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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ mit Arbeitswalzen mit kleinem Durchmesser, mit denen harte Bänder mit einer hohen Genauigkeit in der Dicke gewalzt werden können.
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Arbeitswalzen mit kleinem Durchmesser werden immer dann verwendet, wenn ein hartes Material wie ein Band aus magnetischem Stahl, aus Edelstahl oder aus hoch zugfestem Stahl mit einer hohen Genauigkeit in der Dicke gewalzt werden soll. Walzwerke mit solchen Arbeitswalzen mit kleinem Durchmesser sind derart aufgebaut, daß ein horizontal geteiltes Gehäuse, das heißt ein Gehäuse mit einem oberen Innengehäuse und einem unteren Innengehäuse verwendet wird. Im oberen Innengehäuse wird die obere Arbeitswalze durch eine Anzahl von in Clusterform angeordneten Walzen abgestützt. Im unteren Innengehäuse wird die untere Arbeitswalze durch eine Anzahl von in Clusterform angeordneten Walzen abgestützt. Das obere Innengehäuse und das untere Innengehäuse werden üblicherweise von einem antriebsseitigen Außengehäuse und einem arbeitsseitigen Außengehäuse von außen abgestützt, das heißt von Außengehäusen oder Rahmen an den zur Transportrichtung des Bandes parallelen Seiten des Innengehäuses abgestützt.
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Ein solches Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ ist zum Beispiel in der
japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2002-239608 beschrieben.
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Anhand der 9 bis 11 der Zeichnung wird ein herkömmliches Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ näher erläutert. Die Wege, über die die in Gegenrichtung zu der auf das zu walzende Material ausgeübten Walzlast wirkende Walzkraft P beim Walzvorgang von der Arbeitswalze auf die Stützwalzen abgeleitet wird, das heißt die Aufteilung der Walzkraft auf die einzelnen Stützwalzen, sind bei der oberen Walzengruppe 21a und bei der unteren Walzengruppe 21b identisch. In den 10 und 11 sind die auftretenden Verformungen daher nur für das obere Innengehäuse 122a dargestellt.
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In der 9 ist die Aufteilung der beim Walzvorgang auftretenden Walzkraft P auf jeweils vier Paare von oberen und unteren Stützwalzen 34a, 34b bei der herkömmlichen Anordnung dargestellt. Die Bezugszeichen A bis D in der 9 zeigen die Positionen der Wellenmittelpunkte der Stützwalzen 34a und 34b an.
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Beim Walzvorgang wirkt aufgrund des Walzvorgangs am Band 1 auf die Arbeitwalzen 31a und 31b jeweils die Walzkraft P ein. Diese Walzkraft P wird über erste Zwischenwalzen 32a und 32b und zweite Zwischenwalzen 33a und 33b zu den Stützwalzen 34a und 34b übertragen. Im Ergebnis wirkt bei der herkömmlichen Anordnung der 9 auf die Stützwalzen 34a und 34b an den Positionen A und D jeweils eine Stützkraft von 0,66 P ein und auf die Stützwalzen 34a und 34b an den Positionen B und C jeweils eine Stützkraft von 0,36 P. Mit anderen Worten beträgt der Anteil der auf die Stützwalzen 34a und 34b an den Positionen A und D einwirkenden Walzkraft 66%, und der Anteil der auf die Stützwalzen 34a und 34b an den Positionen B und C einwirkenden Walzkraft beträgt 36%.
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Dabei wirkt wie in der 10 gezeigt die auf die Stützwalzen 34a an den Positionen A und D übertragene Walzkraft in nahezu horizontaler Richtung auf das Innengehäuse 122a. Dies führt zu einer Verformung des oberen Innengehäuses 122a in horizontaler Richtung. Diese durch die Einwirkung einer großen Walzkraft auf die Stützwalzen 34a an den Positionen A und D verursachte Verformung des oberen Innengehäuses 122a wird auch ”Lageraufweitung” genannt. Die Lageraufweitung tritt beim unteren Innengehäuse ebenfalls auf. Durch die Lageraufweitung des oberen Innengehäuses 122a weicht die Arbeitwalze 31a dem Band 1 etwas aus, wodurch die vertikale Steifigkeit abnimmt. Die gewünschte Genauigkeit in der Dicke des gewalzten Bandes 1 kann daher nicht immer erreicht werden.
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Zur Erhöhung der vertikalen Steifigkeit und zum Unterdrücken der Lageraufweitung wird daher beim herkömmlichen Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ das obere Innengehäuse 122a an der Antriebsseite und an der Arbeitsseite durch ein antriebsseitiges Außengehäuse bzw. ein arbeitsseitiges Außengehäuse an zwei Punkten an der Vorderseite und der Rückseite bezüglich der Transportrichtung des Bandes 1 abgestützt.
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Bei diesem herkömmlichen Aufbau ist jedoch der Abstand zwischen den Mittelpunkten der beiden Stützpositionen in der Transportrichtung des Bandes (der den später beschriebenen Abständen Kit und Kib entspricht) nur gering, und außerdem befinden sich die Stützpositionen am oberen Innengehäuse 122a ganz oben und damit weit weg von den einwirkenden Kräften (vgl. 10). Es kann mit diesen Maßnahmen daher keine ausreichende vertikale Steifigkeit sichergestellt werden.
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Bei dem herkömmlichen Aufbau ist darüberhinaus der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Stützpositionen an der Antriebsseite und an der Arbeitsseite in der Transportrichtung des Bandes (der den später beschriebenen Abständen Lit und Lib entspricht) groß. Das kann zu dem Problem führen, daß auch die horizontale Steifigkeit nicht ausreicht. Bei nicht ausreichender horizontaler Steifigkeit kann sich beim Walzvorgang das obere Innengehäuse 122a in der Breitenrichtung des Bandes stark verformen. Die 11 zeigt in einer graphischen Darstellung die Verformung des oberen Innengehäuses 122a bei nicht ausreichender horizontaler Steifigkeit.
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Die obere Kurve (ausgezogene Linie) der 11 zeigt die von den Stützwalzen 34a an den Positionen A und D durch die Einwirkung der Walzkraft bewirkte Verformung des oberen Innengehäuses 122a in der Breitenrichtung des gewalzten Bandes. Die Verformung durch die Walzkraft ist in der Breitenrichtung des gewalzten Bandes im mittleren Abschnitt wesentlich stärker als in den beiden Randbereichen des Bandes.
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Die in der Breitenrichtung des gewalzten Bandes im mittleren Abschnitt und in den Randbereichen verschieden starke Verformung des oberen Innengehäuses 122a führt zu einer Verformung der Arbeitswalze 31a, die im mittleren Abschnitt stärker ist als in den Randbereichen des gewalzten Bandes. Der Druck auf das Band 1 ist daher in der Band-Breitenrichtung im Randbereichen des Bandes größer als in dessen mittleren Abschnitt, so daß das gewalzte Band 1 im mittleren Abschnitt dicker ist als in seinen Randbereichen.
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Der herkömmliche Aufbau eines Vielwalzen-Walzwerks vom Cluster-Typ weist daher keine ausreichende vertikale und horizontale Steifigkeit auf, weshalb der Abstand der Arbeitswalze 31a vom Band 1 nicht immer der gewünschten Banddicke entspricht. Vor allem führt dies im Ergebnis zu einem großen Spalt δo zwischen dem Band 1 und der Arbeitswalze 31a, der wie in der 10 gezeigt zu groß ist, wodurch das Band 1 dann nach dem Walzen nicht mit der erforderlichen Genauigkeit die gewünschte Dicke hat.
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Man könnte daran denken, bei dem herkömmlichen Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ zur Erhöhung der vertikalen und der horizontalen Steifigkeit einfach die Größe des oberen und des unteren Innengehäuses zu erhöhen. Dadurch steigt jedoch nicht nur das Gewicht des oberen und des unteren Innengehäuses an, sondern es steigen auch die Größe und damit das Gewicht des antriebsseitigen und des arbeitsseitigen Außengehäuses, das das jeweilige Innengehäuse umgibt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ zu schaffen, das bei geringer Größe und bei geringem Gewicht eine ausreichende Steifigkeit aufweist, um damit Bänder mit hoher Genauigkeit in der Dicke zu walzen.
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Diese Aufgabe wird mit dem Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Walzwerks sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Walzwerk vom Cluster-Typ umfaßt somit ein oberes Innengehäuse, das über der Durchlauflinie eines zu walzenden Bandes angeordnet ist und das eine in Cluster-Form angeordnete obere Walzengruppe aufnimmt; ein unteres Innengehäuse, das unter der Durchlauflinie des zu walzenden Bandes angeordnet ist und das eine in Cluster-Form angeordnete untere Walzengruppe aufnimmt; ein eingangsseitiges Außengehäuse an der Eingangsseite des oberen und des unteren Innengehäuses mit einem eingangsseitigen Öffnungsabschnitt, durch den das zu walzende Band läuft; ein ausgangsseitiges Außengehäuse an der Ausgangsseite des oberen und des unteren Innengehäuses mit einem ausgangsseitigen Öffnungsabschnitt, durch den das gewalzte Band läuft; Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen zum Einstellen der Höhe der Durchlauflinie des Bandes durch Drücken auf die Eingangsseite und die Ausgangsseite des oberen Innengehäuses von oben, wobei die Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen jeweils im oberen Bereich des eingangsseitigen Öffnungsabschnitts und des ausgangsseitigen Öffnungsabschnitts angeordnet sind; und Walzspalt-Steuereinrichtungen, die durch Druck von unten auf die Eingangsseite und die Ausgangsseite des unteren Innengehäuses eine Walzlast auf das Band ausüben, wobei die Walzspalt-Steuereinrichtungen jeweils im unteren Bereich des eingangsseitigen Öffnungsabschnitts und des ausgangsseitigen Öffnungsabschnitts angeordnet sind.
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Bei diesem erfindungsgemäßen Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ kann innerhalb des eingangsseitigen Öffnungsabschnitts am eingangsseitigen Wandabschnitt des oberen Innengehäuses ein oberer eingangsseitiger Druckabschnitt ausgebildet sein; innerhalb des ausgangsseitigen Öffnungsabschnitts kann am ausgangsseitigen Wandabschnitt des oberen Innengehäuses ein oberer ausgangsseitiger Druckabschnitt ausgebildet sein; innerhalb des eingangsseitigen Öffnungsabschnitts kann am eingangsseitigen Wandabschnitt des unteren Innengehäuses ein unterer eingangsseitiger Druckabschnitt ausgebildet sein; und innerhalb des ausgangsseitigen Öffnungsabschnitts kann am ausgangsseitigen Wandabschnitt des unteren Innengehäuses ein unterer ausgangsseitiger Druckabschnitt ausgebildet sein; wobei die Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen auf den oberen eingangsseitigen Druckabschnitt und den oberen ausgangsseitigen Druckabschnitt drücken und die Walzspalt-Steuereinrichtungen auf den unteren eingangsseitigen Druckabschnitt und den unteren ausgangsseitigen Druckabschnitt drücken.
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Bei dem erfindungsgemäßen Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ können darüberhinaus die Stützpositionen der Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen und der Walzspalt-Steuereinrichtungen in der Breitenrichtung des gewalzten Bandes sich an Stellen befinden, die innerhalb der axialen Länge der Walzenfläche der Arbeitswalzen in der oberen Walzengruppe und in der unteren Walzengruppe liegen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ können außerdem die Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen und die Walzspalt-Steuereinrichtungen beweglich sein und entsprechend der Breite des gewalzten Bandes bewegt werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ können auch noch Druckeinrichtungen vorgesehen sein, die das obere Innengehäuse und das untere Innengehäuse gegen das eingangsseitige Außengehäuse oder das ausgangsseitige Außengehäuse drücken.
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Die Erfindung umfaßt außerdem eine Tandem-Walzstraße mit einer Anzahl von Walzwerken, wobei die Tandem-Walzstraße mindestens eines der oben angegebenen, erfindungsgemäßen Vielwalzen-Walzwerke vom Cluster-Typ umfaßt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ sind der eingangsseitige Öffnungsabschnitt des eingangsseitigen Außengehäuses und der ausgangsseitige Öffnungsabschnitt des ausgangsseitigen Außengehäuses so ausgestaltet, daß das obere Innengehäuse und das untere Innengehäuse über die Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen und die Walzspalt-Steuereinrichtungen abgestützt werden; das Gewicht und die Größe des Walzwerks können daher verringert werden, wobei die Steifigkeit erhalten bleibt oder sogar noch verbessert wird, so daß Bänder aus hartem Material mit hoher Genauigkeit bezüglich ihrer Dicke hergestellt werden können.
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Ausführungen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Frontansicht eines Zwanzig-Walzen-Walzwerks vom Cluster-Typ bei einer ersten Ausführungsform;
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2 eine Ansicht der Eingangsseite des Walzwerks der ersten Ausführungsform;
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3 eine Schnittansicht längs der Linie III-III in der 1;
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4 eine Darstellung der Verformung (der Lageraufweitung) des oberen Innengehäuses des Walzwerks der ersten Ausführungsform;
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5 eine graphische Darstellung der Verteilung der Walzkraft, die von den Stützwalzen an den Positionen A bis D der 4 aufgenommen wird und die zu einer Verformung des oberen Innengehäuses führt, in der Breitenrichtung des gewalzten Bandes;
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6 eine Frontansicht eines Zwanzig-Walzen-Walzwerks vom Cluster-Typ bei einer zweiten Ausführungsform;
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7 eine Frontansicht eines Zwölf-Walzen-Walzwerks vom Cluster-Typ bei einer dritten Ausführungsform;
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8 eine Frontansicht eines Sechs-Walzen-Walzwerks vom Cluster-Typ bei einer vierten Ausführungsform;
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9 ein Diagramm für die Aufteilung der Walzkraft beim Walzvorgang auf die Stützwalzen an den Positionen A bis D bei einem Zwanzig-Walzen-Walzwerk;
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10 eine Darstellung der Verformung (der Lageraufweitung) des oberen Innengehäuses eines Walzwerks bei einem herkömmlichen Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ; und
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11 eine graphische Darstellung der Verteilung der Walzkraft, die von den Stützwalzen an den Positionen A bis D aufgenommen wird und die zu einer Verformung des oberen Innengehäuses führt, in der Breitenrichtung des gewalzten Bandes bei einem herkömmlichen Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ.
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Beispiel 1:
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Zuerst wird anhand der 1 bis 5 ein Vielwalzen Walzwerk vom Cluster-Typ gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben.
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Das in den 1 bis 3 dargestellte Walzwerk 11 stellt eines der mehreren Walzwerke einer (nicht gezeigten) Tandem-Walzstraße dar; es ist ein Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ mit geteiltem Gehäuse und zwanzig Walzen.
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Das Walzwerk 11 umfaßt ein oberes Innengehäuse 22a, das über der Durchlauflinie eines zu walzenden Bandes 1 angeordnet ist, und ein unteres Innengehäuse 22b, das unter der Durchlauflinie des zu walzenden Bandes 1 angeordnet ist. Das Walzwerk 11 umfaßt des weiteren ein eingangsseitiges Außengehäuse 23a, das jeweils die Eingangsseite des oberen Innengehäuses 22a und des unteren Innengehäuses 22b abstützt, und ein ausgangsseitiges Außengehäuse 23b, das jeweils die Ausgangsseite des oberen Innengehäuses 22a und des unteren Innengehäuses 22b abstützt. Zwischen dem eingangsseitigen Außengehäuse 23a und dem ausgangsseitigen Außengehäuse 23b sind das obere Innengehäuse 22a und das untere Innengehäuse 22b in vertikaler Richtung beweglich.
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Zwischen dem oberen Innengehäuses 22a und dem unteren Innengehäuses 22b sind drehbar ein Paar aus einer oberen und einer unteren Arbeitwalze 31a, 31b mit kleinem Durchmesser, zwei Paare von oberen und unteren ersten Zwischenwalzen 32a und 32b, drei Paare von oberen und unteren zweiten Zwischenwalzen 33a und 33b und vier Paare von oberen und unteren Stützwalzen 34a und 34b angeordnet. Die Arbeitswalze 31a stützt sich auf den ersten Zwischenwalzen 32a ab und die Arbeitswalze 31b auf den ersten Zwischenwalzen 32b. Die ersten Zwischenwalzen 32a stützen sich auf den zweiten Zwischenwalzen 33a ab und die ersten Zwischenwalzen 32b auf den zweiten Zwischenwalzen 33b. Die zweiten Zwischenwalzen 33a stützen sich auf den Stützwalzen 34a ab und die zweiten Zwischenwalzen 33b auf den Stützwalzen 34b. In vier Reihen sind an der Innenseite des oberen Innengehäuses 22a Sättel 36a angebracht, und in vier Reihen sind an der Innenseite des unteren Innengehäuses 22b Sättel 36b angebracht. Durch diese in Reihen angeordneten Sättel 36a und 36b werden die Achsen 35a und 35b der Stützwalzen 34a und 34b drehbar gehalten.
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Die obere Arbeitswalze 31a, die oberen ersten Zwischenwalzen 32a, die oberen zweiten Zwischenwalzen 33a und die oberen Stützwalzen 34a bilden innerhalb des oberen Innengehäuses 22a eine obere Walzengruppe 21a. Die untere Arbeitswalze 31b, die unteren ersten Zwischenwalzen 32b, die unteren zweiten Zwischenwalzen 33b und die unteren Stützwalzen 34b bilden innerhalb des unteren Innengehäuses 22b eine untere Walzengruppe 21b.
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Das obere Innengehäuse 22a und das untere Innengehäuse 22b haben jeweils die gleiche Form und die gleiche Höhe Hit bzw. Hib. Im eingangsseitigen Wandabschnitt des oberen Innengehäuses 22a und im eingangsseitigen Wandabschnitt des unteren Innengehäuses 22b sind jeweils eingangsseitige Druckabschnitte 41a, 41b ausgebildet, die in der der Transportrichtung des Bandes 1 entgegengesetzten Richtung vorstehen. Im ausgangsseitigen Wandabschnitt des oberen Innengehäuses 22a und im ausgangsseitigen Wandabschnitt des unteren Innengehäuses 22b sind jeweils ausgangsseitige Druckabschnitte 42a, 42b ausgebildet, die in der der Transportrichtung des Bandes 1 entsprechenden Richtung vorstehen.
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Das eingangsseitige Außengehäuse 23a und das ausgangsseitige Außengehäuse 23b haben jeweils die gleiche Form. Sie sind rahmenartig ausgebildet mit einer Höhe Ho und einer Breite Woo. Im mittleren Bereich ist jeweils ein Öffnungsabschnitt 51a, 51b ausgebildet. Die Öffnungsabschnitte 51a und 51b haben eine Öffnungsbreite Woi, die größer ist als die Breite W des Bandes 1, so daß das Band 1 durch die Öffnungsabschnitte 51a, 51b hindurchlaufen kann. Innerhalb des Öffnungsabschnitts 51a sind die eingangsseitigen Druckabschnitte 41a und 41b des oberen und unteren Innengehäuses 22a, 22b angeordnet und innerhalb des Öffnungsabschnitts 51b die ausgangsseitigen Druckabschnitte 42a, 42b des oberen und unteren Innengehäuses 22a, 22b.
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Das eingangsseitige Außengehäuse 23a und das ausgangsseitige Außengehäuse 23b sind über ein Paar aus einem linken und rechten (antriebsseitigen und arbeitsseitigen) Gehäuse-Abstandhalter 61a über dem oberen Innengehäuse 22a und einem Paar aus einem linken und rechten (antriebsseitigen und arbeitsseitigen) Gehäuse-Abstandhalter 61b unter dem unteren Innengehäuse 22b miteinander verbunden.
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An den Oberseiten (den Unterseiten der oberen Querträger) der Öffnungsabschnitte 51a und 51b ist jeweils ein Paar aus einer eingangsseitigen linken und rechten Durchlauflinien-Einstelleinrichtung 62a und ein Paar aus einer ausgangsseitigen linken und rechten Durchlauflinien-Einstelleinrichtung 62b angebracht. Die eingangsseitigen Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen 62a drücken auf die Oberseite des eingangsseitigen Druckabschnitts 41a des oberen Innengehäuses 22a, und die ausgangsseitigen Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen 62b drücken auf die Oberseite des ausgangsseitigen Druckabschnitts 42a des oberen Innengehäuses 22a. Der Abstand Kit ist in der Transportrichtung des Bandes 1 der Abstand zwischen dem Mittelpunkt der eingangsseitigen Durchlauflinien-Einstelleinrichtung 62a und dem Mittelpunkt der entsprechenden ausgangsseitigen Durchlauflinien-Einstelleinrichtung 62b.
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Beim Betreiben der Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen 62a, 62b bewegen sich das obere Innengehäuse 22a und das untere Innengehäuse 22b in der jeweils gleichen Richtung, wodurch die Durchlauflinie des Bandes 1 in der vertikalen Richtung eingestellt werden kann. Die Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen 62a, 62b enthalten jeweils eine Kraftmeßzelle 63, die die auf das Band 1 einwirkende Walzlast P erfaßt (vgl. 9).
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An den Unterseiten (den Oberseiten der unteren Querträger) der Öffnungsabschnitte 51a und 51b ist jeweils ein Paar aus einem eingangsseitigen linken und rechten Walzspalt-Steuerzylinder (einer Walzspalt-Steuereinrichtung) 64a und ein Paar aus einem ausgangsseitigen linken und rechten Walzspalt-Steuerzylinder (einer Walzspalt-Steuereinrichtung) 64b angebracht. Die eingangsseitigen Walzspalt-Steuerzylinder 64a drücken auf die Unterseite des eingangsseitigen Druckabschnitts 41b des unteren Innengehäuses 22b, und die ausgangsseitigen Walzspalt-Steuerzylinder 64b drücken auf die Unterseite der ausgangsseitigen Druckabschnitte 42b des unteren Innengehäuses 22b. Der Abstand Kib ist der Abstand zwischen dem Mittelpunkt des eingangsseitigen Walzspalt-Steuerzylinders 64a und dem Mittelpunkt des entsprechenden ausgangsseitigen Walzspalt-Steuerzylinders 64b in der Transportrichtung des Bandes 1. Der Abstand Kit ist gleich dem Abstand Kib.
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Beim Betätigen der Walzspalt-Steuerzylinder 64a und 64b bewegen sich das obere Innengehäuse 22a und das untere Innengehäuse 22b in vertikaler Richtung aufeinander zu, wodurch die mit dieser Bewegung erzeugte Walzlast P über die obere Walzengruppe 21a und die untere Walzengruppe 21b auf das Band 1 einwirkt. Beim Betätigen der Walzspalt-Steuerzylinder 64a und 64b wird während des Walzvorgangs die Walzlast P fortlaufend von den Kraftmeßzellen 63 erfaßt.
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Die Öffnungsabschnitte 51a und 51b in den Außengehäusen 23a und 23b sind so ausgebildet, daß die Öffnungsbreite Woi kleiner (enger) ist als die axiale Länge der Walzenflächen der Arbeitswalzen 31a und 31b. Entsprechend befinden sich die Positionen, an denen die Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen 62a und 62b auf die Oberseite des eingangsseitigen Druckabschnitts 41a und die Oberseite des ausgangsseitigen Druckabschnitts 42a am oberen Innengehäuse 22a drücken, immer an Stellen, die in axialer Richtung (Richtung der Breite des Bandes 1) innerhalb der axialen Länge der Walzenfläche der Arbeitswalzen 31a und 31b liegen.
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Mit den Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen 62a und 62b sind (nicht gezeigte) obere Bewegungseinrichtungen verbunden. Der Abstand Lit ist der Abstand zwischen den Mittelpunkten der eingangsseitigen Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen 62a in der Breitenrichtung des Bandes 1 und auch der Abstand zwischen den Mittelpunkten der ausgangsseitigen Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen 62b in der Breitenrichtung des Bandes 1. Der Abstand Lit kann in Abhängigkeit von der Breite W des Bandes 1 mittels der oberen Bewegungseinrichtung eingestellt werden. Der Abstand Sit ist der Abstand (die Höhe) zwischen der Durchlauflinie des Bandes 1 und der Oberseite des eingangsseitigen Druckabschnitts 41a sowie der Oberseite des ausgangsseitigen Druckabschnitts 42a, das heißt den Positionen, an denen die Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen 62a und 62b die Oberseite des eingangsseitigen Druckabschnitts 41a und die Oberseite des ausgangsseitigen Druckabschnitts 42a am oberen Innengehäuse 22a stützen.
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Da die Öffnungsabschnitte 51a und 51b so ausgebildet sind, daß die Öffnungsbreite Woi jeweils kleiner (enger) ist als die axiale Länge der Walzenfläche der Arbeitswalzen 31a und 31b, liegen auch die Positionen an denen die Walzspalt-Steuerzylinder 64a und 64b auf die Unterseite des eingangsseitigen Druckabschnitts 41b und die Unterseite des ausgangsseitigen Druckabschnitts 42b am unteren Innengehäuse 22b drücken, in axialer Richtung (in der Richtung der Breite des Bandes 1) immer an Stellen, die sich innerhalb der axialen Länge der Walzenfläche der Arbeitswalzen 31a und 31b befinden.
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Mit den Walzspalt-Steuerzylindern 64a und 64b sind (nicht gezeigte) untere Bewegungseinrichtungen verbunden. Der Abstand Lib ist der Abstand zwischen den Mittelpunkten der eingangsseitigen Walzspalt-Steuerzylinder 64a in der Breitenrichtung des Bandes 1 und auch der Abstand zwischen den Mittelpunkten der ausgangsseitigen Walzspalt-Steuerzylinder 64b in der Breitenrichtung des Bandes 1. Der Abstand Lib kann mittels der unteren Bewegungseinrichtungen in Abhängigkeit von der Breite W des Bandes 1 eingestellt werden. Die Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen 62a und 62b und die Walzspalt-Steuerzylinder 64a und 64b sind so angeordnet und derart beweglich, daß die Abstände Lit und Lib gleich groß gemacht werden können. Sib ist der Abstand (die Höhe) zwischen der Durchlauflinie des Bandes 1 und der Unterseite des eingangsseitigen Druckabschnitts 41b sowie der Unterseite des ausgangsseitigen Druckabschnitts 42b, das heißt den Positionen, an denen die Walzspalt-Steuerzylinder 64a und 64b die Unterseite des eingangsseitigen Druckabschnitts 41b und die Unterseite des ausgangsseitigen Druckabschnitts 42b am unteren Innengehäuse 22b stützen.
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Zwischen den Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen 62a an der Oberseite des ausgangsseitigen Öffnungsabschnitts 51b und zwischen den Walzspalt-Steuerzylindern 64b an der Unterseite des ausgangsseitigen Öffnungsabschnitts 51b ist jeweils ein oberer bzw. ein unterer Druckzylinder (eine obere bzw. eine untere Druckeinrichtung) 65a, 65b angeordnet. Diese Druckzylinder 65a und 65b drücken auf die ausgangsseitigen Wandabschnitte des oberen Innengehäuses 22a und des unteren Innengehäuses 22b.
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Bei der Betätigung der Druckzylinder 65a, 65b drücken diese in der der Transportrichtung des Bandes 1 entgegengesetzten Richtung auf das obere Innengehäuse 22a und das untere Innengehäuse 22b, so daß das obere Innengehäuse 22a und das untere Innengehäuse 22b gegen das eingangsseitige Außengehäuse 23a gedrückt werden. Abstände zwischen dem eingangsseitigen Außengehäuse 23a und dem oberen und unteren Innengehäuse 22a, 22b verschwinden dadurch. Ein Rattern des oberen und des unteren Innengehäuses 22a, 22b wird damit vermieden, was zur Folge hat, daß sich die Position der Arbeitswalzen 31a, 31b zueinander nicht verändert. Das gewalzte Band 1 erhält so eine höhere Produktqualität.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen 62a und 62b am oberen Innengehäuse 22a vorgesehen und die Walzspalt-Steuerzylinder 64a und 64b am unteren Innengehäuse 22b. Die Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen 62a und 62b können jedoch auch am unteren Innengehäuse 22b vorgesehen werden und die Walzspalt-Steuerzylinder 64a und 64b am oberen Innengehäuse 22a. Darüberhinaus können die paarweise vorgesehenen oberen und unteren Druckzylinder 65a und 65b auch zwischen den Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen 62 an der Oberseite des eingangsseitigen Öffnungsabschnitts 51a und zwischen den Walzspalt-Steuerzylindern 64a an der Unterseite des eingangsseitigen Öffnungsabschnitts 51a angebracht sein. In diesem Fall werden beim Betätigen der Druckzylinder 65a und 65b das obere Innengehäuse 22a und das untere Innengehäuse 22b in der Transportrichtung des Bandes 1 gegen das ausgangsseitige Außengehäuse 23b gedrückt. Auch dadurch wird ein Rattern des oberen Innengehäuses 22a und des unteren Innengehäuses 22b vermieden.
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Anhand der 4 und 5 wird nun die Lageraufweitung am oberen Innengehäuse 22a und am unteren Innengehäuse 22b während des Walzvorgangs beschrieben.
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Die Wege, über die die Walzkraft P beim Walzvorgang abgeleitet wird (die Anteile, in die die Walzkraft P aufgeteilt wird), sind bei der oberen Walzengruppe 21a und der unteren Walzengruppe 21b identisch. In den 4 und 5 ist daher das Auftreten der daraus resultierenden Verformungen nur für die obere Walzengruppe 22a dargestellt. Die Mittelpunkte der Stützwalzenachsen 35a der Stützwalzen 34a werden in der Reihenfolge, die in der Transportrichtung des Bandes 1 durchlaufen wird, als Positionen A bis D bezeichnet.
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Das Walzwerk 11 umfaßt hier: Die Arbeitswalzen 31a und 31b mit Walzendurchmessern von ϕ60; die ersten Zwischenrollen 32a und 32b mit Walzendurchmessern von ϕ139; die zweiten Zwischenrollen 33a und 33b mit Walzendurchmessern von ϕ230 und die Stützwalzen 34a und 34b mit Walzendurchmessern von ϕ406. Das Walzwerk 11 ist dafür vorgesehen, ein Band 1 mit einer Breite W von z. B. 1300 mm mit einer Walzlast P von z. B. 1000 Tonnen zu walzen.
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Beim Walzvorgang am Walzwerk 11 wirkt die Walzkraft P vom Band 1 auf die Arbeitswalzen 31a und 31b, wie es in der 9 gezeigt ist. Die Walzkraft P wird über die ersten Zwischenwalzen 32a und 32b und die zweiten Zwischenwalzen 33a und 33b zu den Stützwalzen 34a und 34b geleitet. Dabei wirkt auf die Stützwalzen 34a und 34b an den Positionen A und D eine Walzkraft von 0,66 P ein und auf die Stützwalzen an den Positionen B und C eine Walzkraft von 0,36 P. Mit anderen Worten beträgt der Anteil der Walzkraft, der auf die Stützwalzen 34a und 34b an den Positionen A und D einwirkt, 66%, während der Anteil der Walzkraft, der auf die Stützwalzen 34a und 34b an den Positionen B und C einwirkt, 36% beträgt.
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Wie in der 4 gezeigt, wirkt die Walzkraft auf die Stützwalzen 34a und 34b an den Positionen A und D in nahezu horizontaler Richtung. Dadurch neigen das obere und das untere Innengehäuse 22a, 22b dazu, sind in horizontaler Richtung und in der Art einer Lageraufweitung zu verformen.
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Deshalb sind bei dem beschriebenen Walzwerk 11 der ersten Ausführungsform der eingangsseitige Druckabschnitt 41a und der ausgangsseitige Druckabschnitt 42a so am oberen Innengehäuse 22a ausgebildet, daß sie sich unterhalb der Oberseite des oberen Innengehäuses 22a befinden. Der eingangsseitige Druckabschnitt 41a und der ausgangsseitige Druckabschnitt 42a sind so am unteren Innengehäuse 22b ausgebildet, daß sie sich oberhalb der Unterseite des unteren Innengehäuses 22b befinden. Auf diese Weise werden die Abstände Kit und Kib groß und die Abstände Sit und Sib klein. Dadurch erhöht sich die vertikale Steifigkeit des oberen Innengehäuses 22a und des unteren Innengehäuses 22b, so daß keine Verformung in der Art einer Lageraufweitung auftritt.
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Beim Walzvorgang können sich das obere Innengehäuse 22a und das untere Innengehäuse 22b auch erheblich in der Breitenrichtung des Bandes 1 verformen, wodurch die Bandform des Bandes 1 beeinträchtigt wird.
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Um dies zu verhindern, sind bei dem beschriebenen Walzwerk 11 die Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen 62a und 62b, die auf den eingangsseitigen Druckabschnitt 41a und den ausgangsseitigen Druckabschnitt 42a drücken, jeweils an der Unterseite der Öffnungsabschnitte 51a und 51b vorgesehen. Außerdem sind die Walzspalt-Steuerzylinder 64a und 64b, die auf den eingangsseitigen Druckabschnitt 41a und den ausgangsseitigen Druckabschnitt 42a drücken, jeweils an der Oberseite der Öffnungsabschnitte 51a und 51b vorgesehen. Auf diese Weise liegen die Positionen, an denen die Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen 62a und 62b die Oberseite des eingangsseitigen Druckabschnitts 41a und die Oberseite des ausgangsseitigen Druckabschnitts 42a unterstützen, sowie die Positionen, an denen die Walzspalt-Steuerzylinder 64a und 64b die Unterseite des eingangsseitigen Druckabschnitts 41b und die Unterseite des ausgangsseitigen Druckabschnitts 42b unterstützen, jeweils an Stellen, die sich in axialer Richtung innerhalb der axialen Länge der Walzenfläche der Arbeitswalzen 31a und 31b befinden. Die Abstände Lit zwischen den beiden eingangsseitigen Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen 62a und zwischen den beiden ausgangsseitigen Durchlauflinien-Einstelleinrichtungen 62b sowie die Abstände Lib zwischen den beiden eingangsseitigen Walzspalt-Steuerzylindern 64a und zwischen den beiden ausgangsseitigen Walzspalt-Steuerzylindern 64b werden auf der Basis der Breite W des Bandes 1 eingestellt und können daher so klein wie möglich gehalten werden. Dadurch kann die horizontale Steifigkeit des oberen Innengehäuses 22a und des unteren Innengehäuses 22b erhöht werden, wodurch Verformungen der Innengehäuse 22a, 22b vermieden werden.
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Wie in der 5 gezeigt ist zwar die zu einer Verformung des oberen Innengehäuses 22a und des unteren Innengehäuses 22b führende Walzkraft bei den Stützwalzen 34a und 34b an den Positionen B und C etwas größer als die diesbezüglich Walzkraft bei dem in der 11 dargestellten herkömmlichen Aufbau des Walzwerks. Die Walzkraft bei den Stützwalzen 34a und 34b an den Positionen A und D ist in der 5 jedoch erheblich kleiner als im herkömmlichen Fall.
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Die Verteilung der von den Stützwalzen 34a und 34b an den Positionen A bis D auf das obere Innengehäuse 22a bzw. das untere Innengehäuse 22b ausgeübten Walzkraft in Axialrichtung der Walzen (in der Breitenrichtung des Bandes 1) hat in der Mitte des Bandes bzw. der axialen Mitte der Walzen ein Maximum. Dieses Maximum ist jedoch, wie ein Vergleich der 5 mit der 11 zeigt, vor allem bei den Stützwalzen 34a und 34b an den Positionen A und D in dem in der 5 dargestellten vorliegenden Fall wesentlich weniger deutlich ausgeprägt als bei dem in der 11 dargestellten herkömmlichen Fall mit dem herkömmlichen oberen Innengehäuse 122a.
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Bei dem in der 5 dargestellten vorliegenden Fall ist somit bei den Stützwalzen 34a und 34b an den Positionen A und D nicht nur die in im wesentlichen horizontaler Richtung auf das obere Innengehäuse 22a und das untere Innengehäuse 22b ausgeübte Walzkraft deutlich kleiner, sondern über die axiale Länge der Walzen auch gleichmäßiger verteilt. Der Unterschied der an den axialen, seitlichen Enden der Walzen und der in der Mitte der Walzen auftretenden Walzkraft ist somit bei dem in der 5 dargestellten vorliegenden nicht sehr groß; es wirken an den Enden der Walzen und in der Mitte der Walzen ähnlich große Kräfte.
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Diese gleichmäßige Verteilung der Walzkraft über die axiale Länge der Stützwalzen 34a und 34b besonders an den Positionen A und D wirkt auf die Verformung der Arbeitswalzen 31a und 31b zurück. Die Arbeitswalzen 31a und 31b verformen sich daher bei dem in der 5 dargestellten vorliegenden Fall nur sehr wenig über ihre axiale Länge; anders ausgedrückt ist die Verformung an den axialen Endabschnitten und im axialen Mittelabschnitt der Arbeitswalzen 31a und 31b relativ klein und im wesentlichen gleichmäßig verteilt; das heißt die in den Endabschnitten und im Mittelabschnitt auftretenden Kräfte sind im wesentlichen gleich groß. Die sich beim Walzvorgang ergebende Banddicke ist daher in der Mitte und an den Rändern des gewalzten Bandes 1 gleich groß; das gewalzte Band 1 weist in seiner Breitenrichtung eine sehr gleichmäßige Dicke auf.
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Durch Verbessern der vertikalen und der horizontalen Steifigkeit des oberen Innengehäuses 22a und des unteren Innengehäuses 22b wird somit wie in der 4 gezeigt der Spalt δ zwischen dem Band 1 und jeder der Arbeitswalzen 31a und 31b klein. Das Band 1 kann daher mit hoher Genauigkeit ausgewalzt werden. Es hat sich herausgestellt, daß der Spalt δ bei der vorliegenden Ausführungsform nur 54% des Spalts δo bei dem in den 10 und 11 dargestellten herkömmlichen Fall beträgt. Damit ist (δo/δ) = (1/0,54) = 1,85. Das heißt, daß durch die beschriebenen Maßnahmen die Steifigkeit des oberen Innengehäuses 22a und des unteren Innengehäuses 22b gegenüber dem herkömmlichen Fall um den Faktor 1,85 erhöht wurde.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind am oberen Innengehäuse 22a und am unteren Innengehäuse 22b die Abstände Lit und Lib und die Abstände Sit und Sib klein; die Höhe Ho und die Breite Woo des eingangsseitigen Außengehäuses 23a und des ausgangsseitigen Außengehäuses 23b sind damit ebenfalls klein. Das Größe und das Gewicht des eingangsseitigen Außengehäuses 23a und des ausgangsseitigen Außengehäuses 23b sind damit vergleichsweise gering. Da die vertikale und die horizontale Steifigkeit des oberen Innengehäuses 22a und des unteren Innengehäuses 22b erhöht wurde, können auch die Höhen Hit und Hib davon entsprechend kleiner gemacht werden. Es wird damit möglich, die Größe und das Gewicht des oberen Innengehäuses 22a und des unteren Innengehäuses 22b ebenfalls zu verringern.
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Beispiel 2:
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Im folgenden wird anhand der 6 eine zweite Ausführungsform für das Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ beschrieben.
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Das in der 6 dargestellte Walzwerk 12 stellt eines der mehreren Walzwerke einer (nicht gezeigten) Tandem-Walzstraße dar; es ist ein Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ mit geteiltem Gehäuse und zwanzig Walzen.
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Bei diesem Walzwerk 12 sind die Sattel-Stützflächen 71a und 71b für die Sättel 36a und 36b im oberen Innengehäuse 22a und im unteren Innengehäuse 22b als horizontale und vertikale Flächen ausgebildet. Damit können die Sattel-Stützflächen 71a und 71b einfacher ausgearbeitet werden.
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Beispiel 3:
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Im folgenden wird anhand der 7 eine dritte Ausführungsform für das Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ beschrieben.
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Das in der 7 dargestellte Walzwerk 13 stellt eines der mehreren Walzwerke einer (nicht gezeigten) Tandem-Walzstraße dar; es ist ein Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ mit geteiltem Gehäuse und zwölf Walzen. Bei diesem Walzwerk 13 sind ein Paar aus einer oberen und einer unteren Arbeitwalze 31a und 31b, zwei Paare von oberen und unteren ersten Zwischenwalzen 32a und 32b und drei Paare von oberen und unteren Stützwalzen 34a und 34b drehbar angeordnet.
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Die obere Arbeitswalze 31a, die beiden oberen ersten Zwischenwalzen 32a und die drei oberen Stützwalzen 34a bilden eine obere Walzengruppe 81a, diese obere Walzengruppe 81a ist im oberen Innengehäuse 22a angeordnet. Die untere Arbeitswalze 31b, die beiden unteren ersten Zwischenwalzen 32b und die drei unteren Stützwalzen 34b bilden eine untere Walzengruppe 81b, diese untere Walzengruppe 81b ist im unteren Innengehäuse 22b angeordnet.
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Auch bei diesem Walzwerk 13 mit einer kleineren Anzahl von Walzen wird durch die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Maßnahmen eine Verbesserung der vertikalen und horizontalen Steifigkeit erreicht, es kann entsprechend die Größe und das Gewicht verringert werden. Das Band 1 wird mit hoher Genauigkeit auf das gewünschte Maß ausgewalzt.
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Beispiel 4:
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Im folgenden wird anhand der 8 eine vierte Ausführungsform für das Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ beschrieben.
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Das in der 8 dargestellte Walzwerk 14 stellt eines der mehreren Walzwerke einer (nicht gezeigten) Tandem-Walzstraße dar; es ist ein Vielwalzen-Walzwerk vom Cluster-Typ mit geteiltem Gehäuse und sechs Walzen. Bei diesem Walzwerk 14 sind ein Paar aus einer oberen und einer unteren Arbeitwalze 31a und 31b und zwei Paare von oberen und unteren Stützwalzen 34a und 34b drehbar angeordnet.
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Die obere Arbeitswalze 31a und die beiden oberen Stützwalzen 34a bilden eine obere Walzengruppe 82a, diese obere Walzengruppe 82a ist im oberen Innengehäuse 22a angeordnet. Die untere Arbeitswalze 31b und die beiden unteren Stützwalzen 34b bilden eine untere Walzengruppe 82b, diese untere Walzengruppe 82b ist im unteren Innengehäuse 22b angeordnet.
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Auch bei diesem Walzwerk 14 mit einer kleinen Anzahl von Walzen wird durch die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Maßnahmen eine Verbesserung der vertikalen und horizontalen Steifigkeit erreicht, es kann entsprechend die Größe und das Gewicht verringert werden. Das Band 1 wird mit hoher Genauigkeit auf das gewünschte Maß ausgewalzt.
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Bei den oben beschriebenen Walzwerken 11 bis 14 kann dadurch eine Walzenbiegevorrichtung zum Einstellen der Walzlast P am Band 1 erhalten werden, daß die Stützwalzen 34a und 34b exzentrisch ausgebildet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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