METHOD AND CONTROLLING DEVICE TO REGULATE THE DISTRIBUTION OF TENSILE STRENGTH IN THE COLD ROLLING OF STRIPS

Abstract: 1. Method for the control of tensile stress distribution in the cold rolling of strips (1), the tensile stress distribution (sigma) being determined at least on one side of the mill stand (10) from the strip thickness and the values measured by load transducers spaced in axial direction over the roll width, and with the provision of a controller (25, 26) for the adjustment of the tensile stress distribution as well as of derivative final controlling elements for the roll gap dependent on the former and acting in axial direction of the work rolls (2), characterized in that in mill stands (10) driven in one direction the tensile stress distribution (sigma A , sigma E ) is determined on the entry side and on the delivery side of the mill stand (10) on the basis of tensile force measurements distributed over the roll width and of the strip thickness, and that the differential values (delta sigma) of same are formed from the tensile stresses distributed over the roll width, and that said differential values (delta sigma) are adjusted by means of position setpoint selections of the controller (25, 26) acting on the final controlling elements in such a manner that they are as far as possible differentially constant over the roll width, and are thus below a maximum value, above which a non-uniform material flow occurs and causes a backward slip which leads to material overlaps.

Description: Verfahren und Regelkreis zum Regeln der Zugspannungsverteilung beim Kaltwalzen von Bändern Beschreibung: Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Regeln der Zugspannungsverteilung beim Kaltwalzen von Bändern, wobei für die Messung der Zugspannungsverteilung auf wenigstens einer Seite eines Walzgerüstes in axialer Richtung beabstandete Spannungsmessgeber und für die Einstellung der Zugspannungsverteilung ein Regler sowie davon abhängige, in axialer Richtung der Arbeitswalzen differenziert wirkende Stellglieder für den Walzspalt vorgesehen sind. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Regelkreis zur Durchführung dieses Verfahrens sowie auf eine zweckmässige Ausoestaltung eines Walzwerkes für das Regeln der genannten Zugspannungsverteilung. Die Zugspannungsverteilung lässt sich in bekannter Weise durch über die Bandbreite unterschiedliche Beeinflussung des Walzspaltes mittels geeigneter Steliglieder verändern. Beispielsweise kann man bei Quarto-Gerüsten eine unterschiedliche Durchbiegung der Arbeitswalzen erreichen, indem die Walzenzapfen jeweils sich gegenüberliegender Walzen positiv oder negativ gegeneinander verspannt werden. Dies ermöglicht im wesentlichen die Einstellung gekrümmter Walzspalte und einen demgemässen Verlauf der Zugspannungsverteilung. Durch blosses Verschwenken der Walzachsen lässt sich demgegenüber eine geradlinige Veränderung des Walzspaltes über die Breite bewirken. Urtlich differenzierte Veränderungen erlangt man mittels einer thermischen Regelung, bei welcher Stüt-z- und/oder Arbeitswalzen gekühlt oder beheizt werden. Hohlwalzen lassen sich durch "Aufpumpen", wobei ihre Hohlräume unter unterschiedliche Spannungen gesetzt werden, in ihrer Bombage verändern. Falls nur im Bereich der Bandkanten eine Veränderung angestrebt wird, ist dies häufig durch die Verschiebung von Konuswalzen in axialer Richtung derselben möglich. Schliesslich können die Stützwalzen in axialer Richtung differenziert sein, so dass man Konturänderungen des Walzspaltes sehr genau einstellen kann. Allerdings ist in der Praxis der Anwendbarkeit derartiger Konturänderungen eine Grenze durch die bestehenden Schwierigkeiten gesetzt, Positionsvorgaben zu verwenden, die dem Umstand Rechnung tragen, dass die Betätigung eines oder einiger Stellglieder sich jeweils auf die gesamte Walzspaltkontur auswirkt, und dass daher rückwirkungsfreie Vorgabeänderungen seitens des Bedienungspersonals nicht angegeben werden können. Ein Verfahren zur Ermittlung der Zugspannungsverteilung beim Kaltwalzen ist in stahl und Eisen", 1977, Seiten 1029/1031 beschrieben. Dabei findet eine umlenkende Messrolle mit in axialer Richtung beabstandeten Spannungsmessgbern Verwendung, um bei einer dreigerüstigen Kaltwalzstrasse zwischen dem letzten Walzgerüst und den Zugrollen die Zugspannungsverteilung als Mass für Längenabweichungen und damit die Planheit zu erfassen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einiei- tend bezeichneten Art sowie einen Regelkreis und ein Walzwerk dahingehend auszugestalten, dass Betriebsstörungen beim Walzen vermieden werden. Dabei sollen ebenfalls die Bedingungen der Planheit des Walzgutes eingehalten werden. Weiterhin soll das störungsfreie Walzen mit hohen Umformungsgraden durch hohe Zugspannungen verwirklicht werden können. Zur Lösung dieser Aufgabenstellung besteht der Vorschlag gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren darin, dass mittels des Reglers die Stellglieder nach einer Positionsvorgabe eingestellt werden, bei welcher der Unterschied zwischen der Zugspannung beim Einlauf und beim Auslauf über die Walzbreite möglichst konstant und unterhalb eines Höchstwertes gehalten wird, oberhalb dessen ein Faltungsstau beim Walzen auftritt. Die vorgeschlagene Positionsvorgabe der Stellglieder derat, dass die Unterschiede der Zugspannungen beim Einlauf und beim Auslauf über die Walzbreite möglichst konstant und unterhalb eines Höchstwertes gehalten werden, oberhalb dessen ein Faltungsstau beim Walzen auftritt, ermöglicht ein weitgehend störungsfreies Walzen. Unter der Voraussetzung des vorerwähnten Vorschlages lässt sich über die Walzbreite ein gleichmässiger und stabiler Werkstofffluss erzielen. Sowie sich ein Materialrückstau und Materialfaltungen am Gerüsteinlauf ergeben, wird die Zugspannungsverteilung mit der Massgabe geändert, dass die erwähnte Differenz zwischen Gerüsteinlauf und Gerüstauslauf über die Bandbreite vergleichmässigt wird, wobei dies soweit geschieht, dass die erwähnten Faltungsstauerscheinungen ver mieden werden, Dabei ergibt sich, dass nur begrenzte Abweichungen des Zugspannungsunterschiedes bestehen dürfen. Es wird also zunächst am Auslauf eine Verteilung der Zugspannung mittels der in axialer Richtung der Walzen beabstandeten Spannungsmessgeber gemessen. Die Differenz zur Einlaufspannungsverteilung wird entweder von auch an der Einlaufseite des Walzgerüstes befindlichen, in axialer Richtung beabstandeten Spannungsmessgebern ermittelt oder bei reversierenden Walzgerüsten auf Grund abgespeicherter Messwerte festgestellt, die in der vorausgegangenen Walzphase gemessen und gespeichert wurden. Diese Unterschiede der Zugspannungen unterliegen sodann der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Einstellung. Das erwähnte Verfahren lässt sich noch dadurch verbessern, dass bei Planheitsfehlern des gewalzten Bandes im entspannten Zustand die Zugspannungen über die Bandbreite einander angenähert und im Grenzfalle konstant gemacht werden. Damit wird eine äusserste Grenze des im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 gemachten Vorschlages verwirklicht. In anderer Richtung ergibt sich für den Vorschlag gemäss dem Kenn zeichnungsteil des Patentanspruchs 1 dann eine Grenze, wenn möglichst hohe Umformungsgrade durch grosse Zugspannungen erreicht werden müssen. Dies setzt zunächst Planheitdes gespannten Bandes voraus. In diesem Falle wird man das Band mit der höchst zulässigen Zug spannung walzen. Dies ist aber nur dann möglich, wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung in der Bandmitte eine gegenüber den Bandrändern vergrösserte Zugspannung zugelassen wird, wohingegen die Zugspannung an den Bandrändern einen vom Bandmaterial für die Kerb reisswirtung abhängigen Spannungshöchstwert nicht überschreiten darf, der kleiner als ein vorgegebener, über die Bandbreite mittlerer Zugspannungswert ist. Da Risse zunächst grundsätzlich von den Band kanten ausgehen, wird einer Rissgefährdung durch die vorgeschlagene Bedingung, bei der die Zugspannung an den Rändern gegenüber der Mitte stets geringer ist, Rechnung getragen, wobei der vorgegebene mittlere Zugspannungswert grösser als derjenige an den Rändern ist. In der Praxis kann man bei dünnen Bändern damit rechnen, dass in der Mitte ein dreifach grösserer Zugspannungswert zulässig als an den Rändern ist. Selbstverständlich entfällt die vorerwähnte Verfahrensbedingung dann, wenn Bänder in Dickenbereichen gewalzt werden müssen, bei denen an den Rändern keine erhöhte Rissempfindlichkeit besteht. Somit lässt sich das durch den Kennzeichnungsteil gemäss Patentanspruch 1 vorgeschlagene Verfahren den Betriebsbedingungen in weiten Grenzen zweckmässig anpassen. Da das erfindungsgemässe Verfahren während des Betriebes zur Anwendung gelangen muss, ist es für seine Verwirklichung von erheblicher Bedeutung, dass die messtechnisch und rechnerisch ermittelte Positionsvorgabe auch hinreichend schnell an den Stellgliedern für den Walzspalt zur Auswirkung kommt. Es besteht sonst die Möglichkeit, durch zu ausgedehnte Totzeiten bestimmte betriebliche Störungen zu "überfahren", d.h. hierauf erst dann anzusprechen, wenn sie bereits nicht mehr zu beeinflussen sind. Materialfehler sowie Betriebsstörungen sind dann die Folge. Um die erwähnte Zielsetzung im Interesse eines störungsfreien Walzbetriebes zu verwirklichen, werden die sich beim Walzen mit einem bestimmten Walzspalt während des Materialdurchganges ergebenden elastischen Verformungen infolge Durchbiegung und Abplattung der Walzen mittels gleichzeitiger Anstellung aller Stellglieder auskompensiert. Damit wird zugleich erreicht, dass die Rückwirkung der Verstellung einzelner Stellglieder auf den gesamten Walzspalt berücksichtigt wird. Man kann dies in der Praxis unterschiedlich erreichen. Da sich die Durchbiegung und Abplattung der Walzen unmittelbar auf Grund einer elastischen Deformation derselben ergeben, kann man mittels qeeioneter Messgeber, beispielsweise optischer Geräte, den Walzspalt laufend erfassen und die Messwerte in einen Regelkreis einführen, bei dem die Stellglieder um entsprechende Beträge verändert werden, so dass die elastischen Deformationen eine Kompensierung erfahren. Dies setzt indes zusätzliche Mess- und Rechengeräte voraus. Im Sinne der Erfindung ist es nun von besonderer Bedeutung, dass für die Beaufschlagung der Stellglieder nicht nur die Beaufschlagungsrichtungen vorgegeben werden, wie dies in einem einfachen Regelkreis ausreichend sein würde, sondern dass die echten Stellwerte ermittelt und auf die Stellglieder übertragen werden. Derartige Stellwerte lassen sich auf der Grundlage der vorerwähnten Messungen nicht nur am Walzspalt, sondern auch auf Grund einer Messung der Zugspannungsverteilung der bereits beschriebenen Art vornehmen. Man kommt, von der erwähnten Spannungsverteilung ausgehend, zu einer Positionsvorgabeverteilung auf der Grundlage der nachstehenden Beziehung: EMI6.1 In dieser Beziehung sind: U. = die elastische Verformung, die durch die Stellglieder auszu kompensieren ist, in mm. ... = Matrix für das elastische Verhalten des Gerüstes und das als gegeben vorausgesetzte plastische Verhalten des Bandes. Man rechnet jeweils den Wert in m/N für eine diskrete Stelle i aus, wobei j = Koeffizient der Spannung des Bandes und i = Koeffizient der Verformung des Gerüstes ist. Somit ergibt diese Matrix den Zusammenhang zwischen der Zugspannung an den Stellen j des Bandes und der Verformung des Gerüstes an den Stellen i; 6 j = Zugspannungsverteilung in NImm2, wie sie gemessen wird. Auf Grund einer derartigen Ermittlung der Positionsvorgabe-Werte ist es möglich, sämtliche Stellglieder gleichzeitig zu beaufschlagen und praktisch trägheitsfrei auf das Walzgerüst einzuwirken. Man kann, wie dies nach einem späteren Vorschlag der Erfindung vorgesehen ist, für den Regelkreis somit noch einen Hilfsregelkreis vorsehen, auf den die Stellglieder-Positionen selbst zurückgeführt sind. Die im Zusammenhang mit der Erfindung vorzunehmenden Zugspannungsmessungen lassen sich zweckmässig an einer sich in axialer Richtung beabstandenten Spannungsmessgeber aufweisenden, umlenkenden Messrolle erhalten. Diese erlaubt, gegebenenfalls in Verbindung mit einer auf der anderen Seite des Walzgerüstes befindlichen Messrolle oder mit einem Speicher, sowohl die Messungen für die Ermittlung des Faltungsstaues, der Unplanheiten des Bandes und schliesslich auch der elastischen Walzenverformung. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden für die Positionsvorgabe neben den kennzeichnenden Materialeigenschaften lind der Walzkraft zusätzlich die Materialdicke, die Zugkräfte und die Zukraftverteilunq jeweils am Einlauf und Auslauf des Walzgerüstes und die Bandbreite und die Bandlage nur am Auslauf des Walzgerüstes berücksichtigt. Für die Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens eignet sich ein Regelkreis, bei welchem die am Auslauf bestehende Zugkraftverteilung als Regelgrössen auf den Regler zurückgeführt sind, und bei dem weiterhin ein Hilfsregelkreis für die Einstellung der axial beabstandeten Stellglieder vorgesehen ist, auf den die Stellgliederpositionen zurückgeführt sind. Bei einem derartigen Regelkreis kann praktisch totzeitfrei auf die Stellglieder eingewirkt werden. Beim Beginn des Walzens stehen mehrere der für die Regelung erforderlichen Werte noch nicht zur Verfügung. Deshalb wird der vorgesehene Hilfsregelkreis weiterhin der Einwirkung eines Voreinstellungsteils ausgesetzt. Im Rahmen dieser-Voreinstellung wird eine gemessene Zugspannungsverteilung am Einlauf zur Vorgabe einer Sollfunktion der Zugspannungsverteilung am Auslauf verwendet. Letztere dient in Verbindung mit einem gemessenen Dickenprofil des einlaufenden Bandes zur Ermittlung der Positionsvorgabe der Stellglieder. Zweckmässig wird das Voreinstellungsteil während des Walzens nach Einsetzen der Regelung zum Vorsteuerungsteil mit dem Hilfsregelkreis verbunden, wobei lediglich jeweils die einlaufseitigen änderungen des Dickenprofils, der Zugkraftverteilung, der Bandlage und der Bandbreite berücksichtigt werden. Das erfindungsgemässe Verfahren ist grundsätzlich bei jedem Walzwerk möglich, bei dem in axialer Richtung differenziert auf den Walzspalt eingewirkt werden kann. Besonders vorteilhaft gelingt die Anwendung dieses Verfahrens bei einem zwischen bei Reservierung umschaltbaren Bremshaspel und Antriebshaspel angeordneten, reversierbaren Walzgerüst mit abgestützten Arbeitswalzen. Hierbei ist lediglich auf einer Seite des Walzgerüstes eine die axial beabstandeten Messwertgeber aufweisende, umlenkende Messrolle erforderlich, wenn in der Walzphase, in welcher sich die Messrolle am Auslauf des Walzgerüstes befindet, die Messwerte dem Regler übertragen werden und in der folgenden Phase, in der sich die Messrolle nach Reversierung am Einlauf des Walzgerüstes befindet, dem Vorsteuerteil für die auslaufseitige Zugspannungsverteilung übertragen werden. Man spart dann sowohl den Platz als auch den Aufwand für eine zweite umlenkende Messrolle oder dergleichen. Die Einwirkung auf die Kontur des Walzspaltes ist besonders wirkungsvoll tei einem Yielwalzengerüst, dessen Stützwalzen axial beabstandet und getrennt anstellbar sind. Die Erfindung sei weiterhin anhand der sich auf Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen veranschaulicht. Darin zeigen: Figur 1 ein 20-Walzen-Kaltwalzgerüst in schematischem Querschnitt, Figur 2 einen Längsschnitt entsprechend Figur 1, Figur 3 eine Gesamtübersicht über das erfindungsgemässe Verfahren, Figur 4 ein Schaubild der Zugspannungsverteilung über die Bandbreite, Figur 5 ein Schaubild der Zugspannungsdifferenzen über die Bandbreite, Figur 6 eine Übersicht des erfindungsgemässen Regelkreises, Figur 7 eine ausführlichere Darstellung des Voreinstellungs teils des Regelkreises u n d Figur 8 das Vorsteuerungsteil in ausführlicherer Darstellung. Gemäss Figur 1 wird das im Querschnitt erkennbare Band 1 von den Arbeitswalzen 2 verformt. Die Arbeitswalzen 2 sind von Konuswalzen 3 in ihrer Position festgelegt. Letztere sind wiederum mittels der Zwischenwalzen 4 abgestützt, welche mit Hilfe der Stiitzrollen 5 anstellbar sind. Zu diesem Zwecke sind die Stützrollen 5 mit je einem Stützsattel 6 versehen, wie ergänzend auch aus Figur 2 hervorgeht. Mittels nicht näher dargestellter Stellmittel sind die Exzenter 7 für das Lager jeder Stützrolle 5 verstellbar, so dass sich die Lagerachsen 8 einstellen lassen. Dadurch ist es möglich, die Stützrollen 5 in Richtung der Doppelpfeile 9 zu verstellen. Sie wirken somit in axial differenzierter Weise auf die Zwischenwalzen 4 ein, die wiederum über die Konuswalzen 3 den Walzspalt zwischen den Arbeitswalzen 2 verändern. Anstatt des in den Figuren 1 und 2 dargestellten 20-Walzen-Kaltwalzgerüstes kann selbstverständlich auch ein anderes Kaltwalzgerüst vorgesehen sein. Den grundsätzlichen Verlauf des erfindungsgemässen Verfahrens veran schaulicht Figur 3. Man erkennt das Walzgerüst 10, welches schematisch als ein reversierbares Quarto-Gerüst dargestellt ist. In der dargestellten Walzphase wird das Band in Richtung des Pfeiles 11 gewalzt. Die in axialer Richtung beabstandeten Spannungsmessgeber sind bei der umlenkenden Messrolle 12 im Auslauf verwirklicht, welcher die umlenkende Messrolle 12' im Einlauf entspricht. Das Band 1 unterliegt der vom Antriebshaspel 13, dem Bremshaspel 14 und der Vorgabe des Walzspaltes definierten Zugkraftverteilung. Daraus berechnet sich die Zugspannungsverteilung, für welche eine Sollvorgabe ermittelt wird, auf Grund welcher der Regler die Stellglieder des Walzwerkes beeinflusst, wie sich aus dem linken Teil der Figur 3 ergibt. Der rechte Teil veranschaulicht die Ergänzung des Verfahrens durch Voreinstellung und Vorsteuerung. Für das anzuwendende Verfahren ergeben sich die Bedingungen aus den Figuren 4 und 5. Figur 4 zeigt über die Bandbreite x dem Verlauf der Zugspannungsverteilung, die in diesem Falle in der Mitte niedriger als an den Rändern ist. Sofern allerdings in der erwähnten Vorsteuerung 20 und bei der Berechnung der Soll-Spannungsverteilung 21 berücksichtigt wird. Der Ausgang der Berechnung der Soll-Spannungsverteilung führt zur Voreinstellung 22, um von dort aus zusammen mit der Vorsteuerung 20 zur Einstellung der Stellgliederpositionen 24 zu führen. Die Einstellung der Stellgliederpositionen 24 erfolgt weiterhin auf Grund einer Regelung 25, zu deren Eingang die Berechnung der Soll-Spannungsverteilung 26 auf Grund der auslaufseitigen Messung der Zugkraftverteilung mittels der Messrolle 12 führt. Nach Figur 6 wird die Voreinstellung der Zugspannungsverteilung in analoger Weise wie die Regelung der Zugspannungsverteilung gebildet, wobei Figur 6 noch ergänzend die Möglichkeit der Speicherung der Istwerte aufzeigt, von der dann Gebrauch gemacht werden kann, wenn man die Bandlagen- und Bandbreitenänderung erfassen will. Insbesondere zeigt Figur 6 auch aus Gründen der übersicht in Figur 3 nicht wiedergegebene Blöcke. So zeigt Figur 6, dass der Berechnung der Soll-Spannungsverteilung 26 die Berechnung der Ist-Spannungsverteilung 27 am Einlauf vorgeschaltet ist, der nicht nur die Zugkraftverteilung des Einlaufs, sondern auch die Messung des Dickenprofils 22 des Einlaufs zugeführt ist. Die Berechnung der Soll-Spannungsverteilung 21 nimmt weiterhin die Messung der Walzkraft 28 auf, ferner die vom Block 29 abgeleitete Berechnung der Ist-Spannungsverteilung, der Ist-Bandbreite und der Ist-Bandlage. Diesem Block 29 sind als Messwerte die Dicke im Auslauf 30 und die Zugkraftverteilung im Auslauf 31 zugeführt. Die im Block 29 gebildeten Ist-Werte lassen sich im Speicher 32 speichern, von wo aus unmittelbar die Berechnung der änderung von Bandbreite und Bandlage 33 beaufschlagbar ist, wenn man, wie erwähnt, die Bandlagen- und Bandbreiten änderung erfassen will. Im übrigendientder Ausgang der Berechnung der Ist-Werte im Block 29 zur Berechnung der Soll-Ist-Differenz der Spannungsverteilung 34, auf welche ebenfalls die Berechnung der Soll-Spannungsverteilung 21 geschaltet ist, und die ihrerseits die Berechnung der Änderung von Bandbreite und Bandlage 33 beaufschlagt. Im Anschluss daran kommt es zur Berechnung der Dicken-Profil-Anderung am Auslauf durch Materialbreitung 35, an welche sich die Berechnung der Stellglieder- Verstellbeträge 36 anschliesst. Danach erfolgt noch die Berechnung und schliesslich die Einstellung der Stellglieder-Positionen 37, womit der Regelkreis geschlossen ist. Das Voreinstellungsteil des Regelkreises zeigt Figur 7 ausführlicher. Der Soll-Spannungsverteilung am Auslauf 21 sind als Sollwerte die Zugkraft des Auslaufs 38 und die Dicke des Auslaufs 39 sowie die mit der Messrolle 12' erfasste Zugkraftverteilung, Bandbreite und Bandlage des Einlaufs und die Walzkraft 28 zugeführt.Der Ausgang der Berechnung der Soll-Spannungsverteilung im Auslauf führt zur Berechnung der Dickenprofiländerung am Auslauf durch Materialbreitung 40, für welche die Berechnung des Dickenprofils am Auslauf bei konstanten Volumen 41 auf Grund der Dickenprofilmessung 22 im Einlauf berücksichtigt wird. Die im Block 40 erfolgende Berechnung der Dickenprofiländerungen am Auslauf durch Materialbreitung führt zur Berechnung der Stellglieder- Sollpositionen 42 und schliesslich zur Einstellung der Stellglieder- positionen 43, womit sich der Regelkreis schliesst. Somit sind zum Zwecke der Voreinstellung lediglich die Dicke beim Auslauf und die Zugkraft beim Auslauf vorgegeben, wohingegen die übrigen Werte einlaufseitig gebildet sind, indem die Zugkraftverteilung, das Dickenprofil und die Walzkraft gemessen werden. Mit diesen, insgesamt nur fünf Parametern lässt sich die Sollverteilung der Zugspannung am Auslauf ermitteln, die unter Berücksichtigung des Dickenprofils bei konstantem Volumen sowie der Dickenprofiländerung infolge Materialbreitung die Berechnung der Positionsvorgabe der Stellglieder ermöglicht. Der Berücksichtigung dieser Werte dient in Figur 7 im linken Zeichnungsteil der dargestellte Hilfsregelkreis für das Einstellen der Stellgliederpositionen, bei welchen die Rückführung der eingestellten Positionen stattfindet. Die Totzeit lässt sich auf diese Weise praktisch ausschalten, so dass der Regelkreis auch auf sehr kurzfristige, betriebliche änderungen hinreichend genau durch massgenaue Einstellung der Stellglieder anspricht. Die vorerwähnten änderungen erlaubt das Vorsteuerungsteil gemäss Figur 8 zu berücksichtigen. Dafür finden grundsätzlich die gleichen Organe wie für das Vorsteuerungsteil der Figur 7 und des Regelkreises der Figur 6 Verwendung, so dass es für diese vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung nur eines unwesentlichen Mehraufwandes bedarf. Der Berechnung der Ist-Spannungsverteilung, der Ist-Bandbreite und der I°t-Bandlage am Einlauf 44 werden die Zugkraftverteilung des Einlaufs auf Grund der Messung mit der Messrolle 12', ferner die Dicke im Einlauf50 und die Banddicke im Auslauf 46 zugeführt. Die im Block 44 berechneten Ist-Werte lassen sich im Speicher 45 speichern und von dort oder auch unmittelbar für die Berechnung der änderung von Spannungsverteilung, Bandbreite und Bandlage 46 verwenden.Der Ausgang des Blockes 46 führt zusammen mit der Dickenprofilmessung 22 im Einlauf sowohl zur Speicherung des Ist-Dickenprofils 47 als auch zur Berechnung der Dickenprofiländerung für Einlauf und Auslauf 48. Die letztgenannte Berechnung 48 führt zusammen mit der Walzkraft 28 zur Berechnung der Dickenprofiländerung am Auslauf durch Materialbreitung 40 und von dort zur Berechnung der Stellglieder-Verstellbeträge 36,und auf Grund dieser Berechnung 36 kommt es zur Berechnung und zur Einstellung der Stellglieder-Positionen 37, womit auch dieser Regelkreis geschlossen ist. Für das anzuwendede Verfahren ergeben sich die Bedingungen aus den Figuren 4 und 5. Figur 4 zeigt über die Bandbreite x den Verlauf CA der Zugspannungsverteilung, die in diesem Falle in der Mitte niedriger als an den Rändern ist. Sofern allerdings in der erwähnten Weise Randrisse des Bandes zu besorgen sind, und sofern weiterhin mit grösstmöglicher Umformung und Zugspannung gewalzt werden soll, müsste der Verlauf dA umgekehrt sein. Die untere gestrichelte Linie zeigt demgegenüber den Zugspannungsverlauf 6E Einlauf. Es sei angenommen, dass ein Faltungsstau behoben werden muss. Während der dargestellte Zustand nun unterschiedliche Verläufe von S als Unterschied zwischen der Zugspannungsverteilung Einlauf gegenüber Zugspannungsverteilung Auslauf erkennen lässt, wäre es zur Behebung des Faltungsstaus erforderlich, die Zugspannungsverteilung im Auslauf derart zu verändern, dass sie im Grenzfalle der strichpunktierten Kurve entspricht. Dieser Grenzfall zeigt, in welcher Richtung die regelungstechnische Massnahme verlaufen muss. In der Praxis wird man nicht stets bis zur völligen Konstanz des Unterschiedes einstellen müssen, da ein gewisser Höchstwert des Unterschiedes der Zugspannungsverteilungen zugelassen werden kann. Die lediglich auf die Unterschiede der Zugspannungsverläufe bezogene Darstellung der Zugspannungsverteilung über die Bandbreite zeigt Figur 5. Hierdurch wird besonders deutlich, dass sich die Regelung in Richtung der Konstanz des Unterschiedes56 bewegen muss, wenn man den Faltungsstau vermeiden will.

Claims: Patentansprüche: 1. Verfahren zum Regeln der Zugspannungsverteilung beim Kaltwalzen von Bändern, wobei für die Messung der Zugspannungsverteilung auf wenigstens einer Seite eines Walzgerüstes in axialer Richtung beab standete Spannungsmessgeber und für die Einstellung der Zugspan nungsverteilung ein Regler sowie davon abhängige, in axialer Rich tung der Arbeitswalzen differenziert wirkende Stellglieder für den Walzspalt vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Reglers die Steliglieder nach einer Positionsvorgabe eingestellt werden, bei welcher der Unterschied zwischen der Zugspannung beim Einlauf und beim Auslauf über die Walzbreite möglichst konstant und unterhalb eines Höchstwertes gehalten wird, oberhalb dessen ein Faltungsstau beim Walzen auftritt. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Posi tionsvorgabe mit der weiteren Massgabe erfolgt, dass die über die Bandbreite verteilten Zugspannungen aneinander angenähert werden, wenn Unplanheiten des Bandes auftreten. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Posi tionsvorgabe mit der weiteren Massgabe erfolgt, dass bei Planheit des gespannten Bandes für die Bandmitte eine gegenüber den Band rändern vergrösserte Zugspannung derart zugelassen wird, dass die Zug spannungen an den Rändern einen vom Bandmaterial für die Kerb reisswirkung abhängigen Zugspannungshöchstwert nicht überschreitet, der kleiner als ein vorgegebener, über die Bandbreite mittlerer Zugspannungswert ist. 4. Verfahren zum Regeln der Zugspannungsverteilung beim Kaltwalzen von Bändern, wobei für die Messung der Zugspannungsverteilung auf wenig stens einer Seite eines Walzgerüstes in axialer Richtung der Ar beitswalzen differenziert wirkende Stellglieder für den Walzspalt vorgesehen sind, insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die sich beim Walzen mit einem bestimm ten Walzspalt während des Materialdurchganges ergebenden elastischen Verformungen infolge Duchbiegung und Abplattung der Walzen mittels gleichzeitiger Anstellung der Stellglieder auskompensiert werden. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Faltungsstaues und/oder der Unplanheit des Band und/oder der elastischen Verformung der Walzen mittels Zug spannungsmessungen an einer die in axialer Richtung beabstandeten Spannungsmessgebern aufweisenden, umlenkenden Messrolle vorge nommen werden. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Positionsvorgabe neben den kennzeichnenden Material eigenschaften und der Walzkraft weiterhin die Materialdicke, die Zugkräfte und die Zugkraftverteilung jeweils am Einlauf und Auslauf des Walzgerüstes und die Bandbreite und die Bandlage nur am Auslauf des Walzgerüstes berücksichtigt werden. 7. Regelkreis für die Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die am Auslauf bestehende Zugkraftverteilungen als Regelgrössen auf den Regler (25, 26) zurückgeführt sind, und dass ihnen ein Hilfsregelkreis (24) für die Einstellung der axial beabstandeten Stellglieder nachgeordnet ist, bei welchem die Steligliederpositionen zurückgeführt sind. 8. Regelkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsregelkreis (24 bzw. 43) weiterhin der Einwirkung eines Vor einstellungsteils (20, 21, 23 bzw. 21, 40, 41, 42) unterliegt, bei dem eine gemessene Zugspannungsverteilung am Einlauf zur Vor gabe einer Sollfunktion der Zugspannungsverteilung am Auslauf sowie ein gemessenes Dickenprofil des einlaufenden Bandes zur Bildung der Positionsvorgabe der Stellglieder verwendet werden. 9. Regelkreis nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Voreinstellungsteil (20, 21, 23 bzw. 21, 40, 41, 42) während des Walzbetriebes nach Einsetzen der Regelfunktion des Regelkreises weiterhin als Vorsteuerungsteil mit dem Hilfsregelkreis (24 bzw. 43) verbunden ist, wobei lediglich noch die jeweiligen Anderungen des einlaufseitigen Banddickenprofils, der einlaufseitigen Zugkraft verteilung, der einlaufseitigen Bandlage und der einlaufseitigen Bandbreite berücksichtigt werden. 10.Reversierwalzwerk zur Durchführung des Verfahrens nach den An sprüchen 1 bis 6, mit einem zwischen funktional bei der Rever sierung umschaltbaren Bremshaspel (14) und Antriebshaspel (13) angeordnetem, reversierbaren Walzgerüst (10) mit abgestützten Arbeitswalzen (2) und hierauf einwirkenden Stellgliedern sowie einer umlenkenden Messrolle (12, 12') mit axial beabstandeten Messwertgebern für die Ermittlung der Zugspannungsverteilung, dadurch gekennzeichnet, dass in der Walzphase, in welcher sich die Messrolle (12) am Auslauf des Walzgerüstes (10) befindet, die Messwerte dem Regler übertragen werden, und dass in der folgenden Walzphase, in der sich die Messrolle (12') nach Reversierung am Einlauf des Walzgerüstes befindet, die Messwerte dem Vorsteuerungs teil für die auslaufseitige Zugspannungsverteilung übertragen werden. 11.Walzwerk zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellglieder als axial beabstandete Stützrollen (5) eines Walzgerüstes ausgeführt sind.

Inventors: BERGER, BERND, DR.-ING., MUCKE, GERT, DIPL.-ING., NEUSCHUTZ, EBERHARD, DR.-ING., Mücke, Gert, Dipl.-Ing., Neuschütz, Eberhard, Dr.-Ing.
Applicants: BETRIEBSFORSCHUNGSINSTITUT VDEH INSTITUT FUR ANGEWANDTE FORSCHUNG GMBH
Application year: 1983
Main classification: B21B37
IPC codes: B21B37, B21B13, B21B1