DE4035193A1 - Rolled material winding - uses structured and controlled movement from final roller stand to give wound ring shapes with tight tolerances - Google Patents
Rolled material winding - uses structured and controlled movement from final roller stand to give wound ring shapes with tight tolerancesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Wickeln eng tolerierten rotationssymmetrischen Walzgutes, die in Feinstahlstraßen mit erhöhten Anforderungen an die Maßhaltigkeit des in Ringform auszuliefernden Walzgutes angewendet werden.The invention relates to a method and an arrangement for Winding tightly tolerated rotationally symmetrical rolling stock, in fine steel mills with increased demands on the Dimensional accuracy of the rolled material to be delivered in ring form be applied.
Für die Herstellung von Feinstahl in Ringform wird die ausgewalzte Ader Haspelanlagen zugeführt, wo die langgestreckte Ader durch Garretthaspeln bzw. Wickelmaschinen in Ringe gewunden wird. Zur Herstellung von Ringen mit großer Masse und hohem Füllgrad haben sich Wickelmaschinen bewährt. Das Wickelprinzip bedingt, daß der Stab nach dem Fangen der Stabspitze durch den Wickelkorb der Wickelmaschine straff gehalten werden muß. Der Zug baut sich dabei in der Regel zwischen Wickelmaschine und letztem Walzgerüst auf und wird nach Verlassen des letzten Walzgerüstes durch die Ader mittels eines im Bremsbetrieb arbeitenden, direkt vor dem Wickelwerk angeordneten Treibers aufgebracht. Das Wickeln des Ringes wird durch eine zwischen Treiber im Bremsbetrieb und Wickelwerk angeordnete, in vertikaler Richtung auf- und abwärtsbewegte Legevorrichtung ermöglicht. Dem Prinzip eigen ist, daß in Abhängigkeit von der Legerohrstellung systematische Zugschwankungen auftreten, die zusätzlich noch von stochastischen Einflüssen überlagert werden (Lagensprünge, Überwicklungen . . .). Die Zugschwankungen wirken sich auf den Walzprozeß im letzten Gerüst aus und führen so zu nur schwer ausregelbaren Abmessungsänderungen des Fertigmaterials. Außerdem führt der Einsatz von üblichen Horizontaltreibern zum Transport des Walzgutes und zur Straffung der Ader vor der Wickelmaschine zur Verformung des Fertigwalzquerschnittes und die Fertigqualität leidet durch eine Vergrößerung der Ovalität. For the production of fine steel in ring form the rolled out wire reel systems where the elongated vein through garrette reels or Winding machines is wound in rings. For production of Rings with large mass and high degree of filling have become Proven winding machines. The winding principle requires that the rod after catching the rod tip through the The winding basket of the winding machine must be kept taut. The train usually builds between Winding machine and last mill stand and is after Leaving the last mill stand through the wire by means of one working in braking mode, directly in front of the Coil arranged driver applied. The winding of the ring is by a between driver in braking mode and winding mechanism arranged, up and in the vertical direction downward laying device allows. The principle is peculiar that depending on the position of the laying pipe Systematic train fluctuations occur in addition are still overlaid by stochastic influences (Layer jumps, windings ...). The train fluctuations affect the rolling process in the last stand and lead to dimensional changes that are difficult to control of the finished material. In addition, the use of usual horizontal drivers for transporting the rolling stock and to tighten the wire in front of the winding machine Deformation of the finish rolling cross section and the Finished quality suffers from an increase in Ovality.
Der Trend zu immer engeren Toleranzen des Fertigmaterials führte zum Einsatz von Kalibrierblöcken bzw. Nachwalzgerüsten. Diese Einrichtungen gewährleisten die engen Fertigmaterialtoleranzen allerdings nur, wenn keine unzulässigen äußeren Störquellen auf den Nachwalzprozeß einwirken. Dies bedingt, insbesondere den Zug zu minimeren bzw. ein zugloses Walzen zu ermöglichen. Beim Walzen in kontinuierlichen Staffeln ist bekannt, daß zur Vermeidung des Zugeinflusses auf den Walzprozeß zwischen den Gerüsten Schlingen gebildet werden. Diese Erkenntnis wurde auch auf Haspelanlagen übertragen (DD-WP 71 086, DE-OS 17 77 431). Nach DD-WP 71 086 wird eine Schlingenregelvorrichtung mit einem Schlingenabfühlelement zwischen dem Fertiggerüst und dem Führungsrohr (Legerohr) zur Steuerung der entsprechend wechselnden Geschwindigkeit der Haspelmaschine und des Fertiggerüstes eingebaut. In der DE-OS 17 77 431 wird eine Lösung vorgeschlagen, wo der Schlingentisch zwischen dem Fertiggerüst und einem Treiber angeordnet ist. Die Schlinge wird durch Beschleunigen des Walzgerüstes gebildet und ermöglicht, daß das der Wickeltrommel zugeführte Walzgut wickelgerecht in der richtigen Spannung vorliegt.The trend towards ever closer tolerances of the finished material led to the use of calibration blocks or Roughing stands. These facilities ensure the narrow finished material tolerances only if none impermissible external sources of interference on the Act on the re-rolling process. This requires, especially the To minimize tension or to allow draftless rolling. When rolling in continuous seasons it is known that to avoid the influence of the train on the rolling process loops are formed between the scaffolds. These Knowledge was also transferred to reelers (DD-WP 71 086, DE-OS 17 77 431). According to DD-WP 71 086 a Loop control device with a loop sensing element between the finishing stand and the guide tube (laying tube) to control the corresponding changing speed the reel machine and the finishing stand. In DE-OS 17 77 431 a solution is proposed where the loop table between the finishing stand and one Driver is arranged. The noose is through Accelerate the rolling stand and enables that the rolling stock supplied to the winding drum is in the correct tension for the winding.
Beiden Lösungen ist nachteilig eigen, daß die gesamte Walzstraße in die Schlingenregelung einbezogen ist, was zu komplizierten Regelstrukturen für die Walzstraße und höheren Anforderungen an die Dynamik der Gerüstantriebe führt.A disadvantage of both solutions is that the entire Rolling mill is included in the loop control, which too complicated control structures for the rolling mill and higher demands on the dynamics of the scaffold drives leads.
Dem zweiten, durch den Transport mittels Treiber bedingten negativen Einfluß auf die Materialqualität wurde bisher wenig Beachtung geschenkt, da die Effekte praktisch schwer feststellbar sind und erst bei größeren Wickelquerschnitten deutlich erkennbare Größenordnungen annehmen. So ist aus "Fachberichte Hüttenpraxis Metallverarbeitung" 25 (1987)10, S. 1022, bekannt, daß für ein Stabstahlwalzwerk mit gehaspelten Querschnitten bis ⌀60 mm Treiber mit V-H-Treibrollenanordnung im Betrieb sind, um Deformationen des Walzgutquerschnittes zu vermeiden und eine geringe Nachkalibrierung (Verringerung) der Ovalität) des Querschnittes zu erreichen. Über Aufbau und Konstruktion des Treibers bzw. die eingesetzten Treibrollenkalibrierungen wurde nichts ausgeführt. Allerdings lassen die Ausführungen den Schluß zu, daß der V-H-Treiber ein vereinfachter Walzblock mit einem Treibrollenabstand unter 50 mm ist.The second, due to the transport by means of a driver So far, has had a negative impact on material quality paid little attention because the effects are practically difficult are noticeable and only with larger ones Winding cross sections clearly recognizable orders of magnitude accept. So is from "Technical reports hut practice Metallverarbeitung "25 (1987) 10, p. 1022, known that for a bar mill with coiled cross sections up to ⌀60 mm driver with V-H drive roller arrangement in operation are to deformations of the rolling stock cross section avoid and a low recalibration (reduction) the ovality) of the cross-section. About construction and design of the driver or the used Drive roller calibration was not performed. However, the statements allow the conclusion that the V-H driver is a simplified billet with one Drive roller distance is less than 50 mm.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zum Wickeln eng tolerierten rotationssymmetrischen Walzgutes auf Wickelmaschinen aufzuzeigen, unter annähernder Beibehaltung der durch den Walzprozeß gegebenen Fertigmaterialabmessungen und Oberflächenqualitäten. Es sollen Zieh- bzw. Schälarbeitsgänge der II. Bearbeitungsstufe in der Metallurgie eingespart werden.The problem underlying the invention is a method and a winding tolerant arrangement rotationally symmetrical rolling stock on winding machines to demonstrate, while maintaining the by the Given finished material dimensions and rolling process Surface qualities. Pulling or Peeling operations of the 2nd processing stage in the Metallurgy can be saved.
Dabei sollen die technischen Ursachen der Mängel an den bekannten Lösungen, wie die Auswirkungen des schwankenden Zuges auf das letzte Walzgerüst, die komplizierten Regelstrukturen für die Walzstraße, die hohen Anforderungen an die Dynamik der Gerüstantriebe oder die Verformung des Fertigmaterialquerschnittes durch die Treiber, beseitigt bzw. minimiert werden.The technical causes of the shortcomings should known solutions, such as the impact of fluctuating Train to the last rolling stand, the complicated one Control structures for the rolling mill, the high ones Requirements for the dynamics of the scaffold drives or the Deformation of the finished material cross section through the Drivers to be eliminated or minimized.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß eine Anordnung geschaffen wird, wo hinter dem letzten Walzgerüst einer Feinstahlstraße oder einer nachgeschalteten Wasserkühlstrecke oder einem Zuführrollgang eine Lösung zugrunde liegt, die in Stablaufrichtung nacheinander das Durchlaufen einer Rundumtreibeinrichtung und eines Umlenkweichenkomplexes vorsieht, an die sich entsprechend der Anzahl der Weichenstellungen des Weichenkomplexes parallel oder gefächert nacheinander ein Schlingeneinführtreiber mit Rundumberührung, ein Schlingenbildner, eine Brems-/ Treibeinrichtung mit Rundumberührung, eine Legevorrichtung und ein Wickelwerk anschließt. Die genannten Einzelaggregte sind durch geschlossene, die Walzgutoberflächenqualität schonende Walzgutführungen miteinander verbunden und werden in der angegebenen Reihenfolge durchlaufen.According to the invention this is achieved in that a Arrangement is created where behind the last Roll stand of a fine steel mill or one downstream water cooling section or one Feed roller table is based on a solution that in Direction of rod running through one after the other All-round drive device and a deflecting switch complex provides, according to the number of Turnouts of the turnout complex parallel or fanned a loop introducer one after the other All-round contact, a loop former, a brake / All-round drive device, a laying device and connects a winding unit. The above Single aggregates are closed by that Rolling material guides that are gentle on the surface of the rolling stock interconnected and are specified in the Go through order.
Ein Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß der Stabtransport mittels den Stab allseitig in Umfangsrichtung umschließenden Rundumtreibeinrichtungen erfolgt, die eine geringfügige (ε maximal 0,5%), auf den technologischen Bedingungen minimale Walzgutverformung bewirken und daß der Wickelzug ausschließlich zwischen Rundumberührung aufgebaut wird, was durch das Bilden einer Schlinge vor der Brems-/Treibeinrichtung ermöglicht wird.A feature of the method according to the invention is that the rod transport by means of the rod in all directions Circumferential drive devices enclosing the circumferential direction which is a slight (ε maximum 0.5%) on the technological conditions minimal rolling stock deformation cause and that the winding pull exclusively between All-around contact is built up by forming a Loop in front of the braking / driving device is made possible.
Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß die Schlingenregeleinrichtung eine horizontale Schlinge mit einer maximalen Schlingenhöhe H entsprechend dem Abstand a der nebeneinander angeordneten Wickelmaschinen bildet und die Schlingenspeicherkapazität damit durch die Schlingentischgrundlänge L₀ entsprechend den Instabilitäten des Wickelprozesses und den Führungseigenschaften des Walzgutes festzulegen ist.The invention further provides that the Loop control device with a horizontal loop a maximum loop height H corresponding to the distance a the winding machines arranged side by side forms and the loop storage capacity by the Basic loop length L₀ corresponding to Instabilities of the winding process and the Guide properties of the rolling stock is to be determined.
Die Lösung sieht vor, daß der Drehzahlsollwert der Brems-/ Treibeinrichtung mit Rundumberührung soweit abgesenkt ist, daß der Treiberantrieb in der technologisch durch den erforderlichen Wickelzug bestimmten Strombegrenzung läuft und sich dem vorgegebenen Geschwindigkeitsniveau des als Führungsantrieb fungierenden Wickelwerkantriebes anpaßt und die Schlinge in ihrer Lage durch Drehzahlvariation des Wickelwerkantriebes gebildet wird, da der der Schlinge vorgelagerte Schlingeneinführtreiber mit Rundumberührung, drehzahlgeführt vom letzten Walzgerüst, sich der Walz- bzw. Stablaufgeschwindigkeit anpaßt.The solution provides that the speed setpoint of the brake / Driving device with all-round contact lowered so far is that the driver drive in the technologically by the required winding tension certain current limit is running and the given speed level of the as Adapts guide drive functioning winding mechanism drive and the sling in position by varying the speed of the Winding mechanism drive is formed because of the loop upstream loop insertion driver with all-round stirring, speed-controlled from the last rolling stand, the rolling or rod travel speed adjusts.
Wesentlich ist ebenfalls, daß die Schlinge vor Erreichen der Brems-/Treibeinrichtung mit Rundumberührung in ihrer maximalen Größe ausgebildet wird und bedingt durch den beim Fangen der Stabspitze notwendigen Vorlauf von Wickelwerk und Brems-/Treibeinrichtung mit Rundumberührung bis zum Abschluß des Fangprozesses abgebaut wird und erst dann die Schlingenregelung einsetzt und bis zum Stabende wirksam ist.It is also essential that the noose is reached before the braking / driving device with all-round contact in your maximum size is formed and due to the when catching the rod tip necessary advance of Winding unit and brake / drive device with all-round contact dismantled until the end of the catching process and only then the loop control starts and continues to the end of the bar is effective.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel mit einer Figur näher erläutert werden.The invention is intended in one Embodiment explained with a figure will.
Figur: Anordnungsschema einer Haspelanlage zum Wickeln eng tolerierter symmetrischer Walzgutquerschnitte.Figure: Arrangement diagram of a coiler for tight winding tolerated symmetrical rolling stock cross-sections.
Die aus einer Feinstahlwalzstraße austretende Walzader wird direkt oder über Kühlstreckenabschnitte bzw. notwendige Zuführrollgänge der Haspelanlage zugeführt. Die Haspelanlage besteht, bedingt durch das taktweise Entleeren der Wickelmaschinen, aus mindestens zwei Haspellinien I, II, (III). Die Walzader wird über eine die Oberflächenqualität des Walzgutes schonende Walzgutführung 1 geführt. Der Transport zu den Haspellinien I, II, (III) wird mittels eines Rundumtreibers 2, der den Stab allseitig umschließt, realisiert. Der Rundumtreiber 2 ist so konzipiert, daß das rotationssymmetrische Walzgut in Umfangsrichtung allseitig umschlossen wird und dadurch nur eine geringfügige, maximal 0,5% betragende plastische Verformung, gleichmäßig auf den Walzgutdurchmesser verteilt, auftritt. Die Zuteilung der Walzadern auf die einzelnen Haspellinien I, II, (III) erfolgt durch einen der Rundumtreibeinrichtung 2 nachgeordneten Weichenkomplex 3. Die Aufteilung kann wechselseitig auf zwei oder drei Wickelwerken 8 erfolgen. Die einzelnen Haspellinien I, II, (III) sind gleich bestückt und parallel oder gefächert angeordnet. Das Walzgut wird in den Linien nacheinander über eine Walzgutführung 1, einen Schlingeneinführtreiber mit Rundumberührung 4, einen Schlingenbildner 5, eine Brems-/Treibeinrichtung mit Rundumberührung 6 und eine Legevorrichtung 7 dem Wickelwerk 8 zugeführt und dort zu Ringen gewunden.The rolling core emerging from a fine steel rolling mill is fed to the coiler system directly or via cooling section sections or the necessary feed roller tables. The reel system consists of at least two reel lines I, II, (III) due to the cyclical emptying of the winding machines. The rolling core is guided over a rolling stock guide 1 which protects the surface quality of the rolling stock. The transport to the reel lines I, II, (III) is realized by means of an all-round driver 2 , which surrounds the rod on all sides. The all-round driver 2 is designed in such a way that the rotationally symmetrical rolling stock is enclosed on all sides in the circumferential direction and, as a result, only a slight, maximum 0.5% plastic deformation occurs, evenly distributed over the rolling stock diameter. The allocation of the roll cores to the individual reel lines I, II, (III) is carried out by one of the rotating drive device 2 subordinate switch complex. 3 The division can take place alternately on two or three winding units 8 . The individual reel lines I, II, (III) are equally equipped and arranged in parallel or fanned out. The rolling stock is fed in the lines one after the other via a rolling stock guide 1 , a loop insertion driver with all-round agitator 4 , a loop former 5 , a braking / driving device with all-around agitator 6 and a laying device 7 to the winding unit 8, where it is wound into rings.
Die funktionelle Verknüpfung und Wirkungsweise der Ausrüstungen ist wie folgt konzipiert:The functional connection and mode of operation of the Equipment is designed as follows:
Die Walzader wird über die Walzgutführung 1 der Rundumtreibeinrichtung 2 und dem Weichenkomplex 3 der wickelbereiten Haspellinien I, II oder (III) zugeführt und dort vom Schlingeneinführtreiber mit Rundumberührung 4 transportseitig übernommen und in den nachgeordneten Schlingenbildner 5 eingetrieben und durchgeschoben. Die Walzader wird, mit der Aderspitze beginnend, durch den Schlingenbildner 5 zur maximal möglichen Schlingenhöhe H ausgebildet, bevor die Aderspitze in die Brems-/ Treibeinrichtung mit Rundumberührung 6 einläuft. Die Brems-/Treibeinrichtung mit Rundumberührung 6 ist in ihrem Drehzahlniveau so eingestellt, daß die Treibscheibenumfangsgeschwindigkeit oberhalb der Walzadertransportgeschwindigkeit liegt. Sobald die Aderspitze in die Brems-/Treibeinrichtung mit Rundumberührung 6 einläuft, muß die ausgebildete Schlinge im Schlingenbildner 5 als Materialspeicher nutzbar sein. Über die Legevorrichtung 7 wird die Walzader in der bekannten Form in den Fangbereich des Wickelwerkes 8 eingeleitet. Das Wickelwerk 8 läuft dabei zur Absicherung eines stabilen Fangprozesses mit einem geringen Vorlauf im Vergleich zur Materialgeschwindigkeit. Bedingt durch den Vorlauf von Brems-/Treibeinrichtung mit Rundumberührung 6 und Wickelwerk 8 wird in Abhängigkeit von den Transport- und Wickelbedingungen während des Fangzeitraumes Material aus der anfangs voll ausgebildeten Schlinge abgezogen. Ist der Fangprozeß abgeschlossen, wird die Brems-/Treibeinrichtung mit Rundumberührung 6 von der Betriebsart Treiben in die Betriebsart Bremsen umgeschaltet und die Schlingenregelung aktiviert. Die Schlinge, die zur Entkopplung des Wickelprozesses von den vorgelagerten Verfahrensstufen dient, wird durch Drehzahlvariation des Wickelwerkantriebes in ihrer Größe geregelt. Die erforderliche Schlingenspeicherkapazität wird durch vorhandene Instabilitäten des Wickelprozesses und die erreichbaren dynamischen Eigenschaften des Wickelwerkantriebes bestimmt. Sie ist, bedingt durch die horizontale Lage der Schlinge und den begrenzten Abstand a der Haspellinien I, II, (III) untereinander, durch die Schlingentischgrundlänge L₀ festzulegen. Der notwendige Wickelzug wird ausschließlich durch die dem Wickelwerk 8 vorgelagerte Brems-/Treibeinrichtung mit Rundumberührung 6 aufgebracht. Dies wird realisiert, indem der Drehzahlsollwert der Brems-/Treibeinrichtung mit Rundumberührung 6 in bezug auf die Material- bzw. Wickelgeschwindigkeit stark abgesenkt gewählt wird und das nutzbare Treibmoment in Abhängigkeit vom Wickelzugsollwert durch Strombegrenzung des Antriebsmotors begrenzt wird. Die Brems-/Treibeinrichtung mit Rundumberührung 6 läuft, bedingt durch diese Fahrweise, drehzahlgeführt durch das Wickelwerk 8 und realisiert einen konstanten Wickelzug. Tritt das Aderende aus dem letzten Walzgerüst bzw. dem Kalibrierblock aus, geht der Führungssollwert der Drehzahl des letzten Gerüstes oder Kalibrierblocks auf den Schlingeneinführtreiber mit Rundumberührung 4 über. Nachdem das Aderende den Weichenkomplex 3 passiert hat, wird die Wickelanlage unter Aufrechterhaltung der Schlingenregelung bis auf ein niedriges Geschwindigkeitsniveau abgebremst, um nach dem Einziehen des Aderendes dann endgültig stillgesetzt zu werden. Außerdem wird nach Durchfahren des Weichenkomplexes 3 ein Weichenschaltvorgang eingeleitet, der den Walzguttransport auf eine nächste wickelbereite Haspellinie I, II oder (III) vorbereitet.The rolling core is fed via the rolling stock guide 1 to the all-round driving device 2 and the turnout complex 3 of the reel lines I, II or (III) which are ready for winding and is taken over there by the loop insertion driver with all-round agitator 4 and driven into the downstream loop former 5 and pushed through. Starting from the wire tip, the rolled wire is formed by the loop former 5 to the maximum possible loop height H before the wire tip runs into the braking / driving device with all-round contact 6 . The braking / driving device with all-round contact 6 is adjusted in its speed level so that the peripheral speed of the traction sheave lies above the speed of the rolling wire transport. As soon as the wire tip enters the braking / driving device with all-round contact 6 , the loop formed in the loop former 5 must be usable as a material store. The rolling wire is introduced into the catching area of the winding unit 8 in the known form via the laying device 7 . The winding unit 8 runs to ensure a stable catching process with a low lead compared to the material speed. Due to the advance of the braking / driving device with all-round contact 6 and winding mechanism 8 , material is drawn off from the initially fully developed loop, depending on the transport and winding conditions, during the catching period. When the catching process is complete, the braking / driving device with all-round contact 6 is switched from the driving mode to the braking mode and the loop control is activated. The size of the loop, which is used to decouple the winding process from the upstream process stages, is regulated by varying the speed of the winding mechanism drive. The loop storage capacity required is determined by the instabilities of the winding process and the achievable dynamic properties of the winding mechanism drive. Due to the horizontal position of the loop and the limited distance a between the reel lines I, II, (III), it is to be determined by the loop length L₀. The necessary winding tension is applied exclusively by the braking / driving device with all-round contact 6 located upstream of the winding unit 8 . This is realized in that the speed setpoint of the braking / driving device with all-round contact 6 is selected to be greatly reduced in relation to the material or winding speed and the usable driving torque is limited depending on the winding tension setpoint by limiting the current of the drive motor. The braking / driving device with all-round contact 6 runs, due to this driving style, speed-controlled through the winding mechanism 8 and realizes a constant winding tension. If the wire end emerges from the last roll stand or the calibration block, the command setpoint of the speed of the last stand or calibration block is transferred to the loop insertion driver with all-round contact 4 . After the wire end has passed the switch complex 3 , the winding system is braked to a low speed level while maintaining the loop regulation, in order to then be finally stopped after the wire end has been drawn in. In addition, after passing through the switch complex 3, a switch switching process is initiated, which prepares the rolling stock for a next coiler line I, II or (III) ready for winding.
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