DE102014207859A1 - Process and rolling stand for cold rolling of rolling stock - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Walzgerüst zum Kaltwalzen von Walzgut. Das Walzgerüst umfasst mindestens eine obere und eine untere Stützwalze sowie eine obere und eine untere Arbeitswalze, welche einen Walzspalt aufspannen. Optional kann zwischen den Arbeitswalzen und den Stützwalzen auch noch eine untere und eine obere Zwischenwalze vorgesehen sein. Um beim Kaltwalzen im Dressierbetrieb eine absolut gleiche Umfangsgeschwindigkeit bei der oberen und unteren Arbeitswalze zu gewährleisten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die obere oder die untere Arbeitswalze von ihrer zugehörigen Antriebseinrichtung abzukoppeln.The invention relates to a method and a roll stand for cold rolling rolled material. The roll stand comprises at least an upper and a lower support roll and an upper and a lower work roll, which span a roll gap. Optionally, a lower and an upper intermediate roll can also be provided between the work rolls and the backup rolls. In order to ensure an absolutely identical circumferential speed in the upper and lower work rolls during cold rolling in skin pass operation, it is proposed according to the invention to decouple the upper or the lower work roll from its associated drive device.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Walzgerüstes zum Kaltwalzen von Walzgut. Das Walzgerüst umfasst mindestens eine obere und eine untere Stützwalze sowie eine obere und eine untere Arbeitswalze, welche einen Walzspalt aufspannen. Optional kann zwischen den Arbeitswalzen und den Stützwalzen auch noch eine untere und eine obere Zwischenwalze vorgesehen sein. Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch das besagte Walzgerüst.The invention relates to a method for operating a roll stand for cold rolling of rolling stock. The rolling stand comprises at least an upper and a lower support roll and an upper and a lower work roll, which span a roll gap. Optionally, a lower and an upper intermediate roll may also be provided between the work rolls and the support rolls. In addition to the method, the invention also relates to said roll stand.
Walzgerüste und Verfahren zu deren Betrieb sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt, beispielsweise aus der der
Im Stand der Technik wird bei Walzgerüsten grundsätzlich unterschieden zwischen Reduziergerüsten und Dressiergerüsten. In the prior art, a distinction is fundamentally made in rolling stands between reducing stands and temper rolling stands.
Reduziergerüste haben die Aufgabe, pro Stich 30 bis 80 % der Dicke des Walzgutes zu reduzieren. Bei diesen hohen Umformgraden treten hohe Walzkräfte und Walzmomente auf. Deshalb ist eine Walzenkühlung mit hoher Effektivität notwendig. Dabei werden bis zu 10.000 l/min. je Walzgerüst an Kühlmenge umgesetzt. Die Arbeitswalzen im Reduziergerüst sind von relativ glatter Oberfläche ohne spezielle Texturierung. Im Reduzierbetrieb liegt die obere Stützwalze auf der oberen Zwischenwalze und diese wiederum auf der oberen Arbeitswalze auf. Fehlt die Zwischenwalze, wie im Vierwalzen-Gerüst, dann liegt die obere Stützwalze direkt auf der oberen Arbeitswalze auf. Die Walzkräfte liegen im Bereich von 10 bis 20 MN. Die Walzmomente liegen in einem Bereich von 100 bis 200 kNm. Beim Reduzieren wird eine spezielle Dickenregelung eingesetzt, die sowohl im Positionsregelmodus, als auch Walzkraftregelmodus betrieben werden kann. Wesentliches Stellglied der Dickenregelung beim Reduzieren sind fast ausschließlich die Anstellzylinder der Stützwalzen und nur in Randgebieten der Bandzug. Reduziergerüste have the task to reduce per stitch 30 to 80% of the thickness of the rolling stock. At these high degrees of deformation occur high rolling forces and rolling moments. Therefore, a roller cooling with high efficiency is necessary. Here are up to 10,000 l / min. per mill converted to cooling amount. The work rolls in the reducing stand are of relatively smooth surface without special texturing. In Reduzierbetrieb the upper backup roller is on the upper intermediate roll and this in turn on the upper work roll on. If the intermediate roll is missing, as in the four-roll stand, then the upper support roll rests directly on the upper work roll. The rolling forces are in the range of 10 to 20 MN. The rolling moments are in a range of 100 to 200 kNm. When reducing, a special thickness control is used, which can be operated both in the position control mode, as well as rolling force control mode. The essential actuator of the thickness control during reduction are almost exclusively the adjusting cylinders of the support rollers and only in peripheral areas of the strip tension.
Reduziergerüste können in Sechswalzen- oder Vierwalzen-Ausführung, d. h. mit sechs oder vier Walzen ausgebildet sein. Im Reduzierbetrieb werden typischerweise beide Arbeitswalzen drehangetrieben, um auf beide Arbeitswalzen ein Walzmoment zu übertragen. Derartige Reduziergerüste sind sowohl zum Reduzieren von Eisenmetall wie auch zum Reduzieren von Nichteisenmetall bekannt. Der einzige nennenswerte Unterschied zwischen dem Betrieb der Reduziergerüste für Eisenmetall und Nichteisenmetall liegt in der Verwendung des jeweils geeigneten Kühl-Schmiermittels; bei dem Kühl-Schmiermittel handelt es sich um ein (Zahlwort) Mittel mit den beiden Funktionen Kühlen und Schmieren. Für Nichteisenmetall wird, insbesondere für Aluminium typischerweise Walzöl als Kühl-Schmiermittel verwendet. Reducing stands can be in six-roller or four-roller design, d. H. be formed with six or four rollers. In Reduzierbetrieb typically both work rolls are rotated to transmit a rolling torque on both work rolls. Such reducers are known both for reducing iron metal and for reducing non-ferrous metal. The only noteworthy difference between the operation of ferrous metal and non-ferrous metal reducers is the use of the appropriate cooling lubricant; The cooling lubricant is a (number word) means with the two functions cooling and lubricating. For non-ferrous metal, especially for aluminum, rolling oil is typically used as the cooling lubricant.
Neben den soeben beschriebenen reinen Reduziergerüsten für Eisenmetall und Nichteisenmetall sind auch reine Dressiergerüste allerdings nur für Eisenmetall bekannt. Dressiergerüste haben die Aufgabe, eine Textur auf das Walzgut einzuprägen, die Bandplanheit zu verbessern und/oder die Werkstoffeigenschaften des Walzgutes zu verbessern, z. B. Lüders-Bänder zu eliminieren oder bestimmte Festigkeiten einzustellen. Zum Einprägen der Textur auf das Walzgut werden deshalb die typischerweise glatten Arbeitswalzen durch spezielle Dressierwalzen mit in vorbestimmter Weise aufgerauter Oberfläche verwendet. Beim Dressieren wird typischerweise nur ein einzelner Stich durchgeführt mit einer Dickenreduktion des Walzgutes von 0,3 bis 10 %. Durch das Einprägen der Textur entsteht Werkstoffabrieb am Walzgut, sogenannter Flitter, der für die Weiterverarbeitung störend wirkt und das Dressiermedium stark verunreinigt. Beim Dressieren sind die Walzkraft und das Walzmoment im Vergleich zu einem Reduzierbetrieb sehr niedrig, konkret bewegen sich die Walzkräfte beim Dressieren in einem Bereich von 1 bis 4 MN. Die Walzmomente liegen typischerweise in einem Bereich von 0 bis 20 kNm. Die aufgebrachte Menge an Dressiermittel liegt mit ca. 20 l/min. pro Seite des Walzgutes auf einem deutlich geringem Niveau als im Vergleich zum Reduzierbetrieb. Die Hauptaufgabe des Dressiermittels ist im Wesentlichen die Reinigung des Walzgutes oder der Walzen. Beim Dressierbetrieb wird typischerweise keine der beiden Arbeitswalzen angetrieben; stattdessen wird lediglich die untere Stützwalze angetrieben und damit ein Walzmoment auf diese übertragen. Beim Dressierbetrieb kann die Walzkraft entweder über die Anstellzylinder der oberen Stützwalze aufgebracht werden; dies setzt jedoch voraus, dass die obere Stützwalze entweder auf der oberen Arbeitswalze oder – falls vorhanden – auf der oberen Zwischenwalze aufliegt. Alternativ dazu kann die obere Stützwalze auch von der oberen Arbeitswalze oder – falls vorhanden – von der oberen Zwischenwalze abgehoben sein. Dann erfolgt das Aufbringen der Walzkraft im Dressierbetrieb über eine geeignete Anstellung der oberen Biegezylinder, welche entweder auf die obere Arbeitswalze oder – falls vorhanden – auf die obere Zwischenwalze wirken. However, in addition to the pure reducing stands for ferrous metal and non-ferrous metal just described, pure skin pass mills are known only for iron metal. Dressing scaffolds have the task to impress a texture on the rolling stock, to improve the flatness and / or to improve the material properties of the rolling stock, for. B. Eliminate Lüders bands or adjust certain strengths. For embossing the texture on the rolling stock, therefore, the typically smooth work rolls are used by special temper rolling with a predetermined roughened surface. In the case of temper rolling, typically only a single pass is made with a rolling stock reduction of 0.3 to 10%. By imprinting the texture material abrasion occurs on the rolling stock, so-called tinsel, which has a disturbing effect on further processing and heavily contaminates the tempering medium. In the case of temper rolling, the rolling force and the rolling moment are very low in comparison with a reduction operation, specifically, the rolling forces during the temper rolling range in the range of 1 to 4 MN. The rolling torques are typically in a range of 0 to 20 kNm. The applied amount of tempering agent is about 20 l / min. per side of the rolling stock at a significantly lower level compared to the reduction operation. The main task of the tempering agent is essentially the cleaning of the rolling stock or the rolls. During the temper rolling operation, typically neither of the two work rolls is driven; instead, only the lower support roller is driven, thus transferring a rolling moment to it. In the tempering operation, the rolling force can be applied either via the adjusting cylinder of the upper support roller; this presupposes, however, that the upper support roller rests either on the upper work roll or, if present, on the upper intermediate roll. Alternatively, the upper backup roll may also be lifted from the upper work roll or, if present, from the upper intermediate roll. Then, the application of the rolling force in the skin pass through a suitable employment of the upper bending cylinder, which act either on the upper work roll or - if present - on the upper intermediate roll.
Neben den soeben beschriebenen reinen Reduziergerüsten und reinen Dressiergerüsten gibt es auch Kombigerüste, welche sowohl in einem Reduzierbetrieb wie auch in einem Dressierbetrieb, allerdings nur für Eisenmetall, nicht für Nichteisenmetall betrieben werden können.In addition to the pure Reduziergerüsten and pure tempering scaffolds just described there are also Kombigerüste, which can be operated both in a Reduzierbetrieb as well as in a temper mill, but only for ferrous metal, not for non-ferrous metal.
Die bekannten reinen Reduziergerüste für Nichteisenmetall sind für einen Kombi-Betrieb, d. h. für einen alternativen Dressierbetrieb für Nichteisenmetall, nicht geeignet, weil die Reduziergerüste für Walzkräfte ausgelegt sind, die für einen Dressierbetrieb für Nichteisenmetall zu groß wären. Die Reibkräfte innerhalb der hydraulischen Anstellung sind in etwa proportional zur maximalen Kraft, d.h. ein Anstellzylinder, der für hohe Kräfte ausgelegt wurde kann aufgrund seiner inneren Reibung nicht in der erforderlichen Genauigkeit bei geringen Walzkräften arbeiten. The known pure Reduziergerüste for non-ferrous metal are for a combined operation, d. H. for an alternative non-ferrous metal pass mill, not suitable because the reducers are designed for rolling forces that would be too high for a non-ferrous metal pass mill. The frictional forces within the hydraulic setting are approximately proportional to the maximum force, i. a positioning cylinder that has been designed for high forces can not work due to its internal friction in the required accuracy at low rolling forces.
In Reduziergerüsten werden üblicher Weise zwei Walzen, i.d.R. die Arbeitswalzen angetrieben, um das erforderliche Walzmoment möglichst gleichmäßig in den Walzspalt zu übertragen. Kleinste Durchmesserdifferenzen zwischen den Arbeitswalzen führen zu Momentenunterschieden zwischen den Walzen, die jedoch nicht schädlich auf das Walzergebnis wirken, weil durch die hohen Abnahmen ein Ausgleich im Walzgut, z.B. durch Scherwirkungen, stattfindet. Beim Dressierbetrieb mit kleinen Reduktionen / Dressiergraden kann dieser interne Ausgleich nicht stattfinden, weil nur walzgutoberflächennahe Umformungen stattfinden. Zudem sind die Walzmomente so gering, dass der Antrieb von nur einer Walze ausreicht.In Reduziergerüsten usually two rollers, i.d.R. the work rolls driven to transmit the required rolling torque as evenly as possible in the nip. Smallest differences in diameter between the work rolls lead to moment differences between the rolls, which, however, do not have a detrimental effect on the rolling result, because the high decreases compensate for the rolling stock, e.g. by shear effects, takes place. In the case of temper rolling with small reductions / tempering degrees, this internal compensation can not take place because only near-product roll formations take place. In addition, the rolling moments are so low that the drive of only one roller is sufficient.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Verfahren und ein bekanntes wahlweise in einem Reduzierbetrieb oder einem Dressierbetrieb betreibbares Walzgerüst zum Kaltwalzen von Walzgut dahingehend weiterzubilden, dass die Qualität des Walzgutes und die Stabilität der Walzbedingungen im Dressierbetrieb verbessert werden. Based on this prior art, the present invention seeks to further develop a known method and a known rolling stand for cold rolling of rolling material operable in a reducing or a temper rolling operation, that the quality of the rolling stock and the stability of the rolling conditions are improved in the temper rolling.
Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass im Dressierbetrieb die obere oder die untere Arbeitswalze von ihrer Antriebseinrichtung abgekoppelt wird. Weder die obere noch die untere Stützwalze sind bei dem erfindungsgemäßen Dressierbetrieb angetrieben.This object is achieved by the method claimed in claim 1. This method is characterized in that the upper or the lower work roll is uncoupled from its drive device in the temper rolling operation. Neither the upper nor the lower support roller are driven in the temper rolling operation according to the invention.
Der Begriff „oder“ ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung als ausschließende Alternative zu verstehen. Eine gleichzeitige Abkopplung beider Arbeitswalzen im Dressierbetrieb, wie im Stand der Technik bekannt, ist ausdrücklich nicht gemeint und vom Schutzumfang ausgeschlossen.The term "or" is to be understood in the context of the present invention as an exclusive alternative. A simultaneous decoupling of both work rolls in the temper rolling operation, as known in the prior art, is expressly not meant and excluded from the scope of protection.
Die einleitend vorgetragenen Definitionen von Reduzierbetrieb und Dressierbetrieb gelten – abgesehen von dem Antriebskonzept für die Arbeitswalzen im Dressierbetrieb – für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gleichermaßen. Für den Antrieb der Arbeitswalzen im Dressierbetrieb gilt dagegen das beanspruchte Antriebskonzept.The introductory definitions of reducing operation and tempering operation apply - apart from the drive concept for the work rolls in the temper rolling operation - equally for the subject matter of the present invention. In contrast, the claimed drive concept applies to the drive of the work rolls in the skin pass mill.
Das beanspruchte Verfahren sieht vor, dass das Walzgerüst alternativ zu dem Dressierbetrieb auch in einem Betriebsmodus Reduzierbetrieb zum signifikanten Reduzieren der Dicke des Walzgutes betrieben werden kann. Ein solches Kombi-Gerüst, welches Dressieren von Eisenmetall und Nichteisenmetall und Reduzieren von Eisenmetall und Nichteisenmetall an einem Gerüst ermöglicht, bietet deutliche Vorteile insbesondere in finanzieller Hinsicht im Vergleich zu zwei separaten Gerüsten, d. h. einem Reduziergerüst und einem separaten Dressiergerüst. The claimed method provides that the rolling stand can be operated as an alternative to the temper rolling in a mode of operation reducing operation for significantly reducing the thickness of the rolling stock. Such a combi-scaffold, which allows for the ironing of ferrous and non-ferrous metals and the reduction of ferrous metal and non-ferrous metal on a scaffold, offers distinct advantages, especially in financial terms compared to two separate scaffolds; H. a Reduziergerüst and a separate skin pass mill.
Kleinste Durchmesserunterschiede bei den beiden Arbeitswalzen, wie sie z. B. durch Schleiffehler oder unterschiedliche thermische Expansion auftreten können und zu Drehzahlunterschieden bei den beiden Arbeitswalzen führten, werden durch das beanspruchte Antriebskonzept, bei welchem die beiden Arbeitswalzen im Dressierbetrieb jeweils über Reibschluss am Walzgut miteinander drehgekoppelt sind, vorteilhafterweise vermieden. Auch Momenten-Vertrimmungen, Rattern, Oberflächendefekte und/oder instabile Walzbedingungen, wie sie typischerweise bei einer Zwangskopplung beider Arbeitswalzen an das Kammwalzgetriebe entstehen, werden durch den beanspruchten Antrieb von nur einer der beiden Arbeitswalzen vorteilhafterweise vermieden. Insgesamt wird durch das beanspruchte Antriebskonzept im Dressierbetrieb die Qualität des Walzgutes verbessert und die Walzbedingungen stabilisiert. Damit eignet sich das beanspruchte Verfahren insbesondere auch zum Dressieren von Nichteisenmetallband. Smallest diameter differences in the two work rolls, as they are z. B. by grinding errors or different thermal expansion and led to speed differences in the two work rolls are advantageously avoided by the claimed drive concept, in which the two work rolls are rotationally coupled to each other in the temper rolling on rolling stock together. Even moments-trim, chattering, surface defects and / or unstable rolling conditions, as they typically arise in a positive coupling of both work rolls to the comb roller gear, are advantageously avoided by the claimed drive of only one of the two work rolls. Overall, the quality of the rolling stock is improved and the rolling conditions stabilized by the claimed drive concept in the temper rolling. Thus, the claimed method is particularly suitable for casting non-ferrous metal strip.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Dressierbetrieb die obere Stützwalze von der oberen Arbeitswalze oder – falls vorhanden – von der oberen Zwischenwalze abgehoben und es erfolgt das Aufbringen und die Einstellung der Walzkraft durch die Einwirkung der oberen Biegezylinder auf die obere Arbeitswalze oder – falls vorhanden – auf die obere Zwischenwalze. According to a first embodiment of the method according to the invention the upper support roller is lifted from the upper work roll or - if present - from the upper intermediate roll in the tempering and it takes the application and adjustment of the rolling force by the action of the upper bending cylinder on the upper work roll or - if present - on the upper intermediate roller.
Der Kraftfluss im Walzgerüst und die Ausprägung der Bauteile sind wesentlich für das elastische Verhalten des Walzgerüstes. Spiele und Lose sind deshalb zu vermeiden, da ein freies Bewegen der sehr schweren Bauteile innerhalb kurzer Zeit zu Schäden führen würde. Deshalb sind alle Fugen zwischen beweglichen Bauteilen, wie z. B. zwischen übereinander angeordneten Lagergehäusen, d. h. Einbaustücken, benachbarter Walzen mit Hilfe hydraulischer Anstellung balanciert, d. h. vorgespannt. Eine Stützwalze kann bis zu 200 t wiegen. Dies entspricht einer notwendigen Balancierkraft von 2 MN. Dies entspricht der gleichen Größe wie die erforderliche Walzkraft im Dressierbetrieb. Wenn dann noch zusätzlich eine Anstellung der Stützwalzen über deren Anstellzylinder vorgesehen wäre, würde die auf das Walzgut wirkende Walzkraft sehr schnell die im Dressierbetrieb benötigten geringeren Dressierkräfte übersteigen. Auch wären die (geringeren) Dressierkräfte nicht mehr sauber regelbar, weil alleine die Gewichtskraft der Stützwalze in derselben Größenordnung liegt. The power flow in the rolling stand and the characteristics of the components are essential for the elastic behavior of the roll stand. Games and lots should therefore be avoided, as a free movement of the very heavy components would cause damage within a short time. Therefore, all joints between moving components, such. B. between stacked bearing housings, ie chocks, adjacent rolls using hydraulic adjustment balanced, ie biased. A back-up roll can weigh up to 200 t. This corresponds to a necessary balancing force of 2 MN. This corresponds to the same size as the required rolling force in the temper rolling operation. If then additionally an employment of the support rollers would be provided on the adjusting cylinder, the rolling force acting on the rolling stock would very quickly exceed the lower tempering required in the temper rolling. Also, the (lesser) temper rolling forces would no longer be able to be controlled cleanly, because the weight of the back-up roll alone is of the same order of magnitude.
Das gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehene Abheben der oberen Stützwalze von der oberen Arbeitswalze oder von der oberen Zwischenwalze vermeidet deshalb das beschriebene Problem der zu großen Walzkraft, wenn die Stützwalze aufliegt. Therefore, the lifting of the upper backup roll from the upper work roll or from the upper intermediate roll provided according to the first embodiment avoids the described problem of excessive rolling force when the backup roll rests.
Eventuellen Nebenwirkungen des Anhebens der Stützwalze, wie eine mögliche Veränderung des Walzspaltprofiles werden abgeholfen durch das Aufbringen und die Einstellung der Walzkraft durch die Einwirkung der oberen Biegezylinder auf die obere Arbeitswalze oder – falls vorhanden – auf die obere Zwischenwalze, wie beansprucht. Any side effects of lifting the backup roll, such as a possible change in the nip profile are remedied by the application and adjustment of the rolling force by the action of the upper bending cylinder on the upper work roll or, if present, on the upper intermediate roll, as claimed.
Grundsätzlich kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung während des Dressierbetriebs die obere Stützwalze auch auf der oberen Arbeitswalze oder auf der oberen Zwischenwalze aufliegen bleiben; dann allerdings bestehen die besagten Nachteile bei der Feineinstellung der Dressierkräfte weiter fort. In principle, in the context of the present invention, during the tempering operation, the upper support roller may also rest on the upper work roll or on the upper intermediate roll; then, however, the said disadvantages persist in the fine adjustment of the tempering forces.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass im Dressierbetrieb die Dicke des Walzgutes mit Hilfe eines Dressiergrad-Regelkreises auf eine vorgegebene konstante Solldicke geregelt wird, z.B. durch geeignete Variation des Bandzugs des Walzgutes oder der Walzgeschwindigkeit als Stellgrößen. Die Dressiergrad-Regelung, d. h. die Dickenregelung beim Dressieren, setzt voraus, dass die Walzkraft konstant gehalten werden muss, um eine gleichmäßige Abprägung der Rauigkeit der Dressierwalze auf das Band zu erhalten. Es sollen möglichst keine Dickensprünge auftreten. Zu diesem Zweck sieht das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhafterweise eine Regelung der auf das Walzgut aufgebrachten Walzkraft mit Hilfe eines Walzkraftregelkreises vor, wobei die Biegezylinder als Stellglieder für die Walzkraft dienen. Vorzugsweise ist alternativ oder zusätzlich ein Positionsregelkreis vorgesehen, um die Anstellposition der Arbeitswalzen konstant zu halten. According to a further embodiment, the method according to the invention provides that in the temper rolling operation the thickness of the rolling stock is regulated with the aid of a skin pass control loop to a predetermined constant nominal thickness, e.g. by suitable variation of the strip tension of the rolling stock or the rolling speed as manipulated variables. The skin level control, d. H. Thickness control during skin pass requires that the rolling force must be kept constant in order to obtain a uniform impression of the roughness of the temper rolling on the strip. It should be possible no thickness jumps occur. For this purpose, the method according to the invention advantageously provides for a regulation of the rolling force applied to the rolling stock with the aid of a rolling force control loop, the bending cylinders serving as actuators for the rolling force. Preferably, alternatively or additionally, a position control loop is provided in order to keep the setting position of the work rolls constant.
Sowohl die Walzkraftregelung wie auch die Positionsregelung müssen nach Möglichkeit in Echtzeit erfolgen, weshalb die Sprungantworten der beiden Regelkreise vorzugsweise kleiner 80 ms dauern. Both the rolling force control and the position control must be done in real time if possible, which is why the step responses of the two control loops preferably last less than 80 ms.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass optional auch ein Planheitsregelkreis vorgesehen sein kann zum Regeln der Planheit des Walzgutes. Der Planheitsregelkreis umfasst dann eine Planheitsmesseinrichtung, z. B. eine Planheitsmessrolle am Ausgang des Walzgerüstes zum Erfassen der Ist-Planheit des Walzgutes. Die so gemessene Ist-Planheit wird mit einer vorgegebenen Soll-Planheit verglichen, d. h. es wird die Differenz zwischen diesen beiden Planheiten gebildet und diese Differenz wird als Planheitsregelabweichung einem Planheitsregler zugeführt, der nach Maßgabe der Planheitsregelabweichung ein geeignetes Stellsignal für ein Stellglied, zum Beispiel die oberen Biegezylinder der oberen Zwischen- oder Arbeitswalze, generiert. Auf diese Weise werden die Biegezylinder derart angesteuert, dass die Planheit am Ausgang des Walzgerüstes idealerweise der vorgegebenen Soll-Planheit entspricht. According to a further embodiment, the method according to the invention provides that, optionally, a flatness control loop can also be provided for regulating the flatness of the rolling stock. The flatness control loop then comprises a flatness measuring device, z. B. a flatness measuring roller at the output of the rolling stand for detecting the actual flatness of the rolling stock. The actual flatness thus measured is compared with a predetermined desired flatness, i. H. the difference between these two flatnesses is formed and this difference is fed as a flatness control deviation to a flatness controller which, in accordance with the flatness control deviation, generates a suitable actuating signal for an actuator, for example the upper bending cylinder of the upper intermediate or work roll. In this way, the bending cylinders are controlled such that the flatness at the outlet of the rolling stand ideally corresponds to the predetermined desired flatness.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Schmiermittel in einem Kreislauf geführt und nach seinem Gebrauch und vor seiner erneuten Verwendung beziehungsweise vor seinem erneuten Umlauf vorgefiltert. Bei seiner Vorfilterung wird das Schmiermittel von Flitter-Partikeln, die beim Dressierbetrieb anfallen können, befreit. Das Vorfiltern erfolgt vorzugsweise bereits vor einem typischerweise ohnehin durchgeführten Feinstfiltern des Schmiermittels.According to a further embodiment of the invention, the lubricant is circulated and prefiltered after its use and before its reuse or prior to its recirculation. During its prefiltering, the lubricant is freed of tinsel particles that may be produced during the temper rolling operation. The prefiltering is preferably carried out before a typically anyway carried out very fine filtering of the lubricant.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass im Dressierbetrieb nur eine minimale Menge an reinem Schmiermittel verwendet wird. Bei der minimalen Menge handelt es sich idealerweise um eine solch kleine Menge, die während des Dressierbetriebs im Walzspalt vollständig verbraucht wird, so dass im Auslauf des Walzgerüstes idealerweise kein Schmiermittel mehr auf der Oberfläche des Walzgutes verbleibt und seitlich kein Schmiermittel vom Walzgut abläuft. Diese Minimalmengenschmierung erfolgt grundsätzlich alternativ zu der Kreislaufführung des Schmiermittels, wie im vorherigen Absatz beschrieben. Falls in der Realität der Minimalmengenschmierung dennoch kleine Restmengen an Schmiermittel auf dem Walzgut verbleiben, so können diese Restmengen natürlich trotzdem einem Kreislauf zugeführt und nach Vorfilterung wiederverwendet werden.According to a further embodiment, it is provided that only a minimal amount of pure lubricant is used in the temper rolling operation. The minimum amount is ideally such a small amount that is completely consumed during the temper rolling in the nip, so that in the outlet of the rolling stand ideally no lubricant remains on the surface of the rolling and no lubricant runs off the side of the rolling stock. This minimal quantity lubrication basically takes place alternatively to the recycling of the lubricant, as described in the previous paragraph. If, in the reality of minimal quantity lubrication, small residual amounts of lubricant nevertheless remain on the rolling stock, these residual quantities can, of course, still be circulated and reused after prefiltering.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorgesehen für Nichteisenmetallband oder Eisenmetallband als Walzgut. Beim Dressieren von Nichteisenmetallband als Walzgut wird vorzugsweise Walzöl – unter Ausnutzung von dessen Schmiermittelfunktion – als Schmiermittel verwendet. Grundsätzlich kann Walzöl jedoch in allen Betriebsarten, das heißt sowohl zum Reduzieren von Nichteisenmetallband oder Eisenmetallband wie auch zum Dressieren von Nichteisenmetallband oder Eisenmetallband verwendet werden.The inventive method is provided for non-ferrous metal strip or ferrous metal strip as a rolling stock. When tempering non-ferrous metal strip as rolling stock, rolling oil is preferably used as lubricant, taking advantage of its lubricant function. in principle However, rolling oil can be used in all modes of operation, that is both for reducing non-ferrous metal strip or ferrous metal strip, as well as for tempering non-ferrous metal strip or ferrous metal strip.
Im Dressierbetrieb gemäß der vorliegenden Erfindung werden Dressierwalzen, typischerweise mit einer bestimmten Oberflächenrauheit als Arbeitswalzen verwendet. Diese Dressierwalzen werden in den Pausen des Dressierbetriebs vorteilhafterweise durch eine Hochdruckbesprühung mit dem Schmiermittel oder mit Hilfe von Bürsten gereinigt. Der Reinigungsvorgang bietet den Vorteil, dass die Standzeit der für den Dressiervorgang speziell aufgerauten Dressierwalzen erhöht wird. In the temper rolling operation according to the present invention, temper rolling rolls, typically with a certain surface roughness, are used as work rolls. These temper rolling are advantageously cleaned during the breaks of the tempering operation by a high-pressure spray with the lubricant or with the aid of brushes. The cleaning process has the advantage that the service life of the temper rolling specially roughened for the temper rolling is increased.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Walzgerüst gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Diese Lösung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentenübertragungseinrichtung mindestens eine Kupplungseinrichtung und eine zugehörige Steuereinrichtung aufweist zum Abkuppeln der oberen oder der unteren Arbeitswalze von der mindestens einen Antriebseinrichtung während des Dressierbetriebs. Die Vorteile dieser Lösung entsprechen den oben mit Bezug auf das beschriebene Verfahren genannten Vorteilen.The above object is further achieved by a rolling stand according to claim 11. This solution is characterized in that the torque transmission device has at least one coupling device and an associated control device for uncoupling the upper or the lower work roll from the at least one drive device during the tempering operation. The advantages of this solution correspond to the advantages mentioned above with reference to the method described.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Walzgerüstes sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Further advantageous embodiments of the method and the rolling mill according to the invention are the subject of the dependent claims.
Der Beschreibung sind insgesamt drei Figuren beigefügt, wobeiThe description is a total of three figures attached, where
zeigt.
shows.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der besagten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.The invention will be described in detail below with reference to the said figures in the form of exemplary embodiments. In all figures, the same technical elements are designated by the same reference numerals.
Auf der Einlaufseite des Walzgerüstes sind auf Höhe der oberen und unteren Arbeitswalzen
Weiterhin ist dem Walzgerüst
Alternativ zu dem soeben beschriebenen Umlauf des Schmiermittels kann auch eine Minimalmengenschmierung erfolgen, bei welcher lediglich so viel Schmiermittel auf der Einlaufseite auf das Walzgut und/oder auf die Arbeitswalzen aufgebracht wird, wie beim Walzen im Walzspalt auch tatsächlich verbraucht oder benötigt wird.As an alternative to the just described circulation of the lubricant, it is also possible to carry out minimum quantity lubrication, in which only so much lubricant is applied to the rolling stock and / or to the work rolls on the inlet side, as is actually consumed or required during rolling in the roll gap.
Der Antrieb der Arbeitswalzen
In einer ersten Ausführungsform, wie sie in
Weiterhin weist die Drehmomentenübertragungseinrichtung
In
Das in
In
Im Dressierbetrieb ist zunächst die obere Stützwalze
Neben der Gewichtskraft der oberen Arbeitswalze
Besonderes Kennzeichen des erfindungsgemäßen Dressierbetriebs ist weiterhin, dass keine der beiden Stützwalzen
Wie bereits gesagt, ist im Dressierbetrieb die Dickenreduktion des Walzgutes deutlich geringer als in einem Reduzierbetrieb. Dennoch kann auch während eines Dressierbetriebes eine Dickenregelung erfolgen; sie wird dann typischerweise als Dressiergrad-Regelung bezeichnet und mit Hilfe eines Dressiergrad-Regelkreises
Alternativ oder zusätzlich zu dem oben beschriebenen Walzkraftregelkreis kann dem Walzgerüst ein Positionsregelkreis
Zusätzlich kann dem Walzgerüst ein Planheitsregelkreis
Im Dressierbetrieb wird grundsätzlich nur eine minimale Menge an Schmiermittel verwendet. D. h., es wird nur so viel Schmiermittel verwendet, wie im Walzspalt tatsächlich verbraucht bzw. benötigt wird; idealerweise läuft insbesondere während des Dressierbetriebs kein Schmiermittel seitlich vom Walzgut ab und idealerweise verbleibt auch kein Schmiermittel auf dem Walzgut nach Durchlaufen des Walzspaltes. In the tempering operation only a minimal amount of lubricant is used. That is, it is used only as much lubricant as is actually consumed or needed in the nip; Ideally, especially during the tempering operation, no lubricant runs off the side of the rolling stock and ideally no lubricant remains on the rolling stock after passing through the rolling gap.
Das Walzgerüst ist ausgebildet entweder zum Kaltwalzen von Eisenmetallband oder von Nichteisenmetallband. Beim Kaltwalzen von Nichteisenmetallband wird sogenanntes Walzöl oder auch eine Wasser-Öl Mischung als Kühl-Schmiermittel verwendet.The rolling stand is designed for either cold rolling of ferrous metal strip or non-ferrous metal strip. When cold rolling non-ferrous metal strip so-called rolling oil or a water-oil mixture is used as a cooling lubricant.
Das Walzgerüst ist als Kombi-Walzgerüst ausgebildet, welches entweder in einem Reduzierbetriebsmodus oder in einem Dressierbetriebsmodus betrieben werden kann. The rolling stand is designed as a combination rolling stand, which can be operated either in a Reduzierbetriebsmodus or in a skin pass mode.
Die Drehmomentenübertragungseinrichtung
In beiden Ausführungsformen der Drehmomentenübertragungseinrichtung
Bei der Auswahl der Betriebsart Reduzierbetrieb werden zunächst die Gerüstparameter auf Reduzierbetrieb eingestellt. Dies bedeutet insbesondere, dass die technologischen Regelkreise wie der Dickenregelkreis, für den Walzkraft- und Positionserfassung der Anstellungen wesentlich sind, sowie der Planheitsregelkreis, für den die zur Verfügung stehenden Stellglieder wesentlich sind, entsprechend parametriert werden. Die technologischen Regelkreise sind sowohl im Dressierbetrieb, als auch im Reduzierbetrieb aktiviert, aber evtl. unterschiedlich parametriert.When selecting the reduction mode, the framework parameters are first set to reduction mode. This means, in particular, that the technological control loops, such as the thickness control loop, are essential for the rolling force and position detection of the jobs, as well as the flatness control loop, for which the available actuators are essential, are parameterized accordingly. The technological control loops are activated both in skin pass mode and in reduction mode, but possibly parameterized differently.
Im Reduzierbetrieb erfolgt die Dickenregelung typischerweise in Form einer Monitor- oder Massenflussregelung. Alle Walzen sind in den Kraftfluss eingebunden. Die Einstellung der Walzkraft und der Position der Arbeitswalzen erfolgt im Reduzierbetrieb über die Anstellzylinder, die auf die obere auf der oberen Zwischenwalze oder der oberen Arbeitswalze aufliegende Stützwalze wirken. Sofern Zwischenwalzen vorhanden sind, liegen diese in Kontakt mit den Arbeitswalzen. Dementsprechend sind diese Anstellzylinder im Reduzierbetrieb als Stellglieder in den besagten Regelkreisen anzusprechen. In the reducing mode, the thickness control typically takes the form of a monitor or mass flow control. All rollers are integrated in the power flow. The adjustment of the rolling force and the position of the work rolls takes place in Reduzierbetrieb on the Anstellzylinder, which act on the upper resting on the upper intermediate roll or the upper work roll support roller. If intermediate rolls are present, they are in contact with the work rolls. Accordingly, these adjusting cylinders are to be addressed in reducing operation as actuators in said control circuits.
Im Reduzierbetrieb sind beide Arbeitswalzen über die Drehmomentenübertragungseinrichtung
Wenn alternativ die Betriebsart Dressierbetrieb gewählt wird, so wird erfindungsgemäß eine der beiden Arbeitswalzen innerhalb der Drehmomentenübertragungseinrichtung
Der Walzkraft- und der Positionsregelkreis werden derart konfiguriert, dass als Stellglieder die oberen Biegezylinder
Schließlich werden sämtliche Gerüstparameter, insbesondere sämtliche Sollwerte für die im Dressierbetrieb aktivierten Regelkreise auf geeignete Soll-Werte im Dressierbetrieb eingestellt. Im Dressierbetrieb erfolgt die Einstellung der Gerüstparameter, um den konkreten Durchgriff der Biegesysteme und der für die Dickenregelung benötigten Gerüststeifigkeitsparameter zu gewährleisten. Finally, all framework parameters, in particular all target values for the control circuits activated in the skin pass mode, are set to suitable target values in skin pass mode. In the temper rolling operation, the setting of the framework parameters takes place in order to ensure the concrete penetration of the bending systems and the framework rigidity parameters required for the thickness control.
Diese Parameter unterscheiden sich wesentlich, je nach gewählter Betriebsart, aber auch in der gewählten Einsatzform der oberen Stützwalze. These parameters differ considerably, depending on the selected operating mode, but also in the selected application of the upper support roller.
Als Arbeitswalzen werden im Dressierbetrieb typischerweise spezielle Dressierwalzen mit einer vorbestimmten Oberflächenrauigkeit verwendet. Im Dressierbetrieb kann eine Minimalmengenschmierung oder alternativ ein Schmiermittelkreislauf mit dem Vorfilter
Das erfindungsgemäße Kombi-Walzgerüst ist ausgebildet, von der Reduzierkonfiguration in die Dressierkonfiguration umgerüstet werden zu können und umgekehrt. Konkret müssen dazu insbesondere die obere Stützwalze wahlweise auf die obere Arbeitswalze ablegbar und von dieser abhebbar sein, die obere und die untere Arbeitswalze einzeln oder beide an die Antriebseinrichtung an- und abkuppelbar sein und es müssen die glatten Reduzier-Arbeitswalzen gegen die aufgerauten Dressier-Arbeitswalzen austauschbar sein. Optional kann auch noch der Vorfilter zum Filtern von Flitter im Dressierbetrieb bei einer Umstellung auf Reduzierbetrieb entfernbar sein, weil dieser Vorfilter im Reduzierbetrieb typischerweise entbehrlich ist. The combination rolling mill according to the invention is designed to be converted from the Reduzierkonfiguration in the temperament configuration and vice versa. Specifically, in particular, the upper back-up roll may optionally be placed on and off the upper work roll, the upper and lower work rolls may be uncoupled and uncoupled to the drive means and the smooth reduction work rolls must be against the roughened skin-pass mill rolls be exchangeable. Optionally, the pre-filter for filtering baubles in the skin pass mode can also be removable when changing over to reduction operation, since this prefilter is typically dispensable in the reduction mode.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Walzgerüst rolling mill
- 110-1110-1
- obere Stützwalze upper support roller
- 110-1110-1
- untere Stützwalze lower support roller
- 120‘120 '
- Drehmomentenübertragungseinrichtung gemäß 1. Ausführungsbeispiel Torque transmission device according to the first embodiment
- 120‘‘120 ''
- Drehmomentenübertragungseinrichtung gemäß 2. Ausführungsbeispiel Torque transmission device according to the second embodiment
- 120-1120-1
- obere Arbeitswalze upper stripper
- 120-2120-2
- untere Arbeitswalze lower stripper
- 122-1122-1
- obere Antriebsspindel für obere Arbeitswalze Upper drive spindle for upper work roll
- 122-2122-2
- untere Antriebsspindel für untere Arbeitswalze lower drive spindle for lower work roll
- 124124
- (einzige) Antriebseinrichtung für Kammwalzgetriebe (only) drive device for combed roller gear
- 124-1124-1
- obere Antriebseinrichtung für obere Arbeitswalze upper drive device for upper work roll
- 124-2124-2
- untere Antriebseinrichtung für untere Arbeitswalze lower drive device for lower work roll
- 126126
- Kupplungseinrichtung bei Verwendung von Kammwalzgetriebe Coupling device when using comb-driven gear
- 126-1126-1
- obere Kupplungseinrichtung upper coupling device
- 126-2126-2
- untere Kupplungseinrichtung lower coupling device
- 127127
- Steuereinrichtung control device
- 128128
- Walzspalt nip
- 129129
- Kammwalzgetriebe Pinion gear
- 129-1129-1
- oberes Übersetzungsgetriebe upper transmission gear
- 129-2129-2
- unteres Übersetzungsgetriebe lower transmission gear
- 130-1130-1
- obere Zwischenwalze upper intermediate roller
- 130-2130-2
- untere Zwischenwalze lower intermediate roll
- 140140
- Biegezylinder bending cylinders
- 150150
- Dickenregelkreis Dick loop
- 160160
- Walzkraftregelkreis Rolling force control loop
- 170170
- Positionsregelkreis Position loop
- 180180
- Planheitsregelkreis Flatness control loop
- 190190
- Vorfilter prefilter
- 192192
- Umlaufanlage circulation system
- 194194
- Feinstfilter microfilter
- 195 195
- Sprühbalkenspray
- 197197
- Messglied measuring element
- 200200
- Walzgut rolling
- ASAS
- Antriebsseite driving side
- BSBS
- Bedienseite operating side
- FF
- Biegekraft bending force
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Claims (18)
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