DE960088C

DE960088C - Control and measuring device on rolling mills

Info

Publication number: DE960088C
Application number: DES36538A
Authority: DE
Inventors: Carl Gustaf Haard Af Segerstad
Original assignee: Sandvikens Jernverks AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1952-11-29
Filing date: 1953-11-29
Publication date: 1957-03-14
Also published as: GB737647A

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. There are control and measuring devices on rolling mills are known in which the dimensions of the Rolled stock are displayed and trigger a regulatory effect, the size of which differs from the measured Value is dependent. The disadvantage of this method is particularly that the thickness of the rolled out Rolled material or the like is only changed if a piece of the material with the wrong thickness is rolled out, among other things because of the required distance between the rollers and the measuring device, whereby the influence of the usually relatively high time constant of the control process is added.

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.It is also known to measure the rolling pressure and, accordingly, the load on the rollers to change so that one maintains constant rolling pressure. In the case of hot rolling of strips however, the hardness of the belt is increased during the continuous cooling during a roller run, which in such control processes increased thickness of the rolled strip as a consequence Has. Variations in hardness can also occur due to causes other than thermal, so that constant thickness of the goods cannot be obtained even with cold rolling by such a regulation method as can achieve.

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.It is also already known to keep the roller pressure of a rolling mill constant in that hydraulic or pneumatic pressure devices are applied to the roller bearings burden. These pressure devices were connected to a flow circuit by means of branch lines, in which the pressure medium is under a certain pressure by using spring valves was held. Such an arrangement ίο is not very suitable if continuous Regulation of the roller pressure should be made, since then the connection of the printing devices leads to an undesirably high time constant of the control via stub lines. The same applies to another known arrangement in which a measuring element is used for regulation finds, which has a regulating effect on the driving motor, the desired Pressure of the pressure medium generated.

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.ao It has also become known · continuously the Register roller pressure in rolling mills using a pneumatic device, which consists in that a discharge nozzle is arranged on the roll stand, the opposite one Flapper is located, which is fixed at a more distant point of the roll stand. Therefore, if the roll stand experiences a change in its elongation when the roll pressure changes, this changes the distance between the nozzle and the baffle plate and thus the effective outflow cross-section of the nozzle arrangement. On the line, Via which the pressure medium is fed to the nozzle, there is a pre-nozzle so that the dynamic pressure, between this pre-nozzle and the one previously discussed, interacting with "the baffle plate Nozzle forms, can be measured and continuously registered.

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.The invention is directed to a control device in rolling mills, in which on the built-in nozzle Acting, hydraulically or pneumatically operated pressure devices are provided, in their pressure medium outflow line for regulating the pressure that forms in the pressure devices Pressure an adjustable, regulating valve is built in and used to control the valve a measuring nozzle flowed through by a hydraulic or pneumatic means and a corresponding one more or less removing the expansion of the roll stand, more or less acting as a baffle plate End part is used, with the help of which one of the changes in the roll stand elongation, which results compared to a comparative value, corresponding differences between target and the control deviation characterizing the actual value is formed.

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.According to the invention, the arrangement is such that the measuring nozzle through one end a discharge line of the printing device is formed and the nozzle together with the baffle plate acting final part forms a throttle valve of the drain line.

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.The organ monitoring the roller spacing and supplying the controlled variable can in a rigid Rod or the like, which is attached to one of the roller bearings, and at its other end is movably attached to the opposing roller bearing to indicate the roller spacing.

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.It can also be designed as a one or two-armed lever rod, the shorter arm of which slides or with rollers on the side of the, roller (s) is arranged on the side, which is in contact with the rolling stock is diametrically opposite.

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.)The pressure-generating arrangement consists best of a hydraulic pressure cell with an inlet and an outlet for the pressure medium, the element measuring the roller spacing serving to restrict the outflow of the can to a lesser or greater extent in order to regulate the pressure in the can and to regulate a constant roller spacing . The special advantages of this device are the high accuracy and the low time constant, among other things because of the absence of rotating machine parts and large flywheels, which means that the settling time is very small. (Settling of the size 10- ³ sec.)

Die Erfindung wird näher in den Zeichnungen erklärt, worinThe invention is explained in more detail in the drawings, wherein

Fig. ι eine Regelvorrichtung mit in den Walzlagern angebrachtem Steuerorgan zeigt;Fig. Ι a control device with in the roller bearings shows attached controller;

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 (oderFig. 2 shows a control device with corresponding organs resting against the rollers. In Fig. Ι is an upper and a lower roller bearing 11 and 12 with the end surfaces 13 and 14, respectively shown. In this case, the roller distance between the roller bearings is measured, and as measuring element, a rigid rod 15 is used, which in this case is attached to the lower roller bearing (at 16) and attached at its other end movably near the upper roller bearing 11 is. It is of course possible to attach the rod differently, e.g. B. on the upper one Camp. The rod can best be made of a material that has a coefficient of linear expansion which corresponds to the coefficient of linear expansion of the rolled material. For the purpose of adjusting the length it can e.g. B. with a Threaded sleeve 17 be executed. The moving end of the rod can be used in various ways Control of a pressure-generating device can be arranged. In the embodiment it is for Actuation of a two-armed lever rod 18 is arranged, but this can also be carried out with one arm be. The fulcrum 19 of the lever rod can best be changed by a screw 20 the lever rod ratios can be made adjustable. This can be used for adjusting the regulator be useful, e.g. B. with regard to the temperature dependence of the rollers, the measuring devices, the expansion of the rollers in relation to the bearings or the like. The other arm is used to control the outflow 21 from iner (or more) flexible, hydraulic (or pneumatic) pressure cell 22, whose influence through a line 24 with hydraulic (or

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 fürpneumatic) pressure medium is best fed by constant pressure. The pressure cell 22 is arranged between the stator spindle 25 and the upper roller bearing, and this is in different Starch pressed down depending on the pressure in the pressurized can. Outflowing through the outlet 21 oil flows out through outlet 26. Such a control device can be used for the whole rolling mill together or one for

xo jedes Lagerpaar ausführen, und das Walzwerk kann mit einer einzelnen Ständerspindel oder mit einer per Lagerpaar versehen sein.xo run each pair of bearings, and the rolling mill can be equipped with a single column spindle or with be provided by a pair of bearings.

Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Während des Auswalzen« wird der Rollenabstand,The device works in the following way: During rolling, the roller spacing is

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-d. H. also the distance between the roller bearings increased, with the upper end of the rod 15 lowered and the throttling of the outflow 21 is increased. The pressure in the flexible can 22 enlarged and the upper roller bearing more

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.ao underpressed, the upper end of the rod in relation to the upper roller bearing n also is raised and the pressure in the can drops.

Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, beiFig. 2 shows another embodiment at

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.which the expansion of the rollers 27, 28 is controlled when rolling. You can either just do that Monitor the expansion of one or both of the roles by measuring, and you can do that on one or do several points that are diametrically opposed to the points on the rollers that are in contact with the Are rolled, are opposite. The rolling mill is in this case with two stand spindles 29, 30 provided, but it can also be provided with such and / or with regulating devices be equipped with one or both pairs of rolling bearings. The controlling body is a two- or one-armed lever rod 31 or 32, whose end point 33 (34) of the shorter arm against the surface the roller slides or rolls. You can see in the figures the expansion of the arched rollers the outer surfaces, which is also a measure of the extent of the rolling stock, since the surface there is roughly straight. The fulcrum 35 (36) of the lever rod is attached outside the roller bearing, ideally also outside the foundation mentes, and is adjustable for different accuracy of the device and for compensation various factors. The outflow from a flexible pressure can 37 (38) is more or less throttled according to the position of the endpoints of the other arm (the other arms), wherein the pressure of the can is regulated so as to maintain constant strength of the selected item will.

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. Instead of the measuring organs mentioned here, one can of course also use other organs for displaying the Use roller spacing, as they are known per se. The pressure-producing organ can also be in a Be carried out in a plurality of different ways, e.g. B. as an electrical one controlling the stator spindles Servomotor, the movement of which is regulated in a suitable manner by the measuring element. Man can also have one (or more) hydraulic or electrical amplifiers between the measuring element and Arrange pressure transducers or others in servo technology for elements known per se for such purposes.

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.The rod 15 can also be replaced by a tube, in the inner parts of which you have a heat-emitting or -absorbing medium can flow to desired temperature compensation effects to reach.

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.The above-mentioned arrangements can be used in a known manner with measuring elements for near and Remote reading, e.g. B. the pressure in the can or the position of the measuring element, provided whose Values for the setting of the rollers (the roller bearings) are decisive and possibly with consideration are calibrated on it directly in the roll setting.

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. goAs is known in servo technology, the control device can be provided with a feedback become, which, z. B. depending on the set pressure in the can or the set roller spacing, by a device a controller z. B. the fixed point 16 of the rod 15, Rotation of the sleeve 17 or displacement of the pivot point 19 etc. causes, in the sense, a to obtain more advantageous settling of the control movement and, among other things, overregulation to avoid. go

Claims

Patent claims:

1. Control device on rolling mills using a device acting on the chocks hydraulically or pneumatically operated pressure device, in the pressure medium discharge line An adjustable regulating valve is built in to regulate the pressure developing in the pressure devices is, and using one of a hydraulic or pneumatic medium flowed through Measuring nozzle and one that moves away more or less according to the expansion of the roll stand and acts as a baffle plate Final part, the one of the change in the roll stand elongation, which is opposite 'results in a comparison value, corresponding to the difference between the setpoint and actual value characterizing the control deviation Generate control of the valve, characterized in that the measuring nozzle through one end

(21) a discharge line of the printing device

(22) is formed and the nozzle together with the end part acting as a baffle plate (18) forms a throttle valve of the drain line.

2. Control device according to claim 1, characterized in that the distance measuring Organ consists of a rigid rod (15) or the like, which is attached to one of the roller bearings (12) attached and with its other end (17) movable on the opposing roller bearing (11) is attached.

3. Control device according to claim 2, characterized in that the rod (15) from consists of a material that has a length

Has expansion coefficient, which has a value corresponding to the roll material.

4. Control device according to claim 2, 3 and 4, characterized in that the movable The end of the rod controls one arm of a two-armed lever rod (18) whose other arm to control the outflow from the pressure device (22) is used, and that the The pivot point of the lever rod (18) is adjustable.

5. Control device according to claim 2 and 4, characterized in that the other arm the two-armed lever rod (18) for controlling a one-armed lever rod between its outer end and the pivot point of this lever rod is used, while its outer end controls the outflow from the pressurized can.

6. Control device according to claim 2, 3 and 4, characterized in that the length the rod (15) is adjustable (17).

7. Control device according to claim 2, 3 and 4, characterized in that the pivot point (16) the lever catch (15), which forms the distance measuring organ, is adjustable.

Documents considered: German Patent No. 846 837; French Patent No. 1,069,471; Belgian Patent No. 504399; Swiss Patent No. 189 199; U.S. Patent No. 2052562; British Patent No. 393 153.

1 sheet of drawings