DE960088C - Regel- und Messvorrichtung an Walzwerken - Google Patents

Description

Es sind Regel- und Meßvorrichtungen an Walzwerken bekannt, bei denen die Dimensionen des Walzgutes angezeigt werden und einen Regulierungseflekt auslösen, dessen Größe von dem gemessenen Wert abhängig ist. Der Nachteil dieser Methode ist besonders, daß die Dicke des ausgewalzten Walzgutes od. dgl. erst dann geändert wird, wenn ein Stück des Gutes mit falscher Dicke ausgewalzt ist, unter anderem wegen des erforderliehen Abstandes zwischen Laufwalzen und Meßvorrichtung, wobei der Einfluß der meist relativ hohen Zeitkonstante des Regelvorganges noch hinzukommt.

Es ist auch bekannt, den Walzdruck zu messen und dementsprechend die Belastung auf den Laufwalzen so zu ändern, daß man konstanten Walzdruck einhält. Bei Warmwalzung von Bändern wird jedoch die Härte des Bandes bei der fortlaufenden Abkühlung während eines Walzenveflaufes gesteigert, was bei derartigen Regelvorgängen vermehrte Dicke des ausgewalzten Bandes als Folge hat. Variationen in der Härte können auch wegen anderen Ursachen, als thermischen vorkommen, so daß man konstante Güterdicke auch nicht bei KaItwalzung durch eine solche Regulierungsmethode as erzielen kann.

Es ist auch bereits bekannt, den Walzendruck eines Walzwerkes dadurch konstant zu halten, daß hydraulische oder pneumatische Druckvorrichtungen angewendet werden, welche die Walzenlager belasten. Diese Druckvorrichtungen wurden mittel Stichleitungen an einen Strömungskreis angeschlossen, in welchem das Druckmedium unter bestimmtem Druck durch Anwendung von Federventilen gehalten wurde. Eine solche Anordnung ίο ist dann wenig geeignet, wenn kontinuierliche Regelung des Walzendruckes vorgenommen werden soll, da dann der Anschluß der Druckvorrichtungen über Stichleitungen zu einer unerwünscht hohen Zeitkonstante der Regelung führt. Das gleiche gilt für eine andere bekannte Anordnung, bei der zur Regelung ein Meßorgan Anwendung findet, welches sich regelnd auf den antreibenden Motor auswirkt, der den gewünschten Druck des Druckmittels erzeugt.

ao Es ist ferner bekanntgeworden·, laufend den Walzendruck in Walzwerken unter Anwendung einer pneumatischen Vorrichtung zu registrieren, die darin besteht, daß an dem Walzenständer eine Ausströmdüse angeordnet ist, der gegenüber eine Prallplatte sich befindet, die an einem entfernter liegenden Punkt des Walzenständers festgelegt ist. Erfährt daher der Walzenständer bei Änderung des Walzendruckes eine Änderung seiner Dehnung, so ändert sich der Abstand zwischen Düse und Prallplatte und somit der wirksame Ausströmungsquerschnitt der Düsenanordnung. In der Leitung, über welche das Druckmedium der Düse zugeführt wird, befindet sich eine Vordüse, so daß der Staudruck, der sich zwischen dieser Vordüse und der zuvor erörterten, mit" der Prallplatte zusammenwirkenden Düse ausbildet, gemessen und laufend registriert werden kann.

Die Erfindung richtet sich auf eine Regelvorrichtung in Walzwerken, bei der auf die Einbaudüse einwirkende, hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagte Druckvorrichtungen vorgesehen sind, in deren Druckmittelabflußleitung zum Regeln des in den Druckvorrichtungen sich ausbildenden Druckes ein verstellbares, regulierendes Ventil eingebaut ist und bei der zur Steuerung des Ventils eine von einem hydraulischen oder pneumatischen Mittel durchflossen Meßdüse und ein sich entsprechend der Dehnung des Walzenständers mehr oder weniger entfernender, als Prallplatte wirkender Abschlußteil verwendet wird, mit deren Hilfe eine der Änderung der Walzenständerdehnung, welche sich gegenüber einem Vergleichswert ergibt, entsprechenden Unterschieden zwischen SoIl- und Istwert charakterisierende Regelabweichung gebildet wird.

Gemäß der Erfindung ist dabei die Anordnung so getroffen, daß die Meßdüse durch ein Ende einer Abflußleitung der Druckvorrichtung gebildet wird und die Düse zusammen mit dem als Prallplatte wirkenden Abschlußteil ein Drosselventil der Abfluß leitung bildet.

Das den Walzenabstand überwachende und die Regelgröße liefernde Organ kann in einer steifen Stange od. dgl. bestehen, die an einem der Walzlager befestigt ist, und die an ihrem anderen Ende bewegbar an dem entgegenstehenden Walzlager befestigt ist, um den Walzenabstand zu indizieren.

Es kann auch als ein- oder zweiarmige Hebelstange ausgebildet sein, deren kürzerer Arm gleitend oder mit Rollen auf derjenigen Seite der ,Rolle (der Rollen) angeordnet ist, die der Seite, die in Kontakt mit dem Walzgut ist, diametral entgegengesetzt ist.

Die druckgebende Anordnung besteht am besten aus einer hydraulischen Druckdose mit einem Ein- und einem Ausfluß für das Druckmedium, wobei das den Walzenabstand messende Organ der geringeren oder stärkeren Drosselung des Ausflusses der Dose dient, um den Druck in der Dose zu regeln und konstanten Walzenabstand einzuregulieren. Die speziellen Vorteile dieser Vorrichtung sind die große Genauigkeit und die niedrige Zeitkonstante, unter anderem wegen der Abwesenheit von rotierenden Maschinenteilen und großen Schwungmaßen, was die Einschwingzeit zu sehr kleinen Werten bringt. (Einschwingzeit von der Größe 10-³ Sek.)

Die Erfindung wird näher in den Zeichnungen erklärt, worin

Fig. ι eine Regelvorrichtung mit in den Walzlagern angebrachtem Steuerorgan zeigt;

Fig. 2 zeigt eine Regelvorrichtung mit entsprechenden, gegen die Rollen anliegenden Organen. In Fig. ι ist ein oberes und ein unteres Walzlager 11 bzw. 12 mit den Endflächen 13 bzw. 14 gezeigt. In diesem Falle wird der Walzenabstand zwischen den Walzlagern gemessen, und als messendes Organ wird eine steife Stange 15 benutzt, die in diesem Falle an dem unteren Walzlager (an 16) befestigt ist und mit ihrem anderen Ende beweglich nahe dem oberen Walzlager 11 angebracht ist. Es ist freilich möglich, die Stange auch anders zu befestigen, z. B. an dem oberen Lager. Die Stange kann am besten in einem Material ausgeführt sein, das einen Längenausdehnungskoeffizienten hat, der dem Längenausdehnungskoeffizient des Walzmaterials entspricht. Zwecks Einstellung in der Länge kann sie z. B. mit einer Gewindehülse 17 ausgeführt sein. Das bewegliche Ende der Stange kann in verschiedenen Arten zur Steuerung einer druckgebenden Vorrichtung angeordnet sein. Im Ausführungsbeispiel ist sie zur Betätigung einer zweiarmigen Hebelstange 18 angeordnet, aber diese kann auch einarmig ausgeführt sein. Der Drehpunkt 19 der Hebelstange kann am besten durch eine Schraube 20 für Veränderung der Hebelstangenverhältnisse einstellbar ausgeführt sein. Dies kann für die Einstellung der Regulierungsvorrichtung dienlich sein, z. B. mit Rücksicht auf die Temperaturabhängigkeit der Rollen, der Meßvorrichtungen, die Ausdehnung der Rollen im Verhältnis zu den Lagern od. dgl. Der andere Arm dient zur Steuerung des Ausflusses 21 aus iner (oder mehreren) flexiblen, hydraulischen (oder pneumatischen) Druckdose 22, deren Einfluß durch eine Leitung 24 mit hydraulischem (oder

pneumatischem) Druckmedium am besten von konstantem Druck gespeist wird. Die Druckdose 22 ist zwischen Ständerspindel 25 und oberem Walzlager angeordnet, und dieses wird dabei in verschiedener Stärke in Abhängigkeit vom Druck in der Druckdose hinuntergepreßt. Durch den Ausfluß 21 ausströmendes öl fließt durch den Auslaß 26 hinaus. Man kann eine solche Regelvorrichtung für das ganze Walzwerk gemeinsam oder auch eine für

xo jedes Lagerpaar ausführen, und das Walzwerk kann mit einer einzelnen Ständerspindel oder mit einer per Lagerpaar versehen sein.

Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Während des Auswalzen« wird der Rollenabstand,

d. h. auch der Abstand der Walzlager, vergrößert, wobei das obere Ende der Stange 15 ges.enkt und die Drosselung des Ausflusses 21 vergrößert wird. Dabei wird der Druck in der flexiblen Dose 22 vergrößert und das obere Walzlager stärker hin-

ao untergepreßt, wobei das obere Ende der Stange im Verhältnis zu dem oberen Walzlager n auch gehoben wird, und der Druck in der Dose sinkt.

Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei

dem die Ausdehnung der Rollen 27, 28 beim WaI-zen kontrolliert wird. Man kann entweder nur die Ausdehnung der einen Rolle oder der beiden Rollen messend überwachen, und man kann das an einem oder mehreren Punkten tun, die diametral den Punkten an den Rollen, die in Kontakt mit dem Walzgut sind, entgegengesetzt sind. Das Walzwerk ist in diesem Fall mit zwei Ständerspindeln 29, 30 versehen, aber es kann auch mit einer solchen versehen sein und/oder mit Regelvorrichtungen an dem einen oder den beiden Walzlagerpaaren ausgerüstet sein. Das Kontrollorgan ist eine zwei- oder einarmige Hebelstange 31 bzw. 32, deren Endpunkt 33 (34) des kürzeren Armes gegen, die Fläche der Rolle gleitet oder rollt. Man sieht in den Figuren die Ausdehnung der gewölbten Rollen an den Außenflächen, die gleichzeitig ein Maß der Ausdehnung des Walzgutes ist, da die Fläche dort ungefähr gerade ist. Der Drehpunkt 35 (36) der Hebelstange ist außerhalb der Walzlager angebracht, am besten auch außerhalb des Funda- mentes, und ist einstellbar für verschiedene Genauigkeit der Vorrichtung und für Kompensation verschiedener Faktoren. Der Ausfluß aus einer flexiblen Druckdose 37 (38) wird mehr oder weniger entsprechend der Lage der Endpunkte des anderen Armes (der anderen Arme) gedrosselt, wobei der Druck der Dose derart geregelt wird, daß konstante Stärke des ausgewählten Gutes erhalten wird.

Anstatt der hier erwähnten Meßorgane kann man freilich auch andere Organe zur Anzeige des Walzenabstandes benutzen, wie sie an sich bekannt sind. Das druckgebende Organ kann auch in einer Mehrzahl verschiedener Weisen ausgeführt sein, z. B. als ein die Ständerspindeln steuernder elektrischer Stellmotor, dessen Bewegung in geeigneter Weise von dem Meßorgan geregelt wird. Man kann auch einen (oder mehrere) hydraulische oder elektrische Verstärker zwischen Meßorgan und Druckgeber anordnen oder andere in der Servotechnik'für solche Zwecke an sich bekannte EIemente.

Die Stange 15 kann auch durch ein Rohr ersetzt werden, in dessen inneren Teilen man ein wärmeabgebendes bzw. -aufnehmendes Medium strömen läßt, um erwünschte Temperaturkompensationseffekte zu erreichen.

Die obenerwähnten Anordnungen kann man auf bekannte Weise mit Meßorganen für Nahe- und Fernablesung, z. B. des Druckes in der Dose oder der Stellung des Meßorgans, versehen, dessen Werte für die Einstellung der Rollen (der Rollenlager) maßgeblich sind und eventuell mit Rücksicht darauf direkt in Rolleneinstellung geeicht sind.

Die Regelvorrichtung kann, wie in der Servotechnik bekannt, mit einer Rückführung versehen werden, welche, z. B. abhängig vom eingestellten Druck in der Dose oder dem eingestellten Walzenabstand, durch eine Vorrichtung eine Steuerung z. B. des festen Punktes 16 der Stange 15, Drehung der Hülse 17 oder Verschiebung des Drehpunktes 19 usw. bewirkt, in dem Sinne, einen mehr vorteilhaften Einschwinglauf der Regelbewegung zu erhalten und unter anderem Überregulierung zu vermeiden. go

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Regelvorrichtung an Walzwerken unter Anwendung einer auf die Einbaustücke einwirkenden hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagten Druckvorrichtung, in deren Druckmittelabflußleitung zum Regeln des in den Druckvorrichtungen sich ausbildenden Druckes ein verstellbares regulierendes Ventil eingebaut ist, und unter Anwendung einer von einem hydraulischen oder pneumatischen Mittel durchflossenen Meßdüse und eines sich ihr entsprechend der Dehnung des Walzenständers mehr oder weniger entfernenden, als Prallplatte wirkenden Abschluß teiles, die eine der Änderung der Walzenständerdehnung, welche sich gegenüber ' einem Vergleichswert ergibt, entsprechende den Unterschied zwischen Soll- und Istwert chrakterisierende Regelabweichung zur Steuerung des Ventils erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdüse durch ein Ende

(21) einer Abflußleitung der Druckvorrichtung

(22) gebildet wird und die Düse zusammen mit dem als Prallplatte wirkenden Abschlußteil (18) ein Drosselventil der Abflußleitung bildet.

2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abstandmessende Organ aus einer steifen Stange (15) od. dgl. besteht, die an einem von den Walzlagern (12) befestigt und mit ihrem anderen Ende (17) beweglich an dem entgegenstehenden Walzlager (11) angebracht ist.

3. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (15) aus einem Material besteht, das einen Längenaus-

dehnungskoeffizienten hat, der einen dem Rollenmaterial entsprechenden Wert hat.

4. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Ende der Stange einen Arm einer zweiarmigen Hebelstange (18) steuert, deren anderer Arm zur Steuerung des Abflusses aus der Druckvorrichtung (22) dient, und daß der Drehpunkt der Hebelstange (18) einstellbar ist.

5. Regelvorrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Arm der zweiarmigen Hebelstange (18) zur Steuerung einer einarmigen Hebelstange zwischen ihrem äußeren Ende und dem Drehpunkt dieser Hebelstange dient, während ihr äußeres Ende den Ausfluß aus der Druckdose steuert.

6. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Stange (15) einstellbar ist (17).

7. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt (16) der Hebelsfange (15), die das abstandmessende Organ bildet, einstellbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 846 837; französische Patentschrift Nr. 1 069471; belgische Patentschrift Nr. 504399; schweizerische Patentschrift Nr. 189 199; USA.-Patentschrift Nr. 2052562; britische Patentschrift Nr. 393 153.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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