GAUGE CONTROL SYSTEM OF A COLD ROLLING MILL

Abstract: 1. Apparatus for an automatic control of the roll adjustment in a cold-rolling stand (1), comprising a controller for controlling the roll adjusting mechanism (3) of the stand in dependence on the measured thickness of the rolled stock (8), and a computer (12), which is connected to a pickup (14) for measuring a parameter which changes with the resistance of the rolled stock (8) to deformation and for delivering to the controller (4) a correcting signal, which has been determined in dependence on said parameter in accordance with a program and is used to effect in the stand the roll adjustment required in dependence on the detected difference between the desired and actual values, characterized in that the pickup (14) for measuring the resistance of the rolled stock (8) to deformation comprises magnetizing means for magnetizing the rolled stock, including at least one exciter coil, and further comprises a sensor, which is associated with the magnetizing means and consists, e.g., of a sensor coil or a Hall generator.

Description: Vorrichtung zur tnstellregelung eines Ealtwalzgerustes Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Anstellregelung eines Kaltwalzgerüstes mit einem Regler, der den Stelltrieb der Gerüstanstellung in Abhängigkeit von der gemessenen Dicke des Walzgutes steuert, und mit einem Rechner, der programmbedingt einen Korrekturwert für die sich aus der festgestellten Soll-Istwertdifferenz ergebende Gerüstanstellung in Abhängigkeit von einem sich mit dem Formänderungswiderstand des Walzgutes ändernden Messwert ermittelt und den Regler mit diesem Korrekturwert beaufschlagt. Wird zur Anstellregelung eines Kaltwalzgerüstes die Banddicke des auslaufenden Walzgutes gemessen und die Ge rüstanstellung in Abhängigkeit von einer allenfalls festgestellten Soll-Istwertdifferenz über einen Regler gesteuert, so ergibt sich das Problem, dass ein Dickenmessgerät erst in einer bestimmten Entfernung vom Walzspalt angeordnet werden kann, was auf Grund der zum Durchlaufen der Förderstrecke zwischen Walzspalt und Dickenmessgerät erforderlichen Förderzeit eine Totzeit für die Regelung bedingt. Dickenabweichungen innerhalb dieser Förderstrecke können daher grundsätzlich nicht mit einer einfachen Dickenmessung nach dem Walzspalt ausgeregelt werden. Es wird daher zur Vermeidung dieser Nachteile die Banddicke nicht nur nach dem Walzspalt, sondern auch vor dem Walz spalt gemessen, so dass Dickenunterschiede des Walzgutes bereits vor dem Einlauf in den Walzspalt erfasst und durch eine entsprechende Walzenanstellung berücksichtigt werden können, wenn die Dickenabweichungen aufweisende Walzgutstelle den Walzspalt durchläuft. Es wird folglich eine Störgrössenaufschaltung für die Dickenregelung erreicht, die das Walzergebnis erheblich verbessert. Die Dicke eines kaltgewalzten Bandes hängt bei einer gleichbleibenden Walzenanstellung nicht nur von der Dicke des Bandes vor dem Walzspalt, sondern auch vom Formänderungswiderstand des Walzgutes ab. Da der Formänderungswiderstand seinerseits von der chemisch-physikalischen Zusammensetzung des Walzgutes und dessen Behandlung abhängt, muss mit einer Änderung des Formänderungswiderstandes über die Länge des Walzgutes gerechnet werden. Um das Walzergebnis zu verbessern, ist daher bei der Dickenregelung auch der sich ändernde Formänderungswiderstand des Walzgutes zu berücksichtigen. Eine solche Berücksichtigung des Formänderungswiderstandes stösst jedoch auf Schwierigkeiten, weil der Formänderungswiderstand messtechnisch nicht unmittelbar erfasst werden kann. Da die aufzubringende Walzkraft vom Formänderungswiderstand des Walzgutes abhängt, wird die Walzkraft auch dazu verwendet, einen Korrekturwert für die sich aus der festgestellten Soll-Istwertdifferenz ergebende Gerüstanstellung zu errechnen. Durch die Beaufschlagung des Reglers mit einem solchen Korrekturwert, der zusätzlich die Einflüsse der federnden Nachgiebigkeit der belasteten Gerüstteile berücksichtigen kann, kann zwar eine weitere Verbesserung des Walzergebnisses erreicht werden, doch bleibt eine solche Regelung grundsätzlich ungenau und mit Restfehlern behaftet, weil einerseits die Walzkraft nicht nur vom Formänderungswiderstand, sondern auch von der Dickenabnahme und vom Radius der Walzen abhängt und anderseits eine Änderung der Walzkraft als' folge einer Änderung des Formänderungswiderstandes auftritt, was eine Berück sichtigung des geänderten Form.an.derunswiderstandes nur im nachhinein erlaubt. Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es schliesslich bekannt (US-PS 3 665 743), die Gerüstanstellung über ein Signal zu steuern, das in Abhängigkeit von Dickenschwankungen und von Schwankungen der Härte des Walzgutes seine Grösse verändert. Da sich der zu berücksichtigende Formänderungswiderstand selbst aus der Form änderungsfestigkeit des Walzgutes und dem Fliesswider stand zusammensetzt, der auf der Behinderung des Materialflusses durch die Reibung an den Walzen beruht, kann über Härteschwankungen des Walzgutes der sich ändernde Formänderungswiderstand berücksichtigt werden. Der Fliesswiderstand ist nämlich in der Praxis keinen entscheidenden Veränderungen unterworfen, so dass wegen der unmittelbaren Abhängigkeit zwischen der Formänderungsfe stigkeit und der Härte des Walzgutes mit der Berücksichtigung der Walzguthärte der Formänderungswiderstand in die Steuerung der Gerüstanstellung eingeht. Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung, die das Erfassen sich vep ändernder Walzgutverhältnisse vor den Walzspalt erlaubt, ist allerdings, dass zur Bestimmung der Dicke und Härte des Walzgutes ein Messwertgeber vorgesehen ist, der aus zwei von entgegengesetzten Seiten unter einer vorbestimmten Kraft an das Walzgut andrückbaren Messköpfen besteht, so dass der Abstand dieser Messköpfe voneinander sowohl von der Dicke des Walzgutes als auch von dessen Härte abhängt. Da jedoch die Einflüsse von Dickenschwankungen und Härteschwankungen unterschiedlich sind und zwischen diesen Einflüssen grundsätzlich nicht unterschieden werden kann, bleibt eine solche Regelung der Gerüstanstellung mit Fehlern behaftet. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Anstellregelung eines Ealtwalz- gerüstes so zu verbessern, dass das Walzergebnis durch eine genauere Berücksichtigung des Einflusses eines sich ändernden Formänderungswiderstandes verbessert werden kann. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Rechner zur Bestimmung des vom Formänderungswiderstand des Walzgutes abhängigen Xorrekturwertes sn einen Messwertgeber angeschlossen ist, aus einer Magnetisierungseinrichtung mit wenigstens einer Erregerspule und aus einem der Nagnetisierungseinrichtung zugeordneten Messfühler, beispielsweise einer Messspule oder einem Hallgenerator, besteht. Durch das Vorsehen dieses besonderen Nesswergebers wird eine fortlaufende, berührungslose Messung der Härte des Walzgutes für sich möglich, und zwar auch bei nicht ferromagnetischem Walzgut. Durch die Erregerspule werden im Walzgut Wirbelströme induziert, deren Grösse, Phasenlage und Verteilung weitgehend durch die physikalischen Eigenschaften und die elektrische Beitfähig- keit bestimmt werden. Das durch diese induzierten Wirbelströme bedingte magnetische Beld kann entweder unmittelbar durch einen Rallgenerator oder mittelbar über eine in einer Messspule induzierte Spannung erfasst werden, so dass durch solche Messfühler Messwerte gewonnen werden, die einen Rückschluss auch auf die Härte des untersuchten Werkstoffes zulassen. SolcheVorrichtungenzur magnetischen Prüfung von Metallbändern sind an sich bekannt und werden üblicherweise zur Qualitätskontrolle von fertiggestellten Bändern eingesetzt. Mit der Erfassung der Härte des Walzgutes unabhängig von der Dickenmessung wird es in vorteilhafter Weise möglich, den Einfluss eines sich ändernden Formänderungswider- standes durch eine entsprechende Störgrössenaufschal- tung der Ansteliregelung auszuregeln, so dass das Walzen von Bändern mit höherer Qualität bei vergleichbarem Ausgangsmaterial oder das Walzen von Bändern gleicher Qualität bei schlechterem Ausgangsmaterial möglich wird. Der vom Rechner bestimmte Korrekturfaktor kann ja entsprechend den tatsächlichen Verhältnissen genauer auf Schwankungen des Formänderungswiderstandes bezogen werden. In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt, und zwar wird ein Kaltwalzgerüst mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Anstellregelung in einem vereinfachten Blockschaltbild gezeigt. Das dargestellte Kaltwalzgerüst 1 besitzt eine Anstellung für die Oberwalze 2, wobei ein Stelltrieb 3 in Form eines Hydraulikzylinders zum Einsatz kommt. An Stelle dieser hydraulischen Anstellung könnte aber auch eine elektromechanische Oberwalzenanstellung vorgesehen sein. Zur Steuerung des Hydraulikzylinders 3 dient ein Regler 4, der über eine Steuerleitung 5 ein Steuerventil 6 für die Rydraulikmittelleitung 7 beaufschlagt. Der Regler 4 steuert somit die Gerüstanstellung in Abhängigkeit von der Soll-Istwertdifferenz der gemessenen Dicke des Walzgutes 8. Zu diesem Zweck ist dem Kaltwalzgerüst 1 auslaufseitig ein Messwertgeber 9 für den Istwert der Walzgutdicke zugeordnet. Da es lediglich auf die Erfassung des Istwertes der Dicke ankommt, kann der Messwertgeber 9 an sich einen beliebigen Aufbau haben. Aus Ubersichlichkeitsgründen ist ein Dickenmessgerät dargestellt, das die Walzgutdicke mit Hilfe einer Messrolle 10 abtastet. Damit Änderungen der Banddicke auch einlaufseitig erfasst werden können, was eine Störgrössenbeaufschlagung des Reglers 4 brmögllchtz,iist auch einlaufséitig eini gleichwirkender Messwertgeber 11 für die Dickenerfassung des Walzgutes vorgesehen. Der Messwert des Messwertgebers 11 wird dabei einem Rechner 12 zugeführt, der einen Eorrektur- wert für die sich aus der festgestellten Soll-Istwert differsnz ergebende Gerüstanstellung ermittelt, um Unregelmässigkeiten des Walzgutes vor dem Walzspalt bereits bei der Gerüstanstellung berücksichtigen zu können, wenn die diese Unregelmässigkeiten aufweisenden Walzgutbereiche den Walzspalt durchlaufen. Für eine solche Vorsteuerung ist die Kenntnis der Walzgutgeschwindigkeit erforderlich, damit die Laufzeit des Walzgutes 8 von der Messstelle bis zum Walzspalt berücksichtigt werden kann. Entsprechende Geschwindigkeitsgeber 13 vor und hinter dem Walzspalt erfassen daher die Walzgutgeschwindigkeit vor und nach dem Walzspalt und geben diese Messwerte an den Rechner 12 weiter. Die Korrektur der Gerüstanstellung erfolgt somit mit einer an die Laufzeit des Bandes angepassten Verzögerung. Der vom Rechner 12 ermittelte Korrekturwert berücksichtigt aber nicht nur die durch Dickenschwankungen des einlaufenden Walzgutes bedingten Störgrössen, sondern auch Störgrössen, die zufolge von Schwankungen des Formänderungswiderstandes auftreten. Zu diesem Zweck wird nicht die Walzkraft, sondern die Härte des Walzgutes 8 gemessen, und zwar mit Hilfe eines Messwertgebers 14. Dieser Messwertgeber 14 besteht in vorteilhafter Weise aus einer eine Erregerspule aufweisenden Magnetisierungseinrichtung, die im Walzgut Wirbelströme erzeugt, deren Magnetfeld über einen Messfühler erfasst wird, der ent weder durch einen Hallgenerator oder eine Messspule gebildet wird. Da sich die Grösse, Phase und Verteilung der Wirbelströme mit den physikalischen Eigenschaften des Walzgutes ändern, kann über die Wirbelströme ein Messwert für die Härte des Walzgutes abgeleitet werden. Diese Härte ändert sich weitgehend proportional mit dem Formänderungswiderstand, so dass über den Messwert für die Härte Änderungen des Formänderungswiderstandes erfasst werden können. Der Vorteil einer solchen Erfassung des Formänderungswiderstandes liegt nicht nur in der grösseren Genauigkeit begründet, mit der Änderungen des Formänderungswiderstandes bestimmt werden können, sondern vor allem darin, dass Änderungen der Formänderungsfestigkeit des Walzgutes, die zu Änderungen des Form änderungswiderstandes führen, bereits vor dem Walzspalt erkannt und daher bei der Gerüstanstellung berücksichtigt werden können. Der Rechner 12 kann daher bei einem entsprechenden Programm einen Korrekturwert für die jeweili- ge Gerüstanstellung errechnen, der auch Änderungen des Formänderungswiderstandes im vorhinein berücksichtigt. Damit wird eine sehr genaue Regelung der Banddicke möglich, weil eben die Störgrössen vor dem Walzspalt erfasst und bei der Gerüstanstellung beachtet werden können. Der Rechner 12 kann auf Grund seines Programmes selbstverständlich auch andere Einflussgrössen korrigieren, wenn dies erwünscht ist. In erster Linie ist hier das federnde Nachgeben einzelner Gerüstteile bei entsprechenden Belastungen und das Aufschwimmen der Lager anzuführen.

Claims: Patentansprüche: Vorrichtung zur hnstellregelung eines Ealtwalz- gerüstes (1) mit einem Regler (4), der den Stelltrieb (3) der Gerüst anstellung in Abhängigkeit von der gemessenen Dicke des Walzgutes (8) steuert, und mit einem Rechner (12), der programmbedingt einen Korrekturwert für die sich aus der festgestellten Soll-Istwertdifferenz ergebende Gerüstanstellung in Abhängigkeit von einem sich mit dem Bormänderungswiderstand des Walzgutes (8) ändernden Messwert ermittelt und den Regler (4) mit diesem Korrekturwert beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (12) zur Bestimmung des vom Bormanderungs- widerstand des Walzgutes (8) abhängigen Korrekturwertes an einen Messwertgeber (14) angeschlossen ist, der aus einer Magnetisierungseinrichtung mit wenigstens einer Erregerspule und aus einem der Nagnetisierungseinrichtung zugeordneten Messfühler, beispielsweise einer Messspule oder einem Hallgenerator, besteht.

Inventors: OSSOINIG, WALTHER, DIPL.-ING.
Applicants: VOEST-ALPINE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1983
Main classification: B21B37
IPC codes: B21B37