[0001] Die Erfindung betrifft eine Anstellvorrichtung für ein Universalwalzgerüst mit zwei
hydraulischen Regelzylindern für mindestens eine Horizontalwalze, die meist die Oberwalze
ist. Eine hydraulische Anstellung beider Horizontalwalzen ist zur Einhaltung der Walzachse
empfehlenswert. Ferner ist als bekannt vorauszusetzen, daß hydraulisch geregelte Walzen
mit einer elektromechanischen Grobanstellung kombiniert werden können, um den Regelhub
in den Zylindern wegen der Kompressibilität des Drucköls klein zu halten. Für den
Schleppantrieb von Vertikalwalzen in Universalwalzgerüsten durch vorübergehendes Anpressen
der Vertikalwalzen an die Stirnflächen der Horizontalwalzen, d. h. nicht für Regelzwecke,
ist die Kombination von hydraulischen und elektromechanischen Anstellvorrichtungen
ebenfalls bekannt (DE-AS 11 18 724).
[0002] Die Erfindung behandelt das Einfahren von Universalwalzgerüsten, das nach dem Stande
der Technik mit Hilfe von Probestäben durchgeführt wird. Es ist zwar möglich, alle
Anstelldaten für die Stichpläne des zu walzenden Programms zu reproduzieren, jedoch
können diese von Stab zu Stab - bedingt durch Vorwalztoleranzen, Temperaturunterschiede
und wechselnde Walzgutqualität - nicht berücksichtigt werden.
[0003] Es hat sich daher als notwendig erwiesen, das dem jeweiligen Stichplan entsprechende
Kaliber eines Universalwalzgerüstes mittels eines Testlaufes mit einem oder mehreren
Probestäben für den Fertigstich angenähert auf die während des jeweiligen Stiches
wechselnden Parameter einzustellen bzw. die Kontrolle einer Kalibereinstellung durch
einen Probestab durchzuführen.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Weg zu weisen, wie die Kalibereinstellung
eines Univeralwalzgerüstes, insbesondere als Fertiggerüst, ohne Testlauf und Probestab
durchgeführt werden kann. Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung aus
den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Die erfindungsgemäße Kombination
von elektromechanischen Grobanstellungen mit hydraulischen Feineinstellungen in Verbindung
mit der meß- und regeltechnischen Ausstattung der erfindungsgemäßen Anstellvorrichtung
macht es möglich, nach einer stichplanabhängigen elektromechanischen Grobeinstellung
der Vertikalwalzen und mindestens einer Horizontalwalze die zugeordneten hydraulischen
Feineinstellungen weggeregelt in Abhängigkeit von profil- und walzgutabhängigen veränderlichen
hydraulsichen Drücken bzw. Walzkräften zu fahren. Die Positions-Sollwerte der hydraulischen
Feinanstellung werden in Abhängigkeit von der Gerüststeifigkeit bzw. den Gerüst-Auffederungskennlinien
und den gemessenen Walzkräften korrigiert. Die Position der hydraulischen Feineinstellungen
wird mittels Positions-Weggebern erfaßt und hydraulisch auf neue Sollwerte geregelt.
Es wird nicht nur das Problem der schnellen Kalibereinstellung eines Universalgerüstes
ohne Testlauf mittels Probestab gelöst, sondern er wird darüber hinaus erreicht,
daß die bisher mittels Probestab nur annähernd richtige Kalibereinstellung automatisch
von Stab zu Stab verbessert wird. Auch werden die während des Walzens eines Stabes
bisher nur pauschal erfaßten Walzkraftänderungen gezielt erfaßt und der Walzspalt
kontinuierlich während des Stabdurchlaufes ausgeregelt, womit alle Nachteile eines
ungeregelten Gerüstes entfallen.
[0005] Da es bei den Vorstichen in einer Univeral-Trägerstraße auf Walzgenauigkeit nicht
so sehr ankommt, ist die Erfindung vornehmlich für Fertiggerüste gedacht, und zwar
zur reproduzierbaren, walzprogramm-abhängigen Kalibereinstellung nach dem Öffnen
eines Fertigkalibers zum wirkungslosen Durchgang von Vorprofilen in einer Universal-Trägerstraße
mit unmittelbar hinter einer Umkehr-Gerüstgruppe angeordnetem Fertiggerüst nach
der DE-PS 25 34 647, in der dieses Problem als nicht ohne weiteres mit der modernen
Regeltechnik lösbar angesprochen wurde. Indem diese Lösung gemäß der Erfindung gefunden
wurde, erübrigt sich das seitliche Herausfahren des Universal-Fertiggerüstes mit
unveränderter Kalibereinstellung sowie das Zurückfahren in die Walzlinie mit der Folge,
daß der Walzprozeß durch das Hin- und Herfahren bzw. Heben und Senken zeitlich nicht
belastet wird, da lediglich die Walzen für die Vorstiche zu öffnen sind und für den
Fertigstich reproduzierbare eingestellt werden (Patentansprüche 2 und 3).
[0006] Zur Kalibereinstellung eines Universalwalzgerüstes mittels einer Anstellvorrichtung
mit Regeleinrichtung gemäß der Erfindung dient zweckmäßig das im Patentanspruch 4
angegebene Arbeitsverfahren. Hiernach wird - mit anderen Worten - wie folgt vorgegangen:
[0007] Bei Inbetriebnahme der Regelung und später in regelmäßigen Abständen zur Wartung
der Regelung werden die Walzen mit der elektromechanischen Grobanstellung im Walzgerüst
auf Walzspalt Null (roll kissing) oder mit Eichstücken auf einen definierten Walzspalt
gefahren. Mittels der hydraulischen Feinanstellungen werden durch Druckerhöhungen
in den Anstell zylindern die im horizontalen sowie vertikalen Kräfteverlauf liegenden
Gerüst- und Anstellteile mit einem Druck unter Druckspannung gesetzt, der einer mittleren
theoretisch zu erwartenden Walzkraft stichplanmäßig entspricht.
[0008] Der Einstellwert der elektromechanischen Grobanstellungen ist durch Weggeber reproduzierbar.
Dieser Eichvorgang wird bei mehreren unterschiedlichen Drücken in den Feinanstellzylindern
wiederholt. Die sich daraus ergebenden unterschiedlichen Positionswerte der Feineinstellungen
ergeben die (horizontale und vertikale) Gerüst-Auffederungskennlinien, die elektronisch
gespeichert werden. Die Positions-Sollwerte für die elektromechanischen Grobanstellungen
werden entsprechend den jeweiligen Stichplänen für jeden Stichplan gesondert gespeichert.
Die hydraulischen Drücke in den Anstellzylindern der Feinanstellungen sind durch Druck-
oder Walzkraftgeber reproduzierbar und werden entsprechend der vorangegangenen Eichung
als Null-Wert gespeichert.
[0009] Während des Walzens werden die walzkraftabhängigen Druckabweichungen vom Null-Wert
in den hydraulischen Feinanstellungen gemessen, und in Abhängigkeit von der zugeordneten
Gerüst-Kennlinie werden die Sollwerte für die Positionsregelung der hydraulischen
Feinanstellungen korrigiert, um profil- oder walzgutabhängige Änderungen der Gerüst-Auffederung
zu kompensieren. Eine walzkraftabhängige hydraulische Wegregelung für jede Walze
sorgt dafür, daß die gewünschte und reproduzierbare Walzeneinstellung unabhängig von
Walzkraftänderungen beibehalten wird.
[0010] Bei Programmwechsel oder nach Einbau neuer Walzen werden die Anstell-Sollwerte der
elektromechanischen Grobanstellungen entsprechend dem durchgeführten Walzenabschliff
korrigiert.
[0011] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch
dargestellt, und zwar zeigen
Fig.1 eine Universal-Trägerstraße zur Verdeutlichung der Anwendung einer Anstellvorrichtung
gemäß der Erfindung, und
Fig.2 die Walzen eines Universal-Walzgerüstes mit Teilen der Anstellvorrichtung.
[0012] Die in Fig.1 dargestellte Univeral-Trägerstraße besteht aus den beiden Universal-Walzgerüsten
R und F sowie einem zwischen diesen Gerüsten angeordneten Stauchgerüst E. Die drei
Walzgerüste sind in dichter Aufeinanderfolge angeordnet und bilden eine sogenannte
Universal-Kompaktwalzgerüstgruppe, die reversierend betrieben wird, wie durch den
Doppelpfeil T angedeutet. Die Träger werden in dem Universalgerüst R und dem Stauchgerüst
E aus einem Vorprofil in mehreren Reversierstichen ausgewalzt bis in dem Universal-Fertigwalzgerüst
F als letztem Stich der Fertigstich ausgeführt wird. Bis zum Fertigstich ist das von
den Walzen 1 bis 4 gebildete Fertigkaliber des Fertiggerüstes F zum wirkungslosen
Durchgang von Vorprofilen geöffnet. Die Anstellvorrichtung gemäß der Erfindung nach
Fig.2 ermöglicht es, die Walzen schnell auf das Gewünschte Fertigkaliber einzustellen,
ohne daß die Notwendigkeit besteht, die Einstelldaten für das Fertigkaliber mittels
eines Testlaufes mit einem oder mehreren Probestäben zu ermitteln.
[0013] In der schematischen Darstellung nach Fig.2 erkennt man die beiden Horizontalwalzen
1 und 2 sowie die Vertikalwalzen 3 und 4 des Universal-Fertigwalzgerüstes F in Fig.1.
Die Walzenständer zur Aufnahme der von den Walzen ausgeübten Walzkräfte sind nicht
dargestellt. Im Ausführungsbeispiel sind sowohl der oberen Horizontalwalze 1 als
auch der Unterwalze 2 je eine elektromechanische Grobanstellung 8 bezw. 9 zugeordnet,
die durch Doppelpfeile symbolhaft angedeutet sind und in ihrer konstruktiven Ausbildung
Stand der Technik sind. Dies trifft auch für die elektromechanischen Grobanstellungen
10 und 11 für die Vertikalwalzen 3 und 4 zu. Die jeweilige Position der Horizontalwalzen
1, 2 wird durch Weggeber 12 bezw. 13 überwacht, die durch Skalen angedeutet sind.
Die Position der Vertikalwalzen 3,4 ist in gleicher Weise durch Weggeber 14 bezw.15
überwacht.
[0014] Der oberen Horizontalwalze 1 sind zwei hydraulische Regelzylinder bezw. Feinanstellungen
16 und 17 mit Kolben 18 und 19 zugeordnet. Ebenso sind den Vertikalwalzen 3,4 hydraulische
Feinanstellungen 20 bezw. 21 mit Kolben 22 bezw. 23 zugeordnet. Die Position der Kolben
relativ zu den Zylindern ist durch jeweils zwei Weggeber pro Zylinder überwacht, und
zwar dienen die Weggeber 24,25 zur Überwachung der Feinanstellungen 16,17, wohingegen
die Weggeber 26,27 die Feinanstellungen 20 bezw. 21 überwachen.
[0015] Die von den Horizontalwalzen 1,2 auf das Walzprofil 32 ausgeübte Walzkraft wird
durch Walzkraftgeber bezw. Druckmeßdosen 28 und 29 gemessen. Die von den Vertikalwalzen
3,4 ausgeübten Walzkräfte werden über Druckgeber 30 und 31 ermittelt.
[0016] Wie nicht näher dargestellt ist, sind alle Positions-, Druck- und Walzkraft-Istwerte,
die von den Gebern 12 bis 15 und 24 bis 31 geliefert werden, in einer elektronischen
Regeleinrichtung speicherbar und reproduzierbar. Darüberhinaus sind die hydraulischen
Feinanstellungen 16,17,20 und 21 weggeregelt, d.h. das Fertigwalzgerüst F nach Fig.1
ist sowohl für die Horizontalwalzen als auch für die Vertikalwalzen regeltechnisch
mit einer automatischen Walzspaltregelung verbunden.
[0017] Die Anstellvorrichtung mit der nicht dargestellten elektronischen Regeleinrichtung
wird nach folgendem Arbeitsverfahren betrieben:
In Zeitabständen ist ein Eichvorgang auszuführen, insbesondere nachdem Walzen geschliffen
worden sind. Hierzu werden alle Walzen auf Null-Kaliber aufeinandergefahren, indem
die elektromechanischen Grobanstellungen 8 bis 11 betätigt werden. Anschließend werden
in den hydraulischen Feinanstellungen 16,17 verschiedene stichplanmässig zu erwartende
mittlere hydraulische Drücke eingestellt, wodurch die nicht dargestellten Walzenständer
unter Zugspannung gelangen und auffedern bezw. sich dehnen. Die den eingestellten
verschiedenen hydraulischen Drücken adäquaten Verformungen werden durch die Weggeber
24,25 der Feinanstellungen 16,17 ermittelt, wobei die dazugehörigen Drücke bezw.
Kräfte von den Druckmeßdosen 28,29 registriert werden. Alle gespeicherten hydraulischen
Drücke bezw. vertikalen Kräfte und die sich daraus ergebenden unterschiedlichen Positionswerte
der Feinanstellungen 16,17 aus druckabhängigen Verformungen ergeben die Gerüst-Auffederungskennlinie
für den vertikalen Kräfteverlauf, die in der elektronischen Regeleinrichtung reproduzierbar
gespeichert ist. Ebenso wird die Gerüst-Auffederungskennlinie für den horizontalen
Kräfteverlauf ermittelt, indem die hydraulischen Drücke in den Feinanstellungen 20,21
für die Vertikalwalzen 3,4 auf verschiedene stichplanmässig zu erwartende mittleren
Werte eingestellt werden, wodurch die Vertikalwalzen zunehmend gegen die Stirnflächen
der Horizontalwalzen 1,2 gedrückt werden. Entsprechend werden die nicht dargestellten
Walzenständerrahmen zur Aufnahme der von den Vertikalwalzen ausgeübten Kräfte zunehmend
gedehnt. Diese druckabhängigen Verformungen werden durch die Weggeber 26,27 angezeigt
und ergeben zusammen mit den verschiedenen Werten aus den Druckgebern 30,31 die Gerüst-Auffederungskennlinie
für den horizontalen Kräfteverlauf, die ebenfalls reproduzierbar gespeichert ist.
Anschließend werden alle sich unter den Eich Bedingungen einstellenden Positions-
und Druckwerte regeltechnisch genullt, d.h. in der elektronischen Regeleinrichtung
auf Null-Werte eingestellt. Nach Beendigung dieser Eichvorgänge wird das Kaliber
des Universal-Fertiggerüstes F geöffnet, indem alle Walzen 1 bis 4 durch Betätigen
der elektromechanischen Grobanstellungen 8 bis 11 weit zurückgefahren werden. Die
hydraulischen Drücke in den Feinanstellungen 16, 17 und 20,21 sind dabei zurückgenommen.
Alle sich ändernden Werte aus den Positions- und Druckgebern gehen als Istwerte in
die elektronische Regeleinrichtung ein.
[0018] Zur Vorbereitung eines Walzprogrammes gehört es, daß nach der Eichung stichplanabhängige
Positions-Sollwerte für die elektromechanischen Grobanstellungen sowie stichplanmässige
hydraulische Drücke und Wege reproduzierbar in die Regeleinrichtung eingegeben werden.
[0019] Zum Walzen wird ein Vorprofil in den beiden Gerüsten R und E der Universal-Kompaktwalzgerüstgruppe
nach Fig.1 im Reversierbetrieb ausgewalzt, wobei das Fertigkaliber im Fertiggerüst
F zum wirkungslosen Durchgang von Walzgut weit geöffnet ist. Wenn der Fertigstich
ausgeführt werden soll, werden die für die stichplanmässige Walzeneinstellung relevanten
Daten von der elektronischen Regeleinrichtung reproduziert bezw. abgerufen, so daß
die Walzen 1 bis 4 elektromechanisch und hydraulische auf das gewünschte Fertigkaliber
zugestellt werden. Nach dem Anstich des Walzgutes stimmen die voreingestellten Sollwerte
mit den sich einstellenden Istwerten soweit überein, daß ein toleranzhaltiges Fertigprodukt
umsomehr zu erwarten ist, je genauer die stichplanmässigen Sollwerte vorgegeben werden
konnten. Die erfindungsgemäße Anstellvorrichtung berücksichtigt jedoch auch Vorwalztoleranzen,
Temperaturunterschiede und wechselnde Walzgutqualität, indem während des Fertigstiches
Abweichungen von den Null-Werten der hydraulischen Drücke gemessen, in der Regeleinrichtung
die entsprechende Änderung der Gerüst-Auffederung aufgrund der gespeicherten Gerüst-Auffederungskennlinien
ermittelt und die geänderte Gerüst-Auffederung zur Korrektur des Positions- Nullwertes
der hydraulischen Feinanstellungen 16,17 bezw. 20,21 verwendet wird. Mit diesem korrigierten
Sollwert wird durch eine hydraulische Wegregelung für die Walzen 1, 3 und 4 die gewünschte
reproduzierbare Walzeneinstellung unabhängig von Walzkraftänderungen beibehalten.
[0020] Wenn nach dem letzen wirkungslosen Durchgang des Walzgutes durch das Universal-Fertigwalzgerüst
F das Fertigkaliber schnell eingestellt werden muss, um den Fertigstich auszuführen,
wird eine unter Umständen beträchliche Zeit benötigt, bis die elektromechanischen
Grobanstellungen, die üblicherweise aus Gewindespindeln und Muttern bestehen, ihren
Weg gefahren haben. Es kann daher Vorsorge getroffen werden dafür, daß die elektromechanischen
Grobanstellungen zum Schließen des zuvor geöffneten Fertigkalibers sukzessive schon
während des Reversierstiches in der Umkehrwalzgerüstgruppe R,E betätigt werden.
[0021] Die erfindungsgemäße Anstellvorrichtung kann auch in Universal-Walzgerüsten verwendet
werden, die nicht den Fertigstich ausführen. Da vorgegebene Stichpläne genauer realisiert
werden, kann die Anzahl der erforderlichen Stiche reduziert und die Produktion erhöht
werden.
1. Anstellvorrichtung für ein Universalwalzgerüst mit zwei hydraulischen Regelzylindern
für mindestens eine Horizontalwalze,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens die eine Horizontalwalze (1) und die beiden Vertikalwalzen (3,4) mit
einer hydraulischen Feinanstellung (16, 17, 20, 21) und alle mit einer hydraulischen
Feinanstellung versehen Walzen (1,3,4) mit einer von der Feinanstellung unabhängig
zu betätigenden elektromechanischen Grobanstellung (8-11) versehen sind,
daß die elektromechanischen Grobanstellungen sowie die hydraulischen Feinanstellungen
durch Weggeber (12-15;24-27) positionsübervacht und die Feinanstellungen zusätzlich
durch Druck- und/oder Walzkraftgeber (28-31) überwacht sind,
daß die hydraulischen Feinanstellungen für das Anstellen und Öffnen der Walzen unter
Druck ausgelegt sind, daß alle Positions-, Druck- und/oder Walzkraft-Istwerte in einer
elektronischen Regeleinrichtung speicherbar und reproduzierbar sind, und
daß die hydraulischen Feinanstellungen (16,17,20,21) weggeregelt sind.
2. Anstellvorrichtung nach Anspruch 1
gekennzeichnet durch die Anwendung bei einem unmittelbar hinter einer Universal-Kompaktgerüstgruppe (F,E)
angeordneten Universal-Fertiggerüst, (F) um das Fertigkaliber zum wirkungslosen Durchgang
von Vorprofilen mittels der elektromechanischen Grobanstellungen (8-11) weit und
schnell zu öffnen und das Fertigkaliber für den Fertigstich wieder einzustellen.
3. Anstellvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die elektromechanischen Grobanstellungen (8-11) zum Schließen des zuvor geöffneten
Fertigkalibers sukzessive schon während der Reversierstiche in der Umkehr-Gerüstgruppe
(R,E) betätigbar sind.
4. Arbeitsverfahren zum Betrieb einer Anstellvorrichtung mit Regeleinrichtung nach
Anspruch 1,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) in einem in Zeitabständen zu wiederholenden Eichvorgang mit auf Null-Kaliber aufeinandergefahrenen
Walzen werden unter Einstellung verschiedener stichplanmäßig zu erwartender mittlerer
hydraulischer Drücke und aus den sich daraus ergebenden unterschiedlichen Positionswerten
der Feineinstellungen aus druckabhängigen Verformungen Gerüst-Auffederungskennlinien
sowohl für den horizontalen als auch den vertikalen Kräfteverlauf ermittelt und elektronisch
gespeichert, wobei alle sich unter den Eich-Bedingungen einstellenden Positions- und
Druckwerte regeltechnisch genullt werden,
b) nach der Eichung werden stichplanabhängige Positions-Sollwerte für die elektromechanischen
Grobanstellungen und stichplanmäßige hydraulische Drücke und Wege reproduzierbar
gespeichert,
c) vor jedem Anstich des Walzgutes werden die für die stichplanmäßige Walzeneinstellung
relevanten Daten reproduziert, d.h. die Walzen elektromechanisch und hydraulisch auf
das gewünschte Kaliber zugestellt,
d) während des Walzens werden Abweichungen von den Null-Werten der hydraulischen
Drücke gemessen, in der Regeleinrichtung die entsprechende Änderung der Gerüst-Auffederung
aufgrund der gespeicherten Gerüst-Auffederungskennlinien ermittelt und die geänderte
Gerüst-Auffederung zur Korrektur des Positions-Nullwertes der hydraulischen Feineinstellungen
verwendet, wonach dieser Wert als Sollwert durch hydraulische Wegregelung konstant
gehalten wird.