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Title:
METHOD AND DEVICE FOR WINDING A METAL STRIP RUNNING OUT OF A HOT ROLLING MILL TRAIN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/024185
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device for winding a metal strip (2) running out of a hot rolling mill train onto a coiler (7). When the metal strip (2) is threaded onto the coiler (7), the rotational speed of said coiler (7) is greater (especially by more than 7 %, advantageously by 10 %) than the quotient of the speed (V¿strip?) of the metal strip (2) when it runs out of the hot rolling mill train and the periphery of the said coiler (7), whereby the speed of the coiler (7) is reduced (7) prior to the moment (t¿grip?) when traction occurs in the metal strip (2) between the coiler (7) and the rolling train.

Inventors:
MICHAEL KLAUS (DE)
STEIDL SIEGBERT (DE)
Application Number:
PCT/DE1998/003246
Publication Date:
May 20, 1999
Filing Date:
November 06, 1998
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
MICHAEL KLAUS (DE)
STEIDL SIEGBERT (DE)
International Classes:
B21B37/54; B21C47/00; (IPC1-7): B21B37/54; B21C47/00
Foreign References:
LU53232A11967-05-22
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 007, no. 044 (M - 195) 22 February 1983 (1983-02-22)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 361 (M - 1006) 6 August 1990 (1990-08-06)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 007, no. 291 (M - 265) 27 December 1983 (1983-12-27)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 095, no. 008 29 September 1995 (1995-09-29)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 381 (M - 752) 12 October 1988 (1988-10-12)
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, DE)
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Aufhaspeln eines aus einer Warmwalzstraße auslaufenden Metallbandes (2) auf einen Haspel (7), wobei die Drehzahl (nCoiler) des Haspels (7) beim Einfädeln des Metall bandes (2) in den Haspel (7) größer, insbesondere um mehr als 7 %, vorteilhafterweise um mehr als 10 %, ist als der Quo tient aus Geschwindigkeit (vstrip) des Metallbandes (2) beim Auslaufen aus der Warmwalzstraße und dem Umfang des Haspels d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Haspel (7) vor dem Zeitpunkt (tgrip), an dem sich ein Zug im Metallband (2) zwischen dem Haspel (7) und der Warm walzstraße aufbaut, abgebremst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Haspel (7) derart abgebremst wird, daß die Drehzahl (ncoiler) des Haspels (7) das 1,002 bis 1,02fache des Quoti enten aus Geschwindigkeit (vstrip) des Metallbandes (2) beim Auslaufen aus der Warmwalzstraße und dem Umfang des Haspels (7) betragt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Haspel (7) nach dem Zeitpunkt (tin) des Einfädelns des Metallbandes (2) in den Haspel (7) abgebremst wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Haspel (7) um eine vorgegebene Zeitdauer (tltin, : nach dem Zeitpunkt (tin) des Einfädelns des Walzbandes in den Haspel (7) abgebremst wird.
5. Einrichtung zum Aufhaspeln eines aus einer Warmwalzstraße auslaufenden Metallbandes (2) auf einen Haspel (7) zur Durch führung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden An sprüche, wobei die Drehzahl des Haspels (7) beim Einfädeln des Metallbandes (2) in den Haspel (7) größer, insbesondere um mehr als 7 %, vorteilhafterweise um mehr als 10 %, ist als der Quotient aus Geschwindigkeit (Vstrip) des Metallbandes (2) beim Auslaufen aus der Warmwalzstraße und dem Umfang des Haspels (7), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Einrichtung zum Aufhaspeln eine Recheneinrichtung (1) zum Abbremsen des Haspels (7) vor dem Zeitpunkt (tgrip), an dem sich ein Zug im Metallband (2) zwischen dem Haspel (7) und der Warmwalzstraße aufbaut, aufweist.
Description:
Beschreibung Verfahren und Einrichtung zum Aufhaspeln eines aus einer Warmwalzstraße auslaufenden Metallbandes Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zum Aufhaspeln eines aus einer Warmwalzstraße auslaufenden Metallbandes auf einen Haspel, wobei die Drehzahl des Haspels beim Einfädeln des Metallbandes in den Haspel größer, insbe- sondere um mehr als 7 %, vorteilhafterweise um mehr als 10%, ist als der Quotient aus Geschwindigkeit des Metallbandes beim Auslaufen aus der Warmwalzstraße und dem Umfang des Has- pels.

Zum Anwickeln eines aus einer Warmwalzstraße auslaufenden Me- tallbandes auf einen Haspel läuft der Haspel vor dem Einfä- deln des Metallbandes in den Haspel mit einer Geschwindigkeit etwas (ca. 10 %) größer als die Bandgeschwindigkeit. Dadurch wird das Band am Haspel straff aufgewickelt. Sobald sich das Band am Haspel fixiert hat, baut sich der Zug auf und bremst den Haspel auf die Bandgeschwindigkeit. Durch dieses Abbrem- sen kommt es zu einem Ruck im Band, wobei die ruckbedingte Zugspannung im Band bei Bändern geringen Querschnitts zu Ein- schnürungen oder sogar zum Abriß führen kann. Daher werden oft extrem trägheitsarme mechanische Aufbauten verwendet, die Nachteile, z. B. in Form geringer Stabilität, aufweisen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ruckbedingte Einschnürungen und Abrisse zu vermeiden bzw. deren Wahrscheinlichkeit zu verrin- gern, ohne auf extrem trägheitsarme Aufbauten bei der mecha- nischen Konstruktion angewiesen zu sein.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. durch eine Einrichtung gemäß Anspruch 5 ge- löst. Die Übergeschwindigkeit des Haspels wird dabei orteil- hafterweise während des Anwickelns abgesenkt, so daß sie zum Zeitpunkt der Fixierung des Bandes auf den Haspel, d. h. nach-

dem sich ein Zug im Metallband zwischen Warmwalzstraße und Haspel aufbaut, deutlich geringer (z. B. ca. 2 %) ist. Dadurch reduziert sich auch die ruckbedingte Zugbelastung im Metall- band entsprechend. Einschnürungen und Bandrisse werden auch bei Bändern geringen Querschnitts vermieden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Anpas- sung dieser Absenkung (Zeit und Kurvenform) an die Walzbedin- gungen (z. B. Bandgeschwindigkeit, Bandbreite, Banddicke, usw.), und des weiteren ein Lernen dieser Beziehungen aus ge- messenen Daten. Vorteilhafte Methoden können neuronale Netze oder Fuzzy-Regeln sein. Die Fuzzy-Regeln können aus gemesse- nen Daten adaptiert werden.

Die Erfindung bzw. vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungs- beispielen erläutert. Im einzelnen zeigen : FIG 1 eine Walzstraße mit einem nachgeordneten Haspel, FIG 2 die Spannung im Metallband bei bekannter Haspel- steuerung, FIG 3 die Zugspannung im Metallband bei erfindungsgemäßer Haspelsteuerung in beispielhafter Ausgestaltung, FIG 4 die Zugspannung im Metallband bei erfindungsgemäßer Haspelsteuerung in alternativer beispielhafter Aus- gestaltung.

FIG 1 zeigt eine Viergerüste-Walzstraße mit vier Walzgerüsten 3,4,5 und 6 zum Walzen eines Metallbandes 2. Das aus dem letzten Walzgerüst 6 auslaufende Metallband 2 wird auf einen Haspel 7 aufgewickelt. Es ist eine Recheneinrichtung 1 zur Steuerung des Haspels 7 vorgesehen, die den Haspel gemäß FIG 3 oder FIG 4 steuert.

FIG 2 zeigt die Zugspannung sstrip im Metallband aufgetragen über die Zeit t. Zum Zeitpunkt tin des Einfädelns des Metall- bandes in den Haspel ist die Geschwindigkeit des Haspels

Vcoiler größer als die Geschwindigkeit vstrip des Metallban- des. Die Geschwindigkeit voiler des Haspels ist üblicherwei- se 7 % bis 15 % größer als die Geschwindigkeit vstrip des Me- tallbandes.

Die Geschwindigkeit vcoiler des Haspels ist dabei definiert als das Produkt aus Drehzahl des Haspels nCoiler und dem Um- fang Ucoiler des Haspels. Das heißt : ncoiler#Ucoilervcoiler= bzw. vcoiler/Ucoiler.ncoiler= Zum Zeitpunkt tin des Einfädelns und kurz danach bleibt die Zugspannung 6strip im Metallband im wesentlichen Null. Nach etwa 1 1/2 Umdrehungen des Haspels ab dem Zeitpunkt tin des Einfadelns des Metallbandes in den Haspel ist das Metallband fest gegriffen. Dieser Zeitpunkt ist in FIG 2 und FIG 3 als tgrip bezeichnet. Dadurch, daß ab dem Zeitpunkt tgrip die Walzstraße und der Haspel durch das Metallband fest gekoppelt wird, wird der Haspel ruckartig abgebremst. Dadurch baut sich ab dem Zeitpunkt tgrip eine hohe Zugspannung im Metallband auf, die deutlich über der (konstanten) Zugspannung 6strip, konst im eingeschwungenen Zustand ist. Diese Zugspan- nungsspitze wird durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Einrichtung deutlich verringert, wie FIG 3 zeigt. Zum Zeitpunkt tin des Einfädelns des Metallban- des in den Haspel, oder kurz davor oder kurz danach, wird der Haspel abgebremst. Der Haspel wird vorteilhafterweise derart abgebremst, daß seine Geschwindigkeit vcOiler zum Zeitpunkt tgrip genau so groß ist wie die Geschwindigkeit vstrip des Metallbandes oder etwas größer. Als guter Zielwert für vCOi- ler zum Zeitpunkt tgrip ist eine Geschwindigkeit Av + vstrip,

die 0,2 % bis 2 % größer ist als Vstrip-Das heißt, zum Zeit- punkt tgrip gilt z. B. : vcoiler = 1, 02 Vstrip Auf diese Weise wird, wie in FIG 3 gezeigt, die ruckbedingte Zugspannung 6strip im Metallband deutlich verringert.

FIG 4 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Er- findung, wobei die Haspelgeschwindigkeit vcoiler in ähnlicher Weise wie gemäß FIG 3 eingestellt wird. Der Geschwindigkeits- übergang auf eine Geschwindigkeit vstrip + Av erfolgt dabei jedoch zwischen zwei Zeitpunkten tj und t2, wie in FIG 4 dar- gestellt. Dabei kann es weiter in vorteilhafter Weise vorge- sehen sein, die Knicke im Verlauf der Geschwindigkeit voiler in FIG 3 und FIG 4 abzurunden.

Der Zeitpunkt tin wird vorteilhafterweise aus einem Sensorsi- gnal, einem Bandverfolgungsmodell oder einer Kombination der beiden ermittelt. Die Zeitdauer tu-tin und t2-tin werden in vorteilhafter Ausgestaltung proportional zur Bandgeschwin- digkeit vstriop Übergeschwindigkeit#vodervor-Die <BR> <BR> #v<BR> <BR> teilhafterweise die Haspelvoreilungkönnen in erster<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Vstrip Näherung fest eingestellt werden. In vorteilhafter Ausgestal- tung werden die Übergeschwindigkeit#v oder die Haspelvorei- <BR> <BR> #v<BR> <BR> lunglungsowie die Zeitdauern tin- und tin- in Vstrip Abhängigkeit der Walzbedingungen, wie z. B. Bandgeschwindig- keit, Banddicke, Temperatur und Materialeigenschaften des Me- tallbandes eingestellt. Dies kann vorteilhaft z. B. aus gemes- senen Daten erfolgen, z. B. durch Lernen mit einem oder mehre- ren neuronalen Netzen oder regelbasiert, z. B. mit Fuzzy- Regelwerken. Eine besondere Ausgestaltungsform können auch ein oder mehrere Fuzzy-Regelwerke sein, deren Parameter aus Daten gelernt werden, z. B. mit einem oder mehreren neuronalen Netzen.

Für FIG 1 bis FIG 4 gelten folgende Bezugszeichen : 1 Recheneinrichtung 2 Metallband 3,4,5,6 Walzgerüste 7 Haspel Vstrip Geschwindigkeit des Metallbandes vcoiler Geschwindigkeit des Haspels Av Weggeschwindigkeit 6strip Zugspannung (Zug) im Metallband 6strip, konst stationäre Zugspannung (Zug) im Metallband im eingeschwungenen Zustand t Zeit tin Zeitpunkt des Einfädelns des Metallbandes in den Haspel tgrip Zeitpunkt, an dem sich eine Zugspannung (ein Zug) zwischen dem Haspel und der Warmwalz- straße aufbaut tl, t2 Zeitpunkte