DE3735022A1 - METHOD AND DEVICE FOR ROLLING METAL BANDS - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen von Metallbändern, bei welchem das zwischen zwei Arbeitswalzen gewalzte Band über eine über die Breite segmentierte Messwalze geführt wird, die vom Band auf die einzelnen Messwalzensegmente ausgeübte Kraft bestimmt wird, und die über die Breite der Messwalze ermittelten Kräfte einer Auswerteeinrichtung zugeleitet werden, welche die Arbeitsparameter der Arbeitswalzen derart steuert, dass die gewalzte Metallbahn über die Bahnbreite eine vorgegebene Form und/oder einen vorgegebenen Spannungszustand aufweist, sowie eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens. The invention relates to a method for rolling Metal strips, in which the between two Work rolls rolled a strip across the width segmented measuring roller is guided from the belt force exerted on the individual measuring roller segments is determined, and that across the width of the measuring roller determined forces fed to an evaluation device which are the working parameters of the work rolls controls such that the rolled metal web over the Web width a predetermined shape and / or has a predetermined voltage state, and a Device for carrying out the method.
Solche Verfahren und Vorrichtungen sind beispielsweise aus GB 11 60 112 bekannt. Bei diesen wird angestrebt, eine bestimmte gewünschte Form des erzeugten Metallbandes zu erhalten. Darunter wird ein bestimmtes Dickenprofil über die Bahnbreite verstanden, beispielsweise eine gleichmässige Dicke über die Breite, gebenenfalls mit gewissen Abweichungen an den Rändern, sowie ausserdem eine Planheit des Bandes nach dem Walzen, wobei störende Wellungen und Verziehungen des Metallbandes nach dem Walzen möglichst vermieden und ausgeschaltet werden sollen. Dies wird nach GB 11 60 112 dadurch erreicht, dass die von den einzelnen Segmenten der Messwalze ermittelten Kräfte der Auswerteeinrichtung zugeführt werden, welche bestimmte Parameter der Arbeitswalzen steuern, beispielsweise die Presskraft, die Durchbiegung der Arbeitswalzen, die Achsenkreuzung, oder die Einstellung einer bestimmten Temperaturverteilung über die Breite, beispielsweise mittels Kühlelementen.Such methods and devices are, for example known from GB 11 60 112. With these, the aim is a certain desired form of the generated Get metal tape. Below that is a certain one Thickness profile understood over the web width, for example, a uniform thickness across the Width, possibly with certain deviations from the Edges, as well as a flatness of the tape rolling, causing annoying curls and warpage of the metal strip avoided after rolling if possible and should be switched off. This is according to GB 11 60 112 achieved by that of the individual Segments of the measuring roller determined forces of Evaluation device are supplied, which specific Control parameters of the work rolls, such as the Press force, the deflection of the work rolls, the Axis crossing, or setting a specific one Temperature distribution across the width, for example by means of cooling elements.
Auf diese Weise liess sich zwar eine bestimmte Form des gewalzten Metallbandes über die Bahnbreite unmittelbar nach dem Walzen erreichen. Wenn das gewalzte Band aufgewickelt und später wieder abgewickelt wurde, zeigte sich jedoch, dass das abgewickelte Band in vielen Fällen keine flache Oberfläche mehr aufwies, sondern wiederum gewellt und verbogen war. Ausserdem zeigte sich, dass die Steuerung der Form des gewalzten Bandes über die Breite mit den vorbekannten Verfahren und Vorrichtungen nicht fein genug war. In this way, a certain form of rolled metal strip directly across the web width reach after rolling. If the rolled strip wound up and later unwound, showed, however, that the unwound tape in in many cases no longer had a flat surface, but was again curled and bent. Also showed that the control of the shape of the rolled Tape across the width using the previously known methods and fixtures wasn't fine enough.
Als Hauptursache dieser Phönomene wird die Ungleichförmigkeit des Temperaturprofiles über die Bandbreite beim Walzen angesehen. Daraus ergeben sich auch ungleichmässige Längsdehnungen. Beim aufwickeln auf die Spule kann das Band dabei durchaus plan (d.h. nichtwellig) sein. Hingegen führt dies dann beim wiederabwickeln des Bandes in temperaturmässig ausgeglichenem Zustand zu temperaturinduzierten Spannungen, welche eine Wellung und Verzehrung des Bandes zur Folge haben.The main cause of these phenomena is Temperature profile non-uniformity over the Bandwidth viewed during rolling. This results in also uneven longitudinal stretches. When winding up the tape can be flat on the spool (i.e. not wavy). On the other hand, this leads to rewind the tape in temperature balanced state to temperature-induced Tensions which cause a curl and consumption of the Result in a band.
Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die vorstehend angegebenen Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen eine gewünschte Form eines gewalzten Metallbandes mit grösserer Genauigkeit erreicht und auch längere Zeit nach der Verarbeitung, insbesondere nach dem Temperaturausgleich aufrechterhalten werden kann.The invention has for its object the above stated disadvantages of the prior art eliminate and in particular a method and a To create device with which a desired shape a rolled metal strip with greater accuracy reached and also a long time after processing, especially after temperature compensation can be maintained.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass gleichzeitig mit der Messung der auf die Messwalzensegmente ausgeübten Kraft die Temperatur gemessen wird, dass ebenfalls die an den einzelnen Segmenten gemessenen Temperaturenwerte der Auswerteeinrichtung zugeleitet werden, dass die Auswerteeinrichtung diese Temperaturwerte zusammen mit den Kraftwerten auswertet, und dass endlich die ausgewerteten Signale an geeignete Stellglieder zur Steuerung der Arbeitsparameter der Arbeits- oder/und Stützwalzen weiter geleitet werden. According to the invention, this object is achieved by that at the same time as measuring the on the Measuring roller segments exerted force on the temperature is measured that also at the individual Measured temperature values of the segments Evaluation device that the Evaluation device together with these temperature values evaluates the force values, and that finally the evaluated signals to suitable actuators Control of the working parameters of the work or / and Back-up rolls are passed on.
Die Temperatur kann dabei zweckmässigerweise berührungsfrei an der Metallbahn selbst an verschiedenen Messpunkten über die Bahnbreite verteilt gemessen werden, beispielsweise an den Stellen, an welchen die Metallbahn auf den Messwalzensegmenten aufliegt. Jedoch kann es auch vorteilhaft sein, die Temperaturen an den Messwalzensegmenten abzunehmen, welche die jeweilige Temperatur an der entsprechenden Stelle der Metallbahn angenommen haben.The temperature can expediently touch-free on the metal track itself different measuring points across the web width be measured, for example at the points which the metal web on the measuring roller segments lies on. However, it can also be advantageous to Decrease temperatures at the measuring roller segments, which the respective temperature at the corresponding Have taken the place of the metal track.
Eine besonders feine Steuerung der Arbeitsparameter und eine besonders gute Einhaltung einer gewünschten Form des Walzgutes kann dadurch erreicht werden, dass wenigstens eine der Arbeits- oder Stützwalzen als Durchbiegungseinstellwalze ausgebildet wird, bei welcher über die Walzenbreite verteilt mehrere Stützelemente vorgesehen sind, deren Anpressdruck und gegebenenfalls auch deren Temperatur von der Auswerteeinrichtung individuell und getrennt voneinander gesteuert werden können.A particularly fine control of the working parameters and a particularly good adherence to a desired shape of the rolling stock can be achieved in that at least one of the work or backup rolls as Deflection adjustment roller is formed at which spreads several across the roll width Support elements are provided, their contact pressure and where appropriate, their temperature from the Evaluation device individually and separately can be controlled from each other.
Vorteilhafterweise werden auch die die Arbeitswalzen kühlenden Kühlelemente so ausgebildet, dass sie in ihrer Kühlintensität von der Auswerteeinrichtung individuell und getrennt voneinander angesteuert werden können.The work rolls are also advantageous cooling cooling elements designed so that they in their cooling intensity from the evaluation device can be controlled individually and separately can.
Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: The invention is based on the in the figures illustrated embodiments explained in more detail. It demonstrate:
Fig. 1 ein Messwalzensegment im Schnitt senkrecht zur Achse, Fig. 1 shows a measuring roll segment in the section perpendicular to the axis,
Fig. 2 mehrere Segmente einer Messwalze im Axialschnitt, Fig. 2 a plurality of segments of a measuring roller in the axial section,
Fig. 3 vier verschiedene Anordnungen von Temperaturfühlern an der gewalzten Bahn, bzw. Messwalze, und Fig. 3 four different arrangements of temperature sensors on the rolled web, or measuring roller, and
Fig. 4 ein Schaltschema für die Steuerung der Arbeitswalzenparameter. Fig. 4 is a circuit diagram for the control of the work roll parameters.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Segment einer Messwalze, wie sie beispielsweise in einer in GB 11 60 112 beschriebenen Walzvorrichtung, oder in bekannten Weiterentwicklungen derselben verwendet werden kann. Auf die in dem genannten Patent der British Aluminium Co., Ltd. und weiteren Publikationen offenbarte Konstruktion und Betriebsweise wird hiermit ausdrücklich bezug genommen. Das Segment besteht aus einem als Hohlzylinder ausgebildeten Rotor 1, welcher auf einem Kern 2 mittels eines Gaslagers 3 gelagert und um den Kern rotierbar ist. Der durch die über das Segment geführte Metallbahn 4 im Gaslager 3 veränderte Druck wird in bekannter Weise gemessen und das Meßsignal einer ebenfalls bekannten Auswerteeinrichtung zugeleitet. Fig. 1 shows a section through a segment of a measuring roller, as it may be used for example in a manner described in GB 11 60 112 rolling device, or in known developments thereof. In the British Aluminum Co., Ltd. patent mentioned in the and the construction and mode of operation disclosed in other publications are hereby expressly incorporated by reference. The segment consists of a rotor 1 designed as a hollow cylinder, which is mounted on a core 2 by means of a gas bearing 3 and is rotatable about the core. The pressure changed in the gas bearing 3 by the metal track 4 guided over the segment is measured in a known manner and the measurement signal is fed to an evaluation device which is also known.
In Fig. 2 ist im Axialschnitt ein Teil einer Messwalze dargestellt, bei welcher eine Anzahl von Segmenten 1 1, 1 2, 1 3, 1 4... unabhängig voneinander um den gemeinsamen Kern 2 drehbar sind. In jedem der Segmente 1 1, 1 2, 1 3, 1 4... wird der Druck in den Gaslagern unabhängig voneinander gemessen, und die einzelnen Druckwerte werden getrennt voneinander der Auswerteeinrichtung zugeleitet.In Fig. 2 in axial section a part of a measuring roller is illustrated, in which a number of segments, 1 1, 1 2, 1 3, 1 4 ... independently of one another about the common core 2 are rotatable. In each of the segments 1 1 , 1 2 , 1 3 , 1 4 ..., the pressure in the gas bearings is measured independently of one another, and the individual pressure values are fed separately to the evaluation device.
Unterhalb der eigentlichen Messwalze ist in den in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Beispielen auf einem gemeinsamen Support 5 für jedes der Segmente 1 1, 1 2, 1 3, 1 4... jeweils ein Temperaturfühler 6, bzw. 61, 62, 63, 64 angebracht. Diese Temperaturfühler 6 sind eingerichtet, die Temperatur der Oberfläche der Rotoren 1 der einzelnen Messwalzensegmente berührungsfrei zu messen. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Rotoren 1 der einzelnen Segmente wenigstens näherungsweise die Temperatur des Metallbandes 4 am Ort der entsprechenden Segmente annehmen, so dass die gemessenen Temperaturen ein Mass für die Temperaturverteilung des Metallbandes 4 über die Breite der Messwalze repräsentieren.Below the actual measuring roller is in the shown in Fig. 1 and Fig. 2 embodiments on a common support 5 for each of the segments 1 1, 1 2, 1 3, 1 4 ... are each a temperature sensor 6, and 6, 1, 6 2 , 6 3 , 6 4 attached. These temperature sensors 6 are set up to measure the temperature of the surface of the rotors 1 of the individual measuring roller segments without contact. It is assumed that the rotors 1 of the individual segments at least approximately assume the temperature of the metal strip 4 at the location of the corresponding segments, so that the measured temperatures represent a measure of the temperature distribution of the metal strip 4 over the width of the measuring roller.
Die Konstruktion der Temperaturfühler 6 kann zwar im Prinzip einer beliebigen bekannten Ausführung entsprechen, welche geeignet ist die Temperatur einer bewegten Oberfläche zu messen, wobei eine berührungsfreie Messung zu bevorzugen ist.The construction of the temperature sensor 6 can in Principle of any known design correspond to what is suitable the temperature of a measuring moving surface, being a non-contact measurement is preferred.
In Fig. 1 ist eine besonders geeignete Ausführung eines Temperaturfühlers 6 dargestellt. Dieser besteht aus einer auf dem Support 5 angeschraubten Grundplatte 7 mit zentraler Aussparung 8, welche in Achsenrichtung offen ist. In der Mitte trägt diese Grundplatte 7 ein einsteckbares Element 9, welches beispielsweise für eine Temperaturmessung im Bereich von 0° bis 250°C geeignet ist, z.B. ein Thermoelement. Dieses Thermoelement 9 ist an den Seiten von einem auf die Grundplatte 7 aufgesetzten Schutzschild 10 umgeben, der das Thermoelement vor Beschädigung und unerwünschten Luftströmungen schützt und abschirmt. Mittels einer Einstellschraube 11 kann ein bestimmter zweckmässiger Abstand A des Thermoelements und des Schutzschildes von der Oberfläche des Rotors 1 eingestellt werden. Die Grundplatte 7 ist zweckmässigerweise thermisch isolierend ausgebildet oder es ist zwischen dem Support 5 und der Grundplatte 7 eine thermische Isolierung vorgesehen. Die Aussparung 8 dient im übrigen zur Leitungsführung, um die Anschlüsse der einzelnen Thermoelemente 10 entlang dem Support 5 in Achsenrichtung zu einem Anschluss 12 am Messwalzenende zu führen.In Fig. 1 a particularly suitable embodiment of a temperature sensor 6 is shown. This consists of a base plate 7 screwed onto the support 5 with a central recess 8 which is open in the axial direction. In the middle, this base plate 7 carries an insertable element 9 which is suitable, for example, for a temperature measurement in the range from 0 ° to 250 ° C., for example a thermocouple. This thermocouple 9 is surrounded on the sides by a protective shield 10 placed on the base plate 7 , which protects and shields the thermocouple from damage and unwanted air currents. A certain practical distance A of the thermocouple and the protective shield from the surface of the rotor 1 can be set by means of an adjusting screw 11 . The base plate 7 is expediently designed to be thermally insulating, or thermal insulation is provided between the support 5 and the base plate 7 . The recess 8 is also used for routing the cables to guide the connections of the individual thermocouples 10 along the support 5 in the axial direction to a connection 12 at the end of the measuring roller.
Die Temperaturfühler können im übrigen, wie in Fig. 3 dargestellt, an verschiedenen Stellen angebracht sein.The temperature sensors can, as shown in Fig. 3, be attached at different locations.
Im Beispiel a) ist der Temperaturfühler 6 ebenso wie bei den vorstehend beschriebenen Beispielen am unteren Teil des Rotors 1 der Messwalze angebracht. In der Regel ist die Temperatur an dieser Stelle hinreichend in Übereinstimmung mit der eigentlich interessanten Temperatur der Metallbahn 4.In example a), the temperature sensor 6 is attached to the lower part of the rotor 1 of the measuring roller, as in the examples described above. As a rule, the temperature at this point is sufficiently in agreement with the actually interesting temperature of the metal track 4 .
Hingegen ist im Beispiel b) der Temperaturfühler 6 auf der anderen Seite der Metallbahn 4 gegenüber der Auflagestelle auf der Messwalze 1 vorgesehen. In contrast, in example b) the temperature sensor 6 is provided on the other side of the metal web 4 opposite the support point on the measuring roller 1 .
Der Temperaturfühler kann jedoch auch einem anderen Ort vorgesehen sein als die Messwalze. Beispielsweise zeigt das Beispiel c) eine Temperaturmesswalze 6′, über welche die Metallbahn 4 nach der Messwalze 1 geleitet wird und welche die Metallbahntemperaturverteilung in direkter Berührung misst, und die Meßsignale, gegebenenfalls über eingebaute Vorverstärker und Schleifringe weiterleitet.However, the temperature sensor can also be provided at a different location than the measuring roller. For example, example c) shows a temperature measuring roller 6 ' , via which the metal web 4 is passed to the measuring roller 1 and which measures the metal web temperature distribution in direct contact, and forwards the measuring signals, optionally via built-in preamplifiers and slip rings.
Im Beispiel d) liegt dagegen der berührungsfrei arbeitende Temperaturfühler 6 vor der Messwalze 1.In example d), on the other hand, the non-contact temperature sensor 6 lies in front of the measuring roller 1 .
Fig. 4 zeigt ein Beispiel eines geeigneten Schaltschemas zur Auswertung der Meßsignale der Messwalzesegmente und der Temperaturfühler.Bei dem dargestellten Beispiel werden die Druckmeßsignale von drei Messwalzensegmenten 1 1, 1 2, 1 3 zusammen mit den Temperaturmeßsignalen der zugeordneten Temperaturfühler 6 1, 6 2, 6 3 einer entsprechenden Anzahl von Verstärkern und Umsetzern 13 zugeführt. Diese leiten die empfangenen Druck und Temperatursignale entweder als Analogsignale oder nach Umsetzung in Digitalsignale einem zentralen Prozessor 14 zu. An den Prozessor 14 ist einerseits eine visuelle Anzeigeeinrichtung 15 angeschlossen, welche die Kraftverteilung und Temperaturverteilung über die Breite der Metallbahn direkt anzeigt, und andererseits eine Steuereinrichtung 16, welche z.B. den Stellgliedern in oder an den Arbeits- (17 und 18) oder Stützwalzen Steuersignale für den Pressdruck oder die Kühlintensität zuleitet. Fig. 4 shows an example of a suitable shift pattern for evaluating the measurement signals of the measuring roll segments and the Temperaturfühler.Bei the example shown, the Druckmeßsignale of three measuring roll segments 1 1, 1 2, 1 3 together with the Temperaturmeßsignalen the associated temperature sensor 6 1, 6 2, 6 3 a corresponding number of amplifiers and converters 13 supplied. These transmit the received pressure and temperature signals either as analog signals or after conversion into digital signals to a central processor 14 . On the one hand, a visual display device 15 is connected to the processor 14 , which directly displays the force distribution and temperature distribution over the width of the metal web, and on the other hand a control device 16 , which, for example, controls signals for the actuators in or on the work ( 17 and 18 ) or back-up rolls the pressing pressure or the cooling intensity.
Eine der beiden Arbeits- 17 oder Stützwalzen oder beide ist als Durchbiegungseinstellwalze ausgebildet, beispielsweise wie in US 38 02 044 oder US 38 85 283 beschrieben, oder als andere bekannte Durchbiegungseinstellwalze. Solche Walzen sind mit mehreren über die Walzenbreite verteilten Stützelementen 19 versehen, deren Presskraft einzeln und unabhängig voneinander eingestellt werden kann. Durch Einzelansteuerung dieser Stützelemente 19 durch die Steuereinrichtung 16 kann also die Presskraft in den einzelnen Zonen der gewalzten Metallbahn 4 individuell gesteuert werden.One of the two working rollers 17 or support, or both, is formed as a deflection, for example as described in US 38 02 044 or US 38 85 283, or than other known deflection. Such rollers are provided with a plurality of support elements 19 distributed over the roller width, the pressing force of which can be adjusted individually and independently of one another. By individually controlling these support elements 19 by the control device 16 , the pressing force in the individual zones of the rolled metal web 4 can thus be controlled individually.
Zudem können auch die Kühlintensitäten der Kühlelemente 20 die auf die Arbeitswalzen einwirken individuell gesteuert werden.In addition, the cooling intensities of the cooling elements 20 which act on the work rolls can also be individually controlled.
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