Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Rohrkontiwalzwerken gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptaπspruches.

Das Rohrkontiverfahren Ist anlageraäßlg gekennzeichnet durch ein Schrϊgwalzwerk als Lochaggregat mit einem 1n gleicher Walzlinie liegenden Kontiwalzwerk als Streckaggregat (siehe K. H. Brensing, B. Sommer; Stahlrohr-Handbuch 10» Auflage, Vulkan-Verlag Essen 1986, III. Herstellverfahren Kapitel 2.3 Rohrkontlverfahren, Seite 132 bis 137). Rohrkontiwalzwerke mit einer frei mitlaufenden Dornstange als Innenwerkzeug bestehen im Regelfall aus sieben bis neun dicht hintereinander Hegenden Duo-Gerüsten. Diese Duo-Gerüste sind in ihrer Winkelläge um 90 Grad versetzt angeordnet und in Ihrer Horizontalen um 45 Grad geneigt« Als Innenwerkzeug dient eine Dornstange konstanten Durchmessers, welche vor dem Walzen geschmiert und in den Hohlblock eingefädelt wird. Hohlblock und Dornstange werden gemeinsam in das Walzwerk eingestoßen und in fUnf bis sieben Gerüsten die Wanddicke durch Walzen auf der Dornstange reduziert. In den letzten beiden Gerüsten

wird das so erzeugte Kontirohr lediglich gerundet. Nach dem Walzen wird durch eine Kette die Dornstange aus dem Rohr herausgezogen, gekühlt und für einen neuen Walzvorgang bereitgestellt. Üblicherweise sind etwa neun bis fünfzehn Dornstangen gleicher Abmessung im Umlauf.

Bedingt durch je nach Gerüstplatz unterschiedlichen Verschleiß der W lzen werden die eingesetzten Gerüste nach vorgegebenen maximalen Stichzahlen einzeln aus- und mit neu überdrehten Walzen wieder eingebaut. Dies führt dazu, daß in der Kontistaffel immer andere Kombinationen von Walzendurchmessern im Einsatz sind. Um hierzu die richtigen Drehzahlen zu finden, sind zwei Verfahren bekannt.

Im ersten Fall werden für einen normierten arbeitenden Walzendurchmesser die Drehzahlreihen für die zu walzenden Abmessungen berechnet. Diese Berechnungsroodelle arbeiten mit rein geometrischen Größen und empirisch ermittelten Faktoren. Eine echte uraforortechnische Berechnung findet nicht statt, über einen vorgegebenen Algorithmus werden dann für die aktuell eingebauten und vermessenen Walzendurchmesser die arbeitenden Durchmesser ermittelt und über den Ansatz gleicher Umfangsgeschwindigkeiten die passenden Drehzahlreihen bestimmt.

Bei einer Variante dieses Verfahrens ist das obige Berechnungsmodell, d.h. Berechnung der Drehzahlreihen für einen normierten Durchmesser und anschließendes Umrechnen für den aktuellen Durchmesser direkt in einem Rechner hinterlegt..Off-1ine wird dann bei Vorgabe der aktuell eingesetzten Walzendurchmesser die Drehzahlreihe bestimmt.

Im zweiten Fall wird die Drehzahlreihe so bestimmt, daß sich zwischen den Gerüsten ein definierter Langsspannungszustand einstellt. Dieser soll in der Regel Null sein. Im internationalen Sprachgebrauch wird dies als "free tension rolling" bezeichnet. Hierzu werden u formtechnische

Berechnungsmodelle verwendet, in welche direkt die jeweilige gerüstplatzspezlfischen Walzendurchmesser eingehen. Es werden nicht nur die Geometrie, sondern auch die auftretenden Umformkräfte berücksichtigt.

Doch auch unter der Voraussetzung, daß die verwendete Theorie das Umformverhalten exakt beschreibt, treten in der Praxis Bedingungen auf, die die Verformung und damit den Längsspannungszustand beeinflussen. Die zweite Methode kommt dem Wunsch der Walzwerker am nächsten, nämlich alle Abmessungen und Werkstoffe unter optimierten immer gleichen und während der Walzphase konstanten Bedingungen w lzen können. Bedingungen die den Längsspannungszustand beeinflussen sind bei dem hier betrachteten Rohrkontiwalzen mit frei mitlaufender Dornstange insbesondere die Instationären Phasen beim Füllen und Leeren des Walzwerkes. Dadurch, daß die Stange nach außen kraftfrei ist, müssen die auf die Stange einwirkenden Reibkräfte aufsummiert zu Null werden. ^■ Damit stellt sich, abhängig von der Anzahl der aktiven Gerüste, die Stangengeschwindigkeit entsprechend anders ein. Bei Walzdrehzahlen, die während der Walzphase konstant gehalten werden, ist damit von vornherein ein zwischengerüstspannungsfreies oder spannungskonstantes Walzen in allen Walzphasen nicht möglich.

Weitere wichtige Größen, die die Umformung beeinflussen, sind die Walzendurchmesser selbst, der Werkstoff des zu walzenden Hohlblockes sowie der Werkstoff der Walzen, die Stichzahl, die Walzenanstellung, die Hohlblockabroessung, die aktuelle Temperatur von Hohlblock, Kontirohr und Dornstange sowie der Schmiermitteltyp. Bei dem erstgenannten Verfahren der Drehzahlberechnung wird lediglich die Hohlblockabmessung berücksichtigt und dies auch nur insoweit, als diese Größe mit ihrem Sollwert in die Rechnung einfließt. Beim zweitgenannten Verfahren wird die aktuelle Walzendurchmesserkombination berücksichtigt

und mehr oder weniger der Werkstoffeinfluß, Auch hier wird jedoch nur mit Sollwerten gearbeitet. Durch die Komplexität des Uπtformmodells ist eine direkte Korrektur der Drehzahlreihe unmittelbar vor oder beim Walzen nicht möglich.

Bekannt ist (Dr.6. Pfeiffer, "Ursache der Ungleichmäßigkeit im Stoffluß des Rohrkonti-Verfahrens und Maßnahmen zur Verbesserung der Walzbedingungen", Juli 1974; Dissertation, TU Clausthal) für die instationäVen Phasen des Füllens und Leerens Steuerelemente einzusetzen, die für diese Vorgänge gezielt Drehzahländerungen vornehmen. Diese werden auch Bauchsteuerungen genannt. Andere Einflußgrößen bleiben jedoch unberücksichtigt.

Bekannt ist weiterhin, durch Messen von Drehmoment und Walzkraft die Zwisehengerüstspannungen zu regeln. Dieses Verfahren wird nur bei Rohrkontiwalzwerken mit kontrolliert geführter Stange (JP 62-244511 A) angewandt. Bisher arbeitet dieses Verfahren jedoch nicht zufriedenstellend. Der Grund ist folgender: Im Gegensatz zu Drahtstraßen oder anderen kontinuierlich arbeitenden Profilstraßen stehen beim Rohrkontiwalzen im Gerüst nur etwa 50 * des Umfanges unter Foππzwang. Dies führt dazu, daß insbesondere bei größeren Drehzahländerungen Wanddicken- und Durch esserschwankungeπ innerhalb des Rohres auftreten können, die größer sind als die durch die Zwisehengerüstspannungen verursachten.

Um die Wirksamkeit der Steuerung in Form einer Prozeßüberwachung zu verbessern, ist aus der DE 3511219 bekannt, mittels einer Wegverfolgung jedem Prozeßzustand einen Zeitbereich seiner Wirksamkeit zuzuordnen. Es werden Prozeßzustände ausgewertet, bei denen erfahrungsgemäß ein Tür die Qualitä ^' t des Fertigungsablaufes typisches Verhalten charakteristische Prozeßgrößen beobachtet werden kann.

Innerhalb der den Prozeß spezifischen Prozeßzuständen zugeordneten Zeltbereichen werden die charakteristischen Prozeßgrößen erfaßt und ermittelt. Die gewonnenen. eßmittelwerte werden dann dem jeweiligen Prozeßzustand zugeordnet und können abgespeichert werden. Nachteilig ist hierbei, daß mit den gewonnenen Werten keine gezielte Ursachenforschung für die festgestellte Abweichung möglich ist. Aus diesem Grunde Ist auch eine zielgerichtete Ein lußnahme auf das Erzeugnis nur in einem gewissen Umfang möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, die an sich bekannte DrehzahlSteuerung bzw. Prozeßüberwachung zu verbessern, um eine erhöhte Fertigungss1cherhe.1t zu erreichen, sowie die Mittelwandschwankuπgen In Längsrichtung und die Wanddickenschwankung in U fangsrichtung zu minimieren.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 bzw.2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil von Unteransprüchen.

Ähnlich wie bei den bekannten "Bausteuerungen" für die iπstationären Walzphasen werden eigenständige Automatisierungselemente eingesetzt, welche den direkt vorgebbaren oder meßbaren Einflußgrößen Rechnung tragen. Direkt vorgebbare Einflußgrößen sind der Werkstoff der Walzen, die Stichzahl, der aktuelle Walzendurchmesser, der Schmiermitteltyp, der Rohrwerkstoff sowie die Walzeπanstellung. Meßbare Einflußgrößen sind die Hohlblockgeometrie mit Durchmesser, Wanddicke, Länge, die Temperatur des Hoh blockes und der Dornstange sowie die Temperatur des auslaufenden Kontirohres.

Konkret heißt dies, daß beispielsweise über ein Umformmodell für vorgegebene Abweichungen von der Hohlblockgeometrie die zugehörigen

relativen Drehzahländerungen berechnet und in einer Datei hinterlegt werden. Beim Walzen werden dann die jeweils geforderten Drehzahländerungen aktiviert. Alle sogenannten Automatisieruπgselemente geben relative Drehzahländerungen aus. Damit ergeben sich die letztendlich wirksamen Drehzahländerungen aus einer Multiplikation der einzelnen Größen.

Die jetzt noch verbleibenden Einflüsse können als Auswirkungen der nur indirekt zu erfassenden aktuellen Reibverhältnisse interpretiert werden. Indirekt heißt, ermittelt über Kraft- und Drehmomentänderung während des Walzens. Notwendige Drehzahlkorrekturen beschränken sich dann auch nur noch auf das Ausregeln der Reib2ustände. Die Automatisierungselemente ermöglichen es, diese notwendigen Änderungen klein zu halten. Ziel ist, die Automatisierungselemente so zu optimieren, daß auf eine zusätzliche Zugregelung am besten gan∑ verzichtet werden kann. Voraussetzung für dieses beschriebene Steuerungsverfahren ist, daß die Änderungen der Reibverhältnisse sich in einer vorgegebenen und den Walzprozeß nicht signifikant beeinflussenden Bandbreite bewegen. Störf lle wie Aussetzen der Schmierung der Dornstangen können damit nicht erfaßt werden. Dies gilt in gleicher Weise auch für die Vielzahl der elektronischen Steuerelemente, deren exaktes Arbeiten vorausgesetzt wird. Völlig falsche Meßanzeigen kann die vorgeschlagene Steuerung nicht ausgleichen.

Die zuvor beschriebene Steuerung kann verbessert werden, wenn sie mit einer an sich bekannten Prozeßüberwachung (DE 3511219) kombiniert wird. Auch bei gleichem Rohrwerkstoff und Abmessung des Kontirohres ist ein Vergleich mit optimalen Walzungen jedoch ohne weiteres nicht möglich. Der Grund ist, daß die restlichen Einflußgrößen in ihrer Kombination im gründe nie gleich sind. Es sei hierzu nur an die wechselnden aktuellen Walzendurchmesser erinnert. Optimale Walzungen

sind solche, bei denen eine Analyse der Kraft- und Drehmomentänderungen ein zwischengerüstspannungskonstantes Walzen anzeigt und das Vermessen der Kontirohre einen konstanten Wanddickeπverlauf in Längsrichtung sowie geringe Wanddickeπschwankungen in Umfangsrichtung ergibt.

Ein Vergleich wird jedoch möglich, wenn die Meßwerte für Drehmoment oder und Kraft normiert werden. Statt des Drehmomentes kann ersatzweise auch die Stromaufähme verwendet werden. Am besten eignet sich für die Normierung das dritte Gerüst, da an diesem Gerüst die geometrischen Einflüsse des Hohlblockes zumindesteπs theoretisch bereits abgeglichen sind. Weiter werden vor dem Normieren über bekannte Umformmodene, die den Einfluß des Durchmessers beschreiben, die genannten Meßwerte für einen vorgegebenen fiktiven aber immer gleichen Walzendurchmesser umgerechnet. Damit erhält man Sollwerte und Bandbreiten für Drehmomente oder Ströme und Kräfte, die unabhängig vom Werkstoff und der aktuellen Walzendurchmesserkombination nur noch abmessungsabhängig sind.

Überschreiten die Meßwerte Drehmoment bzw. Strom und Kraft die entsprechenden abmessungsabhängigeπ Grenzwerte, so ist dann zusammen mit den direkt erfaßten Größen eine sicherere Feh erzuordnung als bisher möglich.