an den Walzen, den Lagern usw. beeinflußt. Alle diese Abweichungen oder Unterschiede zwischen tatsächlichen und theoretischen Bedingungen müssen bei der Bestimmung der sog. Bezugs-oder Standardgrößen, die für eine bestimmte (Band-)Dickengruppe gegeben sind, berücksichtigt werden.The mentioned "other influencing factors" can be explained as follows: In the case of workpieces of different widths and thicknesses, which also have different Speeds are rolled out, there are differences in the roll stand the deformation, the thickness of the lubricating films, etc. This determines the shape and width the roll gap on the individual stands, so that these are influenced by the "theoretical" Values may differ. So are the actual nip dimensions due to gradual, different wear on the rollers, bearings, etc. influenced. Any such discrepancy or difference between actual and theoretical conditions must be used when determining the so-called reference or standard quantities, which are given for a certain (tape) thickness group, are taken into account.
Die erwähnten linearen Funktionen besitzen "Konstanten", die tatsächlich von Einzelheiten oder Faktoren, wie Dickenverteilung, tatsächlicher Walzendurchmesser usw., abhängige Veränderliche sind. Eine dieser Veränderlichen ist der spezifische Widerstandsfaktor (Formänderungswiderstand) des Bandmaterials.The linear functions mentioned have "constants" that actually of details or factors such as thickness distribution, actual roll diameter etc., are dependent variables. One of these variables is the specific one Resistance factor (deformation resistance) of the strip material.
Weiterhin ist eine "Dickengruppe" als eine Tabelle bzw. Gruppe (table) von Veränderlichen zu verstehen, die auf der Grundlage der Einlaufdicke, der Austrittsdicke und einer gewünschten Oberflächenrauhigkeit die folgenden, untereinander abhängigen Standardbedingungen umfaßt: Reduktionsverteilung, Umformungsarbeit und Umformungskraft pro Breiteneinheit sowie Zugspannung. Diese Standardbedingungen gelten für ein Walzgut mit einem vorgegebenen Widerstandsfaktor, der eine Funktion von anlagenexternen Einflußfaktoren ist. Weiterhin werden diese Standardbedingungen im Hinblick auf optimale Arbeitsbedingungen der Fertigungsleistung innerhalb der zulässigen Grenzen der Anlage bestimmt. Es ist offensichtlich, daß die genannten Dickengruppen für eine vorgegebene Anlage zum Teil auf arithmetischem Wege und zum Teil empirisch ermittelt werden können. Proportional zu einer größeren Zahl der auf diese Weise bestimmten Dickengruppen liegt jede Arbeitssituation, wie sie sich tatsächlich darstellt, näher an einem bekannten Standardzustand. Sobald das dem Walzwerk zugeführte Band in einer Dickengruppe klassifiziert worden ist, werden die für diese Dickengruppe anwendbaren Standardbedingungen in angepaßte Bedingungen für das betreffende Band umgesetzt oder umgewandelt, bevor auf deren Grundlage die für die Einstellung der Walzwerkstraße erforderlichen Verfahrensveränderlichen als Zwischengerüstdicken, Bandgeschwindigkeit, Geschwindigkeits-oder Drehzahleinstellung für jedes Walzgerüst usw. berechnet werden können. Die von den Standardbedingungen abgeleiteten angepaßten Bedingungen werden nun mittels der linearisierten Funktionen berechnet, welche die gewünschten Dickenverhältnisse vor und nach dem Auswalzen, die tatsächlichen Durchmesser der Arbeitswalzen und den variierenden Widerstandsfaktor des Walzguts als verschiedentliche (variable) Einflußfaktoren enthalten.Furthermore, a "thickness group" is a table or group (table) of variables to be understood on the basis of the inlet thickness, the outlet thickness and a desired surface roughness, the following are interdependent Standard conditions include: reduction distribution, work of deformation and force of deformation per unit of width and tension. These standard conditions apply to a rolled stock with a specified resistance factor that is a function of external Influencing factors is. Furthermore, these standard terms are in terms of optimal working conditions of the manufacturing performance within the permissible limits of the system. It is obvious that the thickness groups mentioned for a given system partly arithmetically and partly empirically can be determined. Proportional to a greater number of this way each work situation as it actually presents itself lies in certain thickness groups, closer to a known standard state. As soon as the strip fed to the rolling mill has been classified in a weight group, those for that weight group will be applicable standard conditions to adapted conditions for the band in question implemented or converted before on the basis of which for the hiring of the Rolling mill line required process variables as intermediate stand thicknesses, Strip speed, speed or rotational speed setting for each roll stand etc. can be calculated. The adapted ones derived from the standard conditions Conditions are now calculated using the linearized functions which the Desired thickness ratios before and after rolling, the actual diameter of the work rolls and the varying resistance factor of the rolling stock as different contain (variable) influencing factors.
Aus der Literatur und aus der Praxis sind Modelle für die Berechnung der genannten Einstellveränderlichen anhand der angepaßten Standardbedingungen bekannt. Die nach dem neuen Verfahren ermittelten angepaßten Verfahrensveränderlichen werden der Steueranlage für die Walzwerkstraße eingegeben. Diese Steueranlage bewirkt dann eine Anpassung der Einstellgrößen für das Walzwerk an die für das Band gültigen Daten bezüglich Einlaufdicke, Soll-Austrittsdicke, Bandbreite, gewünschter Oberflächen-Rauhigkeit und spezifischem Widerstandsfaktor des Bandmaterials. Die Berechnungen werden so durchgeführt, daß bezüglich der erforderlichen Zug(spannungs)kräfte im Band keine Gefahr für einen Bandbruch besteht. Im Verlauf des Einführens des Bands in das Walzwerk oder beim Herausführen seiries Endes aus dem Walzwerk können sich jedoch erheblich abweichende Bedingungen ergeben. Erfindungsgemäß wird daher empfohlen, daß vom Einführen eines Bands bis zum Aufbau der Haspel-Zugkraft und/oder vom Ende des Abspulens des zugeführten Bands bis zum Herausführen (tailout) des Bands aus dem letzten Walzgerüst für jedes Walzgerüst ein Korrektur ausdruck zur berechneten -eschwihtigkeit und zur berechneten Walzspalteinstellung für jedes (per) Walzgerüst eingeführt wird und ebenso für die Geschwindigkeiten (Drehzahlen) aller Walzgerüste gleichzeitig und für die Walzenspalteinstellungen, sooft Bandmaterial in einem Walzgerüst vorhanden ist, wobei die Korrekturausdrücke mittels des Quotienten der mittleren Austrittsdicke innerhalb der betreffenden Dickengruppe und der berechneten tatsächlichen Austrittsdicke jeweils für jedes Walzgerüst bestimmt und mit einem empirischen Faktor multipliziert werden, der für jedes Walzgerüst und für jede Dickengruppe bestimmt wird.There are models for the calculation from the literature and from practice of the mentioned setting variables known from the adapted standard conditions. The adapted process variables determined according to the new process will be entered into the control system for the rolling mill line. This control system then causes an adaptation of the setting values for the rolling mill to those valid for the strip Data on inlet thickness, target outlet thickness, strip width, desired surface roughness and the specific resistance factor of the band material. The calculations will be like this carried out that with regard to the required tensile (tension) forces in the band no There is a risk of the belt breaking. In the process of introducing the strip into the rolling mill or when leading its end from the rolling mill can, however, significantly deviating conditions result. According to the invention it is therefore recommended that from the introduction of a tape until the reel tensile force has built up and / or from the end of the unwinding of the fed tape until the Bands off the last roll stand for each roll stand a correction expression for the calculated -speed and for the calculated roll gap setting for each (per) roll stand is introduced and also for the speeds (revolutions) of all roll stands at the same time and for the roll gap settings, as often as strip material in a roll stand is present, the correction terms using the quotient of the mean Exit thickness within the relevant thickness group and the calculated actual Exit thickness determined for each roll stand and with an empirical factor which is determined for each roll stand and for each thickness group will.
Dieselben Überlegungen gelten bezüglich des Durchlaufs einer Schweißnaht durch die Walzwerkstraße. In diesem Fall empfiehlt es sich jedoch, daß von dem Zeitpunkt, zu dem eine Schweißnaht im Band festgestellt wird, bis zum Durchlauf der Schweißnaht durch alle Walzgerüste eine KorrekurWröße für jedes Walzgerüst und für alle Walzgerüste gleichzeitig zur berechneten Geschwindigkeit der Walzgerüste hinzugefügt wird, wobei die Korrektur größe auf dieselbe Weise bestimmt wird wie die Korrektur größe beim Einführen oder Herausführen des Bands.The same considerations apply to the passage of a weld through the rolling mill line. In this case, however, it is recommended that from the time at which a weld seam is detected in the strip, up to the passage of the weld seam through all roll stands a correction value for each roll stand and for all roll stands is added at the same time to the calculated speed of the roll stands, where the correction size is determined in the same way as the correction size for Insertion or extraction of the tape.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens wird durch eine Walzwerksteuerung mit Hilfe eines Regel- oder Steuerrechners realisiert, während die Berechnung der angepaßten Veränderlichen mit Hilfe eines Verfahrensrechners erfolgen kann. In spezieller Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Vorkehrungen für das Auftreten von Notfällen getroffen, in denen der Verfahrensrechner nicht eingesetzt werden kann. In diesem Fall wird in einem Notfall der Walzwerksteuerung eine vereinfachte Version des Rechenprogramms eingespeist, wobei beträchtlich reduzierte bzw. verringerte Dickengruppen zu erwarten sind, die lediglich auf der Grundlage der Soll-Austrittsdicke und der Soll-Oberflächenrauhigkeit des Bands und ohne Korrekturmöglichkeiten bezüglich der Standardbedingungen für Reduktion, Umformungsarbeit und -kraft pro Breiteneinheit, Zugspannung und anlagenexterne Einflußfaktoren klassifiziert werden.A further refinement of the method is through a rolling mill control realized with the help of a control computer, while the calculation of the adapted variable can be done with the help of a process computer. In special Embodiments of the method according to the invention are provisions for the occurrence hit by emergencies in which the process computer is not used can. In this case, the rolling mill control becomes simplified in an emergency Version of the computer program fed in, with considerably reduced or decreased Thickness groups are to be expected based solely on the nominal exit thickness and the target surface roughness of the tape and without correction options regarding the standard conditions for reduction, deformation work and force pro Unit of width, tensile stress and external influencing factors can be classified.
Eine Anpassung findet jedoch in bezug auf den bekannten Widerstandsfaktor des Walzguts statt. Es hat sich gezeigt, daß in diesem Fall zwar keine optimale Einstellung erreicht werden kann, in jedem Fall aber eine zuverlässige Betriebsleistung während der Zeitspanne des bestehenden Notfalls aufrechterhalten werden kann.However, there is an adjustment with respect to the known drag factor of the rolled stock. It has been shown that in this case it is not an optimal one Adjustment can be achieved, but in any case reliable operating performance can be sustained during the period of the existing emergency.
Bezüglich der Ermittlung der endgültigen Einstellwerte für das Walzwerk ist es wesentlich, die Geschwindigkeiten innerhalb der zulässigen Werte für Motorleistung und innerhalb der zulässigen Motordrehzahl für jedes Walzgerüst zu optimieren.Regarding the determination of the final setting values for the rolling mill it is essential to keep the speeds within the allowable values for engine power and to optimize within the permissible engine speed for each roll stand.
In diesem Zusammenhang hat es sich erfindungsgemäß als zweckmäßig erwiesen, daß die Geschwindigkeiten (Drehzahlen) der aufeinanderfolgenden Walzgerüste als Funktion des Durchlaufs der Banddicken durch die Walzstraße eingestellt werden und daß ein auf einer linearisierten Abhängigkeit beruhender Schlupfkoeffizient an die angepaßten Zugkraftunterschiede über die aufeinanderfolgenden Walzgerüste hinweg, die höchstzulässigen Werte der Motorleistung und die zulässigen Motor-Drehzahlen für jedes Walzgerüst angepaßt wird.In this context, it has proven to be expedient according to the invention proved that the speeds (revolutions) of the successive roll stands can be set as a function of the passage of the strip thicknesses through the rolling train and that a slip coefficient based on a linearized dependence to the adjusted differences in tensile force over the successive roll stands away, the maximum permissible values of the engine power and the permissible engine speeds is adapted for each roll stand.
Bei Anwendung des angepaßten Verfahrens ist es andererseits empfehlenswert, daß in Notfällen die Geschwindigkeiten der aufeinanderfolgenden Walzgerüste als Funktion des Durchlaufs der Banddicken durch die Walzstraße, eines festen Schlupfkoeffizienten, der höchstzulässigen Werte der Motorleistung und der zulässigen Motor-Drehzahlen für jedes Walzgerüst eingestellt werden.On the other hand, when using the adapted procedure, it is advisable to that in emergencies the speeds of the successive roll stands as Function of the passage of the strip thickness through the rolling train, a fixed slip coefficient, the maximum permissible values of the engine power and the permissible engine speeds can be set for each roll stand.
In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß der Durchlauf der Banddicke durch das Walzwerk anhand der Reduktionsverteilung bestimmt wird, die sich nach der Wahl der Dickengruppe bestimmt.In this context, it should be noted that the passage of the Strip thickness through the rolling mill based on the reduction distribution certainly which is determined by the choice of the thickness group.
Neben der Geschwindigkeitseinstellung an den aufeinanderfolgenden Walzgerüsten ist auch die Walzenspalteinstellung pro Walzgerüst eine wichtige Einstellveränderliche der Walzstraße. Diese Einstellung erfolgt beim erfindungsgemäßen Verfahren in der Weise, daß die Walzenspalteinstellung pro bzw. für jedes Walzgerüst auf der Grundlage der Dicke des Bands bei seinem Austritt aus dem Walzgerüst, der mechanischen Längung oder Ausdehnung der Walzengehäuse infolge der Walzkräfte, der Geschwindigkeiten pro Walzgerüst und der Bandbreite bestimmt wird und daß die Walzkräfte relativ zu den Standardwalzkräften für die gewählte Dickengruppe linear an den Widerstandsfaktor des Bandmaterials, die Dickenverhältnisse, die Arbeitswalzendurchmesser und das nicht-kompensierte Gewicht der oberen Walzen sowie möglicherweise die Walzenbiegekräfte angepaßt werden.In addition to the speed setting on the consecutive Roll stands, the roll gap setting per roll stand is also an important variable the rolling mill. This setting takes place in the method according to the invention in Way that the roll gap setting is based on per or for each roll stand the thickness of the strip as it emerges from the roll stand, the mechanical elongation or expansion of the roll housing as a result of the rolling forces, the speeds per roll stand and the bandwidth is determined and that the rolling forces are relative to the standard rolling forces for the selected thickness group linearly to the resistance factor of the strip material, the thickness ratios, the work roll diameter and the uncompensated weight of the top rolls as well as possibly the roll bending forces be adjusted.
Dabei werden die Geschwindigkeiten für jedes Gerüst nach dem bereits erläuterten Verfahren eingestellt, während die mechanische Längung oder Ausdehnung in den Walzengehäusen aufgrund der Walzkräfte eine bekannte Größe (datum) für die Anlage ist, die für eine Anzahl von Geschwindigkeiten bzw. Drehzahlen der Walzen gemessen werden kann, ohne daß sich ein Band in der Anlage befindet. In diesem Fall müssen beim Eintreten eines Notfalls ersichtlicherweise die Berechnungen der Walzenspalteinstellungen pro Walzgerüst differenziert durchgeführt werden. Sodann muß diese Spalteinstellung pro Walzgerüst auf der Grundlage der Austrittsdicke des Bands aus dem betreffenden Gerüst, der Längung bzw.The speeds for each stand are set according to the already outlined procedure set while the mechanical elongation or expansion a known quantity (date) for the Plant is designed for a number of speeds or speeds of the rollers can be measured without a tape being in the system. In this case In the event of an emergency, it is clear that the calculations of the nip settings must be carried out differentiated for each roll stand. Then this gap setting must per mill stand based on the thickness of the strip at which it emerged Framework, the elongation or
ausdehnung der Walzengehäuse als Folge der Walzkräfte und der Geschwindigkeiten an jedem Gerüst sowie der Bandbreite bestimmt werden, wobei in diesem Fall von Standard-Walzengewichten ausgegangen wird, die möglicherweise nur bezüglich Walzengewichten und Biegekräften korrigiert sind.expansion of the roll housing as a result of the rolling forces and the speeds on each stand and the strip width can be determined, in this case from standard roll weights it is assumed that possibly only with regard to roller weights and bending forces are corrected.
Die Steuerung oder Regelung der Walzstraße kann somit vollständig auf der Grundlage von möglicherweise in einem Verfahrensrechner berechneten Veränderlichen erfolgen, die Funktionen der für das betreffende Band charakteristischen Daten sind.The control or regulation of the rolling train can thus be complete on the basis of variables possibly calculated in a process computer which are functions of the data characteristic of the band in question.
Eine zusätzliche Erweiterung des Verfahrens beruht auch darauf, daß die bei vorhergehenden Walzvorgängen gewonnene Erfahrung mit berücksichtigt wird. Dies kann dadurch geschehen, daß für das Auswalzen jedes Bands die Abweichungen zwischen den gemessenen Walzkräften und den mittels der Berechnung angepaßten Walzkräften, die Motorleistungen und die Walzenspalteinstellungen bestimmt und für die beiden ersteren Faktoren als angepaßte Korrektur für Umformungskraft und -arbeit in eine passende Dickengruppe eingeführt werden und daß die zuletzt genannten Faktoren zum Zwecke einer angepaßten Korrektur in die Walzenspalteinstellungs-Berechnung für das erste folgende, auszuwalzende Band eingeführt werden.An additional extension of the method is based on the fact that the experience gained in previous rolling processes is also taken into account. This can be done by adding the deviations for the rolling out of each band between the measured rolling forces and the rolling forces adjusted by means of the calculation, the motor powers and the nip settings are determined and for the two the former factors as an adjusted correction for the forming force and work into one appropriate thickness group are introduced and that the last-mentioned factors for For purposes of an adapted correction in the nip setting calculation for the first following strip to be rolled out can be introduced.
Aufgrund der Erfindung empfiehlt es sich sogar, solche Korrekturen auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen den berechneten Walzkräften und den Spalteinstellungen und bewährten Meßwerten anzuwenden, ebenfalls als angepaßte Korrektur bezüglich der 17alzenspalteneinstellunn für den anschlieEend zuerst auf zurollenden Coil, wobei dieses Auswalzen in einem Notfall durchgeführt werden muß, in welchem der Verfahrensrechner nicht zur Verfügung steht.Because of the invention, it is even advisable to make such corrections based on a comparison between the calculated rolling forces and the Use gap settings and proven measured values, also as an adapted correction with regard to the setting of the column columns for the subsequently rolled up first Coil, this rolling must be carried out in an emergency in which the process computer is not available.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens besteht demzufolge darin, daß für jedes Band, ausgehend von einer an Widerstandsfaktor, Breite und Banddicke zwischen den Walzgerüsten angepaßten Zugspannung, die Zugspannungspegel zwischen den Walzgerüsten, die für die Walzgeschwindigkeiten korrigiert sind, bestimmt und anschließend einem Zwischengerüstspannung-Regler zugeführt werden. Auf diese Weise werden bei diesem Verfahren Schlupf in den Walzgerüsten besser steuerbar und Bandbrüche zufriedenstellender ausgeschaltet.A further refinement of the procedure therefore consists in that for each tape, starting with a resistance factor, width and tape thickness tension between the mill stands, the tension levels between the rolling stands, which are corrected for the rolling speeds, determined and can then be fed to an interstand voltage regulator. In this way With this method, slippage in the roll stands can be better controlled and strip breaks more satisfactory turned off.
Noch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß für jedes Band, ausgehend von den Standardbedingungen je Dickengruppe mit Korrekturen für Widerstandsfaktor und Bandbreite, pro Walzgerüst die Walzenbiegekraft für variierende Geschwindigkeitspegel des Walzgerüsts ermittelt wird. Auf diese Weise kann die Bandform gesteuert werden.Yet another embodiment of the invention is characterized in that that for each band, based on the standard conditions for each thickness group with corrections for resistance factor and strip width, for each roll stand the roll bending force for varying Speed level of the roll stand is determined. This way the band shape being controlled.
Im folgenden ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Ablaufplan eines bisherigen Verfahrens zur Steuerung einer mehrstufigen Walzstraße und Fig. 2 einen Ablaufplan eines verbesserten Verfahrens gemäß der Erfindung.The following is a preferred embodiment of the invention in comparison to the prior art explained in more detail with reference to the accompanying drawing. 1 shows a flow chart of a previous method for controlling a multi-stage rolling mill and FIG. 2 shows a flow chart of an improved method according to the invention.
Fig. 1 veranschaulicht schematisch die Art und Weise, auf welche im allgemeinen die Steuerung einer Walzstraße durchgeführt werden kann. Anhand von Daten für das Band werden Verfahrensveränderliche über ein Rechenmodell bestimmt. Die Verfahrensveränderlichen geben an, welcher Bearbeitung ein vorgegebenes Band unterworfen werden muß, um das gewünschte Endprodukt zu erhalten. Anhand dieser Verfahrensveränderlichen wird entsprechend Einstell- oder Sollgrößen für die Walzwerkstraße bestimmt, welche Sollwerte sodann einer Steuerung für die Walzwerkstraße eingegeben werden.Fig. 1 illustrates schematically the manner in which in in general, the control of a rolling train can be carried out. Based on Process-variable data for the tape are determined using a computational model. The process variables indicate which processing a given band must be subjected to in order to obtain the desired end product. Look at this Process changeable is corresponding setting or target values for the rolling mill train determines which setpoints are then input to a controller for the rolling mill train will.
In der Regel werden die verschiedenen mathematischen Prozesse, die für die Bestimmung der Verfahrensveränderlichen und für die Umsetzung derselben in Sollwerte erforderlich sind, mit Hilfe von elektronischen Rechnern durchgeführt. Für das wesentliche Verständnis der Erfindung ist dies jedoch ohne Bedeutung.Usually the various math processes that for the determination of the process changers and for the implementation of the same in setpoints required are carried out with the help of electronic calculators. However, this is of no importance for the essential understanding of the invention.
Wie eingangs erwähnt, ist es auf diese Weise nicht möglich, eine in der Praxis anwendbare, genaue Einstellung der Walzstraße zu erreichen. Das erforderliche mathematische Rechenmodell müßte in nicht durchführbarer Weise erweitert werden.As mentioned at the beginning, it is not possible to create an in precise setting of the rolling train that can be used in practice reach. The required mathematical calculation model would have to be impracticable be expanded.
Fig. 2 veranschaulicht das System des erfindungsgemäß ausgeführten Rechenmodells. Hierbei ist es wesentlich, daß zunächst das Band über eine Vielzahl ausgewähler Band-Daten für Dickengruppen in eine Dickengruppe eingeteilt wird. Im Rechenmodell wird nur eine vorbestimmte Anzahl von Dickengruppen behandelt, die jeweils nur einer Kombination diskreter Band-Daten entsprechen. In der Praxis zeigt im wese ntlichen kein einzelnes Band diese Band-Daten in identischer Weise, so daß eine gewählte Dickengruppe nur eine erste Näherung in Richtung auf das tatsächlich auszuwalzende Band darstellt. Für jede Dickengruppe gelten Standardbedingungen für Reduktionsverteilung, Umformungsarbeit und -kraft, Zugspannung zwischen den Walzgerüsten und externe Einflußfaktoren bezüglich des Bands.Fig. 2 illustrates the system of that embodied in accordance with the invention Calculation model. It is essential that first the tape over a large number selected tape data for thickness groups is divided into a thickness group. in the The calculation model only deals with a predetermined number of thickness groups each correspond to only one combination of discrete tape data. In practice it shows essentially no single tape records these tape data in an identical manner, so that a selected thickness group is only a first approximation towards that actually represents the tape to be rolled out. For each thickness group, standard conditions apply to Reduction distribution, deformation work and force, tensile stress between the roll stands and external factors affecting the band.
Bezüglich einer Dickengruppe sind diese Standardbedingungen für andere Verfahrensveränderliche maßgebend, von denen die Einstellgrößen für die Walzstraße abgeleitet werden können.With regard to one thickness group, these are standard conditions for others Process changeable decisive, of which the setting variables for the rolling train can be derived.
Da jedoch für das tatsächlich ausgewalzte Band diese Standardbedingungen einer eng benachbarten Dickengruppe nicht genau zutreffen, müssen die Standardbedingungen einer Korrektur unterworfen werden, wobei diese Korrekturen zu angepaßten Bedingungen führen. Da die angepaßten Bedingungen vorherbestimmt sind, können von ihnen dann die tatsächlichen Verfahrensveränderlichen und Einstellgrößen abgeleitet werden.However, there are these standard conditions for the strip actually rolled out of a closely adjacent thickness group do not exactly apply, the standard conditions must be subjected to a correction, these corrections on adapted conditions to lead. Since the adapted conditions are predetermined, you can then use them the actual process variables and setting variables can be derived.
Zur Bestimmung der angepaßten Bedingungen anhand der Standardbedingungen wird eine Korrektur auf der Grundlage von Abweichungen in den Dickenverhältnissen des Bands vor und nach jedem Walzgerüst, im Durchmesser der Arbeitswalzen und dem für diese Bänder geltenden Widerstands faktor vorgenommen. Mit Hilfe dieser bweichungen werden die Standardbedingungen korrigiert; zu diesem Zweck werden als Rechenprozess die Auswirkungen dieser Dickenverhältnisse, der Walzendurchmesser und der Widerstandsfaktoren auf linearisierte Funktionen abgeleitet.To determine the adjusted conditions based on the standard conditions will make a correction based on variations in thickness ratios of the strip before and after each roll stand, in the diameter of the work rolls and the resistance factor applicable to these bands. With the help of these deviations will corrected the standard conditions; for this purpose, the Effects of these thickness ratios, the roll diameter and the drag factors derived from linearized functions.
Da in erster Linie für das zugeführte Band Standardbedingungen benutzt werden, die aus der Klassifizierung in eine Dickengruppe resultieren, brauchen die Korrekturen (zur Erzielung der angepaßten Bedingungen) nur so gering zu sein, daß es gerechtfertigt ist, mit linearisierten Funktionen zu arbeiten. Hierdurch wird das Rechenmodell erheblich vereinfacht, so daß in der Praxis eine verbesserte Verarbeitung erreicht werden kann.As standard conditions are used primarily for the tape being fed in that result from the classification in a thickness group, need the Corrections (to achieve the adapted conditions) only to be so small that it is justified to work with linearized functions. This will the calculation model is considerably simplified, so that in practice improved processing can be reached.
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