DE102008050392A1

DE102008050392A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schmieren von Walzen und eines Walzbandes eines Walzgerüsts

Info

Publication number: DE102008050392A1
Application number: DE102008050392A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dr. Pawelski; Hans-Peter Richter; Jürgen Seidel
Original assignee: SMS Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2008-06-18
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2009-12-24
Also published as: CN102083559A; EP2303480B1; WO2009156057A3; US9254513B2; RU2463118C2; AU2009262567A1; BRPI0915298A2; JP2014061550A; TWM513070U; US20110111124A1; AU2009262567B2; ZA201008619B; WO2009156057A2; CA2728197A1; KR101249255B1; UA100275C2; RU2011101567A; US20140060135A1; MX2010013881A; BRPI0915298A8

Abstract

Ein Verfahren zum Schmieren von Walzen, insbesondere von Arbeitswalzen (2, 3) eines Walzgerüsts und eines zwischen diesen gewalzten und hindurchgeförderten Walzbandes (6), bei dem ein Schmiermittel-Gas-Gemisch, ein Schmiermittel-Wasser-Gas-Gemisch, ein Schmiermittel-Wasser-Gemisch und/oder ein Fett-Medien-Gemisch gerüsteinlaufseitig auf die Walzen (2, 3) oder das Walzband (6) aufgetragen wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch mittels wenigstens einer Mischvorrichtung (14, 17, 27, 29, 31, 35) im Bereich vor dem Walzgerüst aufbereitet wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schmieren von Walzen, insbesondere von Arbeitswalzen eines Walzgerüsts und eines zwischen diesen gewalzten und hindurchgeförderten Walzbandes, bei dem ein Schmiermittel-Gas-Gemisch, ein Schmiermittel-Wasser-Gas-Gemisch, ein Schmiermittel-Wasser-Gemisch und/oder ein Fett-Medien-Gemisch gerüsteinlaufseitig auf die Walzen oder das Walzband aufgetragen wird.
Das Walzgerüst umfasst mehrere einander abstützende Walzen, etwa eine Arbeitswalze, die direkt mit dem Walzgut in Kontakt kommt und ihrerseits auf einer zumeist größeren Stützwalze oder einer Zwischenwalze abrollt. In vielen Warmwalzstraßen zum Walzen eines Metallbandes sind Walzspaltschmiersysteme integriert. Diese werden zwecks Verbesserung der Oberflächenqualität der Arbeitswalze und des Bandes eingesetzt und gehören inzwischen zur üblichen Ausrüstung einer Walzstraße, auf der qualitativ hochwertige Bänder hergestellt werden sollen. Das System, bei dem Wasser als Trägermedium zusammen mit Öl gemischt und auf das Walzband oder die Arbeits- oder die Stützwalze aufgebracht wird, ist verbreitet im Einsatz.
Im Kaltwalzverfahren ist eine Schmierung üblich. Hierbei wird Schmiermittel auf das Walzband und/oder die Arbeitswalze aufgetragen und/oder in den Walzspalt gespritzt. Die Mischung von Öl und Wasser erfolgt weit entfernt von dem Walzgerüst. Meistens wird eine Emulsion eingesetzt, die in einem aufwendigen Verfahren in einem Umlaufsystem aufbereitet, gereinigt und wieder dem Schmiersystem zugeführt wird.
Aus der WO 03 002277 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen und/oder Schmieren von Walzen, insbesondere der Arbeitswalzen, eines Walzgerüsts bekannt, bei dem Wasser in Form von Sprühstrahlen als Kühlmedium und Öl, ein Öl-Luft-Gemisch, ein Öl-Wasser-Gemisch, ein Öl-Wasser-Luft-Gemisch oder Fettgemische als Schmiermittel eingesetzt werden. Zur Verbesserung der Schmier- und Kühlwirkung wird ein kombinierter Einsatz von Unterkühlung der Band- und Walzenoberfläche sowie der Walzenschmierung auf der Gerüsteinlaufseite wird vorgeschlagen, in dem die beiden Medien – Wasser und Schmiermittel – den Walzen oder dem Walzband getrennt zugeführt und an unterschiedliche Auftragstellen der Walzenoberfläche aufgetragen werden. Für Wasser und das Schmiermittel sind jeweils getrennte Zuführungen zu den Sprühbalken vorgesehen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein vereinfachtes Verfahren zum Schmieren beim Walzen eines Metallbands zu schaffen, das sowohl beim Kalt- als auch beim Warmwalzen verwendbar ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass das Gemisch mittels wenigstens einer Mischvorrichtung im Bereich vor dem Walzgerüst aufbereitet wird. Beim Kaltwalzen hat das neue Schmierverfahren zum Ziel, ähnlich wie beim Warmwalzen das Schmiermittel kurz vor der Verwendung oder Applizierung zu erzeugen und damit die aufwendige Aufbereitung in einem geschlossenen Kreislauf zu vermeiden. Um das Verfahren wirtschaftlich zu betreiben, hat es weiterhin zum Ziel, die verwendete Schmiermittelmenge zu minimieren. Das gleiche Ziel besteht auch beim Einsatz des erfindungsgemäßen Schmierverfahrens beim Warmwalzen. Bei Verringerung der Schmiermittelmenge soll gleichzeitig die Schmierwirkung optimiert werden und der Schmiereffekt einstellbar sein.
Als Schmiermittel werden beispielsweise Öl-Wasser-Dispersionen, Öl-Wasser-Emulsionen, ölfreie wassermischbare Schmierstoffe, Öl-Luft-Gemische oder Öl-Wasser-Luft-Gemische verwendet. Die Medien können in 2-, 3-, oder 4-Stoff-Düsen verspritzt werden.
Um die Schmiermittelmenge zu verringern, bietet es sich als besonders vorteilhaft an, das Schmiermittel mit Luft zu verdüsen. In einer bevorzugten Ausgestaltung werden Öl und Wasser erst kurz vor der Verdüsung mit Luft gemischt. So lassen sich auch noch kleinste Ölmengen auf die Walzenoberflächen oder das Walzband aufbringen. Beim Warmwalzen hat das Mischen von Öl und Wasser im Gegensatz zur Verwendung von reinem Öl den Vorteil, dass keine Brandgefahr besteht.
Das neue Schmierverfahren hat beim Kaltwalzprozess den Vorteil, dass die Ölkonzentration im Schmiermittel sehr schnell und flexibel verändert werden kann. So lässt sich das Schmiermittel optimal auf unterschiedliche zu walzende Materialien, auf verschiedene Bandgeschwindigkeiten, auf sich ändernde Abnahmen und auf das jeweilige Walzgerüst einstellen. Weiterhin können auch unterschiedliche Öle und Schmiermedien für unterschiedliche Anwendungszwecke bereitgestellt werden.
Da die Schmiermittelmengen so klein sind, dass gerade die Walzen- und/oder Bandoberfläche benetzt wird, kann auf eine aufwendige Aufbereitung verzichtet werden. Hierbei bewegt sich die eingesetzte Ölmenge je Meter Spritzbalkenlänge im Millimeterbereich je Minute. Der verbrauchte Schmierstoff wird zusammen mit dem Wasser der Kühleinrichtungen und eventuell anderer Ölleckagen in die Wasseraufbereitungsanlage geleitet und das Öl dort abgeschieden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß wird mit Vorteil vorgesehen, dass Wasser und mindestens ein Schmiermittel über getrennte Zuführungsleitungen zu einem Mischer gefördert werden und in diesem zu einer Wasser-Schmiermittel-Dispersion oder -Emulsion gemischt werden. Hierbei lässt sich vorsehen, dass die Wasser-Schmiermittel-Dispersion oder -Emulsion mittels eines Gases, insbesondere mittels Luft, in Zerstäuberdüsen zerstäubt und auf die wenigstens eine Arbeitswalze und/oder das Walzband aufgebracht wird.
Vorzugsweise kommen 3-Stoff- oder 4-Stoff-Misch- oder Zerstäuberdüsen zum Einsatz, in denen das Wasser, das mindestens ein Schmiermittel und die Luft gemischt werden. Es versteht sich, dass im Sinne der Erfindung statt Luft auch ein anderes Gas oder Gasgemisch eingesetzt werden kann.
Vorzugsweise wird das mindestens eine Schmiermittel zunächst mit dem Wasser in einer Zuflussleitung zu einem Gemisch vermischt und anschließend das Gemisch in dem Innenraum der 3-Stoff- oder 4-Stoff-Mischdüse mit dem Gas vermischt. Alternativ werden das Wasser, das mindestens eine Schmiermittel und das Gas in dem Innenraum der 3-Stoff- oder 4-Stoff-Mischdüse vermischt.
Bevorzugt wird das Schmiermittel-Gas-Gemisch, das Schmiermittel-Wasser-Gas-Gemisch, das Schmiermittel-Wasser-Gemisch und/oder das Fett-Medien-Gemisch über die gesamte Breite wenigstens einer der Arbeitswalzen und/oder des Walzbandes verteilt.
Ebenso erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Menge des Wassers, des mindestens einen Schmiermittels, des Gases, des Schmiermittel-Gasgemischs, des Schmiermittel-Wasser-Gas-Gemischs, des Schmiermittel-Wasser-Gemischs und/oder das Fett-Medien-Gemisch mittels Regelventilen über der Breite mindestens einer der Arbeitswalzen und/oder des Walzbandes verteilt wird.
In einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Menge und/oder der Druck des mindestens einen Schmiermittels, des Wassers, des Schmiermittel-Wasser-Gemischs, des Schmiermittel-Gas-Gemischs und/oder das Fett-Medien-Gemischs mittels der Regelventile und/oder in Durchflussmessern, Druckreglern und/oder in Mischblocks über der Breite wenigstens einer der Arbeitswalzen und/oder des Walzbandes geregelt wird.
Ebenso lässt sich vorsehen, dass das mindestens eine Schmiermittel, Wasser und Gas in einer 3-Stoff-Düse gemischt werden, wobei die Menge des Schmiermittels abschnittweise über der Breite wenigstens einer der Arbeitswalzen und/oder des Walzbandes geregelt wird und dass Druck und/oder Volumen des Gases und des Wassers geregelt werden.
Alternativ wird der Mischvorgang so realisiert, dass das mindestens eine Schmiermittel und das Gas in einem Mischblock gemischt werden und dass anschließend Wasser in 2-Stoff-Mischdüsen hinzugefügt wird. In diesem Fall lässt sich das Wasser jeweils außerhalb eines inneren Düsenrohrs der 2-Stoff-Mischdüsen zumischen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das mindestens eine Schmiermittel mit dem Gas, insbesondere in einem Mischblock, gemischt und mittels Düsen auf mindestens eine der Walzen und/oder das Walzband aufgesprüht, während seitlich der Düsen Wasser aufgesprüht wird.
Vorzugsweise wird mittels einer Planheitsregelung die Zuführung des mindestens einen Schmiermittels zonenweise über der Breite geregelt.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Schmieren mindestens einer Walze und/oder eines zwischen den Walzen gewalzten Walzbandes in einem Walzgerüst.
Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens einen Mischblock und/oder Mehrstoffmischvorrichtungen, insbesondere Zerstäuberdüsen, zum Mischen von Wasser, Gas, mindestens eines Schmiermittels, insbesondere eines Öls, zu einem Schmiermittel-Gas-Gemisch, einem Schmiermittel-Wasser-Gas-Gemisch, einem Schmiermittel-Wasser-Gemisch aufweist.
Mit Vorteil umfasst die Vorrichtung Regeleinrichtungen, insbesondere Regelventile, zur Bestimmung der Menge des auf die mindestens eine Walze und/oder das Walzband mittels Sprühvorrichtungen aufzusprühenden Gemischs.
In vorteilhafter Weise sind die Regeleinrichtungen zonenweise über die Breite der mindestens einen Walze oder des Walzbandes angeordnet. Hierbei lassen sich auch Durchflussmesser und Druckregler vorsehen.
Die Mehrstoffmischvorrichtungen werden entweder als Innen- oder als Außenmischer ausgebildet. Vorzugsweise umfassen sie ein Turbulenzblech oder eine Venturidüse.
Mit Vorteil lässt sich vorsehen, dass Wassersprühbalken oberhalb und/oder unterhalb von Sprühvorrichtungen zum Versprühen eines schmiermittelhaltigen Gemischs auf die mindestens eine Walze und/oder das Walzblech vorgesehen sind.
Diese hat eine Brandschutzwirkung im Falle des Warmwalzens. Entzündbares Öl oder Schmiermittel wird durch einen Wassersprühvorhang abgeschirmt und kann sich dadurch nicht erhitzen und einen Brand verursachen.
Zusätzlich lässt sich die Vorrichtung in vorteilhafter Weise mit einer Regeleinrichtung zur Regelung der Planheit des Walzbandes unter Auswertung von Signalen einer Planheitsmesseinrichtung, insbesondere einer Planheitsmessrolle, ausstatten.
Vorzugsweise umfasst die Planheitsmesseinrichtung eine Messrolle, die der Planheit des Walzbandes entsprechende Signale erzeugt und an die Sprühvorrichtungen zur Einstellung der Mengen oder Konzentrationen des mindestens einen Schmiermittels weiterleitet. Durch den Einsatz der Planheitsmesseinrichtung lässt sich die Planheit des Walzbandes durch Auswertung der Signale der Planheitsmessrolle auch in höherer Ordnung berücksichtigen, und es können Maßnahmen zur Korrektur ergriffen werden, beispielsweise durch Änderung der Schmiermittelmengen oder -konzentrationen.
Vorzugsweise lassen die Sprühvorrichtungen in zwei Reihen im wesentlichen parallel zur Achse der Walze anordnen, insbesondere versetzt zueinander, um auch beim Ausfall einzelner Sprühdüsen noch eine ausreichende Schmierung der Walzenoberfläche oder des Walzbandes zu gewährleisten.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Walzgerüst, bei dem eine oben beschriebene Vorrichtung zum Schmieren einer Walze und/oder des Walzbandes zum Einsatz kommt.
Nachstehend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Walzvorrichtung mit einem Öl-Wasser-Luft-Schmiersystem mit einem über der Breite variabler Schmiermittelversorgung, bei dem das Schmiermittel auf die obere Arbeitswalze gesprüht wird,
2 eine Walzvorrichtung mit einem Öl-Wasser-Luft-Schmiersystem, bei dem das Schmiermittel in gleicher Menge über die Breite auf die obere Arbeitswalze aufgesprüht wird,
3 eine Walzvorrichtung mit einem Öl-Wasser-Luft-Schmiersystem mit einem über der Breite variabler Schmiermittelversorgung, bei dem das Schmiermittel auf die Unterseite des Walzbandes gesprüht wird,
4 eine Walzvorrichtung mit einem Öl-Wasser-Luft-Schmiersystem mit einer Mehrzahl von 3-Stoff-Mischdüsen mit Gas-Flüssigkeit-Zerstäubern, bei dem das Schmiermittel auf die obere Arbeitswalze gesprüht wird,
5 eine Ausführungsform einer 3- oder 4-Stoff-Mischdüse zum Vermischen von Wasser, Schmiermittel und Gas, wie sie beispielsweise in der Walzvorrichtung gemäß 3 eingesetzt sind,
6 eine zweireihige Anordnung von Mischdüsen zum Aufbringen von Schmiermittel auf eine Walze oder ein Walzband,
7 eine Walzvorrichtung mit einem Öl-Wasser-Luft-Schmiersystem mit einer Mehrzahl von 3-Stoff-Mischdüsen mit Gas-Flüssigkeit-Zerstäubern und mit den 3-Stoff-Mischdüsen jeweils zugeordneten Regelventilen zum Regeln der Schmiermittelmenge, wobei dem das Schmiermittel auf die obere Arbeitswalze gesprüht wird,
8 eine Walzvorrichtung mit einem Öl-Wasser-Luft-Schmiersystem, wobei Schmiermittel und Gas in einem Mischblock gemischt werden und Wasser in einer Mehrzahl von 2-Stoff-Mischdüsen zugesetzt wird und das Schmiermittel auf die obere Arbeitswalze gesprüht wird,
9 den Mischblock gemäß 8 in Verbindung mit einer 2-Stoff-Mischdüse im Längsschnitt, wobei sich die Medien außerhalb der Mischdüse vermischen,
10 eine 3-Stoff-Mischdüse zur Vermischung von Wasser, Schmiermittel und Gas mit einer Mischung der flüssigen Medien vor dem Eintritt in den Medienraum im Längsschnitt,
11 eine weitere 3-Stoffdüse zur Vermischung von Wasser, Schmiermittel und Gas mit einer Mischung der flüssigen Medien vor dem Eintritt in den Medienraum im Längsschnitt, wobei sich sämtliche Medien in dem Medienraum vermischen,
12 eine Walzvorrichtung mit einem Öl-Gas-Schmiersystem, wobei Schmiermittel und Gas in einem Mischblock gemischt werden, das Schmiermittel auf beide Arbeitswalzen gesprüht wird und gleichzeitig Wassersprühbalken als Brandschutzvorrichtungen vorgesehen sind, und
13 die Walzvorrichtung gemäß 7, wobei zusätzlich eine Planheitsmessrolle und eine Planheitsregeleinrichtung vorhanden sind.
Eine Walzvorrichtung 1 (1) umfasst zwei Arbeitswalzen 2, 3, die zwischen zwei Stützwalzen 4, 5 abgestützt werden und ein Walzband 6 (3) walzen. Dabei werden ein Schmiermittel, insbesondere ein erstes und ein zweites Öl, oder weitere Öle sowie Wasser zunächst über getrennte Zuleitungen 7, 8 und 9 zugeführt. Zuerst werden die beiden Öle zusammengemischt. Alternativ wird auch nur das eine oder andere Öl eingesetzt. Die gewünschten Mengen an Wasser und an den beiden Ölen werden mittels Dosierpumpen 10, 11 eingestellt und zu einem Mischer 12 gepumpt. Hinter dem Mischer 12 entsteht dadurch eine Dispersion oder Emulsion aus den zusammengeführten Flüssigkeiten. Der Abstand zwischen dem Mischer 12 und in Strömungsrichtung nachgeordneten Regelventilen 13 ist vorzugsweise sehr gering, oder stellen eine Einheit dar, um eine Entmischung zu vermeiden. Die Regelventile 13 sind über die gesamte Breite der oberen Arbeitswalze 2 verteilt. Wenn sich längere Rohrleitungen nicht vermeiden lassen, sind in bestimmten Abständen Turbulenzbleche (Mixer) in der Leitung vorgesehen. Der Rohrleitungsquerschnitt wird vorzugsweise so klein wie möglich gewählt, um eine möglichst hohe Strömungsgeschwindigkeit und somit eine kurze Transportzeit zu realisieren. Um eine Schmiermittelbeaufschlagung über der Breite der Arbeitswalze 2 und auch abhängig von der Breite des verarbeitenden Walzbandes 6 einstellen zu können, geben die Regelventile 13 entsprechend der Breite des Walzbandes 6 Schmiermittel an in Strömungsrichtung nachgeordnete und als 2-Stoff-Mischdüsen ausgebildete Zerstäuberdüsen 14 ab. In den Zerstäuberdüsen 14 wird dem Schmiermittel-Wasser-Gemisch Luft zugesetzt, die über eine Leitung 15 mit einem Druckregler 16 zur Einstellung des Luftdrucks zugeführt wird. Die Einstellung der Schmiermittel- oder Ölmengen sowie der Wassermengen erfolgt entweder über ein Rechenmodell und/oder über eine Regeleinrichtung, die die unterschiedlichen Schmiereigenschaften in Abhängigkeit des zu walzenden Bandmaterials, der Geschwindigkeit, der Abnahme, der Temperaturen und weiterer Parameter berücksichtigt. Die Ansteuerungen der Regelventile 13 und die von den Dosierpumpen 10 gepumpten Mengen werden aufeinander abgestimmt. Die Regeleinrichtung legt die Schmiermittelkonzentrationen oder die Sorten der Schmiermittel fest und führt außerdem eine Profil- und Planheitsregelung des Walzbandes 6 durch. Unebenheiten des Walzbandes 6 werden dann durch eine angepasste Zuführung der Schmiermittelmengen oder durch Änderung anderer Parameter ausgeglichen. Bei Bedarf kann durch Veränderung der Ölmenge, der Ölsorte, der Ölkonzentration im Wasser oder/und des Ölmischungsverhältnisses das Walzkraftniveau beeinflusst werden.
In einer vereinfachten Ausgestaltung der Walzvorrichtung 1 (2) sind keine Regelventile 13 vorhanden. In diesem Fall wird der Durchfluss der Zerstäuberdüsen 14 manuell eingestellt bzw. ergibt sich aus der Einstellung der Dosierpumpe. In einer weiteren Ausführung (3) wird das Schmiermittel-Wasser-Luft-Gemisch unmittelbar auf die Unterseite des Walzbandes 6 aufgetragen. Auch in diesem Fall sind die Regelventile 13 vorgesehen.
In einer weiteren Ausführungsform (4) werden Wasser, das Schmiermittel, beispielsweise Öl, und Luft zunächst über getrennte Leitungen 7, 9, 15 zugeführt und dann über als 3-Stoff-Düsen ausgeführte Zerstäuberdüsen 14 bzw. 17 auf die obere Arbeitswalze 2 aufgebracht, wobei das Mischen und Verdüsen der Fluide eine Einheit in den Zerstäuberdüsen 17 bilden. Auch in diesem Fall lassen sich jedoch Regeleinrichtungen vorsehen, die individuell die Zuführung des jeweiligen Fluids zu den einzelnen Zerstäuberdüsen 17 oder zu einer Gruppe von Zerstäuberdüsen regeln. Vorzugsweise sind alle einzelnen Regeleinrichtungen in ein Regelsystem integriert, das das Volumen und das Mischungsverhältnis der Fluide ermittelt, die von den Zerstäuberdüsen 17 auf die Arbeitswalze 2 oder das Walzblech 6 ausgebracht werden. Es versteht sich, dass in allen Ausführungen (1 bis 4) analoge Ausgestaltungen zur Zuführung eines Schmiermittel-Wasser-Luft-Gemischs auf die untere Arbeitswalze 3 bzw. auf die Oberseite des Walzbandes 6 vorgesehen sind oder vorgesehen werden können.
Eine Zerstäuberdüse 17 (5) ist als Innenmischer-Druckmischdüse mit einem Innenraum 18 ausgeführt, in den einerseits über eine Zuleitung 19 Wasser und zwei Schmiermittel zugeführt und bei Bedarf mittels z. B. Turbulenzbleche 36 oder Rohrverengung 37 vermischt werden. Der Mischvorgang der Flüssigkeiten findet bereits kurz vor der Zerstäubung statt. Mischer und Düse stellen hier eine Einheit dar. Über zwei Leitungen 20, 21 werden zunächst die Schmiermittel in die Zuleitung 19 unmittelbar vor deren Austritt in den Innenraum 18 eingebracht. Ein Gas, insbesondere Luft, tritt über eine andere Zuleitung 22 in den Innenraum 18 ein und wird dort mit dem Gemisch aus Wasser und den beiden Schmiermitteln verwirbelt. Anschließend verlässt das Gemisch kegelförmig eine Düsenmündung 23 und trifft auf die Oberfläche einer Walze oder des Walzbandes 6 auf. Da das Schmiermittel (beispielsweise Öl) oder eine Mehrzahl von Schmiermitteln die wichtigste Komponente darstellt, ist es im Sinne der Erfindung auch möglich, nur die Ölmenge individuell je Zerstäuberdüse 17 zu regeln und die anderen Komponenten gruppenweise, also beispielsweise über einen größeren Abschnitt der Breite einer Walze und/oder des Walzbandes 6, zu regeln. Die Aufbringung des Schmiermittels oder der Schmiermittel kann auch ohne den Einsatz von Wasser ausschließlich unter Verwendung von Druckluft erfolgen. In diesem Fall wird eine 2-Stoff-Düse eingesetzt.
Besonders beim Kaltwalzen ist es wichtig, dass der Schmierfilm vollständig über der gesamten Bandbreite des Walzbandes 6 wirkt. Bricht der Ölfilm zusammen, so entstehen unerwünschte Kratzer auf der Oberfläche. Um eine Redundanz der Schmierwirkung zu gewährleisten, sind vorzugsweise zwei oder mehr Reihen 24, 25 (6) von Zerstäuberdüsen 17 gegenüber einer Walze, beispielsweise der Arbeitswalze 2, oder gegenüber dem Walzband vorzusehen, in denen die Zerstäuberdüsen 17 vorzugsweise versetzt zueinander angeordnet sind. Alternativ kann auch ein 1reihiger Düsenbalken eingesetzt werden, deren Düsen einen großen Spritzwinkel aufweisen, so dass eine doppelte Überdeckung entsteht. Das heißt, wenn eine Düse ausfällt überdecken die Nachbardüsen diesen Bereich.
Ähnlich den in 1 und 3 dargestellten Ausführungsformen sind in weiteren Ausgestaltungen der Erfindung Regeleinrichtungen 26 (7) vorhanden, mit denen der Zufluss des Schmiermittels individuell je Zerstäuberdüse 14 über der gesamten Bandbreite geregelt wird. Durch Verändern der Wasser- und Luftmenge kann die Gesamtwirkung der Schmierung zusätzlich beeinflusst werden. Beim Warmwalzen wird wenigstens eine der Arbeitswalzen 2, 3 mit Schmiermittel beaufschlagt; beim Kaltwalzen wird bevorzugt das Walzband 6 mit dem Schmiermittel versorgt.
Gemäß einer anderen Variante (8) werden Schmiermittel und Luft in einem Mischblock 27 zusammengebracht. Die Luft transportiert das Schmiermittel zu den Zerstäuberdüsen 14. Jede der Düsen 14 wird einzeln gespeist. Das Wasser wird gesondert in die Düsen 14 eingebracht.
In dem Mischblock 27 (9) werden aus den Leitungen 7 und 15 zunächst das Schmiermittel und Luft zusammengeführt. Dann wird das Gemisch über eine Leitung 28 einer 2-Stoff-Düse 29 mit dem aus der Leitung 8 zugeführten Wasser vereinigt. Die 2-Stoff-Düse 29 ist als Außenmischer ausgebildet. Dies bedeutet, dass das Schmiermittel-Luft-Gemisch und das Wasser erst an einem Düsenaustritt 30 zusammentreffen. Die Vermischung wird durch das Ineinandersprühen zweier von den Fluiden gebildeter Hohlkegel ermöglicht. Der Vorteil dieser 2-Stoff-Düse 29 besteht darin, dass eine Verseifung ausgeschlossen wird, da Schmiermittel und Wasser erst an dem Düsenaustritt 30 miteinander in Berührung kommen. Die Zuführung des Wassers lässt sich ausschalten, um eine reine Schmiermittel-Luft-Schmierung zu schaffen.
In einer 2-Stoff-Düse 31 (10), die als Innenmischer mit einem Innenraum 32 ausgebildet ist, werden Wasser und Öl zunächst gemeinsam in den Innenraum 32 über eine Zuleitung 33 eingebracht und gesondert die Luft. In der Öl-Wasser-Zuleitung 33 sind Turbulenzbleche 34 oder eine Venturidüse angebracht, um eine Durchmischung der Medien zu gewährleisten.
Eine 3-Stoff-Düse 35 (11) weist ebenfalls einen Innenraum 32 auf, in den gesondert die Medien Öl, Wasser und Luft über Leitungen 7, 8 und 15 zugeführt werden. Die flüssigen Medien werden somit erst im Innenraum 23 vermischt, durch die Luft zerstäubt und verdüst.
Wenn man ein Öl-Luft-Gemisch einsetzen möchte, ohne diesem zusätzliches Wasser zusetzen zu müssen, so wird beim Warmwalzen für einen Brandschutz gesorgt, indem bei Bedarf ein das Öl-Luft-Gemisch nach außen abschirmender Wasservorhang mittels Wassersprühbalken 38, 39 (12) erzeugt wird. Zusätzlich sind abschirmende Wände 40, 41 um den Öl-Luft-Nebel herum vorgesehen, der von den Zerstäuberdüsen 14 erzeugt wird. Der Öl-Luft-Nebel kann nach außen abgesaugt werden. Die abschirmenden Wände 40, 41 als auch die Düsenbal ken 14 werden schwenkbar ausgeführt, um die Abschirmung zu verbessern und die Düsen dicht vor der Walze platzieren zu können. Eine vergleichbare Absaugung ist auch bei der Schmiermittelauftragung auf dem Walzband (beim Kaltwalzen) vorgesehen.
Zur Beeinflussung der oberflächlichen Struktur (Planheit, gleichmäßiger Spannungszustand) des Walzbandes 6 ist in einer anderen Ausführungsform der Erfindung eine Planheitsmessrolle 42 (13) oder eine andere berührungslose (optische) Planheitsmessung zur Ermittlung von Unebenheiten des Walzbandes 6 vorgesehen, die Signale über eine Signalleitung 43 an eine (hier nicht dargestellte) Auswertungseinrichtung übermittelt. In dieser werden Signale für die Regelung oder Steuerung der Zerstäuberdüsen 14 bzw. Regelventile 13 zur Abgabe angepasster Schmiermittelmengen an die Arbeitswalze 2 über die Bandbreite erzeugt. Durch die Menge des je Zone abgegebenen Schmiermittels oder der Schmiermittelkonzentration lässt sich die Bandplanheit parabolischer Art oder höhere Ordnung beeinflussen. Es versteht sich, dass eine entsprechende Regelung in Bezug auf die untere Arbeitswalze 3 ebenfalls angebracht werden kann. Ebenso können die Zerstäuberdüsen 14 das Schmiermittel auch unmittelbar auf das Walzband 6 sprühen, um die Bandplanheit und Bandspannungsverteilung über der Bandbreite zu beeinflussen.

1: Walzvorrichtung
2: Arbeitswalze
3: Arbeitswalze
4: Stützwalze
5: Stützwalze
6: Walzband
7: Zuleitung
8: Zuleitung
9: Zuleitung
10: Dosierpumpe
11: Dosierpumpe
12: Mischer
13: Regelventile
14: Zerstäuberdüsen (Mehr-Stoff-Düsen)
15: Leitung
16: Druckregler
17: Zerstäuberdüsen (Mehr-Stoff-Düsen)
18: Innenraum
19: Zuleitung
20: Leitung
21: Leitung
22: Zuleitung
23: Düsenmündung
24: Reihe
25: Reihe
26: Regeleinrichtungen
27: Mischblock
28: Leitung
29: Mehr-Stoff-Düse
30: Düsenaustritt
31: Mehr-Stoff-Düse
32: Innenraum
33: Zuleitung
34: Turbulenzblech
35: Mehr-Stoff-Düse
36: Turbulenzblech
37: Rohrverengung
38: Sprühbalken
39: Sprühbalken
40: Wand
41: Wand
42: Planheitsmessrolle
43: Signalleitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 03002277 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Schmieren von Walzen, insbesondere von Arbeitswalzen (2, 3) eines Walzgerüsts und eines zwischen diesen gewalzten und hindurchgeförderten Walzbandes (6), bei dem ein Schmiermittel-Gas-Gemisch, ein Schmiermittel-Wasser-Gas-Gemisch, ein Schmiermittel-Wasser-Gemisch und/oder ein Fett-Medien-Gemisch gerüsteinlaufseitig auf die Walzen (2, 3) oder das Walzband (6) aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch mittels wenigstens einer Mischvorrichtung (14, 17, 27, 29, 31, 35) im Bereich vor dem Walzgerüst aufbereitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser und mindestens ein Schmiermittel über getrennte Zuführungsleitungen (7, 8, 9) zu einem Mischer (12) gefördert werden und in diesem zu einer Wasser-Schmiermittel-Dispersion oder -Emulsion gemischt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasser-Schmiermittel-Dispersion oder -Emulsion mittels eines Gases, insbesondere mittels Luft, in Zerstäuberdüsen (14, 17) zerstäubt und auf die wenigstens eine Arbeitswalze (2, 3) und/oder das Walzband (6) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser, das mindestens eine Schmiermittel und ein Gas, insbesondere Luft, in Mehrstoff-Misch- oder Zerstäuberdüsen (14, 17, 27, 31) gemischt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Mischer für die verschiedenen Flüssigkeiten und die Düse (17, 31) praktisch eine Einheit bilden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schmiermittel zunächst mit dem Wasser in einer Zuflussleitung zu einem Gemisch vermischt wird und dass das Gemisch anschließend in dem Innenraum der Mehr-Mischdüse (35) mit dem Gas vermischt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser, das mindestens eine Schmiermittel und das Gas in dem Innenraum (32) der 3-Stoff- oder 4-Stoff-Mischdüse vermischt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel-Gas-Gemisch, das Schmiermittel-Wasser-Gas-Gemisch, das Schmiermittel-Wasser-Gemisch und/oder das Fett-Medien- Gemisch über die gesamte Breite wenigstens einer der Arbeitswalzen (2, 3) und/oder des Walzbandes (6) verteilt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Wassers, des mindestens einen Schmiermittels, des Gases, des Schmiermittel-Gasgemischs, des Schmiermittel-Wasser-Gas-Gemischs, des Schmiermittel-Wasser-Gemischs und/oder das Fett-Medien-Gemisch mittels Regelventilen (13) über der Breite mindestens einer der Arbeitswalzen (2, 3) und/oder des Walzbandes (6) verteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge und/oder der Druck des mindestens einen Schmiermittels, des Wassers, des Schmiermittel-Wasser-Gemischs, des Schmiermittel-Gas-Gemischs und/oder das Fett-Medien-Gemischs mittels der Regelventile (13) und/oder in Durchflussmessern, Druckreglern (16) und/oder in Mischblocks (27) über der Breite wenigstens einer der Arbeitswalzen (2, 3) und/oder des Walzbandes (6) geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schmiermittel, Wasser und Gas in einer 3-Stoff-Düse (35) gemischt werden, wobei die Menge des Schmiermittels abschnittweise über der Breite wenigstens einer der Arbeitswalzen (2, 3) und/oder des Walzbandes (6) geregelt wird und dass Druck und/oder Volumen des Gases und des Wassers geregelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schmiermittel und das Gas in einem Mischblock 27) gemischt werden und dass anschließend Wasser in 2-Stoff-Mischdüsen (29) hinzugefügt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser jeweils außerhalb eines inneren Düsenrohrs der 2-Stoff-Mischdüsen (29) zugemischt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schmiermittel mit dem Gas, insbesondere in einem Mischblock (27), gemischt und mittels Düsen (14, 17) auf mindestens eine der Walzen (2, 3) und/oder das Walzband (6) aufgesprüht wird, während seitlich der Düsen Wasser aufgesprüht wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas als Transportmittel für das Schmiermittel vom Mischblock (27) durch die Leitung (28) zur Düse (29) dient, und erst dort innerhalb oder außerhalb der Düse (29, 14) gemischt und zerstäubt und mittels Düsen 14, 17, 29 auf mindest eine der Walzen (2, 3) und/oder das Walzband (6) aufgesprüht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Planheitsregelung (42, 43) die Zuführung des mindestens einen Schmiermittels zonenweise über der Breite geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass durch Veränderung der Schmierstoffmenge, Schmierstoffsorte, Schmierstoffkonzentration im Wasser oder/und Schmierstoffsorten-Mischungsverhältnis das Walzkraftniveau in kurzer Zeit verändert wird oder man sich flexibel an geänderte Walzbedingungen (Geschwindigkeit, Abnahme etc.) anpassen kann.
Vorrichtung zum Schmieren mindestens einer Walze (2, 3) und/oder eines zwischen den Walzen (2, 3) gewalzten Walzbandes (6) in einem Walzgerüst, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens einen Mischblock (27) und/oder Mehrstoffmischvorrichtungen, insbesondere Zerstäuberdüsen (14, 17, 29, 31, 35), zum Mischen von Wasser, Gas, mindestens eines Schmiermittels, insbesondere eines Öls, zu einem Schmiermittel-Gas-Gemisch, einem Schmiermittel-Wasser-Gas-Gemisch, einem Schmiermittel-Wasser-Gemisch aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Regeleinrichtungen, insbesondere Regelventile, zur Bestimmung der Menge des auf die mindestens eine Walze (2, 3) und/oder das Walzband (6) mittels Sprühvorrichtungen (14, 17) aufzusprühenden Gemischs umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtungen zonenweise über die Breite der mindestens einen Walze (2, 3) oder des Walzbandes (6) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie Durchflussmesser und Druckregler (16) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrstoffmischvorrichtungen (29, 31, 35) als Innen- oder als Außenmischer ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrstoffmischvorrichtungen ein Turbulenzblech (34, 36,) oder eine Venturidüse bzw. Rohrverengung (37) umfassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass Wassersprühbalken (38, 39) oberhalb und/oder unterhalb von Sprühvorrichtungen zum Versprühen eines schmiermittelhaltigen Gemischs auf die mindestens eine Walze und/oder das Walzblech vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass Wände zur seitlichen Abschirmung eines von den Sprüheinrichtungen (14) erzeugten Schmiermittel-Luft-Nebels vorhanden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Absaugung für den Medien-Nebel vorhanden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung an die Walzen (2, 3) oder das Band (6) herangeschwenkbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Regeleinrichtung zur Regelung der Planheit des Walzbandes (6) unter Auswertung von Signalen einer Planheitsmesseinrichtung, umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Planheitsmesseinrichtung eine Messrolle (42) oder berührungslose Messeinrichtung umfasst, die der Planheit des Walzbandes entsprechende Signale erzeugt und an die Sprühvorrichtungen (14) zur Einstellung der Mengen oder Konzentrationen des mindestens einen Schmiermittels weiterleitet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühvorrichtungen (14, 17) in zwei Reihen (24, 25), insbesondere versetzt zueinander, im wesentlichen parallel zur Achse einer Arbeitswalze (2, 3) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühvorrichtungen (14, 17) einreihig ausgeführt sind und deren Düsen einen großen Spritzwinkel aufweisen, so dass eine doppelte Überdeckung der Nachbarstrahlen gegeben ist.
Walzgerüst mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenbalken schwenkbar ausgeführt sind, so dass der Abstand zwischen Düsenaustritt und Walze oder Band minimal oder optimal eingestellt werden kann.