Verfahren zur Dickenregelung beim Warmwalzen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dickenregelung beim Walzen, insbesondere beim Warmwalzen mit mindestens einem Walzgerüst, wobei u.a. die aktuelle, mittlere Position der Anstellzylinder des Walzgerüsts und die Sum- menwalzkraft derselben berücksichtigt werden.

Aus der DE 20 20 402 ist ein Verfahren zur Berechnung der Dicke G1 dünner, harter Werkstücke nach einem Reduzierdurchgang durch eine Reduzierwalzstrecke mit gegenüberliegenden Walzflächen und eine Messeinrichtung zur Messung der die Oberflächen auseinanderdrückenden Kräfte, die beim Durchgang des Werkstückes durch die gegenüberliegenden Walzflächen während eines Reduziervorganges erzeugt werden bekannt, bei dem: a) ein Signal erzeugt wird, das ein Maß für die Dicke G5 ist, die durch den Schnittpunkt einer geeigneten Walzendehnungskurve und einer geeigneten Werkstückverformungskurve für den Reduziervorgang festgelegt ist, b) ein Signal erzeugt wird, das ein Maß für eine Dicke G3 darstellt, die durch den Schnittpunkt der Kurve für die gemessene Kraft und die Walzendehnungskurve festgelegt ist, c) ein Signal erzeugt wird, das ein Maß für einen Unsicherheitsbereich darstellt, der durch die Differenz zwischen den Dicken G5 und G3 darstellenden Signalen bestimmt ist, d) ferner ein Signal erzeugt wird, das ein Maß für einen berechneten Streckungsfehler darstellt, indem das den Unsicherheitsbereich darstellende Signal als eine Funktion der für den Reduzierdurchgang vorausbestimmten Dickenabnahme, der für den Reduziervorgang vorausgesagten Walzendehnung und der relativen Fehlerwahrscheinlichkeit sowohl bei der Vorausbestimmung der Dickenabnahme als auch der Dehnung verändert wird, und

e) ein Signal erzeugt wird, das ein Maß für die berechnete Dicke G1 ist, indem das die Dicke G3 darstellende Signal zu dem berechneten Dehnungsfehler hinzuaddiert wird.

In der DE 26 57 455 A1 ist ein Verfahren zur Kompensation der Walzenverfor- mung an regelbar vorgespannten Walzgerüsten beschrieben, bei denen die Banddicke über hydraulische Stellglieder geregelt wird, und bei dem durch hydraulische Vorspannzylinder die Anstellkraft (F ₃ ) als Summe von Walzkraft und regelbarer Vorspannkraft nach der Gleichung

F ₃ = (FaO + (F _r - Fr ₀ )) * C _a /(C, + C ₃ )

derart verändert wird, dass zum Grundsollwert (F _a o) der Anstellkraft ein Zusatzvollwert addiert wird, der aus der Differenz zwischen Istwert (F _r ) der Vorspannkraft und Anfangswert (F _r o) der Vorspannkraft gebildet wird und mit dem Ver- hältnis (c _a /(c, + c _a )) der Federsteifigkeit (c _a ) des äußeren Gerüstteiles zur

Summe der Federsteifigkeit des inneren (c,) und äußeren Gerüstteiles (c _a ) bewertet wird.

Aus der DE 16 02 195 A1 ist ein Verfahren zur Berechnung der Dicke dünner harter Werkstücke bekannt.

Dass ein Signal erzeugt wird, das ein Maß für die Dicke G5 ist, die durch den Schnittpunkt einer geeigneten Walzendehnungskurve und einer geeigneten Werkstückverformungskurve für den Reduziervorgang festgelegt ist, ein Signal erzeugt wird, das ein Maß für eine Dicke G3 darstellt, die durch den Schnittpunkt der Kurve für die gemessene Kraft und die Walzendehnungskurve festgelegt ist, ein Signal erzeugt wird, das ein Maß für einen Unsicherheitsbereich darstellt, der durch die Differenz zwischen den Dicken G5 und G3 darstellenden Signale bestimmt ist, ferner ein Signal erzeugt wird, das ein Maß für einen berechneten Streckungsfehler darstellt, indem das den Unsicherheitsbereich darstellende Signal als ei-

ne Funktion der für den Reduzierdurchgang vorausgesagten Walzendehnung und der relativen Fehlerwahrscheinlichkeit sowohl bei der Vorausbestimmung de Dickenabnahme als auch der Dehnung verändert wird, und ein Signal erzeugt wird, das ein Maß für die berechnete Dicke G1 ist, indem das die Dicke G3 darstellende Signal zu dem berechneten Dehnungsfehler hinzu- addiert wird.

Bisher wird für die Dickenregelung beim Wa im band walzen das sogenannte Gaugemeterprinzip zur Ermittlung der aktuellen Banddicke verwendet. Dazu wird die gemessene Position S _D s. Sos der Anstellzylinder um die berechnete Gerüstdehnung g korrigiert (siehe auch Figur 1 ). Die Gerüstdehnung g wird mit Hilfe der gemessenen Walzkraft F _D s, F _O s und einer Gerüstdehnkurve 1/M _G berechnet. Die so ermittelte Banddicke wird dann mit dem Dickensollwert verglichen und ausgeregelt. Für dieses Verfahren ist, neben den Messungen von Position und Walzkraft, ein genaues Gerüstmodell erforderlich.

Beim Walzen von harten Güten und dünnen Bändern führen kleine Ungenauig- keiten im Gerüstmodell zu relativ großen Fehlern in der Banddicke und unter Umständen zur Instabilität der Dickenregelung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art derart zu verbessern, dass die oben aufgezeigten Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Gerüstdeh- nungsanteil minimiert wird. Dieses geschieht dadurch, dass mindestens eine zusätzliche Positionsmessung durch Ermittlung von Positionssignalen im näheren Bereich des Walzspaltes der Walzgerüste durchgeführt wird. Hierbei sind insbesondere die Positionssignale zwischen den Arbeitswalzen und / oder den Stützwalzen und / oder den Arbeitswalzeneinbaustücken und / oder den Stütz- walzeneinbaustücken zu berücksichtigen / zu ermitteln.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Positionsmessung einen geringeren Gerüstdehnungsanteil enthält. So sind nur die Walzenabplattung und die Walzenbiegung zu berücksichtigen. Andere Anteile, wie die Dehnung der Ständer und der Querhäupter, müssen nicht berechnet werden. Speziell bei einer Messung des Abstandes der Arbeitswalzenbaustü- cke müssen die Aufschwemmung der Morgoil - Lager, die Biegung der Stützwalzen und Stützwalzenexzentrizitäten nicht berücksichtigt werden. Wie in Figur 2 dargestellt, wird das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren zur Dickenregelung weiterhin vollständig eingesetzt und durch die oben beschriebenen Merkmale verbessert bzw. erweitert.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einer genaueren Ermittlung der Banddicke bei harten Güten und verbessert speziell beim Dünnbandwalzen das dynamische Verhalten der Dickenregelung.

In einer Weiterentwicklung können die erhaltenen Signale auch zur Positionsregelung und / oder zur Schwenkregelung und / oder zur Berechnung der Banddicke und damit zur Regelung der Banddicke verwendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 ein Ablaufdiagramm zur Dickenreglung nach dem Stand der

Technik und

Figur 2 ein Ablaufdiagramm zur Dickenregelung gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Ablaufdiagramm zur bekannten Dickenregelung beim Walzen, insbesondere beim Warmwalzen, dargestellt. Ein beispielsweise aus einem Arbeitswalzenpaar AW und einem Stützwalzenpaar SW bestehendes Walzgerüst

W weist eine Bedienseite OS und eine Antriebsseite DS auf. Zwischen dem Arbeitswalzenpaar AW befindet sich ein Band B. Bei dem bekannten Verfahren zur Dickenregelung werden die Zylinderposition der Bedienseite Sos und die Zylinderposition der Antriebsseite S _D s ermittelt und die aktuelle, mittlere Zylinderposition S _AC T bestimmt. Weiterhin wird die Summenwalzkraft F _A cτ durch Er- mittlung der Walzkraft Bedienseite Fos und der Walzkraft Antriebsseite F _D s bestimmt. Die Gerüstdehnung g wird mit Hilfe der Summenwalzkraft F _A cτ und einer Gerüstdehnkurve 1/M _G berechnet.

Die aktuelle Banddicke h _A cτwird durch Messung der aktuellen, mittleren Zylinderposition S _AC T und der berechneten Gerüstdehnung g ermittelt. Die aktuelle Banddicke h _A cτ wird mit dem Banddickensollwert h _REF verglichen und zur Dickenregelung verwendet. Der Dickenregler liefert den Positionssollwert für die Zylinderpositionsregelung.

Gemäß der Erfindung wird die bekannte Dickenregelung gemäß dem Ablauf- diagramm nach Figur 2 verbessert. Hierzu wird beispielsweise der Abstand der Arbeitswalzeneinbaustücke auf der Bedienseite S _ROS und auf der Antriebsseite S _RD S gemessen und dann der mittlere Abstand der Arbeitswalzeneinbaustücke S _R bestimmt. Der weiterhin ermittelte Wert für die aktuelle, mittlere Zylinderposition S _A CT wird direkt mit dem Zylinderpositionssollwert S _REF verglichen.

Die ebenfalls weiterhin ermittelten Werte der Walzkraft Bedienseite Fos und der Walzkraft Antriebsseite F _D s führen zur Summenwalzkraft F _A cτ- Diese werden erfindungsgemäß mit einem Gerüstmodul M _R , der auf die Arbeitswalzeneinbaustücke bezogen ist, kombiniert und anschließend die Gerüstdehnung g _R ermittelt.

Das Gerüstmodul M _R hängt erfindungsgemäß ab von der gewählten Positionsmessung. Die für das Verfahren zu berücksichtigenden Positionssignale der Positionsmessung, wobei mindestens ein Positionssignal benötigt wird, werden zwischen den Arbeitswalzen AW und / oder den Stützwalzen SW und / oder den Arbeitswalzeneinbaustücken und / oder den Stützwalzeneinbaustücken

ermittelt. Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu berücksichtigende Gerüstdehnung ist jeweils auf den Ort des erhaltenen Positionssignals abzustimmen.

Der Abstand auf der Bedienseite SR _OS und der Abstand auf der Antriebsseite SRD _S führen zum mittleren Abstand der beispielsweise Arbeitswalzeneinbaustü- cke S _R . AUS dem Abstand der Arbeitswalzeneinbaustücke S _R und der Gerüstdehnung bezogen auf die Arbeitswalzeneinbaustücke g _R wird die aktuelle Banddicke h _A cτ ermittelt und mit dem Banddickensollwert h _RE F verglichen und ausgeregelt.

Bezugszeichenliste

AW Arbeitswalze

SW Stützwalze

W Walzgerüst

B Band

DS Antriebsseite OS Bedienseite

F _A C _T Summenwalzkraft

Fos Walzkraft Bedienseite

F _D S Walzkraft Antriebsseite

SA _CT aktuelle, mittlere Zylinderposition Sos Zylinderposition Bedienseite

SDS Zylinderposition Antriebsseite

S _REF Zylinderpositionssollwert

γIAC _T aktuelle Banddicke hREF Banddickensollwert S _R mittlerer Abstand der Arbeitswalzenbaustücke

S _R OS Abstand Bedienseite

S _RD S Abstand Antriebsseite g _R Gerüstdehnung bezogen auf Arbeitswalzenbaustücke

MR Gerüstmodel bezogen auf Arbeitswalzenbaustücke g Gerüstdehnung

M _G Gerüstmodul