DE102009040876A1

DE102009040876A1 - Vorrichtung zum Kühlen einer Walze in einem Walzgerüst

Info

Publication number: DE102009040876A1
Application number: DE102009040876A
Authority: DE
Inventors: Frank-Günter BENNER
Original assignee: SMS Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2008-11-18
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2010-05-20
Also published as: US20110275501A1; WO2010057610A1; KR101311760B1; BRPI0921463A2; CN102215990A; JP2012509176A; EP2346624A1; CA2743220C; CA2743220A1; WO2010057610A8; UA101535C2; KR20110059898A; JP5465728B2; RU2469807C1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Kühlen einer Walze (2) in einem Walzgerüst, mit mindestens einem, mit einem Kühlmedium, insbesondere mit Wasser, versorgten Spritzbalken (3), der Spritzdüsen (4) zum Ausspritzen von Kühlmedium auf die Oberfläche der Walze (2) aufweist und der sich in Richtung einer Spritzbalkenachse (5) erstreckt, die parallel zur Walzenachse (6) angeordnet ist. Um in optimaler Weise den Spritzbalken bei verändertem Walzendurchmesser nachführen zu können, sieht die Erfindung vor, dass der Spritzbalken (3) direkt oder indirekt an einem Hebel (7) angeordnet ist, wobei der Hebel (7) um eine zur Walzenachse (6) parallele Schwenkachse (8) verschwenkbar angeordnet ist und wobei die Spritzbalkenachse (5) und die Schwenkachse (8) voneinander beabstandet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen einer Walze in einem Walzgerüst, mit mindestens einem, mit einem Kühlmedium, insbesondere mit Wasser, versorgten Spritzbalken, der Spritzdüsen zum Ausspritzen von Kühlmedium auf die Oberfläche der Walze aufweist und der sich in Richtung einer Spritzbalkenachse erstreckt, die parallel zur Walzenachse angeordnet ist.
Eine Kühlvorrichtung dieser Art ist im Stand der Technik vorbeschrieben. Die EP 0 374 538 A2 offenbart eine Kühlvorrichtung, die zum Aufsprühen von Wasser auf die Walzen eines Walzgerüsts ausgebildet ist, wofür ein Kühlbalken eingesetzt wird. Dort wird bereits das Problem erkannt, dass sich in Abhängigkeit der eingesetzten Walzen die optimale Position des Kühlbalkens verändert, so dass dieser einstellbar ausgebildet ist. Der Kühlbalken ist an einer Trägerkonstruktion angeordnet, mit der er horizontal und vertikal so verfahren werden kann, dass die Walze optimal gekühlt werden kann.
Eine ähnliche Lösung zeigt die EP 0 542 640 A1 . Auch hier ist ein Kühlbalken zum Kühlen einer Walze vorgesehen. Dieser kann zur Einstellung des Kühlbalkens um die Längsachse des Kühlbalkens verdreht werden. Auf diese Weise soll die optimale Anspritzung der Walze erreicht werden.
Weitere Lösungen von Kühlsystemen werden in der EP 1 399 276 B1 , in der EP 1 142 652 B1 , in der DE 34 19 261 A1 , in der DE 94 18 359 U1 , in der DE 195 03 544 A1 und in der US 5 460 023 beschrieben.
Allen Lösungen ist gemein, dass entweder ein hoher baulicher Aufwand getrieben werden muss, um in stabiler Weise die Kühlbalkeneinstellung unter den rauen Walzwerksbedingungen zuverlässig und genau zu bewerkstelligen, was entsprechende Kosten nach sich zieht, oder dass die Einstellmöglichkeiten des Kühlbalkens nicht zureichend sind, um insbesondere für verschiedene Walzendurchmesser stets die optimale Kühlbalkenpositionierung und -ausrichtung herstellen zu können.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass mit einer einfachen und stabilen Konstruktion, die sich kostengünstig realisieren lässt, eine optimale Einstellung des Kühlbalkens der Kühlvorrichtung möglich wird. Damit soll insbesondere sichergestellt werden, dass nach einem Walzenwechsel und damit einhergehendem verändertem Walzendurchmesser und/oder Veränderung der Position der Walze stets die optimale Kühlbalkenposition und -ausrichtung eingestellt werden kann, um ein optimales Kühlergebnis zu erreichen.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Spritzbalken direkt oder indirekt an einem Hebel angeordnet ist, wobei der Hebel um eine zur Walzenachse parallele Schwenkachse verschwenkbar angeordnet ist und wobei die Spritzbalkenachse und die Schwenkachse voneinander beabstandet sind.
Demgemäß kann der Spritzbalken durch eine Schwenkbewegung des Hebels in zwei Raumrichtungen translatorisch bewegt und so relativ zur zu kühlenden Walze eingestellt werden.
Der Hebel ist dabei vorzugsweise an einem von der Schwenkachse verschiedenen Ort mit einem Betätigungselement verbunden. Der Hebel hat bevorzugt zwei Schenkel, wobei an dem ersten Schenkel der Spritzbalken direkt oder indirekt befestigt ist und wobei an dem zweiten Schenkel das Betätigungselement befestigt ist.
Die Einstellmöglichkeiten des Spritzbalkens werden durch folgende Maßnahmen weiter erhöht: Der Spritzbalken kann an dem Hebel indirekt über einen Zwischenhebel befestigt sein, wobei der Zwischenhebel am Hebel schwenkbar um eine Schwenkachse angeordnet ist, die parallel zur Walzenachse angeordnet ist. Zur Verschwenkung des Zwischenhebels um seine Schwenkachse kann ein weiteres Betätigungselement angeordnet sein. Das weitere Betätigungselement ist bevorzugt zwischen dem zweiten Schenkel und dem Zwischenhebel wirksam angeordnet. Der Spritzbalken kann fest mit dem Zwischenhebel verbunden sein. Die Schwenkachse des Zwischenhebels ist bevorzugt zwischen dem Spritzbalken und dem Angriffspunkt des weiteren Betätigungselements am Zwischenhebel angeordnet.
Die Betätigungselemente sind vorzugsweise zur Einstellung definierter Verschiebewege ausgebildet. Bevorzugt, aber nicht notwendigerweise, sind die Betätigungselemente als hydraulische Kolben-Zylinder-Systeme ausgebildet.
Mit der vorgeschlagenen Lösung wird es möglich, eine Vergleichmäßigung der Kühlung einer Walze zu erreichen, die unabhängig vom Walzendurchmesser erzielt werden soll.
Insbesondere kann damit stets dieselbe Überdeckung der Sprühstrahlen der einzelnen Spritzdüse aufrecht erhalten werden, so dass stets derselbe Kühleffekt erreichbar ist, und zwar bei unterschiedlichen Walzendurchmessern.
Mit der vorgeschlagenen Lösung werden die Parameter Abstand zwischen Düse und Walze bzw. Rolle und Überdeckung der Kühlmedium-Strahlen durch eine einfache und optimale Verstellung des Kühlbalkens bei verschiedenen Walzen- bzw. Rollendurchmessern stets konstant gehalten.
Als Stellglieder eignen sich grundsätzlich hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betriebene Betätigungselemente, wobei auch Exzenter, Kurvenscheiben oder Gelenke eingesetzt werden können.
Es besteht auch die Möglichkeit, die vorgeschlagene Lösung auch bei Parameteränderungen des Kühlmediums einzusetzen, um den Kühleffekt zu beeinflussen.
Es kann also mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung stets derselbe Abstand der Spritzdüsen zur Walze eingestellt werden und die von der Spritzdüse beaufschlagte Oberfläche konstant gehalten werden. Damit wird der Auftreffdruck und Auftreffpunkt des Kühlmediums auf die Walzenoberfläche konstant gehalten.
Der Spritzbalken lässt sich auch schwenken, um eine vertikale Änderung des Auftreffpunktes und damit eine Änderung der Kühlwirkung zu erreichen. Ein Schwenken des Spritzbalkens zur gezielten Änderung der Überdeckung der Spritzstrahlen ist ebenfalls möglich.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 die Seitenansicht einer Vorrichtung zum Kühlen einer Walze eines Walzgerüsts bei Einsatz einer Walze mit einem ersten Durchmesser,
2 die Seitenansicht derselben Vorrichtung bei Einsatz einer Walze mit einem zweiten, kleineren Durchmesser,
3 in perspektivischer, teilweise geschnittener Darstellung die Vorrichtung zum Kühlen gemäß 1 bzw. 2, angeordnet für eine obere Walze des Walzgerüsts, sowie eine alternativ ausgebildete Kühlvorrichtung für eine untere Walze,
4 in perspektivischer Ansicht die in 3 dargestellte Kühlvorrichtung für die untere Walze.
In 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Kühlen einer Walze 2 eines Walzgerüsts (nicht dargestellt) skizziert. Ein wichtiger Bestandteil der Kühlvorrichtung ist ein Spritzbalken 3, der über eine Wasserleitung 15 mit Wasser versorgt wird, das in bekannter Weise über Spritzdüsen 4 ausgebracht und auf die Oberfläche der Walze 2 aufgesprüht wird. Der Spritzbalken 3 ist dabei rohrförmig ausgebildet und hat eine Spritzbalkenachse 5, die zu der Walzenachse 6 parallel angeordnet ist.
Um den Spritzbalken 3 optimal an verschiedene Durchmesser der Walzen 2 bzw. Rollen anpassen zu können, ist der Spritzbalken nicht ortsfest angeordnet, sondern beweglich. Hierzu ist ein Hebel 7 vorhanden, der schwenkbar um eine raumfeste Schwenkachse 8 gelagert ist. Der Hebel 7 weist zwei Schenkel 10 und 11 auf. Am Ende des ersten Schenkels 10 ist der Spritzbalken 3 mittelbar über einen Zwischenhebel 12 angeordnet. Am zweiten Schenkel 11 greift ein Betätigungselement 9 in Form eines Linearaktuators an. Das Betätigungselement 9 ist mit seinem anderen Ende 16 ortsfest am Walzgerüst angeordnet.
Wird das Betätigungselement 9 aktiviert, wird der Hebel 7 um die Schwenkachse 8 verschwenkt, so dass das Ende des ersten Schenkels 10 den Spritzbalken 3 um die Schwenkachse 8 in einem Kreisbogen bewegt und verstellt. Demgemäß wird der Abstand der Spritzdüsen 4 zur Walzenoberfläche verändert. Dieser Effekt kann genutzt werden, um bei sich änderndem Walzendurchmesser den Spritzbalken 3 nachzustellen und so stets dieselben (optimalen) Kühlverhältnisse aufrecht zu erhalten.
Daneben ist der Spritzbalken 3 auch so angeordnet, dass er zusätzlich eingestellt (insbesondere um die Spritzbalkenachse 5 verdreht) werden kann. Hierzu ist der bereits erwähnte Zwischenhebel 12 vorgesehen. Der Zwischenhebel 12 dient zur mittelbaren Anordnung des Spritzbalkens 3 am Ende des ersten Schenkels 10. Der Zwischenhebel 12 ist am Ende des ersten Schenkels 10 des Hebels 7 gelagert, d. h. er kann um die Schwenkachse 13 relativ zum ersten Schenkel 10 schwenken. Die Schwenkbewegung wird durch ein zweites Betätigungselement 14 kontrolliert, das mit seinem einen Ende am Zwischenhebel 12 und mit seinem anderen Ende am zweiten Schenkel 11 des Hebels 7 angreift.
Im Zusammenwirken der Stellbewegungen der beiden Betätigungselemente 9 und 14 kann folglich der Spritzbalken 3 bezüglich seiner horizontalen und vertikalen Lage relativ zur Walze 2 optimal eingestellt werden, wobei sich dieser Bewegung noch eine Verdrehung des Spritzbalkens 3 um seine Spritzbalkenachse 5 überlagert.
Der Vergleich der beiden 1 und 2 zeigt, wie eine solche Verstellung erfolgt, wenn es nach einem Walzenwechsel gilt, den Spritzbalken 3 optimal in seine Position zu verbringen. In 1 ist eine Walze 3 eingesetzt, die einen größeren Durchmesser aufweist als die Walze 2, die in 2 zu sehen ist.
Demgemäß wurde in 2 der Hebel 7 mittels des Betätigungselements 9 um einen Winkel α verschwenkt. Durch eine Verstellbewegung des zweiten Betätigungselements 14 kann eine vertikale Lagekorrektur des Spritzbalkens vorgenommen werden.
In 3 ist ein Walzgerüst angedeutet, in dem eine obere Walze 2 und eine mit dieser zusammenwirkende untere Walze 2' jeweils mit einer Kühlvorrichtung 1 bzw. 1' versehen sind.
Wie zu sehen ist, sind die beiden Walzen 2, 2' mit unterschiedlichen Kühlvorrichtungen 1, 1' ausgestattet. Für die obere Walze 2 kommt die Vorrichtung 1 zum Einsatz, wie sie in den 1 und 2 beschrieben wurde.
Für die untere Walze 2' wird indes eine einfacher aufgebaute Kühlvorrichtung 1' eingesetzt, die in 4 etwas näher dargestellt ist.
Hiernach weist die Kühlvorrichtung 1' ebenfalls einen Spritzbalken 3' mit Spritzdüsen 4' auf, wobei jetzt aber der Spritzbalken 3' direkt an einem Hebel 7' festgelegt ist. Am Hebel 7' greift das Betätigungselement 9' an, so dass der Hebel 7' samt Spritzbalken 3' auf die Walze 2' zu bzw. von dieser weg geschwenkt werden kann.
In beiden der beschriebenen Lösungen – d. h. für die Vorrichtung 1 und die Vorrichtung 1' – gilt dasselbe Prinzip, nämlich dass der Spritzbalken 3, 3' direkt oder indirekt an einem Hebel 7, 7' angeordnet ist. Dabei ist der Hebel 7, 7' um eine zur Walzenachse 6 parallele Schwenkachse 8 verschwenkbar angeordnet. Die Spritzbalkenachse 5 und die Schwenkachse 8 sind voneinander beabstandet.
Die Wirkung der Kühlung ist unter anderem abhängig vom Kühlmedium, dessen Druck, dessen Temperatur, dessen Menge, dem Düsentyp und dessen Anordnung am Kühlbalken und natürlich auch vom Abstand zwischen der Düse und der zu kühlenden Walze bzw. Rolle sowie von der Temperatur der Walze.
Demgemäß kann auch ein anderer Düsentyp oder eine andere Überdeckung die Kühlwirkung über die Walzenbreite beeinflussen.

1: Vorrichtung
1': Vorrichtung
2: Walze
2': Walze
3: Spritzbalken
3': Spritzbalken
4: Spritzdüse
4': Spritzdüse
5: Spritzbalkenachse
6: Walzenachse
7: Hebel
7': Hebel
8: Schwenkachse
9: Betätigungselement
9': Betätigungselement
10: erster Schenkel
11: zweiter Schenkel
12: Zwischenhebel
13: Schwenkachse
14: Betätigungselement
15: Wasserleitung
16: Ende des Betätigungselements
α: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0374538 A2 [0002]
- EP 0542640 A1 [0003]
- EP 1399276 B1 [0004]
- EP 1142652 B1 [0004]
- DE 3419261 A1 [0004]
- DE 9418359 U1 [0004]
- DE 19503544 A1 [0004]
- US 5460023 [0004]

Claims

Vorrichtung (1) zum Kühlen einer Walze (2) in einem Walzgerüst, mit mindestens einem, mit einem Kühlmedium, insbesondere mit Wasser, versorgten Spritzbalken (3), der Spritzdüsen (4) zum Ausspritzen von Kühlmedium auf die Oberfläche der Walze (2) aufweist und der sich in Richtung einer Spritzbalkenachse (5) erstreckt, die parallel zur Walzenachse (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Spritzbalken (3) direkt oder indirekt an einem Hebel (7) angeordnet ist, wobei der Hebel (7) um eine zur Walzenachse (6) parallele Schwenkachse (8) verschwenkbar angeordnet ist und wobei die Spritzbalkenachse (5) und die Schwenkachse (8) voneinander beabstandet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (7) an einem von der Schwenkachse (8) verschiedenen Ort mit einem Betätigungselement (9) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (7) zwei Schenkel (10, 11) aufweist, wobei an dem ersten Schenkel (10) der Spritzbalken (3) direkt oder indirekt befestigt ist und wobei an dem zweiten Schenkel (11) das Betätigungselement (9) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spritzbalken (3) an dem Hebel (7) indirekt über einen Zwischenhebel (12) befestigt ist, wobei der Zwischenhebel (12) am Hebel (7) schwenkbar um eine Schwenkachse (13) angeordnet ist, die parallel zur Walzenachse (6) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verschwenkung des Zwischenhebels (12) um seine Schwenkachse (13) ein weiteres Betätigungselement (14) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Betätigungselement (14) zwischen dem zweiten Schenkel (11) und dem Zwischenhebel (12) wirksam angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spritzbalken (3) fest mit dem Zwischenhebel (12) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (13) des Zwischenhebels (12) zwischen dem Spritzbalken (3) und dem Angriffspunkt des weiteren Betätigungselement (14) am Zwischenhebel (12) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungselemente (9, 14) zur Einstellung definierter Verschiebewege ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungselemente (9, 14) als hydraulische Kolben-Zylinder-Systeme ausgebildet sind.