DE102009039501A1 - Verfahren zur Einstellung der Walzen eines Walzgerüsts und Walzgerüst - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung der Walzen (1, 2, 3, 4) eines Walzgerüsts (5), wobei das Walzgerüst (5) mindestens zwei zusammenwirkende Arbeitswalzen (1, 2) aufweist, wobei eine der Arbeitswalzen (1) im Walzgerüst (5) zur Einstellung eines Walzspalts verschieblich angeordnet ist und wobei die andere Arbeitswalze (2) im Walzgerüst (5) in einer Arbeitsposition drehbar, aber zur Definition einer Passlinie (P) in Richtung normal zur Oberfläche des Walzguts unverschieblich festgelegt ist. Um die Walzgenauigkeit zu erhöhen, sieht die Erfindung die Verfahrensschritte vor: a) Ermittlung der Lage (S) der fest im Walzgerüst (5) angeordneten Arbeitswalze (2); b) Vergleichen des ermittelten Wertes (S) der Lage mit einem Sollwert (S); c) Verstellen der fest im Walzgerüst (5) angeordneten Arbeitswalze (2) in Abhängigkeit des gemäß Schritt b) ermittelten Vergleichswerts mit mindestens einem Stellelement (6), so dass die Lage (S) der fest im Walzgerüst (5) angeordneten Arbeitswalze (2) den Sollwert (S) zumindest weitgehend erreicht. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Walzgerüst mit mindestens zwei zusammenwirkenden Arbeitswalzen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung der Walzen eines Walzgerüsts, wobei das Walzgerüst mindestens zwei zusammenwirkende Arbeitswalzen aufweist, wobei eine der Arbeitswalzen im Walzgerüst zur Einstellung eines Walzspalts verschieblich angeordnet ist und wobei die andere Arbeitswalze im Walzgerüst in einer Arbeitsposition drehbar, aber zur Definition einer Passlinie in Richtung normal zur Oberfläche des Walzguts unverschieblich festgelegt ist. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Walzgerüst mit mindestens zwei zusammenwirkenden Arbeitswalzen. Bei dem erfindungsgemäßen Walzgerüst kann es sich insbesondere um ein 6-High-, ein 20 Rollen- oder ein Z-High-Walzgerüst handeln.
  • Es ist allgemein bekannt, die für das Walzen eines Walzguts sich in einem Gerüst befindlichen Arbeitswalzen – sowie die zumeist weiterhin verwendeten Stützwalzen – so anzuordnen, dass die „unteren” Walzen im Walzgerüst in einer definierten Lage in ihren Einbaustücken im Walzgerüst festgelegt werden, so dass eine Passlinie für das Walzgut definiert ist. Die „oberen” Walzen werden indes in Vertikalrichtung einstellbar gehalten, so dass die Größe des Walzspalts zwischen den beiden Arbeitswalzen eingestellt werden kann. Während für die „oberen” Walzen folglich entsprechende Stellmittel bekannt sind, um sie in der gewünschten bzw. benötigten Vertikalposition im Walzgerüst positionieren zu können, trifft dies für die „unteren” Walzen nicht zu, da diese nicht in Vertikalrichtung verstellbar sein müssen und sollen.
  • Für die Lage der Walzen im Walzgerüst wird stets hoher Aufwand betrieben, um diese so parallel wie möglich zueinander zu halten, was nicht nur für die Herstellung eines Walzguts mit hinreichender Qualität erforderlich ist, sondern auch für einen optimalen Betrieb von sich an das Walzgerüst anschließenden Nachfolgeeinrichtungen (z. B. Umlenkrollen oder Haspelanlagen). Schiefstellungen von Walzen erzeugen im Walzprozess eine verzerrte Bandzugverteilung sowie störende Axialkräfte in den Walzenlagerungen, woraus sich Qualitätsminderungen und ein höherer Verschleiß ergeben.
  • Bei der Konstruktion des Walzgerüsts werden entsprechende Anstrengungen unternommen, um die Parallelität der Walzen zu gewährleisten. Problematisch ist dabei, dass bei der Größe der benötigten Bauteile (bis zu 20 m Höhe, bis zu 300 t Gewicht) die Grenzen für die erreichbaren Genauigkeiten und Toleranzen unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten schnell erreicht sind. Bei der Montage von Gleitplatten, Druckstücken und anderen notwendigen Bauteilen addieren sich die Toleranzen zu einem größt- und kleinstmöglichen Wert.
  • Üblicherweise wird daher die obere Stützwalze samt Arbeitswalze zur Dickenregelung (Einstellung des Walzspalts) vertikal zu verfahren. Indes verbleibt die untere Stützwalze samt Arbeitswalze in der einmal vor Walzbeginn eingestellten Position. Die untere Arbeitswalze liegt also fest auf und ist zwecks genauer Positionierung mit Beilagplatten oder mit einer beweglichen Hilfsanstellung (Keil- oder Spindelanstellung) unterlegt. Hierbei können allerdings durch Toleranz-Addition Schieflagen der Walzen von bis zu 0,5 mm/m entstehen. Solche Schieflagen beeinflussen den Walzprozess bezüglich anderer Regelkreise wie die Planheitsregelung, da diese von Messwerten der Zugverteilung über den Bandquerschnitt abhängen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem es möglich ist, in präziser Weise die Parallelität der Walzen sicherzustellen, wobei die Fertigungstoleranzen sowie die Schieflagen durch unterschiedlichen Verschleiß, der die horizontale Lage der Walzen mit bestimmt, ausgeglichen werden können, wodurch der Walzprozess leichter beherrscht werden können soll.
  • Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte aufweist:
    • a) Ermittlung der Lage der fest im Walzgerüst angeordneten Arbeitswalze;
    • b) Vergleichen des ermittelten Wertes der Lage mit einem Sollwert;
    • c) Verstellen der fest im Walzgerüst angeordneten Arbeitswalze in Abhängigkeit des gemäß Schritt b) ermittelten Vergleichswerts mit mindestens einem Stellelement, so dass die Lage der fest im Walzgerüst angeordneten Arbeitswalze den Sollwert zumindest weitgehend erreicht.
  • Das Verfahren wird dabei bevorzugt vor dem Walzen des Walzguts durchgeführt. Es empfiehlt sich auch nach einem Walzenwechsel.
  • Die Lageermittlung nach obigem Schritt a) erfolgt bevorzugt entweder am Walzenballen oder an einer Referenzstelle des Walzen-Einbaustücks der fest im Walzgerüst angeordneten Arbeitswalze.
  • Die Lageermittlung nach obigem Schritt a) erfolgt bevorzugt in beiden axialen Endbereichen der fest im Walzgerüst angeordneten Arbeitswalze.
  • Die Arbeitswalzen sind bevorzugt jeweils von mindestens einer Stützwalze gestützt, wobei die Verstellung nach obigem Schritt c) an der Stützwalze der fest im Walzgerüst angeordneten Arbeitswalze erfolgt. Die Verstellung erfolgt bevorzugt am Walzen-Einbaustück der Stützwalze.
  • Das Verstellen nach obigem Schritt c) erfolgt weiterhin bevorzugt durch Verwendung einer Zug- oder Druckspindel mit kombiniertem Recht-Links-Gewinde. Möglich ist aber auch die Verwendung von Beilag- oder Unterlegescheiben.
  • Das Walzgerüst mit mindestens zwei zusammenwirkenden Arbeitswalzen, wobei eine der Arbeitswalzen im Walzgerüst zur Einstellung eines Walzspalts verschieblich angeordnet ist und wobei die andere Arbeitswalze im Walzgerüst in einer Arbeitsposition drehbar, aber zur Definition einer Passlinie in Richtung normal zur Oberfläche des Walzguts unverschieblich festgelegt ist, zeichnet sich dadurch aus, dass Messmittel vorhanden sind zur Ermittlung der Lage der fest im Walzgerüst angeordneten Arbeitswalze, dass Vergleichsmittel vorhanden sind zum Vergleichen des ermittelten Wertes der Lage mit einem Sollwert und dass mindestens ein Stellelement vorhanden ist zum Verstellen der fest im Walzgerüst angeordneten Arbeitswalze in Abhängigkeit des von den Vergleichsmitteln ermittelten Differenzwerts zwischen dem ermittelten Wert und dem Sollwert.
  • Die Messmittel können zur Messung der Lage der Walzenballen der Arbeitswalze positioniert sein. Das Walzen-Einbaustück kann eine Referenzstelle für die Messung durch das Messmittel aufweisen.
  • Die Messmittel können permanent im Walzgerüst angeordnet sein oder auch im Walzgerüst zur temporären Messung einwechselbar angeordnet sein.
  • Das Verstellelement ist bevorzugt eine Zug- oder Druckspindel mit kombiniertem Recht-Links-Gewinde.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Lage der im Walzgerüst fest positionierten Walze zu ermitteln, diesen Wert mit einem Sollwert zu vergleichen und die Abweichung zwischen Ist- und Soll-Wert durch ein Stellglied auszugleichen, bevor das Walzgut gewalzt wird. Bevorzugt erfolgt die Durchführung des Verfahrens nach einem Walzenwechsel.
  • Die Lage der Walze kann idealerweise am Walzenballen abgegriffen werden, alternativ auch an Messpunkten an den Walzen-Einbaustücken. Zum Abgreifen der Walzenlage können bewegliche oder stationäre Sensoren zum Einsatz kommen.
  • Die Stellglieder können in einfachster Form aus Beilagen bestehen aber auch aus einzeln justierbaren Hilfsanstellungen oder aus paarweise drehbaren Rechts-Links-Gewinden, die in Druck- oder Zugspindeln eingearbeitet sind. Solche Spindeln sind für Walzwerke aus der EP 1 601 475 B1 bekannt. Dabei wird die Antriebs- oder Bedienseite des Walzgerüsts so verfahren oder unterlegt, dass die „feste” Walze exakt den Sollwert erreicht.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
  • 1 die Seitenansicht eines Walzgerüsts mit zwei Arbeits- und zwei Stützwalzen in schematischer Darstellung und
  • 2 einen Teil des Walzgerüsts in Walzrichtung gesehen.
  • In den Figuren ist ein Walzgerüst 5 skizziert, in das insgesamt vier Walzen eingebaut sind, nämlich zwei zusammenwirkende Arbeitswalzen 1 und 2 sowie zwei Stützwalzen 3, 4. Jede Walze 1, 2, 3, 4 ist in einem Einbaustück gelagert und im Walzgerüst 5 befestigt, nämlich die untere Arbeitswalze 2 im Einbaustück 7, die untere Stützwalze 4 im Einbaustück 12, die obere Arbeitswalze 1 im Einbaustück 10 und die obere Stützwalze 3 im Einbaustück 11.
  • Die beiden unteren Walzen 2 und 4 sind dabei „fest” angeordnet, d. h. sie sind in einer solchen Höhe im Walzgerüst 5 festgelegt, dass die oberste Stelle der Arbeitswalze 2 eine Passlinie P für das (nicht dargestellte) Walzgut bildet. Um zwischen den Arbeitswalzen 1, 2 einen Walzspalt einzustellen, verbleibt demzufolge die untere Arbeitswalze 2 in ihrer Höhenposition; indes wird die obere Arbeitswalze 1 samt Stützwalze 3 vertikal im Walzgerüst 5 verschoben.
  • Um vor dem Walzen eines Walzguts die Walzen im Walzgerüst 5 optimal einzustellen, wird wie folgt vorgegangen:
    Zunächst erfolgt die Ermittlung der Lage SIst der fest im Walzgerüst 5 angeordneten Arbeitswalze 2. Hierfür ist ein Messmittel 8 im Walzgerüst 5 angeordnet. Genauer gesagt handelt es sich um zwei Messmittel 8, die im Bereich der beiden axialen Enden (s. 2) vorgesehen sind. Vermessen werden kann beispielsweise und bevorzugt eine Referenzstelle 13 (Referenzpunkt), die am Einbaustück 7 (s. 1) angeordnet ist.
  • Die gemessenen Ist-Werte SIst (bzw. SIst1 und SIst2) der Lage werden dann mit einem gespeicherten Sollwert SSoll verglichen. Hierfür wird ein Vergleichsmittel 9 eingesetzt.
  • In Abhängigkeit der festgestellten Differenz zwischen Ist- und Soll-Wert erfolgt dann ein Verstellen der Arbeitswalze 2 im Walzgerüst 5 in vertikale Richtung. Hierfür werden mindestens ein, vorzugsweise zwei Stellelemente 6 eingesetzt, die zur Höhenverstellung des Einbaustücks 7 der Arbeitswalze zum Einsatz kommen.
  • Schematisch angedeutet sind in 2 Zug- bzw. Druckspindeln 6, die mit einem kombinierten Recht- und Linksgewinde versehen sind, so dass bei einer Drehung der Spindel die beiden axialen Endbereiche der Spindel zusammen oder auseinander gefahren werden. Der Verstellweg ist dabei so gewählt, dass die Lage S der fest im Walzgerüst 5 angeordneten Arbeitswalze 2 den Sollwert SSoll einnimmt.
  • Es versteht sich von selbst, dass der im Vergleichsmittel 9 ermittelte Differenzwert zwischen Ist- und Soll-Lage durch geeignete Steuer- bzw. Regelungsmittel, die nicht in den Figuren dargestellt sind, in eine Verstellbewegung umgesetzt wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Walze (Arbeitswalze)
    2
    Walze (Arbeitswalze)
    3
    Walze (Stützwalze)
    4
    Walze (Stützwalze)
    5
    Walzgerüst
    6
    Stellelement
    7
    Walzen-Einbaustück der Arbeitswalze 2
    8
    Messmittel
    9
    Vergleichsmittel
    10
    Walzen-Einbaustück der Arbeitswalze 1
    11
    Walzen-Einbaustück der Stützwalze 3
    12
    Walzen-Einbaustück der Stützwalze 4
    13
    Referenzstelle
    S
    Lage der Arbeitswalze
    SIst
    Ist-Lage der Arbeitswalze
    SSoll
    Soll-Lage der Arbeitswalze
    W
    Walzrichtung
    P
    Passlinie
  • 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
    • EP 1601475 B1 [0019]

Claims (17)

  1. Verfahren zur Einstellung der Walzen (1, 2, 3, 4) eines Walzgerüsts (5), wobei das Walzgerüst (5) mindestens zwei zusammenwirkende Arbeitswalzen (1, 2) aufweist, wobei eine der Arbeitswalzen (1) im Walzgerüst (5) zur Einstellung eines Walzspalts verschieblich angeordnet ist und wobei die andere Arbeitswalze (2) im Walzgerüst (5) in einer Arbeitsposition drehbar, aber zur Definition einer Passlinie (P) in Richtung normal zur Oberfläche des Walzguts unverschieblich festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte aufweist: a) Ermittlung der Lage (SIst) der fest im Walzgerüst (5) angeordneten Arbeitswalze (2); b) Vergleichen des ermittelten Wertes (SIst) der Lage mit einem Sollwert (SSoll); c) Verstellen der fest im Walzgerüst (5) angeordneten Arbeitswalze (2) in Abhängigkeit des gemäß Schritt b) ermittelten Vergleichswerts mit mindestens einem Stellelement (6), so dass die Lage (S) der fest im Walzgerüst (5) angeordneten Arbeitswalze (2) den Sollwert (SSoll) zumindest weitgehend erreicht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es vor dem Walzen des Walzguts – mit oder ohne Walgut im Gerüst – durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es nach einem Walzenwechsel – mit oder ohne Walgut im Gerüst – durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageermittlung nach Schritt a) gemäß Anspruch 1 am Walzenballen erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageermittlung nach Schritt a) gemäß Anspruch 1 an einer Referenzstelle (13) des Walzen-Einbaustücks (7) der fest im Walzgerüst (5) angeordneten Arbeitswalze (2) erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageermittlung nach Schritt a) gemäß Anspruch 1 in beiden axialen Endbereichen der fest im Walzgerüst (5) angeordneten Arbeitswalze (2) erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswalzen (1, 2) jeweils von mindestens einer Stützwalze (3, 4) gestützt sind, wobei die Verstellung nach Schritt c) gemäß Anspruch 1 an der Stützwalze (4) der fest im Walzgerüst (5) angeordneten Arbeitswalze (2) erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung am Walzen-Einbaustück (7) der Stützwalze (4) erfolgt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellen nach Schritt c) gemäß Anspruch 1 durch Verwendung einer Zug- oder Druckspindel mit kombiniertem Recht-Links-Gewinde erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellen nach Schritt c) gemäß Anspruch 1 durch Verwendung von Beilag- oder Unterlegescheiben erfolgt.
  11. Walzgerüst (5) mit mindestens zwei zusammenwirkenden Arbeitswalzen (1, 2), wobei eine der Arbeitswalzen (1) im Walzgerüst (5) zur Einstellung eines Walzspalts verschieblich angeordnet ist und wobei die andere Arbeitswalze (2) im Walzgerüst (5) in einer Arbeitsposition drehbar, aber zur Definition einer Passlinie (P) in Richtung normal zur Oberfläche des Walzguts unverschieblich festgelegt ist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Messmittel (8) vorhanden sind zur Ermittlung der Lage (SIst) der fest im Walzgerüst (5) angeordneten Arbeitswalze (2), dass Vergleichsmittel (9) vorhanden sind zum Vergleichen des ermittelten Wertes (SIst) der Lage mit einem Sollwert (SSoll) und dass mindestens ein Stellelement (6) vorhanden ist zum Verstellen der fest im Walzgerüst (5) angeordneten Arbeitswalze (2) in Abhängigkeit des von den Vergleichsmitteln (9) ermittelten Differenzwerts zwischen dem ermittelten Wert (SIst) und dem Sollwert (SSoll).
  12. Walzgerüst nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (8) zur Messung der Lage (SIst) der Walzenballen der Arbeitswalze (2) positioniert sind.
  13. Walzgerüst nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzen-Einbaustück (7) eine Referenzstelle (13) für die Messung durch das Messmittel (8) aufweist.
  14. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (8) permanent im Walzgerüst (1) angeordnet sind.
  15. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (8) im Walzgerüst (1) zur temporären Messung einwechselbar angeordnet sind.
  16. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement eine Zug- oder Druckspindel mit kombiniertem Recht-Links-Gewinde ist.
  17. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 11–16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Walzgerüst um ein 6-High-, ein 20 Rollen- oder ein Z-High-Walzgerüst handelt.
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