DE19811633B4

DE19811633B4 - Walzenanordnung zum Walzen von Bändern

Info

Publication number: DE19811633B4
Application number: DE1998111633
Authority: DE
Inventors: Thorsten Dipl.-Ing. Bode; Hans-Georg Dr.-Ing. Hartung; Hans-Peter Dipl.-Ing. Richter
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1998-03-18
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2018-03-19
Also published as: DE19811633A1; ID23305A; AU3329399A; WO1999047283A1; TW396066B; AR018768A1

Abstract

Walzenanordnung zum Walzen von Bändern mit unmittelbar oder über Zwischenwalzen durch Stützwalzen abgestützten Arbeitswalzen, wobei die Arbeitswalzen und/oder die Zwischenwalzen und/oder die Stützwalzen gegeneinander axial verschiebbar angeordnet sind;
die Arbeitswalzen (1a, 1b) und/oder die Stützwalzen (2a, 2b) an jeweils einer ihrer Stirnflächen in dem sich zwischen Achszapfen (7a, 7b, 8a, 8b) und Walzmantelfläche erstreckenden Bereich ein um die Achszapfen (7a, 7b, 8a, 8b) ringförmig verlaufende Aussparung (5a, 5b, 6a, 6b) aufweisen und die Walzen (1a, 1b, 2a, 2b) bandkantenorientiert angeordnet sind.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aussparungen (6a, 6b) in den Stützwalzen (2a, 2b) gegenüber denen in den Arbeitswalzen alternierend um 180° versetzt angeordnet sind und beide Bandkanten des Walzgutes sich im Bereich der ringförmigen Aussparungen (6a, 6b) der Stützwalzen befinden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzenanordnung zum Walzen von Bändern mit unmittelbar oder über Zwischenwalzen durch Stützwalzen abgestützten Arbeitswalzen, wobei die Arbeitswalzen und/oder die Zwischenwalzen und/oder die Stützwalzen gegeneinander axial verschiebbar angeordnet sind und die Arbeitswalzen und/oder die Stützwalzen an jeweils einer ihrer Stirnflächen in dem sich zwischen Achszapfen und Walzmantelfläche erstreckenden Bereich ein um die Achszapfen ringförmig verlaufende Aussparung aufweisen und die Walzen bandkantenorientiert angeordnet sind.
In der Walztechnik besteht der Wunsch nach über ihre Länge, Breite und Dicke plante Bänder, deren Abmessungen in zunehmend engeren Toleranzbereichen liegen. Üblicherweise wird das gewünschte Planheitsziel über eine ballig geformte Walze erreicht. Diese zeigt allerdings den Nachteil, dass sie bei zunehmend erforderlicher Stützwirkung über Stütz- und Zwischenwalzen zur Verbiegung neigt, was sich im Bandkantenbereich des Walzgutes in einem Dickenabfall mit einer Kantenanschärfung negativ bemerkbar macht.
Um diese Kantenanschärfung zu verringern und zudem die Bandkantengeometrie hinsichtlich Profilgenauigkeit und Planheit zu beeinflussen, wird in der Patentanmeldung 196 26 565.7 ein Walzgerüst mit gegebenenfalls unmittelbar oder über Zwischenwalzen an Stützwalzen abgestützten, insbesondere gegensinnig axial verschiebbare Arbeitswalzen vorgeschlagen, wobei zumindest eine Walze in dem sich zwischen Achszapfen und Walzmantelfläche erstreckenden Bereich eine um die Achse konzentrisch verlaufende Einkerbung aufweist. Der Effekt ist, dass sich ein unterschiedliches Abplattungsverhalten des mit Einkerbungen versehenen Walzenkörpers zum sich anschließenden Walzenvollkörper ergibt.
Als spezielle Weiterentwicklung hierzu schlägt die deutsche Patentanmeldung 197 36 767.4 vor, die erfindungsgemäße Einkerbung einseitig sowohl in den Arbeitswalzen als auch in den Zwischenwalzen eines Walzgerüstes vorzusehen, wobei die Arbeitswalzen über Zwischenwalzen an Stützwalzen abgestützt sind.
Weitere Walzenanordnungen, die axial verschiebbare Walzen mit Aussparungen aufweisen, sind aus DE 36 37 206 C2 , DE 27 52 750 C2 , EP 0 091 540 A1 , EP 0 815 970 A1 und JP 09 206 805 A bekannt.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Walzenanordnung zu schaffen, mit der sich gleichzeitig und unabhängig voneinander Profil und Planheit der Bandkanten und Bandmitte beeinflussen und sich die Bandkantenpressung und Kantenanschärfung verringern lassen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Walzenanordnung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Aufgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Kern der Erfindung ist die Variation von Walzenanordnungen, bestehend aus Arbeitswalzen und Stützwalzen sowie gegebenenfalls Zwischenwalzen, wobei die Aussparungen in den Stützwalzen gegenüber denen in den Arbeitswalzen alternierend um 180° versetzt angeordnet sind und beide Bandkanten des Walzgutes sich im Bereich der ringförmigen Aussparungen der Stützwalzen befinden. Damit ist oberhalb und unterhalb des Walzgutes jeweils die ringförmige Aussparung der Stützwalze entgegengesetzt zur Arbeitswalze angeordnet.
Durch die Kombination von Walzen mit einseitig eingebrachten ringförmigen Aussparungen sowie durch ihre gezielte bandkantenorientierte Anordnung zueinander wird es möglich, sowohl die globale als auch die örtliche Planheit, d.h. den Kantenbereich, nahezu unabhängig voneinander zu beeinflussen.
Durch diese Walzenanordnung kommt es zum einen zu einer abgeschwächten Stützwirkung neben den Bandkanten und zu einer Verminderung des Durchbiegens der Arbeitswalzen seitlich des Bandes bzw. des damit verbundenen Aufbiegens in der Walzenmitte. Es ist somit ein gleichzeitiger Einfluss auf die Bandkanten als auch auf die Bandmitte gewährleistet.
Folglich wird es möglich, die notwendigen Unterschiede im Balligkeitsschliff der Arbeitswalzen bei schmalen und breiten Bändern zu vermindern.
Indem die Arbeits- und Stützwalzen axial verschiebbar sind, kann durch die vorgeschlagene bandkantenorientierte Fahrweise zusätzlich die Profillage und Planheit der Bandkanten beeinflusst werden. Hierbei werden die Stützwalzen gegensinnig zu den Arbeitswalzen bewegt.
Das Abplattungsverhalten der erfindungsgemäßen Walzen mit ringförmigen Aussparungen kann – wie bereits in der Patentanmeldung 196 26 565.7 erwähnt – durch das Einführen eines die Einkerbung vollständig oder teilweise ausfüllenden Stopfens bzw. einer Hülse beeinflusst werden. Hierbei wird der Dämpfungseinfluss des entsprechend gewählten Materials ausgenutzt. So wird es auch möglich, die Walze im Bereich der Bandkanten (oder anderen relevanten Bandbereichen) abplattungssteifer anstatt nachgiebiger zu machen.
Diese abplattungssteifen Walzen ermöglichen die gezielte Erzeugung langer Bandkanten, die teilweise wegen der Reduzierung der Bandrissgefahr gewünscht werden.
Insbesondere zum Walzen von Aluminiumbändern wird vorgeschlagen, dass die ringförmige Aussparung der Walzen einen Stopfen aufnimmt, wobei der Mantel des Stopfens hinsichtlich seines Umfangs über die Länge variiert. Der Stopfenmantel kann eine Ausbauchung aufweisen zur örtlich begrenzten Unterstützung des mantelnahen Walzbereichs. Damit wird erreicht, dass der Walzenmantel nur teilweise bei Belastung auf diesem Stopfen aufliegt. Dieser Effekt wird ausgenutzt zur Kompensation von Bandfehlern, die dadurch entstehen, daß der Bandkantenbereich eine sogenannte "stramme Kante" und im Anschluß daran eine "lange Kante" zeigt. Indem beim Walzen das Band mit der "strammen Kante" auf dem unterstützten Walzenmantel aufliegt und mit der "langen Bandkante" auf dem nicht unterstützen Walzenmantelbereich, kann dieser Fehlertyp vermieden werden.
Neben dem Einführen von Stopfen aus dämpfenden oder festigkeitssteigernden Materialien wird weiterhin vorgeschlagen, in die ringförmigen Aussparungen gezielt Kühlmittel einzubringen. Bei entsprechend dünner Walzenmanteldicke reduziert die Kühlung die Ausdehnung der Walze infolge der Umformungswärme. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Planheit des Bandes und insbesondere der Kanten aus. Zusätzlich wird durch die Innenkühlung eine Mehrbelastung der Abblasvorrichtung am Gerüstauslauf vermieden. Weiterhin hat die Innenkühlung keine negativen Auswirkungen auf die Reibungssituation im Walzspalt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform eines Quarto-Walzgerüstes gemäß der Erfindung;
2 eine zweite Ausführungsform eines Quarto-Walzgerüstes;
3 eine erste Ausführungsform eines Sexto-Walzgerüstes gemäß der Erfindung;
4 eine dritte Ausführungsform eines Quarto-Walzgerüstes;
5 eine zweite Ausführungsform eines Sexto-Walzgerüstes;
6 eine dritte Ausführungsform eines Sexto-Walzgerüstes;
7 eine Vorrichtung zur Kühlung der ringförmigen Aussparungen.
Die 1 zeigt schematisch die Walzenanordnung eines Quarto-Gerüstes mit zwei Arbeitswalzen 1a, 1b und zwei Stützwalzen 2a, 2b.
Die Arbeitswalzen 1a, 1b sind jeweils einseitig an einem ihrer Walzenden mit einer ringförmigen Aussparung 5a, 5b versehen und so angeordnet, das sich diese Aussparungen 5a, 5b oberhalb und unterhalb des Walzgutes 4 entgegengesetzt jeweils im Bereich der Bandkanten befinden.
Ausgehend von dieser Grundkonstruktion zeigt 1 eine Ausführungsform mit zwei Stützwalzen 2a, 2b, die ebenfalls jeweils eine einseitig eingebrachte Aussparung 6a, 6b aufweisen und 2 eine Ausführungsform mit zwei Vollwalzen als Stützwalzen 2a, 2b.
Sowohl bei der ersten Walzenanordnung (1) als auch zweiten Walzenanordnung (2) wird das Abplattungsverhalten der Arbeitswalzen 1a, 1b durch die ringförmigen Aussparungen 5a, 5b der Walzen beeinflußt, wobei zusätzlich der Einfluß auf die Bandkanten und Bandmitte durch axiale Verschiebung der einzelnen Walzen ausgenutzt wird.
3 zeigt ein Sexto-Walzgerüst, das wiederum auf der Grundkonstruktion der zwei Arbeitswalzen 5a, 5b aufbaut. Der bandkantenorientierte Einfluß wird über die eingekerbten Ar beitswalzen durch die hier vorteilhafterweise symmetrisch zur Bandmitte angeordneten Stützwalzen 2a, 2b und die Zwischenwalzen 3a, 3b, die bandkantenorientiert entgegengesetzt (siehe Pfeilrichtung) zu den Arbeitswalzen 1a, 1b verschoben sind, erreicht.
In 4 sind die Vollwalzen der 2 mit jeweils einem angefasten Endstück 9a, 9b dargestellt, wobei jeweils die angefasten Enden 9a, 9b der Stützwalzen 21a, 21b entgegengesetzt zu den einseitig eingekerbten Seiten der Arbeitswalzen 1a, 1b angeordnet sind.
Vorstellbar ist hier auch die Ausführungsform eines Sexto-Walzgerüstes mit zwei angefasten Zwischenwalzen 31a, 31b, die von zwei Vollwalzen 2a, 2b gestützt werden (5).
Die 6 und 7 zeigen Möglichkeiten der Einflußnahme auf das Abplattungsverhalten der Walzenenden, insbesondere der Arbeitswalzen. In 6 sind die ringförmigen Aussparungen 5a, 5b der Arbeitswalzen 1a, 1b mittels eines Stopfens 10a, 10b versehen. Dieser kann von seinem Mantelvolumen den Hohlraum der ringförmigen Aussparungen vollständig ausfüllen. Gegebenenfalls ist der Stopfen so geformt, daß der Mantelumfang über der Stopfenlänge variiert, so daß die vorher hohlliegende Walzmantelfläche nun örtlich begrenzt auf dem Stopfenmaterial aufliegt. Zur Verdeutlichung sind diese Auflagepunkte mit 11a, 11b gekennzeichnet.
Als weitere zusätzliche Möglichkeit der Einflußnahme ist es denkbar, daß das Walzenkernmaterial über die Länge der Arbeitswalzen wechselt, um somit die äußere Schale unterschiedlich abzustützen. Dies wird am Beispiel der Arbeitswalzen von 6 deutlich.
7 zeigt eine Ausführungsform zur gezielten Kühlung der ringförmigen Aussparung 5 an einer Walze. Hierbei spielt es keine Rolle, ob es sich um eine Arbeits-, Zwischen- oder Stützwalze handelt. Einspritzdüsen 12a, 12b sind neben dem Achszapfen 13 in Höhe der Aussparung 5 angeordnet, so daß das Kühlmittel gezielt in den Hohlraum eingebracht werden kann.

Claims

Walzenanordnung zum Walzen von Bändern mit unmittelbar oder über Zwischenwalzen durch Stützwalzen abgestützten Arbeitswalzen, wobei die Arbeitswalzen und/oder die Zwischenwalzen und/oder die Stützwalzen gegeneinander axial verschiebbar angeordnet sind; die Arbeitswalzen (1a, 1b) und/oder die Stützwalzen (2a, 2b) an jeweils einer ihrer Stirnflächen in dem sich zwischen Achszapfen (7a, 7b, 8a, 8b) und Walzmantelfläche erstreckenden Bereich ein um die Achszapfen (7a, 7b, 8a, 8b) ringförmig verlaufende Aussparung (5a, 5b, 6a, 6b) aufweisen und die Walzen (1a, 1b, 2a, 2b) bandkantenorientiert angeordnet sind. dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (6a, 6b) in den Stützwalzen (2a, 2b) gegenüber denen in den Arbeitswalzen alternierend um 180° versetzt angeordnet sind und beide Bandkanten des Walzgutes sich im Bereich der ringförmigen Aussparungen (6a, 6b) der Stützwalzen befinden.
Walzenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Aussparung (5a, 5b, 6a, 6b) gezielt kühlbar ist.
Walzenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Arbeitswalzen (1a, 1b) eine über die gesamte Walzenlänge sich erstreckende gekrümmte oder zylindrische Kontur aufweisen.
Walzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkern der Arbeitswalzen (1a, 1b) über deren Länge aus unterschiedlichem Material besteht.
Walzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Aussparung (5a, 5b, 6a, 6b) teilweise ausgefüllt ist.
Walzenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die ringförmige Aussparung ein Stopfen (10a, 10b) einführbar ist, wobei der Umfang des Stopfenmantels über seine Länge variiert zur örtlich begrenzten Unterstützung (11a, 11b) des mantelnahen Walzenbereichs.