DE19831480C1 - Verfahren zum Voreinstellen von Kaltverformungsanlagen - Google Patents
Verfahren zum Voreinstellen von KaltverformungsanlagenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Voreinstellen von Kaltverformungsanlagen, wie Kaltwalzstraßen, Dressiergerüste, Streckbiegerichter, Richtmaschinen und andere. Die Genauigkeit des Presettings üblicher Kaltverformungsanlagen wird dadurch gesteigert, dass die Härte des zu verformenden Materials kurz vor dessen Kaltverformung gemessen und zur Korrektur seiner Verfestigungskurve und der darauf basierenden Voreinstellung der Kaltverformungsanlage verwendet wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Voreinstellen von
Kaltverformungsanlagen, wie Kaltwalzstraßen, Dressiergerüste,
Streckbiegerichter, Richtmaschinen und andere.
Kaltwalzstraßen werden in Reversier- und Tandembauweise aufgrund einer
Stichplanvorausberechnung vor dem Walzbeginn voreingestellt. Dadurch sollen
die durch die vorausberechneten Beanspruchungen verursachten Verformungen
der Walzgerüste kompensiert und ein Walzprodukt mit den gewünschten
Abmessungen hergestellt werden.
Die Berechnung der Beanspruchungen beruht auf der Verfestigungskurve, die
den Zusammenhang zwischen der Verformung (∈) und der Umformfestigkeit kf =
kf (∈) der unterschiedlichen Werkstoffe als Standardwerte darstellt.
Bedingt durch Schwankungen der chemischen Zusammensetzung, den
Unterschieden beim Abkühlen nach dem Warmwalzen oder während des
Glühprozesses und des allgemeinen Gefügezustands weicht die reale
Verfestigungskurve von der Standardverfestigungskurve mehr oder weniger ab.
Deshalb stimmt die auf Standardwerte basierende Stichplanauslegung häufig
nicht, wodurch sich Formabweichungen und Mehraufwand beim Walzen ergeben.
Dem Artikel Mommertz, Karl Heinz: "Automatisierung in Walzwerken". In:
Stahl und Eisen 106, 1986, Nr. 6, S. 255 bis 262 ist besonders der Seite
258, rechte Spalte, Absatz 3 und 4 ein Verfahren zum Voreinstellen von
Kaltverformungsanlagen, wie Kaltwalzstraßen, Dressiergerüste,
Streckbiegerichter, Richtmaschinen und andere entnehmbar. Weiterhin wird
auf S. 257, linke Spalte, 2. Abschnitt ein Hinweis auf die in Bild 5 des
Artikels angegebenen Meßgrößen in Warm- und Kaltwalzwerken gegeben. Die
dort angegebenen Meßwerte beziehen sich jedoch nur auf Oberfläche und
sichtbare Innenfehler der zu walzenden Produkte. Die chemische
Zusammensetzung, Einflüsse der Abkühlung nach dem Warmwalzen oder während
des Glühprozesses und der allgemeine Gefügezustand bleiben in ihrer Wirkung
auf die reale Verfestigungskurve der Werkstoffe unberücksichtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
optimalen Stichplanauslegung für die jeweilige Walzcharge zu
schaffen.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Härte des
zu verformenden Materials kurz vor dessen Kaltverformung
gemessen und zur Korrektur seiner Verfestigungskurve und der
darauf basierenden Voreinstellung der Kaltverformungsanlage
verwendet wird.
Der Vorteil der Adaption der
Verfestigungskurve über eine Härtemessung liegt darin, dass
zum einen Abweichungen in der Umformfestigkeit eines
Werkstoffs (abhängig unter anderem von der chemischen
Zusammensetzung, Unterschieden beim Abkühlen nach dem
Warmwalzen oder während des Glühprozesses, Gefügezustand
allgemein) ohne Vorinformation direkt vor Walzbeginn in die
Stichplanauslegung eingehen können und das zum anderen
unterschiedliche Werkstoffe mit ähnlichem
Verfestigungsverhalten mit nur einer Verfestigungskurve
verwaltet werden können.
Es ist von Vorteil, dass die Standardverfestigungskurve eines
Werkstoffs oder einer Werkstoffgruppe mit dazugehörenden
Standardwerten von Härte, Streckgrenze, Zugfestigkeit usw.
durch additive oder multiplikative Verknüpfung mit einem
Korrekturglied korrigiert wird, das zumindest eine über den
gemessenen Härtewert ermittelte Zugfestigkeit enthält. Die
Adaption einer vorhandenen Verfestigungskurve durch additive
oder multiplikative Verknüpfung mit einem Korrekturglied ist
auf einfache Weise zu verwirklichen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin,
dass die Differenz zwischen der mittels Härtemessung
vorausberechneten und der beim Walzen effektiv gemessenen
Walzkraft des ersten Gerüstes bzw. des ersten Stiches zur
rechnerischen Korrektur der vorausberechneten Walzkraft des
jeweils folgenden Walzgerüstes bei Tandemanlagen bzw. des
folgenden Stiches bei Reversieranlagen verwendet wird. Da eine
weitere Adaption der Verfestigungskurve durch Härtemessung
zwischen den Walzgerüsten einer Tandemstraße nicht möglich
ist, wird aus der Differenz zwischen vorausberechneter und
gemessener Walzkraft eines Walzgerüstes ein nur rechnerisch
ermittelter Korrekturwert für die Walzkraft des jeweils
folgenden Walzgerüstes ermittelt.
Bei Reversiergerüsten ist eine Härtemessung vor jedem Stich
möglich aber kosten- und zeitaufwendig. Es ist jedoch
ausreichend, die Härte nur im Einlauf vom ersten Stich zu
messen und Abweichungen der daraus abgeleiteten Walzkraft als
Korrekturwert bei dem zweiten Stich zu berücksichtigen. Sollte
die dabei gemessene Walzkraft immer noch zu große Abweichungen
von der vorausberechneten aufweisen, ist eine weitere
Härtemessung vor dem dritten Stich sinnvoll.
Von Vorteil ist auch, wenn die Anpassung der
Standardverfestigungskurve nach der jeweils gemessenen Härte
des Walzgutes und nach ausgewerteten Abweichungen und
Korrekturwerten der Walzkraft früherer Walzungen erfolgt. Die
statistische Auswertung einer Anzahl von Walzungen bietet die
Gewähr einer treffsicheren Korrektur der dem ersten Walzgerüst
bzw. ersten Stich folgenden Bearbeitungsschritte.
Wenn die Härtemessung dynamisch und vorzugsweise an mehreren
Stellen des zu verformenden Materials erfolgt, ist die
erforderliche Messzeit minimiert und das Messergebnis
gemittelt und somit repräsentativ für die jeweilige Charge.
Vorzugsweise wird dabei das bekannte EQUOTIP-Messverfahren
benutzt.
Dadurch, dass zusätzlich zur Härte auch die Temperatur und die
Oberflächenreibung es zu verformenden Materials gemessen
werden, sind weitere wichtige Parameter berücksichtigt, die
die Verfestigungskurve beeinflussen.
Es ist ferner vorteilhaft, dass die Härtemessung vorzugsweise
während verfahrensbedingter Stillstandszeiten der
Kaltverformungsanlagen erfolgt. Dadurch tritt keinerlei
Verzögerung im Produktionsablauf ein. So kann die Härtemessung
bei Tandemstraßen vorzugsweise zwischen Abhaspel und
Schweißmaschine während des Schweißens erfolgen und somit die
Schweißzeit ausnutzen. Entsprechend erfolgt die Härtemessung
bei Reversierstraßen, vorzugsweise in Bereich von deren
Dickenmessgeräte während der Eichung derselben und erfordert
ebenfalls keine Zusatzzeit.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung und den Zeichnungen bzw. Diagrammen, in denen
Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt
sind.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Verfestigungskurve mit additiver Korrektur,
Fig. 2 eine Verfestigungskurve mit multiplikativer
Korrektur.
In beiden Fig. 1 und 2 sind die Standardverfestigungskurven
mit Verfestigungskraft kf0 als Funktion des Verformungswegs
(∈) ausgezogen und die korrigierten Verfestigungskurven Kf1
(∈) gestrichelt dargestellt.
In Fig. 1 unterscheiden sich kf0 (∈) und kf1 (∈) durch ein
additives Korrekturglied
+/- ▲ kf = k(H0, H1, Rm0...) . kf0 (0).
Dabei sind:
kf0 (0) = Anfangswert der Standardverfestigungskurve bei ∈ = 0,
H0 = Standardhärtewert
H1 = gemessener Härtewert,
Rm0 = Standardzugfestigkeit.
H0 = Standardhärtewert
H1 = gemessener Härtewert,
Rm0 = Standardzugfestigkeit.
Demnach gilt:
kf1 (∈) = kf0 (∈) + ▲ kf
In Fig. 2 ist jeder kf (∈)-Wert mit dem Faktor k(H0, H1,
Rm0...) multipliziert.
Demnach gilt:
kf1 (∈) = kf0 (∈) . k(H0, H1, Rm0...)
Beide Korrekturmodelle geben den Einfluss der gemessenen Härte
H1 auf die Verfestigungskraft kf1 (∈) wieder.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich nicht nur für
Kaltwalzstraßen, sondern auch für alle Arten von
Dressiergerüsten, Streckbiegerichter, Richtmaschinen (Band und
Blech), ebenso für Kaltprofilrichtmaschinen und
Kaltwalzstraßen für Profile und Draht.
Claims (10)
1. Verfahren zum Voreinstellen von Kaltverformungsanlagen, wie
Kaltwalzstraßen, Dressiergerüste, Streckbiegerichter, Richtmaschinen und
andere, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte des zu verformenden
Materials kurz vor dessen Kaltverformung gemessen und zur Korrektur seiner
Verfestigungskurve und der darauf basierenden Voreinstellung der
Kaltverformungsanlage verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Standard-Verfestigungskurve eines Werkstoffs oder einer Werkstoffgruppe
mit dazugehörenden Standardwerten von Härte, Streckgrenze, Zugfestigkeit
usw. durch additive oder multiplikative Verknüpfung mit einem
Korrekturglied korrigiert wird, das zumindest eine über den gemessenen
Härtewert ermittelte Zugfestigkeit enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Differenz zwischen der mittels Härtemessung vorausberechneten und der beim
Walzen effektiv gemessenen Walzkraft des ersten Gerüstes bzw. des ersten
Stiches zur rechnerischen Korrektur der vorausberechneten Walzkraft des
jeweils folgenden Walzgerüstes bei Tandemanlagen bzw. des folgenden Stiches
bei Reversieranlagen verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung
der Standardverfestigungskurve nach der jeweils gemessenen Härte des
Walzgutes und nach ausgewerteten Abweichungen und Korrekturwerten der
Walzkraft früherer Walzungen erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtemessung
dynamisch erfolgt, vorzugsweise nach dem EQUOTIP-Messverfahren.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtemessung
an mehreren Stellen des zu verformenden Materials erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur
Härte auch die Temperatur und die Oberflächenreibung des zu verformenden
Materials gemessen werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtemessung
vorzugsweise während verfahrensbedingter Stillstandszeiten der
Kaltverformungsanlage erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtemessung
bei Tandemstraßen vorzugsweise zwischen Abhaspel und Schweißmaschine
während des Schweißens erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Härtemessung bei Reversierstraßen, vorzugsweise in Bereich von deren
Dickenmessgeräte während der Eichung derselben erfolgt.
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| MOMMERTZ, Karl Heinz: Automatisierung in Walz- werken. In: Stahl u. Eisen 106, 1986, Nr. 6, S. 255-262 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2662158A1 (de) * | 2012-05-07 | 2013-11-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Bearbeitung von Walzgut und Walzwerk |
| WO2013167366A1 (de) * | 2012-05-07 | 2013-11-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur bearbeitung von walzgut und walzwerk |
Also Published As
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| CA2277550A1 (en) | 2000-01-14 |
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