DE102011009195A1

DE102011009195A1 - Walzvorrichtung und Walzverfahren

Info

Publication number: DE102011009195A1
Application number: DE201110009195
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Josef Frohling GmbH
Current assignee: Danieli Germany GmbH
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2011-12-15
Also published as: ITFI20110011A1; IT1403869B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Walzvorrichtung (1) mit wenigstens eine Walze (4), der eine Vielzonenkühlung zugeordnet ist, die mindestens einen Spritzbalken (2) mit einer Mehrzahl von Düsen (6) für Kühlmittel zur entsprechend jeder Düse (6) lokalen Beeinflussung der Temperatur der Walze (4) enthält, wobei der mindestens eine Spritzbalken (2) anstellbar und so steuerbar ist, um den Abstand von Spritzbalken (2) oder Düsen (6) von der Walze (4) auch bei unterschiedlichen Walzendurchmessern zumindest im Wesentlichen konstant zu halten. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Walzverfahren, wobei mittels einer Vielzonenkühlung mit mindestens einen Spritzbalken (2) mit einer Mehrzahl von Düsen (6) für Kühlmittel an wenigstens einer Walze (4) entsprechend jeder Düse (6) die Temperatur der Walze (4) lokal beeinflusst wird, und wobei der mindestens eine Spritzbalken (2) so gesteuert und angestellt wird, dass der Abstand von Spritzbalken (2) oder Düsen (6) von der Walze (4) auch bei unterschiedlichen Walzendurchmessern zumindest im Wesentlichen konstant gehalten wird, so dass auch bei unterschiedlichen Walzendurchmessern eine gleich gute Beaufschlagung mit dem Kühlmedium sichergestellt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Walzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Walzverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Aus der Praxis bekannter Stand der Technik in der Kaltwalztechnik ist, neben mechanischen Stellgliedern z. B. zur Walzenbiegung, Walzenverschiebung, Walzenschwenkung u. a. zur Beeinflussung der Bandplanheit auch die so genannte thermische Planheitsregelung einzusetzen. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen herkömmlichen Anordnung einer Walzvorrichtung 1 ist in den 2a und 2b schematisch verdeutlicht. Bei dieser Technik wird das für den Umformprozess erforderliche Kühl- und Schmiermedium über parallel zum Walzenballen mit Walzen 4 angebrachte Düsen 6 aufgebracht. Jede Düse 6 kann durch entsprechende Ventile einzeln zu- und abgeschaltet werden. Dadurch ist es möglich, lokal die Temperatur der Walze 4 zu beeinflussen und lokal deren Durchmesser zu verändern (Prinzip der Vielzonenkühlung). Dies wirkt sich wiederum auf die Geometrie des Walzspaltes und dadurch auf die Planlage des Bandes aus. Die parallel zur Walze 4 angeordneten Düsen 6 werden in sogenannten Spritzbalken 2 (i. d. R. vier Stuck) eingebaut, die ortsfest zu den Walzen 4 im Walzgerüst 3 befestigt sind.
Gestalterisch ist die Anordnung der Spritzbalkens mit den Düsen ein Kompromiss, der die unterschiedlichen Walzendurchmesser berücksichtigen muss, um für jede Situation einen möglichst maximalen Benetzungssektor der Walze zu erzielen. Ziel ist es dabei, den Benetzungssektor möglichst groß zu wählen, um lokal den größtmöglichen Einfluss auf die Temperatur und damit auf den Durchmesser nehmen zu können. Für den wirtschaftlichen Betrieb der Kaltwalzanlagen wird für die Reduzierung der Betriebsmittelkosten ein möglichst großer Walzenabschliffbereich angestrebt. Dies bedeutet im Rahmen dieses zu findenden Kompromisses Einschränkung bei bestimmten Durchmesserbereichen in der optimalen Benetzung und Wirksamkeit der Kühlmittelbeaufschlagung. Der gewünschte Effekt der lokalen Wärmeabfuhr kann nicht in allen Durchmesserbereichen gleich gut sein. Auch bedeutet die Veränderung des Abstandes von Düsenaustritt zur Walzenoberfläche, dass es Veränderungen in der Geometrie der fächerartig angestellten Düsenspritzbilder gibt, was auch die Differenzierung der Düsen (gleich Zonen) untereinander stört.
Die vorliegende Erfindung hat und erreicht das Ziel, eine Walzvorrichtung zu schaffen, bei der die Nachteile des Standes der Technik vermieden oder zumindest reduziert sind.
Dieses Ziel wird mit einer Walzvorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie einem Walzverfahren gemäß Anspruch 9 erreicht.
Durch die Erfindung wird entsprechend eine Walzvorrichtung mit wenigstens eine Walze geschaffen, der eine Vielzonenkühlung zugeordnet ist, die mindestens einen Spritzbalken mit einer Mehrzahl von Düsen für Kühlmittel zur entsprechend jeder Düse lokalen Beeinflussung der Temperatur der Walze enthält, wobei erfindungsgemäß weiter vorgesehen ist, dass der mindestens eine Spritzbalken anstellbar und so steuerbar ist, um den Abstand von Spritzbalken oder Düsen von der Walze auch bei unterschiedlichen Walzendurchmessern zumindest im Wesentlichen konstant zu halten.
Bei unterschiedlichen Arbeitswalzendurchmessern kann durch Anstellen, wie z. B. Schwenken des Spritzbalkens der Abstand zur Walze zumindest annähernd konstant gehalten werden.
Vorzugsweise ist der mindestens eine Spritzbalken zum Anstellen rotatorisch geführt oder schwenkbar und/oder linear geführt.
Weiter bevorzugt kann eine Steuerung vorgesehen sein, die ausgelegt ist, um den mindestens einen Spritzbalken relativ zur zugehörigen Walze so anzustellen, dass ein vorgegebener Abstand von Spritzbalken oder Düsen von der betroffenen Walze eingestellt ist. Dabei kann noch weiter vorzugsweise ein Wegmesssystem vorgesehen sein, um kontinuierlich, in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitabständen oder auf Anforderung hin den tatsächlichen Abstand eines Spritzbalkens von einer Walze direkt oder indirekt zu ermitteln und diesen tatsächlichen Abstand kontinuierlich, in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitabständen oder auf Anforderung hin an die Steuerung zu geben, die ausgelegt ist, um das Anstellen des mindestens einen Spritzbalkens relativ zur zugehörigen Walze so steuern, dass der vorgegebene Abstand von Spritzbalken oder Düsen von der betroffenen Walze eingestellt ist.
Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zum Anstellen des mindestens einen Spritzbalkens wenigstens ein insbesondere hydraulischer Stellzylinder vorgesehen ist.
Mit Vorzug aber nicht beschränkend kann es sich bei der Walzvorrichtung um ein Flachwalzwerk oder um eine solche mit einer 4-high oder 6-high Walzgerüstkonfiguration handeln.
Es ist ferner bevorzugt, wenn die Düsen an dem mindestens einen Spritzbalken zur Erzeugung fächerartiger Düsenspritzbilder von Kühlmittel ausgelegt sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Walzverfahren wird mittels einer Vielzonenkühlung mit mindestens einen Spritzbalken (2) mit einer Mehrzahl von Düsen für Kühlmittel an wenigstens einer Walze entsprechend jeder Düse die Temperatur der Walze lokal beeinflusst, wobei ferner vorgesehen ist, dass der mindestens eine Spritzbalken so gesteuert und angestellt wird, dass der Abstand von Spritzbalken oder Düsen von der Walze auch bei unterschiedlichen Walzendurchmessern zumindest im Wesentlichen konstant gehalten wird, so dass auch bei unterschiedlichen Walzendurchmessern eine gleich gute Beaufschlagung mit dem Kühlmedium sichergestellt ist.
Bevorzugte Weiterbildungen dieses Walzverfahrens bestehen darin, dass der mindestens eine Spritzbalken zum Anstellen mittels wenigstens einem insbesondere hydraulischen Stellzylinder rotatorisch geführt oder schwenkbar oder linear geführt wird, und/oder dass der tatsächliche Abstand eines Spritzbalkens von einer Walze mittels eines Wegmesssystems direkt oder indirekt ermittelt und an eine Steuerung gegeben wird, die ein Anstellen des mindestens einen Spritzbalkens veranlasst, so dass ein vorgegebener Abstand von Spritzbalken oder Düsen von der betroffenen Walze eingestellt wird.
Weitere bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung und ihrer einzelnen Aspekte ergeben sich aus den Kombinationen einzelner Ansprüche sowie den gesamten vorliegenden Anmeldungsunterlagen.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung lediglich exemplarisch näher erläutert, in der
1a in einer schematischen Prinzipskizze ein Ausführungsbeispiel einer Walzvorrichtung bei maximalem Abstand der Walzen zeigt,
1b in einer schematischen Prinzipskizze ein Ausführungsbeispiel einer Walzvorrichtung bei minimalem Abstand der Walzen zeigt, und
2a, b in einer schematischen Prinzipskizze ein Ausführungsbeispiel einer Walzvorrichtung nach dem Stand der Technik entsprechend einer Frontansicht und in einer Draufsicht zeigen.
Anhand des nachfolgend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs- und Anwendungsbeispiels wird die Erfindung lediglich exemplarisch näher erläutert, d. h. sie ist nicht auf dieses Ausführungs- und Anwendungsbeispiel oder auf die Merkmalskombinationen innerhalb dieses Ausführungs- und Anwendungsbeispiels beschränkt. Verfahrens- und Vorrichtungsmerkmale ergeben sich jeweils analog auch aus Vorrichtungs- bzw. Verfahrensbeschreibungen.
Einzelne Merkmale, die im Zusammenhang mit einem konkreten Ausführungsbeispiel angeben und/oder dargestellt sind, sind nicht auf dieses Ausführungsbeispiel oder die Kombination mit den übrigen Merkmalen dieses Ausführungsbeispiels beschränkt, sondern können im Rahmen des technisch Möglichen, mit jeglichen anderen Varianten, auch wenn sie in den vorliegenden Unterlagen nicht gesondert behandelt sind, kombiniert werden.
Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren und Abbildungen der Zeichnung bezeichnen gleiche oder ähnliche oder gleich oder ähnlich wirkende Komponenten. Anhand der Darstellungen in der Zeichnung werden auch solche Merkmale deutlich, die nicht mit Bezugszeichen versehen sind, unabhängig davon, ob solche Merkmale nachfolgend beschrieben sind oder nicht. Andererseits sind auch Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung enthalten, aber nicht in der Zeichnung sichtbar oder dargestellt sind, ohne weiteres für einen Fachmann verständlich.
In den 1a und 1b sind in schematischen Prinzipskizzen ein Ausführungsbeispiel einer Walzvorrichtung 1 gezeigt.
Die vorliegende Erfindung beruht gegenüber dem bekannten Stand der Technik gemäß dem Beispiel in den 2a und 2b, die schon oben in der Einleitung beschrieben wurden und daher hier nicht mehr gesondert behandelt werden, darauf, das eingangs beschriebene Problem zu umgehen, indem die Spritzbalken 2 im Walzgerüst 3 oder Gerüst so befestigt werden, dass sie anstellbar sind und entsprechend den aktuellen Durchmessern der Walzen 4 positioniert werden können. Somit wird bei einer Vielzonenkühlung mit anstellbaren Spritzbalken erreicht, dass auch bei unterschiedlichen Walzendurchmessern eine gleich gute Beaufschlagung mit dem Kühlmedium sichergestellt wird. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in den 1a und 1b gezeigt.
Eine Möglichkeit ist die, die Spritzbalken 2 schwenkbar im Gerüst 3 zu befestigen und z. B. durch einen Zylinder 5 und ein Wegmesssystem die Spritzbalken 2 zu positionieren (in den 1a und 1b ist eine Variante mit vier Spritzbalken 2 gezeigt, jedoch ist die Erfindung nicht auf genau diese Anzahl und Anordnung beschränkt). Die Spritzbalken 4 tragen eine Mehrzahl von Düsen 6 zur Erzeugung fächerartig angestellter Düsenspritzbilder 7 von Kühlmittel, das vorzugsweise gleichzeitig auch ein Schmiermittel sein kann.
Neben diesen in den 1a und 1b dargestellten Lösungen lassen sich jedoch auch beliebig andere Prinzipien umsetzen, die zur Positionierung geeignet sind und der Fachmann nun nach Kenntnis der vorliegenden Erfindung ohne weiteres auswählen kann. Auch muss die Bewegung nicht zwingend rotatorisch um einen Schwenkpunkt erfolgen. Auch linear geführte Spritzbalken können im Sinne dieser Erfindung zum Einsatz kommen. Die Anwendung ist beispielsweise für alle Flachwalzwerke denkbar. Ferner ist es bevorzugt aber nicht beschränkend, 4-high oder 6-high Walzgerüstkonfigurationen bei der Walzvorrichtung 1 einzusetzen.
Die 1a und 1b verdeutlichen weitere Merkmale und Gestaltungen im Rahmen des entsprechenden Ausführungsbeispiels, was der Fachmann auf dem Gebiet von Walzvorrichtungen ohne weitere Erläuterungen problemlos insbesondere Hinsichtlich der Offenbarung der vorliegend betroffenen Kühlthematik der zeichnerischen/bildlichen Darstellung alleine entnehmen kann, ohne dass hierzu beschreibende Erläuterungen erforderlich wären.
Von besonderem Vorteil ist die vorliegende Erfindung zum/beim Walzen von Aluminium, ohne jedoch auf diese Anwendung beschränkt zu sein. Weiterhin ist von Vorteil, dass der Wartungsaufwand bei Walzvorrichtungen durch die vorliegende Erfindung gegenüber herkömmlichen Bauarten gemäß dem Stand der Technik verringert ist, der exemplarisch und schematisch in den 2a und 2b verdeutlicht ist, auf die schon eingangs Bezug genommen wurde und die für den Fachmann auf dem Gebiet von Walzvorrichtungen ohne weitere Erläuterungen problemlos insbesondere Hinsichtlich der Offenbarung der vorliegend betroffenen Kühlthematik verständlich ist.
Durch die Erfindung kann bei einer Walzvorrichtung in vorteilhafter Weise realisiert werden, dass bei insbesondere unterschiedlichen Arbeitswalzendurchmessern durch z. B. Schwenken oder allgemein Anstellen des Spritzbalkens der Abstand der entsprechenden Düsen zur Walze zumindest im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Die in den 1a und 1b enthaltenen Maße und weiteren Angaben stellen lediglich exemplarische Größenangaben bzw. Angaben für eine Ausführung des in den 1a und 1b gezeigten Ausführungsbeispiels dar; die Erfindung ist nicht auf diese Größenangaben und weiteren gestaltenden Angaben und auch nicht auf sich daraus ergebende Relationen beschränkt.
Die Erfindung ist anhand des Ausführungsbeispiels in der Beschreibung und in der Zeichnung lediglich exemplarisch dargestellt und nicht darauf beschränkt, sondern umfasst alle Variationen, Modifikationen, Substitutionen und Kombinationen, die der Fachmann den vorliegenden Unterlagen insbesondere im Rahmen der Ansprüche und der allgemeinen Darstellungen in der Einleitung dieser Beschreibung sowie der Beschreibung und Zeichnung des Ausführungsbeispiels entnehmen und mit seinem fachmännischen Wissen sowie dem Stand der Technik kombinieren kann. Insbesondere sind alle einzelnen Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung kombinierbar.

Claims

Walzvorrichtung (1) mit wenigstens eine Walze (4), der eine Vielzonenkühlung zugeordnet ist, die mindestens einen Spritzbalken (2) mit einer Mehrzahl von Düsen (6) für Kühlmittel zur entsprechend jeder Düse (6) lokalen Beeinflussung der Temperatur der Walze (4) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Spritzbalken (2) anstellbar und so steuerbar ist, um den Abstand von Spritzbalken (2) oder Düsen (6) von der Walze (4) auch bei unterschiedlichen Walzendurchmessern zumindest im Wesentlichen konstant zu halten.
Walzvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Spritzbalken (2) zum Anstellen rotatorisch geführt oder schwenkbar ist.
Walzvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Spritzbalken (2) zum Anstellen linear geführt ist.
Walzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung vorgesehen ist, die ausgelegt ist, um den mindestens einen Spritzbalken (2) relativ zur zugehörigen Walze (4) so anzustellen, dass ein vorgegebener Abstand von Spritzbalken (2) oder Düsen (6) von der betroffenen Walze (4) eingestellt ist.
Walzvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wegmesssystem vorgesehen ist, um kontinuierlich, in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitabständen oder auf Anforderung hin den tatsächlichen Abstand eines Spritzbalkens (2) von einer Walze (4) direkt oder indirekt zu ermitteln und diesen tatsächlichen Abstand kontinuierlich, in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitabständen oder auf Anforderung hin an die Steuerung zu geben, die ausgelegt ist, um das Anstellen des mindestens einen Spritzbalkens (2) relativ zur zugehörigen Walze (4) so steuern, dass der vorgegebene Abstand von Spritzbalken (2) oder Düsen (6) von der betroffenen Walze (4) eingestellt ist.
Walzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anstellen des mindestens einen Spritzbalkens (2) wenigstens ein insbesondere hydraulischer Stellzylinder (5) vorgesehen ist.
Walzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzvorrichtung (1) ein Flachwalzwerk ist oder eine 4-high oder 6-high Walzgerüstkonfiguration aufweist.
Walzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (6) an dem mindestens einen Spritzbalken (2) zur Erzeugung fächerartiger Düsenspritzbilder (7) von Kühlmittel ausgelegt sind.
Walzverfahren, wobei mittels einer Vielzonenkühlung mit mindestens einen Spritzbalken (2) mit einer Mehrzahl von Düsen (6) für Kühlmittel an wenigstens einer Walze (4) entsprechend jeder Düse (6) die Temperatur der Walze (4) lokal beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Spritzbalken (2) so gesteuert und angestellt wird, dass der Abstand von Spritzbalken (2) oder Düsen (6) von der Walze (4) auch bei unterschiedlichen Walzendurchmessern zumindest im Wesentlichen konstant gehalten wird, so dass auch bei unterschiedlichen Walzendurchmessern eine gleich gute Beaufschlagung mit dem Kühlmedium sichergestellt ist.
Walzverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Spritzbalken (2) zum Anstellen mittels wenigstens einem insbesondere hydraulischen Stellzylinder (5) rotatorisch geführt oder schwenkbar oder linear geführt wird, und/oder dass der tatsächliche Abstand eines Spritzbalkens (2) von einer Walze (4) mittels eines Wegmesssystems direkt oder indirekt ermittelt und an eine Steuerung gegeben wird, die ein Anstellen des mindestens einen Spritzbalkens (2) veranlasst, so dass ein vorgegebener Abstand von Spritzbalken (2) oder Düsen (6) von der betroffenen Walze (4) eingestellt wird.