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EP3210681A1 - Vorrichtung und verfahren zum walzen von bandmaterial mit veränderlicher banddicke - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum walzen von bandmaterial mit veränderlicher banddicke Download PDF

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Publication number
EP3210681A1
EP3210681A1 EP17155391.0A EP17155391A EP3210681A1 EP 3210681 A1 EP3210681 A1 EP 3210681A1 EP 17155391 A EP17155391 A EP 17155391A EP 3210681 A1 EP3210681 A1 EP 3210681A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roll
rollers
strip material
dipping
rolling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP17155391.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3210681B1 (de
Inventor
Ingolf Günter Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tilgert Walzwerksmaschinenbau GmbH
Bilstein GmbH and Co KG
Original Assignee
Tilgert Walzwerksmaschinenbau GmbH
Bilstein GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tilgert Walzwerksmaschinenbau GmbH, Bilstein GmbH and Co KG filed Critical Tilgert Walzwerksmaschinenbau GmbH
Publication of EP3210681A1 publication Critical patent/EP3210681A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3210681B1 publication Critical patent/EP3210681B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/10—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring roll-gap, e.g. pass indicators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—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
    • B21B1/22—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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/24—Automatic variation of thickness according to a predetermined programme
    • B21B37/26—Automatic variation of thickness according to a predetermined programme for obtaining one strip having successive lengths of different constant thickness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
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    • B21B37/48—Tension control; Compression control
    • B21B37/52—Tension control; Compression control by drive motor control
    • B21B37/54—Tension control; Compression control by drive motor control including coiler drive control, e.g. reversing mills
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    • B21B2261/00—Product parameters
    • B21B2261/02—Transverse dimensions
    • B21B2261/04—Thickness, gauge
    • B21B2261/05—Different constant thicknesses in one rolled product
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    • B21B2265/02—Tension
    • B21B2265/08—Back or outlet tension

Definitions

  • the invention relates to a device for rolling strip material with periodically varying strip thickness, wherein the apparatus comprises a roll stand with a set of rollers and a Anstellsystem for adjusting the roll gap of the set of rolls, which roll gap, the strip material is fed with an output thickness on the input side of a spool and from which from the strip material with the respective desired final thickness on the output side of a reel is supplied.
  • the invention relates to a method for operating a device for rolling strip material with periodically varying strip thickness
  • the apparatus comprises a roll stand with a set of rollers and a Anstellsystem for adjusting the roll gap of the set of rollers, wherein the roll gap, the strip material with an output thickness on the input side of a Uncoiler is supplied from and from which the strip material with the respective desired, by the Walzspalt certain end thickness on the output side of a coiler is supplied.
  • a device of the generic type and a method of the generic type are known in the art.
  • strip materials are processed from steel strip material.
  • EP 1 121 990 B2 a generic device known.
  • a possibility is shown in the prior art, with the wound in an economic manner to coils wound metal strips under train, reduced in thickness and then wound up again under train, wherein on the inlet side, a relatively constant strip thickness is provided and a periodic variable strip thickness to be achieved on the outlet side.
  • the present invention seeks to provide an alternative solution for a corresponding device or a corresponding method available, the or the features of the force control of a balance or dancer role and a speed control of the reels no Use makes and achieves a faster automatic adjustment of the roll gap and thus a high quality of a periodically variable band material in adaptation to the high belt speeds, taking into account the different belt speeds at the inlet and outlet of the roll gap.
  • the invention proposes that both between the reel and the rolling stand and between the rolling stand and the coiler, a roller assembly is arranged with a dipping roll around which the strip material is guided, and that the dipping rolls at a constant roll speed of the nip determining rollers of the roll stand in dependence on the employment of Rolls are position controlled to compensate for the changes in speed of the rolling stock at the inlet and at the outlet of the rolling stand, and that the uncoiler and the coiler are operated zuggeregelt.
  • the dipping rollers are position-controlled directly by the adjustment of the nip, which results in a result in a significantly faster correct setting with changing nips and to an exact rolling result.
  • both the uncoiler and the coiler operated zuggeregelt which is particularly advantageous for the use of the device.
  • each support roll for the strip material is arranged, over which the strip material is guided, and that each support roll has a strip length detection device and / or a belt speed monitoring device.
  • the uncoiler and the coiler are provided with a tension measuring device, by means of which the power supply to the drive motors of the reels can be regulated.
  • a machine control which detects the employment of the rollers for a predeterminable nip and by means of which the dipping rollers are position-controllable in dependence thereon.
  • the rolls of the rolling stand which determine the roll gap circulate at a constant roll speed.
  • a method according to the invention is characterized in that both between the uncoiler and the rolling stand and between the rolling stand and the coiler a roller arrangement is arranged with a transverse adjustable to the direction of the strip material dipping roller around which the strip material is guided, wherein the dipping rollers in dependence the position of the rolls of the rolling stand are position-controlled, so that are compensated by the change in position speed changes of the rolling stock at the inlet and at the outlet of the rolling stand, and that the uncoiler and the coiler are operated zugeregelt.
  • the strip length and the speed of the continuous strip material are detected in front of and behind each dipping roller and fed to a controller for the rolling mill Position detection and / or correction of the position of the dipping rollers are generated.
  • the tensile forces of the reels detected and the data collected are fed to a control device by means of which the power supply to the drive systems of the reels is controlled such that the reel train adapted in each case to the requirements of the operating parameters becomes.
  • the setting of the rollers for a predetermined roll gap detected and these are supplied as signals of a control device by means of which the dipping rollers are placed in a roll gap associated in the control as a data pattern stored target movement.
  • the rolls of the roll stand determining the roll gap are operated at a constant roll speed.
  • FIG. 1 In general, a device according to the invention for rolling strip material 1 with periodically variable strip thickness is shown.
  • the device is shown schematically in side view.
  • the direction of passage of the strip material is indicated at 2.
  • the apparatus comprises a roll stand 3, of which the essential components, namely a roll set with two rolls 4 and 5 is shown.
  • a positioning system 6 is shown schematically, which is designed to adjust the roll gap of the set of rollers 4, 5.
  • the nip in particular in FIG. 2 and 3 is clearly visible, is set according to the desired band thickness to be generated.
  • the strip gap 1 the strip material is fed with an initial thickness on the input side of a take-off reel 7 and from the nip of the strip material 1 with the respective desired final thickness on the output side of a reel 8 is supplied.
  • a roller assembly with at least one dipping roller 9 and 10 is arranged.
  • tape guide rollers 13, 14, 15, 16 are arranged, wherein between the guide roller 13 and the take-off reel 7 another guide and guide roller 17 and also between the guide roller 16 and the coiler 8 another guide and guide roller 18th arranged.
  • the continuous strip material 1 is guided around the rollers 17, 13, 9, 14 and 15, 10, 16, 18, respectively.
  • the dipping rollers are seen by means of an actuator 19 and 20 in the direction of the movement arrows 11 and 12 up or down in the plane of the drawing adjustable and are at constant roller speed of the roll gap determining rollers 4, 5 of the roll stand 3 in dependence on the Positioning of the rollers 4, 5 controlled to compensate for the changes in speed of the rolling stock, ie the strip material 1, at the inlet and at the outlet of the roll stand 3.
  • the uncoiler 7 and the reel 8 are operated zuggeregelt.
  • each dipping roller 9 and behind each dipping roll 10 arranged support rollers 13, 14 and 15, 16, over which the strip material 1 is guided each have a tape length detection device and a belt speed monitoring device 21, 22 and 23, 24.
  • the uncoiler 7 and the coiler 8 are each provided with a tension measuring device ZM, by means of which the power supply, which is indicated at 25, 26, to the drive motors MA of the reels 7, 8 is adjustable to the reel train adapted to the requirements of the operating parameters to keep.
  • a machine control 27 which detect and process or store the setting values for the setting of the rolls 4, 5 for a predeterminable roll gap and by means of of which the dipping rollers 9, 10 are position-controllable depending thereon.
  • the machine control communicates 27 with the Anstellsystem 6, with the tape length detection devices and belt speed monitoring devices 21, 22, 23, 24 with the adjusting devices 19, 20 for the dipping rollers 9, 10, so that by means of the machine control 27, the employment of the rollers 4, 5 for the detected predetermined roll gap and the dipping rollers 9, 10 are position-controlled in dependence thereon.
  • roller gap determining rollers 4, 5 of the roll stand 3 are operated at a constant roller speed.
  • the entire area from the uncoiler 7 to the rolling mill 3 is referred to as the lead-in area and the area from the rolling stand 3 to the reel 8 as the lead-out area.
  • the speed changes of the rolling stock (strip material 1) resulting from the rolling of periodically variable strip thicknesses at a constant roll speed in the inlet and outlet of the roll stand 3 are compensated by the movement of the two dipping rolls 9 and 10.
  • the dipping rollers 9, 10 are position-controlled. The control takes place directly from the employment of the rollers 4, 5 in Connection with signals to the rolled strip length.
  • the operation of the two reels 7 and 8 is zuggeregelt.
  • the aim is to derive the movement of the dipping rollers 9, 10 directly from the operating parameters of the rolling process.
  • the direction of movement and the type of movement (constant speed, acceleration or deceleration) of the dipping rollers 9, 10 should be determined by the profile of the rolled material.
  • the movement of the dipping rollers 9, 10 takes place periodically.
  • Each period of the dipping rollers 9, 10 in the inlet and outlet is assigned to exactly one rolling period.
  • the profile of the rolled material of a rolling period L is subdivided into segments.
  • the individual segments each comprise areas with constant strip thickness (a with s 1 and b with s 2 ) and with variable strip thickness (Y and Z).
  • a cross-sectional By determining the individual cross-sections can always be a segment in the outlet a cross-sectional equal and thus masse Swes segment in the roll inlet are assigned (a E and b E and y E and z E with the input tape thickness s).
  • the result for a rolling period L is the mass of the same length in the inlet L E.
  • an average band thickness s M in the outlet can be calculated.
  • This average strip thickness is equivalent to the average speed in the roll outlet (V AM ) and thus also determines the average speed in the inlet (V EM ).
  • the reel speeds in the inlet and outlet then each correspond to these average speeds, as if under constant conditions the incoming strip of thickness s would be rolled down to the thickness s M.
  • the movements of the roller adjustment and thus the rolling profile are also decisive for the current speed.
  • the infeed speed is higher with a low pass decrease than with a large pass decrease.
  • the segments in the outlet can always be cross-sectionally equal segments in the roll inlet assign. From the segments of a complete period, it is then possible to determine both an average speed in the inlet and to determine the movement of the dipping rollers 9, 10 according to segments.
  • the segment b is thicker than the average thickness s M with the thickness s 2 .
  • a constant upward movement of the dipping roller is required.
  • the segment Z is divided into two sections (Z 1 and Z 2 ) by crossing the thickness of the medium-thickness rolled profile. In the area Z 1 , the thickness is reduced to the average thickness. This means that the speed of the outgoing band is accelerated, up to the average speed v AM . At the crossing point, the average speed and the speed of the outgoing band are identical. For the dipping roll this results in that the upward movement of the dipping roll is braked and in the crossing point the roll reaches its top dead center. In the area Z 2 , the thickness continues reduced to the thickness s 1 . The speed of the outgoing belt is accelerated up to the speed v A1 . The dipping roller is accelerated downwards in this area.
  • the segment a is thinner than the average thickness s M with the thickness s 1 .
  • the speed of the outgoing band v A1 is thus greater than the average speed v AM .
  • the dive roller compensates for this by a constant downward movement.
  • the speed of the outgoing band is reduced to the speed v A2 .
  • the downward movement is slowed down to the bottom dead center and in the area Y 2 the dipping roller is accelerated upward again.
  • the control of the dipping roller movement in the inlet follows the dipping roller control of the outlet.
  • the dipping roller movement compensates for this and goes upwards in the segment b E at constant speed and also downwards in the segment a E.
  • the segments Z E and Y E are also characterized by braking, dead center and acceleration. The dead points are each controlled simultaneously with the outlet-side dead centers.
  • the rollers in each case before the inlet and after the exit of a dipping roller are provided with pulse detectors for the detection of the belt lengths and the speed.
  • the signals for the dipping roller movement can therefore be matched exactly to the roller adjustment and thus to the rolled section.
  • Corrections may be necessary, for example, if during very rapid movements of the roll adjustment, the influence of the roll diameter is so large that the additional in the inlet displaced or released material shares affect the Tauchrollenzi or if thickness deviations of the strip influence the rolling process.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Walzen von Bandmaterial (1) mit periodisch veränderlicher Banddicke, wobei die Vorrichtung ein Walzgerüst (3) mit einem Walzensatz und einem Anstellsystem (6) zur Einstellung des Walzspaltes des Walzensatzes aufweist, welchem Walzspalt das Bandmaterial (1) mit einer Ausgangsdicke eingangsseitig von einer Abhaspel (7) aus zugeführt wird und von welchem aus das Bandmaterial (1) mit der jeweils gewollten Enddicke ausgangsseitig einer Aufhaspel (8) zugeführt wird, wobei sowohl zwischen der Abhaspel (7) und dem Walzgerüst (3) als auch zwischen dem Walzgerüst (3) und der Aufhaspel (8) eine Rollenanordnung mit einer Tauchrolle (9, 10) angeordnet ist, um die das Bandmaterial (1) herumgeführt ist, und die Tauchrollen (9, 10) bei konstanter Walzendrehzahl der den Walzspalt bestimmenden Walzen (4, 5) des Walzgerüstes (3) in Abhängigkeit von der Anstellung der Walzen (4, 5) positionsgesteuert sind, um die Geschwindigkeitsänderungen des Walzgutes am Einlauf und am Auslauf des Walzgerüstes (3) auszugleichen, und die Abhaspel (7) und die Aufhaspel (8) zuggeregelt betrieben sind, so dass die Wickelzüge des Bandmaterials (1) konstant gehalten sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Walzen von Bandmaterial mit periodisch veränderlicher Banddicke, wobei die Vorrichtung ein Walzgerüst mit einem Walzensatz und einem Anstellsystem zur Einstellung des Walzspaltes des Walzensatzes aufweist, welchem Walzspalt das Bandmaterial mit einer Ausgangsdicke eingangsseitig von einer Abhaspel aus zugeführt wird und von welchem aus das Bandmaterial mit der jeweils gewollten Enddicke ausgangsseitig einer Aufhaspel zugeführt wird.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zum Walzen von Bandmaterial mit periodisch veränderlicher Banddicke, wobei die Vorrichtung ein Walzgerüst mit einem Walzensatz und einem Anstellsystem zur Einstellung des Walzspaltes des Walzensatzes aufweist, wobei dem Walzspalt das Bandmaterial mit einer Ausgangsdicke eingangsseitig von einer Abhaspel aus zugeführt wird und von dem aus das Bandmaterial mit der jeweils gewollten, durch den Walzspalt bestimmten Enddicke ausgangsseitig einer Aufhaspel zugeführt wird.
  • Eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art sowie ein Verfahren gattungsgemäßer Art sind im Stand der Technik bekannt. Bei solchen Vorrichtungen bzw. Verfahren werden üblicherweise Bandmaterialien aus Stahlbandmaterial verarbeitet. Insbesondere ist aus der EP 1 121 990 B2 eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt. Hierbei wird im Stand der Technik eine Möglichkeit aufgezeigt, mit der in wirtschaftlicher Art und Weise zu Coils aufgewickelte Metallbänder unter Zug abgewickelt, in der Dicke reduziert und anschließend unter Zug wieder aufgewickelt werden, wobei auf der Einlaufseite eine relativ konstante Banddicke vorgesehen wird und eine periodisch veränderliche Banddicke auf der Auslaufseite erreicht werden soll. In der angegebenen Druckschrift wird dies dadurch erreicht, dass zwischen Abhaspel und Walzgerüst sowie zwischen dem Walzgerüst und der Aufhaspel jeweils eine Ausgleichs- oder Tänzerrolle angeordnet ist, um die das Bandmaterial schleifenförmig herumgeführt ist und die bei konstanter Umfangsgeschwindigkeit der den Walzspalt bestimmenden Walzen des Walzgerüstes kraftgeregelt werden, um einen gewollten Bandzug aufzubringen. Zudem ist erforderlich, dass die Haspeln drehzahlgeregelt sind.
  • Diese vorgeschlagene Vorrichtung ist zwar im Prinzip brauchbar, jedoch ist insbesondere die Kraftregelung der Ausgleichs- oder Tänzerrollen nur mit einem relativ großem Zeitaufwand möglich, so dass Walzfehler aufgrund der periodisch veränderlichen Banddicke nicht schnell genug ausgeglichen werden können. Dies führt dazu, dass mit der Vorrichtung erzeugte Bänder mit periodisch veränderlicher Banddicke wegen der hohen Bandlaufgeschwindigkeiten fehlerhaft sind.
  • Auch ist die Drehzahlregelung der Haspeln aufwendig und kann ebenfalls zu Fehlern beim Betrieb der entsprechenden Vorrichtung führen.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine alternative Lösung für eine entsprechende Vorrichtung bzw. ein entsprechendes Verfahren zur Verfügung zu stellen, die bzw. das von den Merkmalen der Kraftregelung einer Ausgleichs- oder Tänzerrolle sowie einer Drehzahlregelung der Haspeln keinen Gebrauch macht und die in Anpassung an die hohen Banddurchlaufgeschwindigkeiten eine schnellere automatische Einstellung des Walzspaltes und damit eine hohe Qualität eines periodisch veränderlichen Bandmaterials erreichbar macht und zwar unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Bandgeschwindigkeiten am Einlauf und Auslauf des Walzspaltes.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass sowohl zwischen der Abhaspel und dem Walzgerüst als auch zwischen dem Walzgerüst und der Aufhaspel eine Rollenanordnung mit einer Tauchrolle angeordnet ist, um die das Bandmaterial herumgeführt ist, und dass die Tauchrollen bei konstanter Walzendrehzahl der den Walzspalt bestimmenden Walzen des Walzgerüstes in Abhängigkeit von der Anstellung der Walzen positionsgesteuert sind, um die Geschwindigkeitsänderungen des Walzgutes am Einlauf und am Auslauf des Walzgerüstes auszugleichen, und dass die Abhaspel und die Aufhaspel zuggeregelt betrieben sind.
  • Gemäß der Erfindung sind die Tauchrollen unmittelbar durch die Einstellung des Walzspaltes positionsgesteuert, was im Ergebnis zu einer deutlich schnelleren korrekten Einstellung bei wechselnden Walzspalten führt und zu einem exakten Walzergebnis. Zudem sind sowohl die Abhaspel als auch die Aufhaspel zuggeregelt betrieben, was für den Einsatz der Vorrichtung besonders vorteilhaft ist.
  • Bevorzugt ist zudem vorgesehen, dass vor jeder Tauchrolle und hinter jeder Tauchrolle eine Stützrolle für das Bandmaterial angeordnet ist, über die das Bandmaterial geführt ist, und dass jede Stützrolle eine Bandlängenerfassungseinrichtung und/oder eine Bandgeschwindigkeitsüberwachungseinrichtung aufweist.
  • Durch eine solche Anordnung und Ausgestaltung ist es möglich, die Position der Tauchrolle nicht nur in Abhängigkeit von der Einstellung des Walzspaltes zu steuern, sondern zusätzlich wird auch die jeweils erzeugte Bandlänge und die Bandgeschwindigkeit bei der Verstellung der Tauchrolle mit berücksichtigt. Dies führt zu einem noch besseren Ergebnis bezüglich des Walzvorganges.
  • Zudem kann vorgesehen sein, dass die Abhaspel und die Aufhaspel mit einer Zugmesseinrichtung versehen sind, mittels derer die Stromzufuhr zu den Antriebsmotoren der Haspeln regelbar ist.
  • Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass eine Maschinensteuerung vorgesehen ist, die die Anstellung der Walzen für einen vorbestimmbaren Walzspalt erfasst und mittels derer die Tauchrollen in Abhängigkeit davon positionssteuerbar sind.
  • Zudem ist bevorzugt vorgesehen, dass die den Walzspalt bestimmenden Walzen des Walzgerüstes mit konstanter Walzendrehzahl umlaufen.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass sowohl zwischen der Abhaspel und dem Walzgerüst als auch zwischen dem Walzgerüst und der Aufhaspel eine Rollenanordnung mit einer quer zur Laufrichtung des Bandmaterials verstellbaren Tauchrolle angeordnet wird, um die das Bandmaterial herumgeführt ist, wobei die Tauchrollen in Abhängigkeit von der Anstellung der Walzen des Walzgerüstes positionsgesteuert werden, so dass durch die Positionsänderung Geschwindigkeitsänderungen des durchlaufenden Walzgutes am Einlauf und am Auslauf des Walzgerüstes ausgeglichen werden, und dass die Abhaspel und die Aufhaspel zugeregelt betrieben werden.
  • Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, dass vor und hinter jeder Tauchrolle die Bandlänge und die Geschwindigkeit des durchlaufenden Bandmaterials erfasst und einer Steuerung für die Walzanlage zugeführt wird, aus den erfassten Daten Signale zur Positionserfassung und/oder Korrektur der Position der Tauchrollen generiert werden.
  • Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass zum Zwecke der Zugregelung der Haspeln die Zugkräfte der Haspeln erfasst und die erfassten Daten einer Regeleinrichtung zugeführt werden, mittels derer die Stromzufuhr zu den Antriebssystemen der Haspeln derart geregelt wird, dass der Haspelzug jeweils den Erfordernissen aus den Betriebsparametern angepasst wird.
  • Auch ist bevorzugt vorgesehen, dass die Anstellung der Walzen für einen vorbestimmten Walzspalt erfasst und diese als Signale einer Steuereinrichtung zugeführt werden, mittels derer die Tauchrollen in eine dem Walzspalt zugeordnete in der Steuerung als Datenmuster abgelegte Sollbewegung versetzt werden.
  • Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die den Walzspalt bestimmenden Walzen des Walzgerüstes mit konstanter Walzendrehzahl betrieben werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Walzen von Bandmaterial in Seitenansicht;
    Figur 2
    Besonderheiten einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung;
    Figur 3
    weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Ausgestaltung.
  • In Figur 1 ist ganz allgemein eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Walzen von Bandmaterial 1 mit periodisch veränderlicher Banddicke dargestellt. Die Vorrichtung ist schematisch in Seitenansicht dargestellt. Die Durchlaufrichtung des Bandmaterials ist bei 2 angegeben. Die Vorrichtung umfasst ein Walzgerüst 3, von dem die wesentlichen Bestandteile, nämlich ein Walzensatz mit zwei Walzen 4 und 5 gezeigt ist. Ferner ist schematisch ein Anstellsystem 6 gezeigt, welches zur Einstellung des Walzspaltes des Walzensatzes 4, 5 ausgebildet ist.
  • Der Walzspalt, der insbesondere in Figur 2 und 3 gut ersichtlich ist, wird entsprechend der zu erzeugenden gewünschten Banddicke eingestellt. Dem Walzspalt wird das Bandmaterial 1 mit einer Ausgangsdicke eingangsseitig von einer Abhaspel 7 aus zugeführt und von dem Walzspalt aus wird das Bandmaterial 1 mit der jeweils gewollten Enddicke ausgangsseitig einer Aufhaspel 8 zugeführt. Sowohl zwischen der Abhaspel 7 und dem Walzgerüst 3 als auch zwischen dem Walzgerüst 3 und der Aufhaspel 8 ist eine Rollenanordnung mit jeweils mindestens einer Tauchrolle 9 bzw. 10 angeordnet. Neben den Tauchrollen 9 bzw. 10, die in Richtung der Bewegungspfeile 11 bzw. 12 beweglich sind, sind Bandführungsrollen 13, 14, 15, 16 angeordnet, wobei zwischen der Führungsrolle 13 und der Abhaspel 7 eine weitere Führungs- und Umlenkrolle 17 und ebenso zwischen der Führungsrolle 16 und der Aufhaspel 8 eine weitere Führungs- und Umlenkrolle 18 angeordnet. Das durchlaufende Bandmaterial 1 wird jeweils um die Rollen 17, 13, 9, 14 bzw. 15, 10, 16, 18 herumgeführt.
  • Die Tauchrollen sind mittels jeweils eines Stellantriebes 19 bzw. 20 in Richtung der Bewegungspfeile 11 bzw. 12 nach oben bzw. nach unten in der Zeichnungsebene gesehen verstellbar und werden bei konstanter Walzendrehzahl der den Walzspalt bestimmenden Walzen 4, 5 des Walzgerüstes 3 in Abhängigkeit von der Anstellung der Walzen 4, 5 positionsgesteuert, um die Geschwindigkeitsänderungen des Walzgutes, also des Bandmaterials 1, am Einlauf und am Auslauf des Walzgerüstes 3 auszugleichen. Die Abhaspel 7 und die Aufhaspel 8 sind zuggeregelt betrieben.
  • Die vor jeder Tauchrolle 9 und hinter jeder Tauchrolle 10 angeordneten Stützrollen 13, 14 bzw. 15, 16, über die das Bandmaterial 1 geführt ist, weisen jeweils eine Bandlängenerfassungseinrichtung und eine Bandgeschwindigkeitsüberwachungseinrichtung 21, 22 bzw. 23, 24 auf. Ferner ist die Abhaspel 7 und die Aufhaspel 8 jeweils mit einer Zugmesseinrichtung ZM versehen, mittels derer die Stromzufuhr, die bei 25, 26 angedeutet ist, zu den Antriebsmotoren MA der Haspeln 7, 8 regelbar ist, um den Haspelzug den Erfordernissen aus den Betriebsparametern angepasst zu halten.
  • Des Weiteren ist eine Maschinensteuerung 27 vorgesehen, die die Stellwerte für die Anstellung der Walzen 4, 5 für einen vorbestimmbaren Walzspalt erfassen und verarbeiten bzw. speichern und mittels derer die Tauchrollen 9, 10 in Abhängigkeit davon positionssteuerbar sind. Dazu kommuniziert die Maschinensteuerung 27 mit dem Anstellsystem 6, mit den Bandlängenerfassungseinrichtungen und Bandgeschwindigkeitsüberwachungseinrichtungen 21, 22, 23, 24 mit den Stelleinrichtungen 19, 20 für die Tauchrollen 9, 10, so dass mittels der Maschinensteuerung 27 die Anstellung der Walzen 4, 5 für den vorbestimmten Walzspalt erfasst und die Tauchrollen 9, 10 in Abhängigkeit davon positionsgesteuert werden.
  • Die den Walzspalt bestimmenden Walzen 4, 5 des Walzgerüstes 3 werden mit konstanter Walzendrehzahl betrieben. In der Zeichnung sind in Figur 1 oben die Bereiche konstanter Geschwindigkeit des Bandmaterials 1 und veränderlicher Geschwindigkeit des Bandmaterials 1 einlaufseitig und auslaufseitig angegeben mit vE=konstant, vE=veränderlich, vA=veränderlich und vA=konstant.
  • Der gesamte Bereich von der Abhaspel 7 bis zum Walzgerüst 3 wird als Einlaufbereich und der Bereich von dem Walzgerüst 3 bis zur Aufhaspel 8 als Auslaufbereich bezeichnet.
  • Die durch das Walzen von periodisch veränderlichen Banddicken bei konstanter Walzendrehzahl entstehenden Geschwindigkeitsänderungen des Walzgutes (Bandmaterials 1) im Einlauf und Auslauf des Walzgerüstes 3 werden durch die Bewegung der beiden Tauchrollen 9 und 10 ausgeglichen. Die Tauchrollen 9, 10 werden positionsgesteuert. Die Steuerung erfolgt direkt aus der Anstellung der Walzen 4, 5 in Verbindung mit Signalen zur gewalzten Bandlänge. Der Betrieb der beiden Haspeln 7 und 8 erfolgt zuggeregelt.
  • Ziel ist es, die Bewegung der Tauchrollen 9, 10 direkt aus den Betriebsparametern des Walzvorganges abzuleiten. Auf diese Weise soll die Bewegungsrichtung und die Art der Bewegung (konstante Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Verzögerung) der Tauchrollen 9, 10 durch das Profil des gewalzten Materials bestimmt werden.
  • Was die Ansteuerung der Tauchrollenbewegung betrifft, so wird diese direkt aus den Signalen für die Walzenanstellung sowie den Bandlängensignalen abgeleitet, die mittels der Erfassungseinrichtungen 21, 22, 23, 24 erfasst werden.
  • Die Bewegung der Tauchrollen 9, 10 erfolgt periodisch. Jede Periode der Tauchrollen 9, 10 im Ein- und Auslauf ist zeitlich exakt einer Walzperiode zugeordnet.
  • Zur weiteren Erläuterung wird nun auf die Figuren 2 und 3 Bezug genommen.
  • Um die Bewegung T der Tauchrollen 9, 10 exakt zuordnen zu können, wird das Profil des gewalzten Materials einer Walzperiode L in Segmente unterteilt. Die einzelnen Segmente umfassen jeweils Bereiche mit konstanter Banddicke (a mit s1 und b mit s2) sowie mit veränderlicher Banddicke (Y und Z). Durch Ermittlung der Einzelquerschnitte kann immer einem Segment im Auslauf ein querschnittsgleiches und somit massegleiches Segment im Walzeneinlauf zugeordnet werden (aE und bE sowie yE und zE mit der Eingangsbanddicke s). Daraus ergibt sich für eine Walzperiode L die massegleiche Bandlänge im Einlauf LE.
  • Aus den einzelnen Segmenten einer Walzperiode lässt sich eine durchschnittliche Banddicke sM im Auslauf errechnen. Diese durchschnittliche Banddicke ist ein Äquivalent für die durchschnittliche Geschwindigkeit im Walzenauslauf (VAM) und bestimmt somit auch die durchschnittliche Geschwindigkeit im Einlauf (VEM). Die Haspelgeschwindigkeiten in dem Ein- und Auslauf entsprechen dann jeweils diesen durchschnittlichen Geschwindigkeiten, so als ob unter konstanten Bedingungen das einlaufende Band der Dicke s auf die Dicke sM abgewalzt würde.
  • Die segmentweise Betrachtung der Verhältnisse zwischen durchschnittlicher Banddicke und der Dicke in einem Segment lässt einen Rückschluss auf das jeweilige Geschwindigkeitsverhältnis zu. Je größer die Dickenunterschiede sind, desto größer ist auch der Geschwindigkeitsunterschied in diesem Segment des Walzenauslaufes.
  • Für den Walzeneinlauf sind ebenfalls die Bewegungen der Walzenanstellung und somit das Walzprofil maßgebend für die aktuelle Geschwindigkeit. Bei konstanter Walzengeschwindigkeit und gleichbleibenden Zügen ist bei geringer Stichabnahme die Einlaufgeschwindigkeit höher als bei großer Stichabnahme. Den Segmenten im Auslauf lassen sich immer querschnittsgleiche Segmente im Walzeneinlauf zuordnen. Aus den Segmenten einer kompletten Periode lässt sich dann sowohl eine durchschnittliche Geschwindigkeit im Einlauf bestimmen, als auch nach Segmenten zugeordnet die Bewegung der Tauchrollen 9, 10 ermitteln.
  • Die Art und Richtung der Tauchrollenbewegungen 11, 12 (konstante Geschwindigkeit auf/ab, Verzögerung, Totpunkt oder Beschleunigung) ergeben sich somit aus den Walzparametern. Um die Bewegung der Tauchrollen 9, 10 exakt dem Walzprozess zuzuordnen, wird das auslaufende Walzprofil einer Periode L segmentweise verglichen mit einem volumengleichen Abschnitt gleicher Länge L mit der durchschnittlichen Dicke sM.
  • Das Segment b ist mit der Dicke s2 dicker als die durchschnittliche Dicke sM. Dies bedeutet, dass die Geschwindigkeit des auslaufenden Bandes vA2 geringer ist als die durchschnittliche Geschwindigkeit vAM. Um dies auszugleichen ist eine konstante Aufwärtsbewegung der Tauchrolle erforderlich. Das Segment Z wird durch die Kreuzung der Dicke vom gewalzten Profil mit der mittleren Dicke in zwei Abschnitte geteilt (Z1 und Z2). Im Bereich Z1 wird die Dicke reduziert bis zur durchschnittlichen Dicke. Dies bedeutet, dass die Geschwindigkeit des auslaufenden Bandes beschleunigt wird, bis zur durchschnittlichen Geschwindigkeit vAM. Im Kreuzungspunkt sind durchschnittliche Geschwindigkeit und Geschwindigkeit des auslaufenden Bandes identisch. Für die Tauchrolle ergib sich daraus, dass die Aufwärtsbewegung der Tauchrolle gebremst wird und im Kreuzungspunkt die Rolle ihren oberen Totpunkt erreicht. Im Bereich Z2 wird die Dicke weiter reduziert bis zur Dicke s1. Die Geschwindigkeit des auslaufenden Bandes wird beschleunigt bis zur Geschwindigkeit vA1. Die Tauchrolle wird in diesem Bereich nach unten beschleunigt.
  • Das Segment a ist mit der Dicke s1 dünner als die durchschnittliche Dicke sM. Die Geschwindigkeit des auslaufenden Bandes vA1 ist somit größer als die durchschnittliche Geschwindigkeit vAM. Die Tauchrolle gleicht dies durch eine konstante Abwärtsbewegung aus.
  • Für das Segment Y gilt, dass die Geschwindigkeit des auslaufenden Bandes reduziert wird bis zur Geschwindigkeit vA2. Im Bereich Y1 wird die Abwärtsbewegung gebremst bis zum unteren Totpunkt und im Bereich Y2 wird die Tauchrolle wieder nach oben beschleunigt. Die Steuerung der Tauchrollenbewegung im Einlauf folgt der Tauchrollensteuerung des Auslaufes.
  • Im Segment bE ist die Geschwindigkeit des einlaufenden Bandes vE2 höher als die durchschnittliche Geschwindigkeit und im Segment aE ist die Geschwindigkeit vE1 geringer.
  • Die Tauchrollenbewegung gleicht dies aus und geht im Segment bE mit konstanter Geschwindigkeit nach oben und im Segment aE ebenso nach unten. Die Segmente ZE und YE sind ebenso durch Abbremsen, Totpunkt und Beschleunigen gekennzeichnet. Die Totpunkte werden jeweils zeitgleich mit den auslaufseitigen Totpunkten gesteuert.
  • Um die Bewegungen der Tauchrollen zu überwachen und gegebenenfalls zu korrigieren, sind jeweils die Rollen vor dem Einlauf und nach dem Auslauf einer Tauchrolle mit Impulsgebern zur Bandlängenerfassung und Geschwindigkeitsüberwachung versehen.
  • Die Signale für die Tauchrollenbewegung können also exakt auf die Walzenanstellung und somit auf das Walzprofil abgestimmt werden.
  • Korrekturen können zum Beispiel notwendig werden, wenn bei sehr schnellen Bewegungen der Walzenanstellung der Einfluss der Walzendurchmesser so groß wird, dass die zusätzlich im Einlauf verdrängten oder freiwerdende Materialanteile die Tauchrollenbewegung beeinflussen oder wenn Dickenabweichungen des Bandes den Walzprozess beeinflussen.
  • Da die Bewegung der Tauchrollen sehr genau an die Walzenanstellung und somit an die jeweilige Profiländerung angepasst werden kann, ist eine konstante Wickelgeschwindigkeit und damit eine exakte Zugregelung für beide Haspeln problemlos möglich.
  • Es bleibt noch anzumerken, dass die im Ausführungsbeispiel dargestellten Vorgänge nur ein Beispiel sind. Es sind auch mehr als vier Segmente für eine Walzperiode möglich.
  • Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.
  • Alle in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.
    • Stückeverzeichnis:
    • 1
    Bandmaterial
    2
    Bewegungsrichtung von 1
    3
    Walzgerüst
    4
    Walze
    5
    Walze
    6
    Anstellsystem
    7
    Abhaspel
    8
    Aufhaspel
    9
    Tauchrolle
    10
    Tauchrolle
    11
    Bewegungsrichtung von 9
    12
    Bewegungsrichtung von 10
    13
    Umlenkrolle
    14
    Umlenkrolle
    15
    Umlenkrolle
    16
    Umlenkrolle
    17
    Führungsrolle
    18
    Führungsrolle
    19
    Stelleinrichtung von 9
    20
    Stelleinrichtung von 10
    21
    Bandlängenerfassungs- und Bandlängengeschwindigkeitsüberwachungs-einrichtung
    22
    Bandlängenerfassungs- und Bandlängengeschwindigkeitsüberwachungs-einrichtung
    23
    Bandlängenerfassungs- und Bandlängengeschwindigkeitsüberwachungs-einrichtung
    24
    Bandlängenerfassungs- und Bandlängengeschwindigkeitsüberwachungs-einrichtung
    25
    Stromversorgung von 7
    26
    Stromversorgung von 8
    ZM
    Zugmesseinrichtung
    MA
    Antriebsmotor
    27
    Maschinensteuerung
    T
    Bewegung der Tauchrollen
    L
    Walzperiode

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Walzen von Bandmaterial (1) mit periodisch veränderlicher Banddicke, wobei die Vorrichtung ein Walzgerüst (3) mit einem Walzensatz und einem Anstellsystem (6) zur Einstellung des Walzspaltes des Walzensatzes aufweist, welchem Walzspalt das Bandmaterial (1) mit einer Ausgangsdicke eingangsseitig von einer Abhaspel (7) aus zugeführt wird und von welchem aus das Bandmaterial (1) mit der jeweils gewollten Enddicke ausgangsseitig einer Aufhaspel (8) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl zwischen der Abhaspel (7) und dem Walzgerüst (3) als auch zwischen dem Walzgerüst (3) und der Aufhaspel (8) eine Rollenanordnung mit einer Tauchrolle (9, 10) angeordnet ist, um die das Bandmaterial (1) herumgeführt ist, und dass die Tauchrollen (9, 10) bei konstanter Walzendrehzahl der den Walzspalt bestimmenden Walzen (4, 5) des Walzgerüstes (3) in Abhängigkeit von der Anstellung der Walzen (4, 5) positionsgesteuert sind, um die Geschwindigkeitsänderungen des Walzgutes am Einlauf und am Auslauf des Walzgerüstes (3) auszugleichen, und dass die Abhaspel (7) und die Aufhaspel (8) zuggeregelt betrieben sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor jeder Tauchrolle (9, 10) und hinter jeder Tauchrolle (9,10) eine Stützrolle (13, 14; 15, 16) für das Bandmaterial (1) angeordnet ist, über die das Bandmaterial (1) geführt ist, und dass jede Stützrolle (13, 14; 15, 16) eine Bandlängenerfassungseinrichtung und/oder eine Bandgeschwindigkeitsüberwachungseinrichtung (21, 22; 23, 24) aufweist.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhaspel (7) und die Aufhaspel (8) mit einer Zugmesseinrichtung (ZM) versehen sind, mittels derer die Stromzufuhr zu den Antriebsmotoren (MA) der Haspeln regelbar ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Maschinensteuerung (27) vorgesehen ist, die die Anstellung der Walzen (4, 5) für einen vorbestimmbaren Walzspalt erfasst und mittels derer die Tauchrollen (9, 10) in Abhängigkeit davon positionssteuerbar sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die den Walzspalt bestimmenden Walzen (4, 5) des Walzgerüstes (3) mit konstanter Walzendrehzahl umlaufen.
  6. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zum Walzen von Bandmaterial (1) mit periodisch veränderlicher Banddicke, wobei die Vorrichtung ein Walzgerüst (3) mit einem Walzensatz und einem Anstellsystem (6) zur Einstellung des Walzspaltes des Walzensatzes aufweist, wobei dem Walzspalt das Bandmaterial (1) mit einer Ausgangsdicke eingangsseitig von einer Abhaspel (7) aus zugeführt wird und von dem aus das Bandmaterial (1) mit der jeweils gewollten, durch den Walzspalt bestimmten Enddicke ausgangsseitig einer Aufhaspel (8) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl zwischen der Abhaspel (7) und dem Walzgerüst (3) als auch zwischen dem Walzgerüst (3) und der Aufhaspel (8) eine Rollenanordnung mit einer quer zur Laufrichtung (2) des Bandmaterials (1) verstellbaren Tauchrolle (9, 10) angeordnet wird, um die das Bandmaterial (1) herumgeführt ist, wobei die Tauchrollen (9, 10) in Abhängigkeit von der Anstellung der Walzen (4, 5) des Walzgerüstes (3) positionsgesteuert werden, so dass durch die Positionsänderung Geschwindigkeitsänderungen des durchlaufenden Walzgutes am Einlauf und am Auslauf des Walzgerüstes (3) ausgeglichen werden, und dass die Abhaspel (7) und die Aufhaspel (8) zugeregelt betrieben werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor und hinter jeder Tauchrolle (9, 10) die Bandlänge und die Geschwindigkeit des durchlaufenden Bandmaterials (1) erfasst und einer Steuerung (27) für die Walzanlage zugeführt wird, aus den erfassten Daten Signale zur Positionserfassung und/oder Korrektur der Position der Tauchrollen (9, 10) generiert werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der Zugregelung der Haspeln (7, 8) die Zugkräfte der Haspeln (7, 8) erfasst und die erfassten Daten einer Regeleinrichtung zugeführt werden, mittels derer die Stromzufuhr zu den Antriebssystemen der Haspeln (7, 8) derart geregelt wird, dass der Haspelzug jeweils den Erfordernissen aus den Betriebsparametern angepasst wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anstellung der Walzen (4, 5) für einen vorbestimmten Walzspalt erfasst und diese als Signale einer Steuereinrichtung (27) zugeführt werden, mittels derer die Tauchrollen (9, 10) in eine dem Walzspalt zugeordnete in der Steuerung als Datenmuster abgelegte Sollposition verstellt werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die den Walzspalt bestimmenden Walzen (4, 5) des Walzgerüstes (3) mit konstanter Walzendrehzahl betrieben werden.
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