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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst und eine Walzstraße mit einer Mehrzahl von Walzgerüsten zum Walzen von metallischem Walzgut. Insbesondere betrifft die Erfindung die Ölversorgung der Walzgerüste.
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Die Erfindung betrifft sowohl Walzgerüste für das Warmwalzen wie auch Walzgerüste für das Kaltwalzen von metallischem Walzgut.
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Dass solche Walzgerüste mit Öl versorgt werden müssen, ist im Stand der Technik hinlänglich bekannt, siehe z.B. das chinesische Gebrauchsmuster
CN 201618725 U .
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In Warm- und Kaltwalzwerken werden zum Lagern der Stützwalzen sogenannte Ölfilmlager, z.B. Morgoil-Lager eingesetzt. Diese übertragen die zum Walzen notwendige Anstellkraft über einen Ölfilm auf die rotierende Stützwalze. Üblicherweise besitzen die Ölfilmlager, von denen es in einer Standardwalzstraße beispielsweise 28 Stück gibt, eine zentrale Schmierölversorgung im Keller. Dort wird das aus den Lagern der Walzgerüste zurückfließende Öl aufbereitet, d.h. gekühlt, demulgiert, gefiltert und entlüftet und bevorratet. Die Füllmenge der Tanks beträgt bei der Standardwalzstraße mit 7 Gerüsten ca. 60 m3 Öl; die Füllmenge richtet sich üblicherweise nach der benötigten Menge für ca. 30 Minuten Betriebszeit, damit die genannten Aufbereitungskriterien eingehalten werden können. Bei dem üblicherweise verwendete Öl handelt es sich um relativ günstige Mineralöle, die wenig additiviert sind. Außerdem können mit der vorgehaltenen Reservemenge die in Walzgerüsten alter Bauform auftretenden hohen Ölverluste am Lager kompensiert werden.
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Moderne Ölfilmlager haben eine verbesserte Abdichtungstechnik, weshalb sie quasi ölverlustfrei und ohne Wasser-Kontamination betrieben werden können. Die großen bevorrateten Mengen sind somit nur noch erforderlich, um das Öl zu entschäumen. Würde man ein entsprechendes Additiv dem Öl zumischen oder direkt auf synthetisches Öl wechseln, so könnte das besagte Problem des Ölaufschäumens chemisch gelöst werden. In der Praxis wird dies jedoch bisher nicht gemacht, weil der Anschaffungspreis der notwenigen Additive bzw. der synthetischen Öle, insbesondere für die traditionell erforderlichen großen Ölmengen, zu hoch wäre.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Walzgerüst und eine bekannte Walzstraße zum Walzen von metallischem Walzgut dahingehend weiterzubilden, dass sie auch für die Verwendung der besagten Additive bzw. von synthetischem Öl wirtschaftlich attraktiv werden.
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Diese Aufgabe wird für das Walzgerüst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Dieser ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ölfilmlager quasi ölverlustfrei betreibbar ausgebildet sind, und dass dem Walzgerüst mindestens zwei Tanks für seine vier Ölfilmlager für seine zwei Stützwalzen individuell zugeordnet sind.
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Dieser Anspruch gilt sowohl für Quarto-Walzgerüste mit zwei Arbeits- und zwei Stützwalzen sowie für Sexto-Walzgerüste mit jeweils zwei Arbeits-, zwei Zwischen- und zwei Stützwalzen.
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Die Verwendung der beanspruchten verbesserten Abdichtungstechnik für die Ölfilmlager gemäß der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Ölfilmlager im Stand der Technik, wodurch die erfindungsgemäße Ölfilmlager quasi ölverlustfrei und ohne Wasser-Kontamination betreibbar sind, ist ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung, denn erst diese verbesserte Abdichtungstechnik erlaubt die insgesamt für ein Walzgerüst notwendige zu bevorratende Ölmenge gegenüber dem Stand der Technik deutlich zu reduzieren.
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Der Begriff „quasi ölverlustfrei“ bedeutet im Sinne der Erfindung, dass die Ölverluste pro Ölfilmlager weniger als 0,1 l/h, vorzugsweise sogar weniger als 0,01 l/h betragen.
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Die zu bevorratende Ölmenge liegt bei den Ölfilmlagern mit der verbesserten Abdichtungstechnik nur noch bei 50 % oder weniger im Vergleich zu der traditionell zu bevorratenden Ölmenge pro Walzgerüst bzw. pro Walzstraße. Aufgrund der verringerten Menge können vergleichsweise kleine Tanks pro Walzgerüst bzw. pro Ölfilmlager vorgesehen werden, wie beansprucht. Das gesamte Fassungsvolumen aller Tanks pro Walzgerüst beträgt beispielsweise zwischen 1 und 8 m3. Wegen der deutlich geringeren bevorrateten Ölmenge lohnt es sich auch finanziell auf synthetische Öle bzw. Additive zurückzugreifen, die nicht nur bessere Eigenschaften bezüglich Demulgieren, Ölschaumbildung, etc. haben, sondern auch für die Funktion der Ölfilmlager von Vorteil wären. Durch die Verwendung der beanspruchten dezentralen Tanks pro Walzgerüst bzw. pro Ölfilmlager reduzieren sich vorteilhafterweise auch die Kosten für die Fundamentarbeiten, aufgrund eines kleineren bzw. nicht mehr benötigen Ölkellers sowie die Kosten für die zentrale Ölverrohrung.
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Verschiedene Ausführungsbeispiele für die Anordnung der mindestens zwei Tanks an einem Walzgerüst sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Insbesondere kann mindestens einer der Tanks in einem Lagergehäuse, auch Einbaustück genannt, der Ölfilmlager integriert ausgebildet sein. Das Öl kann so in dem Lagergehäuse bevorratet werden.
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Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin für eine Walzstraße durch die Ansprüche 10 und 11 gelöst. Gemäß Anspruch 10 ist mindestens eines der Walzgerüste nach einem der vorangegangen Ansprüche ausgebildet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass mindestens zwei der Walzgerüste der Walzstraße ebenfalls quasi ölverlustfrei und ohne Wasser-Kontamination betreibbar ausgebildet sind und jeweils nur einen einzigen eigenen Tank für ihre vier Ölfilmlager und vorzugsweise auch für ihre Axiallager aufweisen.
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Die Vorteile dieser beanspruchten Ausgestaltungen für die Walzgerüste einer Walzstraße entsprechen den oben für ein einzelnes Walzgerüst genannten Vorteilen. Insbesondere kann die zentrale Ölversorgung für sämtliche Walzgerüste der Walzstraße im Keller entfallen mit den damit verbunden Kosteneinsparungen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel für die Walzstraße sind die Tanks der vorderen Walzgerüste der Walzstraße, soweit die Traglast der Walzgerüste einen vorgegebenen Traglastschwellenwert erreicht, mit einer ersten Ölsorte befüllt, welche speziell für Traglasten bis zum Traglastschwellenwert ausgelegt ist. Weiterhin sind die Tanks der hinteren Walzgerüste der Walzstraße, soweit die Traglast dieser Walzgerüste den vorgegebenen Traglastschwellenwert unterschreitet, mit einer zweiten Ölsorte befüllt, welche speziell für die Drehzahlen der Stützwalzen in den hinteren Walzgerüsten ausgelegt ist. Das Vorsehen unterschiedlicher Ölsorten und die damit verbundenen Vorteile für den Betrieb der jeweiligen Walzgerüste sind durch die beanspruchte Dezentralisierung der Ölversorgung für die einzelnen Ölfilmlager überhaupt erst möglich.
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Schließlich bietet die beanspruchte dezentrale Ölversorgung der einzelnen Gerüste den Vorteil, dass die Größe bzw. die Volumina der Tanks individuell auf den jeweiligen Ölbedarf der einzelnen Gerüste abgestimmt werden kann. Dies kann insbesondere in einer Walzstraße von Bedeutung sein, wo für die relativ langsam laufenden vorderen Walzgerüste weniger Öl bevorratet werden muss als für die schneller laufenden hinteren Walzgerüste. Jedem Tank bzw. jedem Ölkreislauf kann eine eigene Filtereinrichtung für das Öl und/oder eine Kühleinrichtung für das Öl zugeordnet sein.
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Der Beschreibung sind 5 Figuren beigefügt, wobei
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel für die Zuordnung der Tanks zu dem Ölfilmlager eines Walzgerüstes;
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel für die Zuordnung der Tanks zu den Ölfilmlagern des Walzgerüstes;
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3 ein drittes Ausführungsbeispiel für die Zuordnung der Tanks zu den Ölfilmlagern des Walzgerüstes;
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4 eine Walzstraße mit einer Mehrzahl von Walzgerüsten; und
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5 ein viertes Ausführungsbeispiel für die Zuordnung eines Tanks zu den Ölfilmlagern eines Walzgerüstes
zeigt.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Das Bezugszeichen 140 wird stellvertretend für alle Varianten des Bezugszeichens, d. h. für 140‘, 140‘‘, 140-1, 140-2, 140-I, 140-II, 140-III, und 140-IV verwendet Alle Figuren zeigen beispielhaft Quarto-Walzgerüste (100) mit jeweils einem Walzenständer (100‘) auf der Antriebsseite und einem Walzenständer (100“) auf der Bedienseite. Jedes Walzgerüst weist zwei Stützwalzen auf, die mit ihren vier Walzenzapfen (110) jeweils in Ölfilmlagern (120) drehbar gelagert sind. Jedes Ölfilmlager (120) verfügt über einen Ölzulauf (122) und mindestens über einen Ölablauf (124). Die Rückläufe werden in den Tank zurückgeführt; die Zuläufe werden aus dem jeweiligen Tank gespeist.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für die Tankanordnung an bzw. auf dem Walzgerüst (100). Konkret ist gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel ein erster Tank (140‘), für die beiden Ölfilmlager (120) der oberen und der unteren Stützwalze an dem Walzenständer (100‘) auf der Antriebsseite vorgesehen. Weiterhin ist ein zweiter gemeinsamer Tank (140“) für die Ölfilmlager (120) der oberen und der unteren Stützwalze an dem Walzenständer (100“) auf der Bedienseite des Walzgerüstes (100) vorgesehen. Der erste Tank (140‘) ist vorzugsweise oben an dem Walzenständer (100‘) an der Antriebsseite angeordnet, während der zweite gemeinsame Tank (140“) oben auf dem Walzenständer (100“) auf der Bedienseite angeordnet ist.
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Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist ein erster gemeinsamer Tank (140-1) für die beiden Ölfilmlager (120) der oberen Stützwalze auf der Antriebsseite und der Bedienseite des Walzgerüstes vorgesehen. Darüber hinaus ist ein zweiter gemeinsamer Tank (140-2) für die beiden Ölfilmlager (120) der unteren Stützwalze auf der Antriebs- und der Bedienseite vorgesehen. Der erste gemeinsame Tank (140-1) ist vorzugsweise oben auf dem Walzenständer (100‘) auf der Antriebsseite oder oben auf dem Walzenständer (100“) auf der Bedienseite des Walzgerüstes angeordnet. Dasselbe gilt vorzugsweise auch für den zweiten gemeinsamen Tank (140-2).
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3 veranschaulicht ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wonach jedem der vier Ölfilmlager (120) für die beiden Stützwalzen jeweils ein eigener Tank (140-I, 140-II, 140-III und 140-IV) individuell zugeordnet ist.
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Die Stützwalzen sind typischerweise nicht nur in den besagten Ölfilmlagern gelagert, die zum Aufnehmen von radialen Kräften ausgelegt sind. Darüber hinaus sind die Walzenzapfen der Stützwalzen typischerweise auch in Axiallagern gelagert zum Aufnehmen von axialen Kräften an den Stützwalzen. Die Axiallager, in den Figuren nicht gezeigt, sind typischerweise in axialer Richtung benachbart zu den hier gezeigten Ölfilmlagern (120) angeordnet. Die Axiallager sind typischerweise an denselben Ölkreislauf angeschlossen, wie er in den Figuren für die Ölfilmlager gezeigt ist. Dies bedeutet, dass ein Axiallager jeweils in den Ölkreislauf des ihm zugeordneten Ölfilmlagers integriert ist und von diesem mit Öl mitversorgt wird. 4 zeigt eine typische Walzstraße zum Warm- bzw. Kaltwalzen von metallischem Walzgut. Sie besteht im wesentlichen aus einer Mehrzahl von in einer Linie hintereinander aufgestellten Walzgerüsten (100). Gemäß der Erfindung ist mindestens eines der Walzgerüste (100), vorzugsweise sind jedoch alle Walzgerüste ausgebildet nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele für ein einzelnes Walzgerüst.
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Alternativ können auch mindestens zwei der Walzgerüste (100) auch gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel ausgeführt sein.
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5 veranschaulicht dieses vierte Ausführungsbeispiel für die Tankanordnung bei einem Walzgerüst. Demnach ist dem Walzgerüst (100) lediglich ein einziger Tank zur Versorgung der vier Ölfilmlager (120) der Stützwalzen zugeordnet. Dieser Tank (140) ist vorzugsweise oben auf dem Walzgerüstständer (100‘) der Antriebsseite oder oben auf dem Walzgerüstständer (100“) der Bedienseite angeordnet.
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Bei der Anordnung der Walzgerüste in einer Walzstraße ist zu beachten, dass die vorderen, d.h. die in Walzrichtung stromaufwärts befindlichen Walzgerüste typischerweise eine größere Dickenreduktion durchführen als die hinteren, d.h. die stromabwärts befindlichen Walzgerüste. Deshalb sind die vorderen Walzgerüste typischerweise für hohe Traglasten (T) bis T = Tsw ausgelegt. Demgegenüber sind die hinteren Walzgerüste typischerweise nur für Traglasten mit T < Tsw ausgelegt; gleichzeitig sind die hinteren Walzgerüste jedoch für größere Drehzahlen ausgelegt. Aufgrund dieser unterschiedlichen Betriebsbedingungen empfiehlt sich die Verwendung von unterschiedlichen Ölsorten für die vorderen und hinteren Walzgerüste in der Walzstraße. Die Verwendung von unterschiedlichen Ölsorten wird durch das erfindungsgemäße Vorsehen von individuellen Tanks pro Walzgerüst überhaupt erst ermöglicht.
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Die besagten unterschiedlichen Betriebsbedingungen haben weiterhin zur Folge, dass für die vorderen Walzgerüste weniger Öl vorgehalten werden muss als für die hinteren Walzgerüste; dementsprechend kann das für die vorderen Walzgerüste vorzusehende Tankvolumen pro Walzgerüst deutlich kleiner gewählt werden als für die schnell drehenden hinteren Walzgerüste.
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Konkret ist vorgesehen, das bei der erfindungsgemäßen dezentralen Ölversorgung vorzuhaltende Ölvolumen pro Walzgerüst auf die Hälfte zu reduzieren gegenüber der traditionellen zentralen Ölversorgung. So beträgt das vorzuhaltende Tankvolumen pro Gerüst bei der vorliegenden Erfindung nur 1–8 m3, d.h. bei 4 Ölfilmlagern pro Walzgerüst eine Menge von nur 0,25–2 m3 pro Ölfilmlager. Unter Berücksichtigung der beschriebenen Tatsache, dass die vorderen Gerüste der Walzstraße lediglich ein Tankvolumen im unteren angegebenen Bereich und nur die hinteren Walzgerüste größere Tankvolumina benötigen, ergibt sich daraus ein Mittelwert für das Tankvolumen, der erfindungsgemäß kleiner 50 % des traditionell für eine Walzstraße zentral vorgehaltenen Tankvolumens entspricht.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Walzgerüst
- 100‘
- Walzgerüstständer auf der Antriebsseite
- 100“
- Walzgerüstständer auf der Bedienseite
- 110
- Walzenzapfen der Stützwalze
- 120
- Ölfilmlager für Stützwalze
- 122
- hydrodynamische Zuleitung für Öl
- 124
- Ablaufleitung bzw. Rückleitung für Öl
- 130
- Arbeitswalze
- 140
- Tank
- 140‘, 140“
- Tank
- 140-1, 140-2
- Tank
- 140 I, 140-II, 140-III, 140-IV
- Tank
- 200
- Walzstraße
- T
- Traglast
- Tsw
- Traglast Schwellenwert
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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