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"Walzwerk zur Herstellung von Flachprodukten, z.B. von Blechen und
Bändern" Die Erfindung betrifft ein Walzwerk zur Herstellung von Flachprodukten,
z.B. von Blechen und Bändern im Kalt- und Warmwalzverfahren, das zwei Arbeitswalzen,
mindestens zwei Stützwalzen und gegebenenfalls weitere Zwischenwalzen aufweist.
Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich somit vom Quarto-Walzgerüst bis
zu den scgenannten Vielrollen-Walzgerüsten und ist nicht begrenzt auf einen bestimmten
Werkstoff der herzustellenden Flachprodukte. Die Erfindung schließt an solche Walzwerke
der bezeichneten Art an, bei denen durch äußere Biegekräfte zur korrigierenden Beeinflussung
der Biegekurve von Walzen ein gebogener oder gewellter Walzenspalt erzeugt wird,
der über die Breite des Flachproduktes etwa gleiche Stärke hat. Ein bekanntes Quartowalzwerk
mit gewelltem Walzenspalt hat zwei nicht' anstellbare Stützrollen für die untere
Stützwalze, die im Abstand der halben Arbeitswalzenlänge symmetrisch angeordnet
sind, sowie eine anstellbare mittige Stützrolle für die obere Stützwalze.(DBP 1.057.050
Durch diese Stützrollen, die zur Unterbringung der Lager etwa den Durchmesser der
Stützwalzen haben müssen, wird die Bauhöhe des Gerüstes stark vergrößert.
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Durch die Erfindung wird ein anderer Weg gewiesen, in einem Walzwerk
für Flachprodukte einen Walzenspalt zu erzeugen, der trotz wechselnder Walzdrücke
in der Tendenz gebogen und über die Breite des erzeugten Flachproduktes gleichbleibt.
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Hierzu wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß nur die Stützwalze
oder die Stützwalzen und/oder die Zwischenwalze oder die
Zwischenwalzen
eines ersten Walzensatzes auf einer Seite des Walzenspalten bombiert oder stärker
bombiert sind als die gleichartigen Walzen des anderen, zweiten Walzensatzes, und
die Stützwalze bzw. -walzen undfoder die Zwischenwalze bzw. -walzen mindestens eines
| bzw._ Beibhaltung |
| Walzensatzes durch Biegemomente im Sinne der Unterstützung
der durch |
die einseitige Bombierung oder stärkere Bombierung erzwungenen gebogenen Form des
Walzenspaltes beeinflußbar ist bzw. sind, wobei die Biegekräfte in an sich bekannter
Weise durch an den verlängerten Zapfen vom Walzen angreifenden hydraulischen Krafteinheiten
erzeugt werden.
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Für die folgenden Ausführungen wird stets ein Quarto-Gerüst zugrundegelegt,
jedoch gilt alles, was im Zusammenhang mit Stützwalzen gesagt wird, auch für eventuell
vorhandene Zwischenwalzen oder weitere Stützwalzen.
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Die Erfindung geht vorn der Überlegung aus, daß durch die einseitige
Bombierung, die so groß ist, daß sie bei mittleren Walzdrücken und schmalen Bandbreiten
nicht durch Walzendurchbiegung verschwindet, von Anfang an ohne zusätzliche äußere
Biegekräfte ein gebogener Walzenspalt entsteht, da die nicht oder schwächer bombierten
Walzen des zweiten Walzensatzes sich unter Walzdruck auf eine Biegekurve durchbiegen,
deren Krümmungsmittelpunkt auf der gleichen Seite d-es Walzenspaltes liegt, wie
der Krümmungsmittelpunkt der Biegekurve der Arbeitswalze des ersten Walzensatzes,
die durch die Bombierung bzw. die unter Walzwerk verbleibende Bombierung der Stützwalzen
dieses Walzensatzes bestimmt ist. im Idealfall haben alle Biegekurven den-gleichen
KrUmmungsradius, und die Krümmungsmittelpunkte liegen um die gewünschte Bandstärke
versetzt in der senkrechten Mittelebene der Walzballen.
Da die Tendenz
der Verändrung der Biegekurve unter Walzdruck entgegengesetzt gerichtet ist, weil
bei steigendem Walzdruck die von einer Bombierung bestimmte Biegekurve der einen
Arbeitswalze flacher und die der anderen Arbeitswalze des zweiten Walzensatzes stärker
gekrümmt wird, muß zur Unterstützung und Einstellung der gleichsinnigen Durchbiegung
der Arbeitswalzen bzw. des gebogenen Walzen-Spaltes zumindest auf einer Walzenseite
durch äußere ki)rrigierende Biegekräfte auf die Biegekurven letztlich der Arbeitswalze
dieser Walzenseite willkürlich oder geregelt Einflur genommen werden können, und
zwar durch an den verlängerten Zapfen der .@tützwalze angreifende hydraulische Krafteinheiten,
wie an sich zur Korrektur von Biegekurven bekannt. Bei kleineren Walzdrücken oder
schmalen Bandbreiten, wo die einseitige Bombierung einer Stützwalze gegenüber der
Durchbiegung der Walzen des zweiten Walzensatzes noch vorherrschend ist, so daß
das Flachprodukt in der Mitte dünner als an den Rändern würde, wird zweckmäßig die
Stützwalze des zweiten Walzensatzes Biegekräften ausgesetzt, die in gleicher Richtung
wie die Mmente aus Walzdruck drehen (negative korrigierende Biegemomente). Hierdurch
wird für die angedeuteten Walzbedingungen die Durchbiegung der nicht oder schwächer
bombierten Walzen des zweiten Walzensatzes künstlich erhöht. Bei höheren Walzdrücken
und großen Bandbreiten kann die Durchbiegung der Walzen des zweiten Walzensatzes
v:2rtierrschend werden, wodurch das Flachprodukt in der Mitte dicker als an den
Rändern würde. Dann werden die Kolben der doppeltwirkend ausgeführten hydraulischen
Krafteinheiten anders beaufschlagt, wodurch die Stützwalze des zweiten Walzensatzes
Biegekräften ausgesetzt wird, die entgegengesetzt zu den Momenten aus Walzdruck
drehen (positive korrigierende Biegemomente).Je nach dvm, ;:b im Reversierbetrieb
mit steiteadem tAer fallendem '-dalzc;riirk =::@rk@r-:itet: @"irt:,
wird
mit negativen oder positiven korrigierenden Biegemomenten an der Stützwalze des
zweiten Walzensatzes angefangen und im Laufe des Walzvorganges die Momentenrichtung
über einen Punkt, in dem die hydraulischen Krafteinheiten ausgeschaltet sind, =gekehrt.
Da der Walzdruck immer größer ist als die äußeren Biegekräfte, findet ein Wechsel
der Lagerluft in den Stützwalzenlagern nicht statt.
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Damit die eine, durch korrigierende Biegemomente be.einflußbare Stützwalze
hinsichtlich der auftretenden Biegespannungen nicht überfordert wird, können auch
an den verlängerten Zapfen der anderen Stützwalze zusätzlich hydraulische Krafteinheiten
angreifen.
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Da negative Biegemomente bestrebt sind, die Einbaustücke der betreffenden
Stützwalze von ihren Anlagen an den Ständern bzw. Druckschrauben abzuheben, wenn
kein Walzgut zwischen den Walzen ist, so kann dem dadurch abgeholfen werden, daß
die Druckräume der normalerweise zum Ausbalancieren der oberen Walzen zwischen den
Einbaustücken der Arbeiswalzen angeordneten hydralischen Krafteinheiten absperrbar
sind. Wenn sie darüberhinaus an die Druckquelle veränderlichen Druckes angeschlossen
sind, so können diese Krafteinheiten auch zur Beeinflussung von Biegekurven eingesetzt
werden. Da dann aber die an den Arbeitswalzen-Einbaustücken angreifenden Spreizkräfte
nur positive Biegemomente erzeugen können, die - da der Drehsinn der korrigierenden
Momente auf die aus Walzdruck resultierenden Momente bezogen ist - unter sich entgegengesetzten
Drehsinn haben, sind gemäß der Erfindung ebensolche hydraulische Krafteinheiten
zwischen den Einbaustücken der nicht oder-schwächer bombierten Stützwalze des zweiten
Walzensatzes und den Einbaustücken der zugehörigen Arbeitswalze vorgesehen, wobei
alle Druckräume dieser Krafteinheiten absperrbar sind.
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Da die bombierte oder stärker bombierte Stützwalze die Konturen des
gebogenen Waizenspaltes weitgehend bestimmt, kann die Tendenz
zur
Beibehaltung der Walzenspaltform dadurch unterstützt werden, daß diese Stützwalze
gegenüber der Stützwalze des anderen, zweiten Walzensatzes stärker ausgeführt wird.
Andererseits kann auch ein konkaver Schliff der Stützwalze des zweiten Walzensatzes
dem gleiche. Zweck dienen, auch-mit geringeren korrigierenden Biegekräften den gebogener
Walzenspalt einzustellen und zu halten.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Sie werden zusammen mit weiteren Erfindungsmerkmalen nachstehend näher
erläutert. Vorauszuschicken ist, daß alle Ausführungsbeispiele sich auf Quartogerüste
beziehen, obwohl die Erfindung hierauf nicht beschränkt ist. Bei sogenannten Mehrrollen-Walzgerüsten,
die sehr steife Stützwalzen haben, ist es unter Umständen zu empfehlen, die korrigierenden
Biegemomente lediglich an den Arbeits- und Zwischenwalzen angreifen zu lassen, da
die Stützwalzen
| kaum |
| izu beeinflussen sind oder jedenfalls nur mit derart hohen
Kräften, |
daß die zulässigen Lagerbelastungen überschritten werden.
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Für alle Ausführungsbeispiele zutreffend besteht ein dargestelltes
Quarto-Gerüst aus den Stützwalzen 1 und 2, den Arbeitswalzen 3 und den Ständern
5 und 6, den Stützwalzen-Einbaustücken 7 und 8 bzw.
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9 und 10 und den Arbeitswalzen-Einbaustücken 11 und 12 bzw. 13 und
14. Die Verlängerungen der Walzenzapfen sowie Gestängeteile sind lediglich durch
Striche angedeutet.
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Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Stützwalze 1 des oberen, ersten
Walzensatzes 1, 3 bombiert und die andere Stützwalze 2 des zweiten Walzensatzes
2, 4 nicht bombiert ist. Da die Bombie»ung der Stützwalze 1 unter Walzdruck nicht
verschwindet, die untere Stützwalze 2 sich doch durchbiegt, entsteht - wie dargestellt
- ein gebogener Walzenspalt, dessen Krümmungsradius seinen Krümmungsmittelpunkt
oberhalb des oberen, ersten Walzensatzes hat.
Bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1, linke Seite, greifen an den verlängerten Walzenzapfen 2a der Stützwalze
2 hydraulische Krafteinheiten 15 mittels Druckstangen 16 an. Da die Biegemomente
aus Walzdruck im Uhrzeigersinn drehen und die-von den Kräften der Krafteinheiten
15 erzeugten Momente im gleichen Sinne drehen, kommen an der unteren Stützwalze
2 negative, korrigierende Biegemomente zur Einwirkung, die durch gestrichelte Pfeile
dargestellt sind. Diese negativen Biegemomente erhöhen die Durchbiegung_-der Stützwalze
2 in dem Falle, wo bei geringen Walzdrücken und schmalen Bandbreiten die Bombierung
der oberen Stützwalze 1 zu sehr vorherrschen würde, d.h. das Flachprodukt in der
Mitte dünner als an den Rändern würde. Damit sich unter den aufwärtsgerichteten
Biegekräften der Krafteinheiten 15 die Einbaustücke 9 der unteren Stützwalze 2 nicht
von ihren Auflagen im Ständer 5 abheben, sind die Druckräume von Ausbalancierzylindern
22 zwischen den Arbeitswalzen-Einbaustücken-11 und 12 abgesperrt; so daß die Biegekräfte_auch
dann über die obere Arbeitswalze 3, die Stützwalze 1 und deren Einbaustücke 7 sich
am Ständer 5 abstützen, wenn kein Walzgut zwischen den Walzen ist. Die Betriebsweise
einer Ausführung nach Fig. 1, linke Seite, geht in der Weise vor sich, daß bei steigendem
Walzdruck die durch die hydraulischen Krafteinheiten 15 erzeugten negativen Biegemomente
in dem Maße verringert werden, wie sich die obere Stützwalze 1 durchbiegt. Hierdurch
wird zusätzliche Walzkraft aus der anfänglich vorgebogenen unteren Stützwalze 2
freigesetzt, um die untere Arbeitswalze 4 der flacherwerdenden Biegekurve der oberen
Arbeitswalze ',3 anzupassen. Damit bei höheren Walzdrücken der gebogene Walzenspalt
nicht ver-. schwindet, wodurch die Einhaltung einer gleichmäßigen Walzgutstärke
über die Breite erschwert würde, sind nach dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1,-rechte
Seite, zu den unteren hydraulischen Krafteinheften
15 zusätzlich
obere hydraulische Krafteinheiten 18 vorgesehen, die über Zugstangen 16 an den verlängerten
Zapfen la der bombierten Stützwalze 1 angreifen und auf diese ein positives Biegemoment
ausüben. Dieses positive Biegemoment wirkt der walzdruckabhängigen Durchbiegung
der oberen Stützwalze 1 entgegen und unterstützt insoweit die Beibehaltung des gebogenen
Walzenspaltes, da I verhindert wird, daß die Bombierung,der Stützwalze 1 unter Walzdruck
verschwindet..Die in Fig. 1, rechte Seite, dargestellte Ausführungsform mit hydraulischen
Krafteinheiten für beide Stützwalzen ist angezeigt für große Bandbreiten und hohe
Walzdrücke, da die Biegespannungen in der unteren Stützwalze 2 leicht das zulässige
Maß überschreiten könnten, wenn man allein durch korrigierende Biegemomente an dieser
unteren Stützwalze den gebogenen Walzenspalt für alle vorkommenden Walzdrücke in
der Tendenz beibehalten wollte.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen
nach Fig. 1, rechte Seite, darin, daß außer den Ausbalancierungszylindern 22 zwischen
den Arbeitswalzen-Einbaustücken 11 und 12 sowie zwischen den unteren Stützwalzen-Einbaustücken
9 und den nächsten Arbeitswalzen-Einbauecken 12 weitere hydraulische Krafteinheiten
23 vorgesehen sind, deren Druckräume ebenso an die Druckquelle veränderlichen Druckes
anschließbar sind, wie die Druckräume der Krafteinheiten 22 und auch ebenso absperrbar
sind. Auf diese Weise lassen sich - wie durch die angedeuteten Pfeile ersichtlich
- an der oberen Arbeitswalze 3 positive und an der unteren Arbeitswalze 4 negative,
korrigierende Biegemomente erzeugen, die in gleicher Weise auf die Beibehaltung
des gebogenen Walzspaltes hinwirken. In Fig. 2 ist im übrigen für die untere Stützwalze
2 angedeutet, daß die von den unteren Krafteinheiten 15 ausgeübten Biegekräfte Zugkräfte
sind, die ein positives Moment erzeugen. Im Verein mit den positiven Biegemomenten
an der oberen Stützwalze 1 durch die Krafteinheiten 18 wird bei hohen Walzdrücken
der divergierenden Durchbiegung der
Stützwalzen entgegenwirkt, um
die Charakteristik des gebogenen Walzenspaltes beizubehalten. Beim Ausführungsbeispiel
nach Fig. 3 ist die obere, bombierte Stützwalze 1 stärker ausgebildet als die untere
Stützwalze 2, die einen konkaven Schliff hat. Hierdurch wird die gebogene Walzspaltform
zwangläufig durch den Verlauf der gleichsinnig gekrümmten Mantellinien der beiden
Stützwalzen erzeugt. Hier ist angezeigt, nur an der oberen Stützwalze 1 und der
zugehörigen Arbeitswalze 3 korrigierende positive Biegemomente angreifen zu lassen,
die den Momenten aus Walzendurchbiegung unter Walzdruck entgegenwirken.-Zur Beibehaltung
der gebogenen Walzenspaltform sind obere hydraulische Krafteinheften 18 vorgesehen,
die - wie bereits vorgeschlagen - über Zugstangen 16 etwa in der Mitte von Waagebalken
30 angreifen, die etwa in der Höhe der Arbeitswalzen 3 verlaufend einerseits in
die Einbaustücke 11 der oberen Arbeitswalze 3 eingreifen und andererseits über Stützen
32 auf die verlängerten Walzenzapfen la der oberen Stützwalze 1 einwirken. Die Waagebalken
30 verteilen die Zugkraft in den Zugstangen 16 im Verhältnis der Hebelarme auf die
beiden Walzen im Sinne der Erzeugung positiver Biegemomente. Indem die Zugstangen-16
über Gleitsteine 34 in Schlitzen 36 der Waagebalken 30 verstellbar angreifen, wozu
die hydraulischen Krafteinheiten 18 bei 38 pendelnd aufgehängt sind, kann man die
wirksamen Hebelarme der Waagebalken 30 verändern. Die hydraulischen Krafteinheiten
18 sind bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, linke Seite, in Schlitze 40a von
biegungssteifen Balken 40 eingesetzt, die zwischen den oberen Einbaustücken 7 der
Stützwalze 1 und den Druckschrauben 42 der Anstellvorrichtung verlaufen. Hierdurch
bleiben die Biegekräfte innerhalb eines geschlossenen Systems und gehen nicht in
die Druckschrauben 42, was vorteilhaft ist, wenn das Walzgerüst durch Messwerte
von hydraulischen DruckmeBdosen unter den Druckspindeln 42 auf gleichbleibenden
Walzspalt geregelt werden soll. Die Anordnung
von biegungssteifen
Balken in dem dargestellten Sinne und zu dem erwähnten Zweck ist bekannt.
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Ida die obere Arbeitswalze 3 durch die an dem Igaagebalken 30 an-,grei.fendeiiZugkräfte
ausbalanciert wird, erübrigen sich bei dem Augführungsbeispiel nach.Fig. 3, linke
Seite, die hydraulischen Krafteinheiten 22 zwischen den Einbaustücken der Arbeitswalzen.
Jedoch sind hydraulische Krafteinheiten 23 zwischen den unteren Einbaustücken 9
der Stützwalzen und den Einbaustücken 12 der unteren Arbeitswalzen 4 .vorgesehen,
um auf die Biegekurve dieser Arbeitswalze 4 EinfluB nehmen zu können.