DE3623049C2 - Vorrichtung zum Regeln der Längenzunahme des durch ein Walzwerk zu walzenden Walzgutes - Google Patents
Vorrichtung zum Regeln der Längenzunahme des durch ein Walzwerk zu walzenden WalzgutesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Längen
zunahme des durch ein Walzwerk zu walzenden Walzgutes nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs. Eine solche Vorrichtung ist
aus der US 38 20 365 bekannt.
Um eine hohe Genauigkeit in der Dicke einer Stahlplatte als
Walzgut zu erzielen, wird bei einer Walzanlage im allgemeinen
die Längenzunahme des Walzgutes geregelt. Bei einem Beispiel
einer derartigen Regelung, die in "TEKKO BENRAN, IRON AND STEEL
HANDBOOK, III (I)", Iron and Steel Institute of Japan 1980,
Seiten 674 bis 676 beschrieben ist, werden die Spannungsrege
lung und die Walzdruckregelung über entsprechende Regelvor
richtungen mit Rückführung durchgeführt.
Eine herkömmliche Vorrichtung dieser Art ist in Fig. 1 ge
zeigt. In Fig. 1 sind ein Walzwerk 1 zum Kaltnachwalzen des
Walzgutes, ein Band 2 als Walzgut, eine Spannwalze 3, die an
der Eintrittsseite des Walzwerkes 1 angeordnet ist, ein Motor 4
zum Antreiben der eintrittsseitigen Spannwalze 3, ein Impulsos
zillator 5, der an der eintrittsseitigen Spannwalze angebracht
ist, ein Motor 6 zum Antreiben der Arbeitswalze des Walzwerkes
1, eine Spannwalze 7, die an der Austrittsseite des Walzwerkes
1 angeordnet ist, ein Motor 8 zum Antreiben der austrittssei
tigen Spannwalze 7 und ein Impulsoszillator 9 dargestellt, der
an der austrittsseitigen Spannwalze 7 angebracht ist. Eine
Anstelleinrichtung 10 übt einen Druck auf das Band 2 aus, ein
Spannungsmesser 11 mißt die Spannung des Bandes 2 zwischen der
eintrittsseitigen Spannwalze 3 und dem Walzwerk 1 und ein Span
nungsmesser 12 mißt die Spannung des Bandes 2 zwischen dem
Walzwerk 1 und der austrittsseitigen Spannwalze 7. Förder
geschwindigkeitssteuerungen 13, 14 und 15 dienen dazu, jeweils die
Drehgeschwindigkeiten der Motoren 4, 6 und 8 zu steu
ern, eine Spannungssteuerung 16 liefert den Unterschied zwi
schen einer Bezugsspannung t1REF und der tatsächlichen durch
den Spannungsmesser 11 gemessenen Spannung der Geschwindig
keitssteuerung 14 als ein Geschwindigkeitssignal, um dadurch
die Spannung zwischen der eintrittsseitigen Spannwalze 3 und
dem Walzwerk 1 konstant zu halten, eine Spannungssteuerung 17
liefert den Unterschied zwischen einer Bezugsspannung t2REF
und der tatsächlichen durch den Spannungsmesser 12 gemessenen
Spannung der Geschwindigkeitssteuerung 15 als ein Geschwindig
keitssignal, um dadurch die Spannung zwischen der austritts
seitigen Spannwalze 7 und dem Walzwerk 1 konstant zu halten,
und eine Spannungskompensationseinrichtung 18, an der ein Sig
nal liegt, das den Unterschied zwischen der tatsächlichen
durch den Spannungsmesser 11 gemessenen Spannung und der Be
zugsspannung t1REF wiedergibt, gibt ein Signal zum Korrigie
ren der Spannung zwischen der austrittsseitigen Spannwalze 7
und dem Walzwerk 1 aus. Ein Längenzunahmedetektor 19 nimmt den
Geschwindigkeitsunterschied zwischen der eintrittsseitigen Spann
walze 3 und der austrittsseitigen Spannwalze 7 wahr, um die
Längenzunahme des Walzgutes zu messen. Eine Längenzunahmeregel
einheit 20 empfängt ein Signal, das den Unterschied zwischen
der durch den Längenzunahmedetektor 19 wahrgenommenen Längen
zunahme und einer Bezugslängenzunahme Eref angibt, und gibt an die
Anstelleinrichtung 10 ein Walzdruckreguliersignal aus, um das
Differenzsignal zum Verschwinden zu bringen.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der obigen Vorrichtung be
schrieben. Zunächst wird das Band 2 von der Eintrittsseite zur
Austrittsseite des Walzwerkes 1 befördert, wie es durch einen
Pfeil angegeben ist, während die Spannung auf der Grundlage
der Signale von den Impulsoszillatoren 5 und 9 gemessen wird
und der Walzdruck so reguliert wird, daß die gemessene Län
genzunahme mit der Bezugslängenzunahme Eref übereinstimmt.
Wenn sich dann die gemessene Längenzunahme aufgrund irgend
einer Störung ändert, ändert sich das Verhältnis der Anzahl
von Impulsen, die vom Impulsoszillator 5 entsprechend der
Drehgeschwindigkeit der eintrittsseitigen Spannwalze 3 ausge
geben werden, zur Anzahl der Impulse, die durch den Impuls
oszillator 9 entsprechend der Drehgeschwindigkeit der aus
trittsseitigen Spannwalze 7 ausgegeben werden, und es gibt
sich ein Unterschied zwischen der durch den Längenzunahmede
tektor 19 wahrgenommenen Längenzunahme und der Bezugslängen
zunahme. Das entsprechende Differenzsignal veranlaßt die Längen
zunahmeregeleinheit 20, an die Anstelleinrichtung 10 ein Walz
druckkorrektursignal auszugeben, um den Längenzunahmeunterschied
zum Verschwinden zu bringen. Die Anstelleinrichtung 10 legt dann
einen auf dem Korrektursignal basierenden Walzdruck an das
Band 2. Damit die Spannung des Bandes 2 zwischen der eintritts
seitigen Spannwalze 3 und dem Walzwerk 1 und die Spannung des
Bandes zwischen dem Walzwerk 1 und der austrittsseitigen Spann
walze 7 konstant festliegen, geben darüber hinaus die Spannungs
steuerungen 16 und 17 Geschwindigkeitskorrektursignale an die Ge
schwindigkeitssteuerungen 14 und 15 aus, um dadurch beide
Spannungen auf ihren jeweiligen Bezugswerten zu halten.
Die Längenzunahme des Walzgutes wird somit dadurch geregelt,
daß der auf das Band 2 durch das Walzwerk 1 ausgeübte Walzdruck
reguliert wird, während die Spannungen am Band 2 an der Ein
trittsseite und an der Austrittsseite des Walzwerkes 1
konstant gehalten werden.
Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Spannungsregelvorrich
tung ist jedoch die Unterschleife zum Korrigieren des Walz
druckes von der Unterschleife zum Korrigieren der Spannung
unabhängig, so daß eine Änderung im Walzdruck von
einer Änderung in der Spannung gefolgt wird, was einen nach
teiligen Einfluß auf die Spannungsregelung hat und zu einem
schwachen Ansprechvermögen der Längenzunahmeregelung führt.
Die aus der eingangs genannten US 38 20 365 bekannte Vorrich
tung entspricht im wesentlichen der vorstehend anhand der Fig.
1 vereinfacht beschriebenen Anordnung. Das heißt, es wird auch
hier das Fehlersignal aus einer unabhängig von anderen Regel
schleifen arbeitenden Längenzunahmeregeleinheit dazu verwendet,
eine Anstelleinrichtung des Walzwerkes anzusteuern, um die
Längenzunahme auf den gewünschten Wert zu bringen.
Aus der JP 57-127 515 (A) ist eine Vorrichtung bekannt, bei der
über eine Regelung der Fördergeschwindigkeit zwischen den
beiden Gerüsten eines Tandem-Walzwerkes ein spannungsfreier
Zustand erzeugt wird. Aus der JP 57-14 409 (A) ist außerdem
noch eine Längenzunahmesteuerung mittels des Andrucks der
Walzen beschrieben, bei der die Fördergeschwindigkeit nicht
berücksichtigt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte
Regelvorrichtung so auszugestalten, daß die Längenzunahme des
Walzgutes mit hohem Ansprechvermögen und mit hoher Genauigkeit
geregelt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des
Patentanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt somit eine Einrichtung,
die den Walzdruck unverändert hält, wenn die gemessene tatsäch
liche Längenzunahme mit einer vorgegebenen Längenzunahme über
einstimmt, und die so arbeitet, daß sie ein Signal, das den
Unterschied zwischen einer Zielanstellposition auf der Grund
lage des in der Halteeinrichtung gehaltenen Walzdrucks und der
tatsächlichen gemessenen Andruckposition angibt, einer Ge
schwindigkeitssteuerung zuführt, die die Fördergeschwindigkeit
des Walzgutes an der Austrittsseite oder Eintrittsseite des
Walzwerkes steuert.
Das heißt, es wird der durch das Walzwerk auf das Walzgut
ausgeübte Walzdruck gemessen und unverändert in der Halteein
richtung gehalten, sobald die Längenzunahme des Werkstückes
einer Ziellängenzunahme entspricht. Danach wird eine Änderung
des Walzdruckes mit dem in der Halteeinrichtung gehaltenen Wert
als Bezugswert verglichen, und der gemessene Walzdruckwert wird
durch die Fördergeschwindigkeitssteuervorrichtung für die Ge
schwindigkeitssteuerungen auf der Austrittsseite oder der
Eintrittsseite so gesteuert, daß die Änderung der Spannung am
Walzgut verschwindet, die aus einer Abweichung des Walzdrucks
resultiert.
Da eine Abweichung des Walzdrucks aus der Längenzunahme des
Walzgutes abgeleitet wird und die Fördergeschwindigkeit des
Walzgutes nach Maßgabe der Abweichung der Länge des Walzgutes
korrigiert wird, ist es möglich, eine Abweichung der Spannung
des Walz
gutes aufgrund einer Änderung im Walzdruck zu vermeiden, so
daß das Ansprechvermögen der Längenzunahmeregelung verbessert
werden kann und die gewünschte Längenzunahme mit hoher Ge
nauigkeit erzielt werden kann.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein beson
ders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher be
schrieben. Es zeigen
Fig. 1 in einem Blockschaltbild eine herkömmliche Längen
zunahmeregelvorrichtung für das Walzgut in einer
Walzanlage,
Fig. 2 in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Regeln der
Längenzunahme und
Fig. 3 in einer graphischen Darstellung die Beziehung
zwischen dem Walzdruck und der Spannung bei einer
festen Längenzunahme des
bearbeiteten Walzgutes.
In Fig. 2 der Zeichnung sind Bauteile 1 bis 20 dargestellt,
die gleich den Bauteilen der herkömmlichen Vorrichtung in Fig. 1
sind oder denen entsprechen und nicht nochmals beschrieben wer
den. Steuerverstärkungseinrichtungen 21 und 22 multiplizieren
das Signal, das den Unterschied zwischen der Zielanstellposi
tion, die von einer Walzdruckhalteeinrichtung 23 ausgegeben
wird, und der tatsächlichen Anstellposition wiedergibt, mit be
stimmten Steuerverstärkungsfaktoren, um die Geschwindigkeitskor
rektursignale zu erhalten und liefern die Korrektursignale jeweils zu den
Geschwindigkeitssteuerungen 14 und 15. Die Walzdruck
halteeinrichtungen 23 hält den Walzdruck zu der Zeit, zu der die
Längenzunahme, die vom Längenzunahmedetektor 19 wahrgenommen
wird, mit der Bezugslängenzunahme übereinstimmt.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der obigen Vorrichtung
beschrieben. Fig. 3 zeigt die Änderungen in der Spannung
ΔT gegenüber den Änderungen im Walzdruck ΔP bei einer
festen Längenzunahme des Bandes 2 als Walzgut. Aus Fig. 3
ist ersichtlich, daß eine Änderung des Walzdruckes zu einer
Änderung in der Spannung führt. Um Änderungen in der Span
nung aufgrund von Änderungen im Walzdruck zu vermeiden, wer
den unter Berücksichtigung dieser Zusam
menhänge die folgenden Arbeitsvorgänge ausgeführt.
Der Walzdruck wird während der Zeit, während der die tatsächliche
Längenzunahme, die durch den Längenzunahmedetektor 19 erfaßt
wird, mit der Bezugslängenzunahme Eref übereinstimmt,
durch die Walzdruckhalteeinrichtung 23 gehalten. Wenn sich
die Längenzunahme ändert, gibt die Längenzunahmeregeleinheit 20
die Änderung als Walzdruckreguliersignal aus, was zu einem Un
terschied zwischen dem in der Einrichtung 23 gehaltenen Wert
und dem tatsächlichen Walzdruck führt. Ein Differenzsignal,
das den Unterschied wiedergibt, wird von den Steuerverstärkungs
einrichtungen 21 und 22 ausgegeben, die als Fördergeschwindig
keitskorrekturregler arbeiten, wodurch das Differenzsignal mit
bestimmten Steuerverstärkungsfaktoren multipliziert wird, um die
Geschwindigkeitskorrektursignale zu bilden. Um eine Änderung in
der Spannung zu kompensieren, geben die Steuerverstärkungsein
richtungen 21 und 22 Geschwindigkeitskorrektursignale als
Fördergeschwindigkeitssteuersignale den Geschwindigkeitssteuerungen 14
und 15 aus, die die Motoren 6 und 8 zum Fördern des Walzgu
tes steuern. Die Fördergeschwindigkeitssignale werden durch die Ge
schwindigkeitssteuerungen 14 und 15 verarbeitet und zur Ge
schwindigkeitssteuerung des Motors 6 für die Arbeitswalze und
des Motors 3 für die austrittsseitige Spannwalze verwandt.
Das hat zur Folge, daß eine Änderung der Spannung des Walz
gutes selbst dann vermieden wird, wenn sich der Walzdruck
ändert, so daß sich eine höhere Genauigkeit der Län
genzunahme des Walzgutes ergibt.
Im obigen wurde die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand
eines Ausführungsbeispiels für eine Stahlnachwalzstraße
beschrieben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in glei
cher Weise bei anderen Stahlverarbeitungsstraßen anwendbar,
bei denen das Walzgut durch Walzen eine Längenzunahme er
fährt.
Claims (2)
- Vorrichtung zum Regeln der Längenzunahme des durch ein Walzwerk zu walzenden Walzgutes über eine Steuerung des Walz druckes und eine Steuerung der Spannung am Walzgut, mit
- - einem Längenzunahmedetektor, der die tatsächliche Längenzunahme des durch das Walzwerk gewalzten Walz gutes mißt,
- - einer Vielzahl von Geschwindigkeitssteuerungen zum Steuern der Fördergeschwindigkeit des Walzgutes über Fördereinrichtungen, die jeweils an der Eintritts seite und der Austrittsseite des Walzwerkes vorgese hen sind,
- - einer Längenzunahmeregeleinheit, die eine Anstell einrichtung des Walzwerkes nach Maßgabe des Unter schiedes zwischen der tatsächlichen Längenzunahme, die durch den Längenzunahmedetektor gemessen wird, und einer vorgegebenen Bezugslängenzunahme steuert, und mit
- - einer Fördergeschwindigkeitskorrektursteuerung zum Korrigieren der Fördergeschwindigkeitssteuerung,
- dadurch gekennzeichnet, daß
- - eine Walzdruckhalteeinrichtung (23) den Walzdruck der Anstelleinrichtung (10) unverändert hält, wenn die durch den Längenzunahmedetektor (19) gemessene Längen zunahme mit der Bezugslängenzunahme übereinstimmt, daß
- - die Fördergeschwindigkeitskorrektursteuerung die durch die Fördergeschwindigkeitssteuerungen (13, 14, 15) vorgegebenen Geschwindigkeiten nach Maßgabe des Unter schiedes zwischen der Anstellposition der Anstellein richtung (10), die dem in der Walzdruckhalteeinrich tung (23) gehaltenen Walzdruck entspricht, und einer Zielanstellposition steuert, und daß
- - die Fördergeschwindigkeitskorrektursteuerung Steuer verstärkungseinrichtungen (21, 22) umfaßt, die Ge schwindigkeitskorrektursignale an die Geschwindig keitssteuerungen ausgeben, um die Walzgutförderge schwindigkeiten zu steuern, wobei die Geschwindig keitskorrektursignale dadurch erhalten werden, daß ein Signal, das den Unterschied zwischen der Anstell position der Anstelleinrichtung (10) und der Zielan stellposition wiedergibt, jeweils mit bestimmten Steuerverstärkungsfaktoren multipliziert wird.
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