СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОЛОСЫ
METHOD AND DEVICE FOR METAL STRIP FABRICATION

Изобретение относиться к способу производства металлической полосы, включающему проводку металлической полосы по нескольким роликам под таким натяжением полосы и в таком направлении подачи, что она является, по существу, гладкой по меньшей мере между двумя роликами, и ее внутренние растяжения под напряжением становятся оптически видимыми, определение внутреннего напряжения растяжения или их разности, а также их использование при производстве металлической полосы, при котором для определения внутренних напряжений растяжения металлическую полосу облучают источником света и производят съемку посредством двух камер с двух разных направлений.
При черновой и последующей прокатке металлических полос плоскостность, наряду с толщиной и чистотой полосы, является решающим показателем качества. Поэтому при производстве металлической полосы требуется предпринимать технический осмотр полосы с целью обеспечения качества продукции, причем в данном случае на основе установленного результата технического осмотра должно оказываться влияние на процесс производства.
При этом металлическая полоса при процессе прокатки часто подвергается измерению плоскостности, причем должна устанавливаться неплоскостность полосы. Для этого известны ролики для измерения плоскостности, которые прижимают с предварительно заданным усилием к проводимой под натяжением и движущейся металлической полосе. По измерению прижатия ролика для измерения плоскостности вследствие неплоскостностей металлической полосы может делаться заключение об имеющихся неплоскостностях металлической полосы. Известны также системы, которые визуализируют различия натяжения посредством колебаний.
Неплоскостности в металлической полосе могут устанавливаться не только посредством контактирующих роликов, но и бесконтактно. Для этого, например, документ JP 2000046752 А предлагает оптическую систему, которая содержит осветительное устройство для полосы и камеру. При этом возможно измерять характеристики поверхности металлической полосы в трех измерениях и отображать результат измерений.
Плоскостность металлической полосы может оцениваться также с помощью устройства, которое известно из документа ЕР 1418400 А2. Здесь также отклонения в плоскостности устанавливают посредством камеры (ПЗС-камера: Charge-coupled-device - камера).
Похожие системы известны из документов DE 19758466 А1 и DE 19932324 А1. Далее, документы DE 19919801 А1 и DE 19719994 А1 предлагают способы, чтобы устанавливать натяжение в металлической полосе. При этом упор делается на отклонение полосы от идеального положения, это отклонение измеряется и делается заключение о преобладающих в полосе напряжениях.
Во всех этих вышеупомянутых случаях измеряются неплоскостности поверхности полосы, а затем при необходимости реагируют с помощью изменения параметров процесса.
Установлено, что, в частности, при соответствующем натяжении полосы результат измерений бывает трудно интерпретировать, так как в зависимости от натяжения полосы, которое оказывает влияние на металлическую полосу, изменяется и плоскостность. То есть на основании натяжения полосы, которому подвержен прокатываемый материал в процессе прокатки, не могут или только со сложностями могут определяться различия напряжений по ширине полосы, проявляющиеся в форме волнистостей и соответственно неплоскостности.
В частности, желательно, чтобы имелась возможность визуализации распределения внутренних напряжений по ширине металлической полосы для того, чтобы сделать выводы о качестве полосы. При этом такое устройство должно быть, по возможности, более компактным и не требовать никаких высоких затрат при установке и при эксплуатации.
Поэтому в основе изобретения лежит задача совершенствования способа и соответствующего устройства упомянутого в начале вида так, чтобы также при высоком натяжении полосы было возможно получать сведения, которые позволяют управлять производственным процессом так, чтобы оптимизировать качество полосы.
Эта задача решается, согласно изобретению, посредством того, что металлическая полоса облучается источником света и производится съемка с помощью двух камер и с двух разных направлений.
В отличие от известных решений таким образом измеряются оптически видимые напряжения растяжения в металлической полосе, которые используются при оценке качества полосы и, при необходимости, для управления и соответственно регулировки производственного процесса. При этом через разные напряженные состояния в полосе устанавливаются неровности полосы, и в этом отношении по напряжениям делаются косвенные заключения о неплоскостности.
Дальнейшее усовершенствование предусматривает, чтобы натяжение металлической полосы выбиралось в зависимости от установленных в металлической полосе внутренних напряжений растяжения. При этом предпочтительно исходят из того, что при растущем внутреннем напряжении растяжения в металлической полосе воздействующее на металлическую полосу натяжение полосы повышается. Посредством установки более высокого или более низкого отдельного напряжения может происходить непосредственное вмешательство в контур регулирования для влияния на плоскостность.
Действующие в металлической полосе внутренние напряжения растяжения, которые могут устанавливаться с помощью вышеупомянутого образа действия, корректируются предпочтительно неоднократно через короткие временные интервалы. Изменение действующих в металлической полосе внутренних напряжений растяжения может фиксироваться при сравнении большого числа установленных во временном интервале внутренних напряжений растяжения. Посредством множества следующих друг за другом изображений в течение короткого времени можно представлять картины распределения напряжений также для быстро движущихся полос.
Устройство для производства металлической полосы содержит несколько роликов, по которым металлическая полоса проводится под таким натяжением полосы и движется в таком направлении подачи, что она является, по существу, гладкой по меньшей мере между двумя роликами. Согласно изобретению предусмотрено, что между двумя роликами расположен по меньшей мере один освещающий металлическую полосу источник света и что в области источника света расположены две камеры, которые производят съемку освещенной металлической полосы, причем система, состоящая из источника света и камер, приспособлена для определения действующих в металлической полосе внутренних напряжений растяжения, причем обе камеры расположены на расстоянии друг от друга, так что они производят съемку металлической полосы с двух разных направлений.
Камеры являются предпочтительно цифровыми.
Далее, могут быть предусмотрены приемные средства, которые записывают принятое от камеры или камер изображение через короткие промежутки времени.
Наконец, может быть предусмотрено, чтобы приемные средства поддерживали связь с вычислительными средствами, которые предназначены для сравнения принятых от камеры или камер изображений.
С помощью предложенного образа действий можно проводить металлическую полосу по роликам с относительно высоким натяжением и вместе с тем ,по существу, гладко и тем не менее иметь возможность фиксировать - при снятии высокого натяжения полосы - как это задано, неплоскостности полосы. Установленные напряжения при растяжении дают хорошие сведения о качестве изготовленной полосы, так что в данном случае можно оказывать влияние на параметры производства.
Дальнейшие признаки и подробности изобретения следуют из формулы изобретения и описания представленного на чертеже примера выполнения изобретения. Единственный чертеж показывает вид сбоку прокатного устройства для производства металлической полосы.
Металлическая полоса 1 в левой области чертежа прокатывается в прокатной клети двумя рабочими валками 11 и 12, которые подпираются двумя опорными валками 13 и 14. Металлическая полоса 1 проводится затем в направлении F подачи с заданной скоростью подачи, причем она находится под определенным натяжением S полосы. Натяжение S полосы поддерживается посредством того, что металлическую полосу 1 проводят показанным на чертеже способом, то есть она проводится S-образно, в частности - на правой стороне чертежа - посредством двух роликов 4 и 5, так что может поддерживаться желаемый уровень натяжения S полосы между валками 11, 12 и роликами 4, 5.
Вследствие натяжения S металлическая полоса 1 имеет высокую степень плоскостности, т.е. неплоскостность поверхности незначительна.
Между двумя роликами 2 и 3 металлическая полоса 1 проводится, по существу, гладко. Там расположен источник 6 света, с помощью которого может освещаться поверхность металлической полосы 1. Дальше в двух различных местах расположены две камеры 7 и 8, которые. могут производить съемку двух изображений поверхности полосы.
Состоящая из источника 6 света и камер 7 и 8 система, которая пригодна для реализации соответствующего изобретению образа действий, известна, например, под обозначением Q-400 как цифровая трехмерная корреляционная система фирмы DANTEC Ettemeyer GmbH, Eichingen, Германия, и доступна (www.dantec-ettemeyer.com). Имеющаяся в распоряжении система хорошо подходит, чтобы визуализировать и оценивать внутренние напряжения в по существу гладкой металлической полосе, даже если к тому же должны быть необходимы в незначительной мере колебания натяжения полосы.
Камеры 7, 8 поддерживают связь с приемным средством 9, которое может записывать множество снимков за короткое время. Принятые изображения могут оцениваться в присоединенном вычислительном средстве 10, причем возможно, в частности, наблюдать распределение напряжений при растяжении металлической полосы 1, а также их временное изменение. В зависимости от этого может оказываться влияние на процесс производства металлической полосы 1.
Предпочтительно в металлической полосе 1 при измерении напряжений поддерживается натяжение полосы, которое соответствует по меньшей мере 10% предела текучести материала металлической полосы.
Использование установленных напряжений или разностей напряжений в металлической полосе 1 при производстве металлической полосы 1 может состоять уже в том, что наблюдались напряжения в полосе и только в случае необходимости, т.е. если соотношения распределения напряжений в полосе превосходят допустимые значения, предпринимаются соответствующие мероприятия.
Однако может предусматриваться, чтобы установленные значения были использованы в закрытом контуре регулирования непосредственно в процессе производства металлической полосы.
Перечень основных обозначений:
1 - металлическая полоса
2 - ролик
3 - ролик
4 - ролик
5 - ролик
6 - источник света
7 - камера
8 - камера
9 - приемное средство
10 - вычислительное средство
11 - рабочий валок
12 - рабочий валок
13 - опорный валок
14 - опорный валок
S - натяжение полосы
F - направление подачи