DE102011084735A1 - Scraper for a work roll of a rolling stand - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abstreifer (11) für eine Arbeitswalze eines Walzgerüsts, insbesondere eines Warmwalzgerüsts, wobei der Abstreifer (11) eine Abstreiferspitze (5) zum Kontaktieren einer Arbeitswalze (1) des Walzgerüsts aufweist und ein erstes Abschirmelement (8) zum Abschirmen des Walzgutes (10) gegen Kühlwasser des Walzgerüsts vorgesehen ist, wobei ein zweites Abschirmelement (6) zum Abschirmen des ersten Abschirmelementes (8) gegen eine thermische Belastung durch das Walzgut (10) vorgesehen ist.The present invention relates to a scraper (11) for a work roll of a rolling stand, in particular a hot rolling stand, wherein the scraper (11) has a scraper tip (5) for contacting a work roll (1) of the rolling stand and a first shielding element (8) for shielding the Rolled good (10) is provided against cooling water of the roll stand, wherein a second shielding member (6) for shielding the first shielding element (8) against thermal stress is provided by the rolling stock (10).
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abstreifer für eine Arbeitswalze eines Walzgerüsts, insbesondere einer Arbeitswalze eines Warmwalzgerüsts, sowie eine Vorrichtung zum Kühlen einer Arbeitswalze eines Walzgerüstes.The present invention relates to a scraper for a work roll of a rolling stand, in particular a work roll of a hot rolling mill, and a device for cooling a work roll of a rolling stand.
Stand der TechnikState of the art
In Walzgerüsten, insbesondere in Warmwalzgerüsten, werden Abstreifer für die oberen und unteren Arbeitswalzen im Einlauf und im Auslauf der jeweiligen Gerüste eingebaut. Die Abstreifer haben dabei im Walzbetrieb typischerweise ständigen Kontakt zu den Arbeitswalzen. Dieser Kontakt wird jeweils über eine Abstreiferspitze hergestellt, welche die jeweilige Arbeitswalze kontaktiert. Die Abstreifer sind dazu ausgebildet, die Walzgutoberfläche gegen das Walzenkühlwasser abzuschirmen und sind dazu in der Lage, eventuell an den Arbeitswalzen anhaftendes Walzgut von den Arbeitswalzen abzustreifen.In rolling stands, in particular in hot rolling stands, scrapers for the upper and lower work rolls are installed in the inlet and outlet of the respective stands. In the rolling operation, the scrapers typically have constant contact with the work rolls. This contact is made in each case via a scraper tip, which contacts the respective work roll. The scrapers are adapted to shield the rolling stock surface against the roll cooling water and are capable of scraping any rolling stock adhering to the work rolls from the work rolls.
Die Arbeitswalzen werden während des Walzvorganges einer hohen thermischen Belastung ausgesetzt. Die auf die Arbeitswalzen aufgebrachte Wärme wird dabei hauptsächlich im Kontakt der Arbeitswalzen mit dem Walzgut im Walzspalt übertragen, wobei die eingetragene Wärmeenergie hier noch durch die zusätzlich durch die plastische Formänderung des Walzgutes entwickelte Walzhitze erhöht wird. Weiterhin wird Reibungswärme durch die zwischen Walzgut und Walzen erzeugte Reibung, sowie ebenfalls im Kontaktbereich zwischen Arbeitswalze und den üblicherweise vorgesehenen Stützwalzen in die Arbeitswalzen eingetragen. Weiterhin wird typischerweise auch die Strahlungswärme des Walzgutes im Einlaufbereich und im Auslaufbereich auf die Arbeitswalzen übertragen. The work rolls are subjected to a high thermal load during the rolling process. The heat applied to the work rolls heat is transferred mainly in contact of the work rolls with the rolling stock in the nip, the registered heat energy is increased here by the additionally developed by the plastic deformation of the rolling stock rolling heat. Furthermore, frictional heat is introduced by the friction generated between rolling stock and rolls, as well as also in the contact area between the work roll and the support rollers usually provided in the work rolls. Furthermore, typically the radiant heat of the rolling stock in the inlet area and in the outlet area is transferred to the work rolls.
Um einen vorzeitigen oder übermäßigen Verschleiß der Arbeitswalzen durch die thermische Belastung zu verhindern, ist die Walzenkühlung von erheblicher Bedeutung. Insbesondere wird versucht, durch eine ausreichende Walzenaußenkühlung, insbesondere auf der Auslaufseite, die im Walzspalt in den Oberflächenbereich der Arbeitswalze eingetragene Wärme der Arbeitswalze so früh wie möglich nach dem Verlassen des Walzspaltes wieder zu entziehen, um das Eindringen der Wärme in die Tiefe der Walze möglichst weitgehend und effizient zu verhindern.To prevent premature or excessive wear of the work rolls by the thermal load, the roll cooling is of considerable importance. In particular, it is attempted to withdraw by a sufficient external roll cooling, especially on the outlet side, the registered in the nip in the surface region of the work roll heat of the work roll as early as possible after leaving the nip to the penetration of heat in the depth of the roll as possible largely and efficiently prevent.
Entsprechend wird Kühlwasser so früh wie möglich auf die Arbeitswalzen aufgespritzt. Die Abstreifer sorgen dafür, dass das auf die Arbeitswalzen von außen aufgespritzte Kühlwasser nicht mit dem Walzgut in Kontakt kommt, um eine Abkühlung des Walzgutes und/oder eine Verringerung der Qualität des Walzgutes zu verhindern.Accordingly, cooling water is sprayed onto the work rolls as early as possible. The scrapers ensure that the outside of the work rolls sprayed cooling water does not come into contact with the rolling stock to prevent cooling of the rolling stock and / or a reduction in the quality of the rolling stock.
Da die Walzenaußenkühlung so früh wie möglich nach dem Austritt des Walzgutes aus dem Walzspalt stattfinden soll, sind die Abstreifer so tief wie möglich über dem Walzgut bzw. so nah wie möglich am Walzspalt angeordnet. Teilweise sind die Abstreifer auch Bestandteil der jeweiligen Ein- und Auslaufführungen und sind entsprechend zumindest drehbar oder häufig gar kardanisch gelagert. Der Abstreifer wird an die jeweiligen Arbeitswalzen entweder pneumatisch, hydraulisch oder über eine Beaufschlagung mit einer Anpressmasse angepresst.Since the roll external cooling should take place as early as possible after the exit of the rolling stock from the roll gap, the scrapers are as deep as possible above the rolling stock or as close to the roll gap as possible. Some of the scrapers are also part of the respective inlet and outlet guides and are accordingly at least rotatable or often gimbal stored. The scraper is pressed against the respective work rolls either pneumatically, hydraulically or by an impact with a contact mass.
Da der Abstreifer typischerweise sehr dicht oberhalb der Oberfläche des Walzgutes angeordnet ist, ist er einseitig, nämlich auf dem Walzgut zugewendeten Seite, einer hohen thermischen Belastung ausgesetzt. Auf der dem Walzgut abgewandten Seite hingegen wird der Abstreifer mit dem Kühlwasser beaufschlagt, welches er vom Walzgut forthalten soll. Entsprechend sind die Abstreifer aus dem Stand der Technik auf ihrer einen Seite sehr hohen Temperaturen und auf der anderen Seite Kühlwassertemperaturen ausgesetzt. Hierdurch ergibt sich zwangsläufig eine unterschiedliche thermische Ausdehnung der jeweiligen Seiten des Abstreifers, welche darin resultieren kann, dass sich der Abstreifer wölbt und beispielsweise im Mittenbereich des Walzgutes keine vollständige Abdichtung mehr bereitstellen kann.Since the scraper is typically arranged very close above the surface of the rolling stock, it is on one side, namely on the rolling stock facing side, exposed to high thermal stress. On the other hand, on the side facing away from the rolling stock, the scraper is charged with the cooling water, which he should wegalten from the rolling stock. Accordingly, the scrapers of the prior art are exposed on one side to very high temperatures and on the other side cooling water temperatures. This inevitably results in a different thermal expansion of the respective sides of the scraper, which may result in that the scraper buckles and can not provide a complete seal more for example in the central region of the rolling stock.
Abstreifelemente sind beispielsweise aus der
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abstreifer sowie eine Vorrichtung zum Kühlen der Arbeitswalzen eines Walzgerüstes anzugeben, welcher eine verbesserte Abdichtung für das Kühlwasser im Betrieb ermöglicht.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a scraper and a device for cooling the work rolls of a rolling stand, which allows an improved seal for the cooling water during operation.
Diese Aufgabe wird gelöst mittels eines Abstreifers mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by means of a scraper with the features of
Entsprechend weist der Abstreifer für eine Arbeitswalze eines Walzgerüsts, insbesondere eines Warmwalzgerüsts, eine Abstreiferspitze zum Kontaktieren einer Arbeitswalze des Walzgerüsts auf und ein erstes Abschirmelement zum Abschirmen des Walzgutes gegen Kühlwasser des Walzgerüsts ist vorgesehen. Erfindungsgemäß ist ein zweites Abschirmelement zum Abschirmen des ersten Abschirmelementes gegen eine thermische Belastung durch das Walzgut vorgesehen.Accordingly, the scraper for a work roll of a rolling stand, in particular a hot rolling stand, a scraper tip for contacting a work roll of the rolling mill and a first shielding member for shielding the rolling against cooling water of the rolling mill is provided. According to the invention, a second shielding element is provided for shielding the first shielding element against thermal loading by the rolling stock.
Durch das Bereitstellen eines ersten Abschirmelementes zum Abschirmen des Walzgutes gegen das Kühlwasser und eines zweiten Abschirmelementes zum Abschirmen des ersten Abschirmelementes gegen eine thermische Belastung durch das Walzgut kann erreicht werden, dass die beiden Abschirmelemente, nämlich das erste Abschirmelement und das zweite Abschirmelement, entsprechend der jeweils vorherrschenden thermischen Bedingungen so angepasst werden können, dass die entsprechende Abstreiferspitze stets in Kontakt mit der jeweiligen Arbeitswalze steht. By providing a first shielding element for shielding the rolling stock against the cooling water and a second shielding element for shielding the first shielding element against thermal stress by the rolling stock, it can be achieved that the two shielding elements, namely the first shielding element and the second shielding element, respectively prevailing thermal conditions can be adjusted so that the corresponding scraper tip is always in contact with the respective work roll.
Das erste und das zweite Abschirmelement sind bevorzugt voneinander beabstandet, bevorzugt in einem Abstand von 0,5 cm bis 5 cm, bevorzugter in einem Abstand von 1 cm bis 4 cm, noch bevorzugter in einem Abstand von 2 cm bis 3 cm. Auf diese Weise kann eine Abschirmung des ersten Abschirmelements durch das zweite Abschirmelement erreicht werden. Darüber hinaus lässt sich auf diese Weise ein Parallelogrammeffekt erreichen, wenn das erste Abschirmelement und das zweite Abschirmelement durch unterschiedliche Temperatureinwirkung einer unterschiedlichen Temperaturausdehnung unterworfen sind.The first and second shield members are preferably spaced apart, preferably at a distance of 0.5 cm to 5 cm, more preferably at a distance of 1 cm to 4 cm, even more preferably at a distance of 2 cm to 3 cm. In this way, a shielding of the first shielding element can be achieved by the second shielding element. In addition, a parallelogram effect can be achieved in this way if the first shielding element and the second shielding element are subjected to a different temperature expansion due to different temperature action.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist zwischen dem ersten Abschirmelement und dem zweiten Abschirmelement ein Isolierelement zur thermischen Isolation der beiden Abschirmelemente gegeneinander angeordnet.In a preferred development, an insulating element for thermal insulation of the two shielding elements is arranged between the first shielding element and the second shielding element.
Entsprechend wird das zweite Abschirmelement, welches zur Abschirmung der thermischen Belastung durch das Walzgut dient, mit einer deutlich höheren Temperatur beaufschlagt, als das erste Abschirmelement, welches das Kühlwasser vom Walzgut fern hält. Auf diese Weise kann eine Wölbung des Abstreifers verhindert werden, da eine starke Temperaturdifferenz der unterschiedlichen Seiten innerhalb eines einzigen Materials, so wie im Stand der Technik bekannt, vermieden wird. Entsprechend wölbt sich der Abstreifer gemäß der vorliegenden Erfindung im Betrieb weniger stark bzw. überhaupt nicht mehr, so dass die Abschirmleistung des Abstreifers auch im Bandmittenbereich gezielt und kontrollierbar eingestellt werden kann.Accordingly, the second shielding element, which serves to shield the thermal load from the rolling stock, is subjected to a significantly higher temperature than the first shielding element which keeps the cooling water away from the rolling stock. In this way, bowing of the scraper can be prevented since a large temperature difference of the different sides within a single material, as known in the art, is avoided. Accordingly, according to the present invention, the scraper buckles less in operation or not at all, so that the shielding performance of the scraper can also be adjusted in a targeted and controllable manner in the band center region.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist mindestens ein drittes Abschirmelement beabstandet vom ersten Abschirmelement und/oder vom zweiten Abschirmelement vorgesehen und/oder mindestens ein zweites Isolierelement ist zwischen dem dritten Abschirmelement und dem ersten und/oder zweiten Abschirmelement angeordnet.In a particularly preferred embodiment, at least one third shielding element is provided at a distance from the first shielding element and / or from the second shielding element and / or at least one second insulating element is arranged between the third shielding element and the first and / or second shielding element.
Hieraus ergibt sich bevorzugt für mindestens zwei Abschirmelemente eine Sandwich-Struktur. Der entsprechende mehrteilige Aufbau des Abstreifers in Form eines Sandwich-Aufbaus, insbesondere mit einer innenliegenden Isolierschicht, kann dies erfüllen. Die Isolierschicht trennt dabei die Seite hoher thermischer Belastung von der Seite geringer thermischer Belastung. Bevorzugt werden die beiden Abschirmelemente durch eine Schraubverbindung, bevorzugt unter Verwendung von Abstandshaltern, miteinander verbunden.This results preferably for at least two shielding a sandwich structure. The corresponding multi-part structure of the scraper in the form of a sandwich construction, in particular with an inner insulating layer, can fulfill this. The insulating layer separates the side of high thermal stress from the side of low thermal stress. Preferably, the two shielding elements are connected to one another by a screw connection, preferably using spacers.
Ein besonders effizienter Aufbau wird erreicht durch mindestens zwei Abschirmelemente, die über Schraubverbindungen und/oder Abstandshalter voneinander beabstandet und miteinander verbunden sind.A particularly efficient construction is achieved by at least two shielding elements, which are spaced apart from one another by screw connections and / or spacers and connected to one another.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist die Abstreiferspitze als separates Bauteil ausgebildet, welches bevorzugt mittels eines einfachen Verschlusses schnell ausgetauscht werden kann. Durch die Bereitstellung der Abstreiferspitze als separates Bauteil kann zum einen erreicht werden, dass eine defekte und/oder abgenutzte Abstreiferspitze schnell und effizient ausgetauscht werden kann, um den Anlagenbetrieb nicht unnötig lange aufzuhalten, zum anderen kann die Abstreiferspitze aus einem anderen Material hergestellt werden, als das erste und zweite Abschirmelement.In a particularly preferred embodiment, the scraper tip is formed as a separate component, which can preferably be quickly replaced by a simple closure. By providing the scraper tip as a separate component can be achieved on the one hand, that a defective and / or worn scraper tip can be replaced quickly and efficiently, not to stop the plant operation unnecessarily long, on the other hand, the scraper tip can be made of a different material than the first and second shielding elements.
Der Abstreifer ist bevorzugt als Ganzes gegenüber dem Walzgerüst verschwenkbar gelagert, so dass ein Kontakt der Abstreiferspitze mit der äußeren Oberfläche der jeweiligen Arbeitswalze sichergestellt ist, auch bei Bewegungen bzw. Verlagerungen der Achse der Arbeitswalze.The scraper is preferably pivotally mounted as a whole relative to the rolling stand, so that a contact of the scraper tip is ensured with the outer surface of the respective work roll, even with movements or displacements of the axis of the work roll.
Um eine zuverlässige Abschirmwirkung zu erreichen, erstreckt sich mindestens ein Abstreifelement einteilig über die Stützlänge einer Arbeitswalze hinweg. In order to achieve a reliable shielding effect, at least one stripping element extends integrally over the support length of a work roll.
Eine Vorrichtung zur Kühlung der Arbeitswalze eines Walzgerüstes mit den Merkmalen des Anspruchs 10 löst ebenfalls die oben gestellte Aufgabe.A device for cooling the work roll of a rolling stand with the features of
Entsprechend umfasst die Vorrichtung zum Kühlen einer Arbeitswalze in einem Walzgerüst eine Kühlwassersprühvorrichtung zum Aufsprühen von Kühlwasser auf die Arbeitswalze, sowie einen oben beschriebenen Abstreifer, wobei der Abstreifer zwischen dem Walzgut und der Kühlwasseraufsprühvorrichtung angeordnet ist.Accordingly, the apparatus for cooling a work roll in a rolling stand comprises a Kühlwassersprühvorrichtung for spraying cooling water on the work roll, and a scraper described above, wherein the scraper between the rolling stock and the Kühlwasseraufsprühvorrichtung is arranged.
Kurze Beschreibung der FigurBrief description of the figure
Bevorzugte weitere Ausführungsformen und Aspekte der vorliegenden Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung der Figur näher erläutert. Dabei zeigt:Preferred further embodiments and aspects of the present invention will be explained in more detail by the following description of the figure. Showing:
Detaillierte Beschreibung eines bevorzugten AusführungsbeispielsDetailed Description of a Preferred Embodiment
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiele anhand der
Entsprechend ist ein Abstreifer
Die Arbeitswalze
Bei der Außenkühlung wird, nachdem das Walzgut
Vorteilhaft ist es, wenn der Abstreifer
Die Abstreiferspitze
Der Abstreifer
Neben der Abstreiferspitze
Ein zweites Abschirmelement
Das zweite Abschirmelement
Selbst wenn es in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu einer Hitzeverformung des ersten Abstreifelements
Das erste Abschirmelement
In
Durch die Ausbildung als Sandwich-Struktur kann eine Wölbung des Abstreifers
Neben der in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Arbeitswalze Stripper
- 22
- Stützwalze supporting roll
- 33
- Kühlwassersprühvorrichtung Kühlwassersprühvorrichtung
- 44
- Lagerzapfen für die Abstreiferlagerung Bearing journals for the wiper bearing
- 55
- Abstreiferspitze stripper tip
- 66
- zweites Abschirmelement second shielding element
- 77
- Isolierelement insulating
- 88th
- erstes Abschirmelement first shielding element
- 99
- Befestigungselement fastener
- 1010
- Walzgut rolling
- 1111
- Abstreifer scraper
- 1212
- Pneumatik-Zylinder Pneumatic cylinder
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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