DE2009424A1 - Vorrichtung zum Verteilen von Flüssigkeit über eine Oberfläche - Google Patents

Description

Esso Research and Engineering Company,
Linden ΪΓ. J,, TJSA

Vorrichtung zum Verteilen von Flüssigkeit über

eine Oberfläche

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren oder eine Vorrichtung zum Verteilen von Flüssigkeit über eine Oberfläche.

• ■ j

Bei bestimmten Vorgängen ist es notwendig oder wünschensxtfert, _;

eine Flüssigkeit gleichmäßig über gewählte Bereiche der Ober- j fläcne zu verteilen. ' " ^:

In Sonderfällen solcher Vorgänge, beispielsweisejbei der Auf- ] bringung von Überzugsflüssigkeiten wie Anstrichen, Farben

oder Schmiermitteln, ändern sich die gewählten Bereiche von \

Zeit zu Zeit und/oder von Ort zu Ort und die Abmessungen der ;

gewählten Bereiche ändern sich entsprechend, ■

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Die Erfindung befaßt sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, mit der Aufbringung einer Flüssigkeit auf die Oberflächen von Walzen von Metallwarmbändwalzwerken. Bekannte Maßnahmen zur Durchführung solcher Vorgänge zerfallen in zwei Hauptgruppen. Bei der ersten Gruppe wird die Flüssigkeit über die Oberfläche von einer Düse unter festem Abstand von der Oberfläche mit einem Druck aufgesprüht, den man steigen läßt, während die Abmessung des gewählten Bereiches zunimmt. Bei dieser Bauart ist die Düse so ausgelegt, daß Änderungen im Druck, bei der die Flüssigkeit zur Düse zugeführt wird, zu einer Änderung im Divergenzwinkel der Grenzen des Sprühstrahls von der Düse fortführen, so daß, wenn ein Bereich relativ großer Abmessung überzogen werden soll, die Flüssigkeit bei hohem Druck zugeführt wird und, wenn ein Bereich relativ kleiner Abmessung überzogen werden soll, der Flüssigkeitsdruck reduziert wird. Diese Art von Flüssigkeitsverteilersystem ist nicht zufriedenstellend, da, wird der Lieferdruck der Flüssigkeit zur Düse variiert, die auf die Flächeneinheit der besprühten Oberfläche verteilte Flüssigkeitsmenge auch variiert.

Bei einer zweiten Art von Flüssigkeitsverteilersystem sind eine Vielzahl von Düsen unter festem Abstand von der zu überziehenden Oberfläche angeordnet, und, mit sich ändernder Abmessung der zu überziehenden Fläche variiert auch die Anzahl der Düsen, aus denen die Flüssigkeit versprüht wird. Diese Art von Verteilersystem ist insgesamt nicht zufriedenstellend, da die versprühte Flüssigkeitsmenge auf jeder Flächeneinheit nicht gleichförmig ist und Schwierigkeiten auftreten, wenn die genaue Anzahl der Düsen bestimmt werden soll, die in Gang gesetzt werden müssen, um die Flüssigkeit über die gewählten Bereiche variierender Abmessungen zu verteilen.

Erfindungsgemäß wird eine Flüssigkeit bei im wesentlichen gewünschter gleichförmiger Rate pro Flächeneinheit auf gewählte Bereiche einer Oberfläche verteilt, wobei diese Flä-

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chen eine Abmessung aufweisen, die in bestimmter Weise variiert, indem die Flüssigkeit in einem divergenten Strahl gegen die Oberfläche Von einer Düse aus gespritzt, wird, die zur Bewegung gegen die Fläche und von dieser weg gelagert wird, wobei der Flüssigkeitsströmungsdurchsatz durch die Düse zunimmt mit zunehmendem Abstand zwischen Düse und Oberfläche und ^bTIiTnTtIt mit abnehmendem Abstand zwischen Düse und Oberfläche, so daß im wesentlichen der gewünschte gleichförmige Durchsatz der Flüssigkeitsverteilung pro Flächeneinheit aufrecht erhalten werden kann.

Vorzugsweise wird für eine erforderliche Lieferrate an Flüssigkeit pro Flächeneinheit der Oberfläche der Strömungsdurchsätz der Flüssigkeit durch die Düse automatisch mit der Entfernung der Düse von der Oberfläche in vorbestimmter Weise koordiniert, obwohl auch daran gedacht ist, daß die Koordination der Flüssigkeitslieferate und des Abstands von Düse zu Oberfläche durch Handverstellung erfolgen kann.

Besondere Anwendung findet die Erfindung auf Walzwerke, die verwendet werden, um die Dicke von Metallknüppeln oder -band zu reduzieren oder um die metallurgischen Eigenschaften des Metalls zu modifizieren.

Bei solchen Walzwerken wird das vom Walzwerk zu verarbeitende Metall zwischen einem Paar sich gegenüberstehender Arbeits-. waleen durchgeführt, die einen geeigneten Druck auf das Metall ausüben, um die gewünschte Veränderung des Metalles herbeizuführen.

Die Arbeitswalzen leiden utrBer einem erheblichen Verschleiß wahrend des Metallwalzverfahrens; es hat sich herausgestellt, daß die Verschleißgröße vermindert wird, wenn ein geeignetes Schmiermittel oder ein verschleißbeständiger "überzug oder Film auf den Arbeitswalzen vorgesehen ist. Abgesehen von den Kosten für eine Auswechselung der Arbeitswalzen entstehen be-

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achtliche Produktionsverluste während der Zeit, die erforderlich- ist, um die verschlissenen Arbeitswalzen durch neue Arbeitswalzen zu ersetzen.

Das Problem des Verschleißes der Arbeitswalzen ist besonders akut beim Walzen "warmen" Metalls, wenn die Metalltemperatur bis zu I3OO⁰ C beträgt, da 20 bis 30 Minuten zur Auswechselung der verschlissenen Arbeitswalzen erforderlich sind und Jedes Paar von Arbeitswalzen nur etwa 1OOO bis 1200 (amerikanische) Tonnen Metall (im Falle von Stahlblech) bearbeiten können, bevor die Auswechselung notwendig wird.

Ein typisches Warmmetallbandwalzxtferk umfaßt eine Anzahl von Walzengerüsten, durch die das Band nacheinander geführt wird. Jedes Walzengerüst umfaßt außer den sich gegenüberstehenden Arbeitswalzen, zwischen denen das Metallband hindurchgeführt wird, ein Paar von Stütz- oder Andrückwalzen, die durch das Paar von Arbeitswalzen voneinander getrennt sind und die die Walzkraft auf die Arbeitswalzen ausüben.

Gewöhnlich befinden sich (etwa) sechs solcher Walzgerüste in einem Walzwerk und das dritte Walzgerüst oder dessen Equivalent führt den Hauptteil des Walzens aus und somit leiden dessen Arbeitswalzen am größten Verschleiß und der größten Beschädigung und müssen am häufigsten ausgewechselt werden. Die günstigen Auswirkungen der erfindungsgemäßen Maßnahme ergeben sich insbesondere hinsichtlich verminderten Verschleißes bei diesen Arbeitswalzen und deren Stützwalzen, obwohl die Erfindung in vorteilhafter Weise auf andere Arbeitswalzen und Stützwalzen sämtlicher Walzgerüste des Walzwerkes auch anwendbar ist.

Wird das Walzwerk zunächst mit neu installierten Arbeitswalzen betrieben, .so handelt es sich bei dem ersten Band des Arbeitsprogramms, das durch das Walzwerk läuft, zunächst um relativ schmales Band, welches dazu neigt, geringere Ober- ■

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flächendefekte und Falschausrichtungen zu haben: Anschließende Bänder, die durch das Walzwerk laufen, sind von vergrößerter Breite und haben ein besseres Finish, bis, wenn die Arbeitswalzen ihre optimale Temperatur und Oberflächenqualität erreicht haben, das breiteste Band durch das Walzwerk geschickt wird. Das breiteste Band ist dasjenige, welches sich in zufriedenstellender Weise am schwierigsten walzen'läßt, bei dieser optimalen Temperaturstufe jedoch wird das Band von der besten Qualität, welches geeignet zur Automobilherstellung ist, erhalten. Hernach nimmt die Qualität des Finish ab und Bänder zunehmend geringerer Breite werden durch das Walzwerk geschickt. Die allmähliche Änderung in der Breite der gewalzten Bänder von anfänglich den schmälsten zu den breitesten und dann allmählich wieder zu schmaleren Breiten hat dazu geführt, daß man diesem Walzprogramm den Hamen "Safgprogramm" gibt (coffin schedule). Im allgemeinen ist es-üblich, die Arbeitswalzen des dritten Walzgerüstes auszuwechseln und manchmal die des zweiten Walzgerüstes, nachdem etwa ein Drittel der Bänder nach dem breitesten Band gewalzt wurden (der sogenannte Zwischenwalzenwechsel) und sämtliche der Arbeitswalzen am Ende des Sargprogrammes zu wechseln (der sogenannte allgemeine Rollenwechsel). Etwa eine Woche muß mit Stillstandszeit gerechnet werden, während der .sämtliche Walzen des Walzwerkes, einschließlich der Stützwalzen, ausgewechselt werden.

Nach einer Anwendungsform der Erfindung auf das Metallwalzen ' ist eine Düse zur Bewegung auf die Oberfläche jeder Arbeitswalze zu und von dieser fort angeordnet und ein geeigneter •chmiermittel- oder verschleißbeständiger Überzug wird auf jede Arbeitswalze von der jeweiligen Düse aus aufgebracht. Bei der Anfangsphase des Werkprogrammes nimmt die Breite des "Metallbandes von Band zu Band zu und Schmiermittel oder ein Überzug ist über der vergrößerten Breite jeder Walze erforderlich, die sieh in Eontakt mit dem Band befindet.

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In ähnlicher Weise nimmt, nachdem das breiteste Band des Werkprogrammes gewalzt wurde, die Breite nachfolgender Metallbänder ab und die Breite der Arbeitswalzen, die mit Überzug versehen werden müssen, nimmt ab.

Diese Düsen werden relativ eng gegen ihre Jeweiligen Arbeitswalzen bewegt, wo die Breite des gewalzten Metalles relativ gering ist und, nimmt die Breite des bearbeiteten Metalles zu, so werden die Düsen Stück um Stück von ihren jeweiligen JLrbeitswalzen stufenweise fortbewegt, wobei diese Stufen mit den Änderungen in der Metallbreite während des Sargprogrammes koordiniert sind; der aus den Düsen ausgetragene Flüssigkeitsdurchsatz wird entsprechend gesteigert, um sicherzustellen, daß Flüssigkeit auf den Metallwalzbereich der Arbeitswalzen im wesentlichen bei einem gewünschten gleichförmigen Durchsatz pro Flächeneinheit zugeführt wird.

Der divergente Flüssigkeitsstrahl aus den Düsen hat vorzugsweise eine Breite, die gleich einem festen Seil der Breite des Metallbandes ist; vorzugsweise ist die Sprühbreite geringfügig kleiner als die Metallbreite, da an den Sprührändern der Flüssigkeitsdurchsatz geringer ist als in den Bereichen, die von den Rändern fort liegenj auch ist dieser nichtgleichförmig: Eine geeignete Sprühbreite für die meisten Anwendungsgebiete würde 110 % bis 120 % der Werkstückbreite ausmachen.

Während des Walzvorganges ist es wünschenswert, daß der Durchsatz der Verteilung an verschleißbeständiger Flüssigkeit pro Flächeneinheit der Arbeitswalzen auf den kritischen geregelten Werten gehalten wird. Auch kann viel verschleißverhindernde Flüssigkeit auf den Arbeitswalzen dazu führen, daß das bearbeitete Metall durch den Spalt der Arbeitswalzen unter inadäquatem Walzen rutscht und zu wenig verschleißbeständige . Flüssigkeit auf den Walzen führt zu einem gesteigerten Verschleiß.

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Somit wird der Durchsatz an Speiseflüssigkeit zu jeder Düse koordiniert mit dem Arbeitjszustand der Arbeitswalzen, und zwar so, wie von den Eigenschaften der Flüssigkeit> der Dicke des Metalles und seiner Qualität abhängt, wobei die Speisung gesteigert wird, während die Arbeitsbreite der Walzen zunimmt und vermindert wird, während die Arbeitsbreite der Walzen abnimmt. Allgemein gesagt, wird durch die koordinierte Bewegung der Düsen, d'es Flüssigkeitslieferdurchsatzes und der Arbeitsbreite der Arbeitswalzen sichergestellt, daß eine im wesentlichen konstante Flüssigkeitsverteilung bei im wesentlichen dem optimalen Durchsatz pro Flächeneinheit der Arbeitsbreite der Arbeitswalzen sich einstellt. I

Vorteilhaft kann die aus jeder Düse abgegebene Flüssigkeit eine Trägerflussigkeit, zweckmäßig· Wasser, sein und eine Dispersion der verschleißbeständigen Flüssigkeit sich hierin befinden. 'Die Trägerflüssigkeit wird vorzugsweise kontinuierlich aus jeder Düse ausgetragen, um die Gefahr einer Blockierung der Düsen zu vermeiden, während die verschleißbeständige Flüssigkeit in dem Träger zum Austrag hiermit, vorzugsweise zu bestimmten Perioden entsprechend dem Arbeitsprogramm dispergiert wird. Ein anderer Vorteil, einen kontinuierlichen Austrag der Trägerflüssigkeit sicherzustellen,-, besteht darin, daß, wird verschleißbeständige Flüssigkeit zu den Düsen ge*- führt, im wesentlichen keine zeitliche Verzögerung zwischen | Eintritt und Austritt der verschleißbeständigen Flüssigkeit relativ zu den Düsen vorhanden ist, der sonst unvermeidbar wäre, während ein geeigneter Austragsdruck der verschleißbeständigen Flüssigkeit sich innerhalb der Düsen aufbaut. ι

Bevorzugt wird keinerlei verschleißbeständige Flüssigkeit auf die Arbeitswalzen gesprüht,· wenn Metall zunächst in den Spalt zwischen die Walzen eingeführt werden sollj dies darum, um einen festen Griff am "Kopf"-ende des Metalles zu ermöglichen und um zu-verhindern, daß durch ein Versagen das Werkstück in den Walzenspalt nicht eintritt. Die Unterbrechung der Zu-

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führung an verschieißbeständiger Flüssigkeit zu den Arbeitswalzen bei Beginn eines Arbeitszyklus kann automatisch erreicht -werden, zum Beispiel in Abhängigkeit von einem Signal von einem Metalldetektor oder irgendeiner anderen Art an einem vorhergehenden Valzengerüst.

Beim Walzen von warmem Metall wird die Zuführung verschleißbeständiger Flüssigkeit zu den Arbeitswalzen unterbrochen, bevor das hintere Ende des Werkstückes in den Spalt der Arbeitswalzen eintritt. Diese Unterbrechung kann auch selbsttätig als Teil des Arbeitsprοgrammes erreicht werden, zum J^ Beispiel abhängig von einem Signal von einem Metalldetektor auf einem nachfolgenden Walzgerüst} hierdurch wird es auch möglich, daß Restflüssigkeit auf den Arbeitswalzen sich verflüchtigt oder durch das heiße hintere Ende des Werkstückes abgebrannt wird (oder in bestimmten Fällen abhängig von der Art der Flüssigkeit, kann sie durch die Trägerflüssigkeit oder durch eine Walzwerkkühlflüssigkeit abgewaschen werden), so daß der Walzenspalt frei von verschleißbeständiger Flüssigkeit ist, wenn das nächste Werkstück zum Walzen sich präsentiert; die Möglichkeit eines Schlupfes im Walzenspalt wird beeinträchtigt oder eliminiert.

Vorzugsweise ist die verschleißbeständige Flüssigkeit, die ™ über den gewählten Arbeitsbereich der Arbeitswalzen verteilt wird, von einer Art, die durch Verflüchtigung und/oder Oxydation bei Arbeitstemperatur entfernt werden kann. In dieser Hinsicht sind Ester vorteilhaft, insbesondere sterisch gehinderte Ester, bei denen der Alkohol und/oder Säurerest in , jedem Molekül wenigstens ein Kohlenstoffatom umfaßt, welches an vier andere Kohlenstoffatome gebunden ist.

Um die Tendenz der Ester, an den Walzen zu kleben, zu steigern, können freie Carbonsäuren und Teilester mit nicht-veresterten Hydroxylgruppen in die Ester eingebaut sein.

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Beim Metall-Warmwalzen werden die Arbeitswalzen im allgemeinen gegeneinander durch die sogenannten Stützwälzen gedrückt.

Vorzugsweise sind für'das Metall-Warmwalzen die beweglich gelagerten Düsen so angeordnet, daß sie vers"chleißbe ständige Flüssigkeit, die vorzugsweise in der Trägerflüssigkeit dispergiert ist, auf die Stützwalzen und nicht auf die Arbeitswalzen sprühen, wobei jede Stützwalze dann die Flüssigkeit über die Arbeitswalze, mit der sie in Kontakt steht, verteilt.

Die Bewegung der Düsen, zusammen mit der entsprechenden Änderung des Flüssigkeitsdurchsatzes hierdurch entsprechend dem I Walzprogramm kann auch ausgelöst und durch die vorher erwähnten Metalldetektoren gesteuert werden, so daß während eines "Werkprogrammes" des Metall-Warmwalzens, während das Kopfende des relativ schmalen metallischen Werkstückes in den Arbeitswalzenspalt bei Beginn des Programmes eintritt, keinerlei verschleißbeständige Flüssigkeit auf die Stützwalzen.gesprüht wird, obwohl ein Sprühregen an Trägerflüssigkeit aus den Düsen ausgetragen wird und die Arbeitswalzen in der Lage sind, fest am Werkstück anzugreifen. Die Düsen sind in dieser Stufe des Programmes relativ eng an ihren jeweiligen Stützwalzen angeordnet, so daß Trägerflüssigkeit über eine Breite der Stützwalzen versprüht wird, die geringfügig die Breite des Werk- | Stückes überschreitet. Wird das Werkstück im Spalt erfaßt, so ' wird die Zuführung verschleißbeständiger Flüssigkeit ausgelöst und eine Dispersion an Trägerflüssigkeit und verschleißbeständiger Flüssigkeit wird aus den Düsen ausgetragen. Während der Arbeitszyklus foitechreitet, werden breitere Werkstücke in das Walzwerk eingegeben und die Düsen entsprechend gegen ihre Jeweiligen Stützwalzen verschoben, so daß entsprechend vergrößerte Breiten besprüht werden, die 110 °/o bis mehr als 120 % der Breite des Werkstückes abhängig von der Art der Trägerflüssigkeit ausmacht. Gleichzeitig wird der Durchsatz des Flüssigkeitsaustrags aus den" Düsen gesteigert,, wodurch der Flüssigkeitszuführungsdurchsatz auf einem im we-

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sentlichen konstanten und gleichförmigen Vert pro Einheitsfläche der Stützwalze, die besprüht wird, gehalten wird.

Nach einem kurzen Teil des Werkzyklus haben die Metallwerkstücke eine Breite, die der Breite der Arbeitswalzen angenähert ist und entsprechend sind die Düsen dann um ein maximales Stück von ihren jeweiligen Stützwalzen abgezogen und der Austragungsdurchsatz der Flüssigkeit durch diese Düse hat einen Maximalwert für die Dicke des Bandes, die Qualität des Metalles und die Art der verschleißbeständigen Flüssigkeit erreicht.

Entsprechend dem "Werkprogramm" werden die Breiten nachfolgender Werkstücke nach und nach vermindert und somit werden die Düsen nach der Erfindung gegen ihre jeweiligen Stützwalzen bewegt, so daß die Breite der besprühten Stützwalze beispielsweise 110 % bis 120 % der Breiten der Werkstücke ausmacht und der Flüssigkeitslieferdurchsatz von den Düsen vermindert wird, um den notwendigen Verteilungsdurchsatz pro Flächeneinheit der Stützwalzen und damit der Arbeitswalzen aufrecht zu erhalten.

Die Zuführung verschleißbeständiger Flüssigkeit wird unterfe brochen, wenn das hintere Ende des Werkstückes sich dem Spalt

nähert, so daß, wie vorher erwähnt, die Wärme des hinteren Endes des Werkstückes eine Verflüchtigung und/oder ein Abbrennen jeglicher verschleißbeständigen Flüssigkeit hervorruft, die nicht von den Arbeitswalzen durch die Trägerflüssigkeit und/oder das Walzenkühlmittel abgewaschen wurde, wodurch auf diese Weise die Arbeitswalzen vorbereitet wurden, um das Kopfende eines nachfolgenden Werkstückes zu ergreifen. ;

Vorzugsweise ist jede bewegliche Düse so ausgelegt, daß der divergente Sprühstrahl hiervon in einer Ebene konzentriert wird. Eine hohle dreieckige Haube oder Umhüllung kann vorgesehen sein, um den Sprühstrahl zu umschließen und hierdurch

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ihn gegen Dispersion oder Ablenkung durch Luftströme, Dampf oder Wasser zu schützen. Vorzugsweise ist jedes Gehäuse fest relativ zum Walzgerüst angeordnet und sämtliche Bewegung der Düse findet innerhalb des Gehäuses statt.

Es ist allgemein auf dem Fachgebiet üblich, wesentliche Strome an Kühlwasser vorzusehen, die über die Walzen jedes Walzgerüstes strömen. Diese Wasserströme können die Schicht aus versehleißbeständiger Flüssigkeit zum Teil oder völlig von den Walzen entfernen und, um diese Möglichkeit zu vermeiden, ist es nützlich, einen Deflektor oberhalb jedes Gehäuses vorzusehen, der sich über dessen gesamte Breite erstreckt. Der De- -|| flektor überbrückt den Spalt zwischen dem Gehäuse und der in der Hähe des Gehäuses befindlichen Walze. Wird die verschleißbeständige Flüssigkeit gegen die Stützwalze oder Arbeitswalze, entweder allein oder dispergiert in einer Kühlflüssigkeit, versprüht, so dient der Deflektor als Schirm für den Sprühstrahl gegen das Fallen der Wasserströme nach unten und die versprühte Flüssigkeit wird daher gegen Ablenkung oder Dispersion durch die Wasserströme geschützt und die verschleißbeständige Flüssigkeit ist in der Lage, eine verschleißbeständige Schicht auf der Oberfläche der besprühten Walze zu bilden. Hat sich einmal die verschleißbeständige Schicht gebildet, so wird sie nicht oder sollte nicht wesentlich in der g Dicke durch die Kühlwasserströme reduziert werden, die ange- ™ troffen werden, wenn die besprühte Walzenoberfläche sich aus· ' dem durch den Deflektor geschützten Bereich bewegt: Dies kann sichergestellt werden, indem eine geeignete Rezeptur für die verschleißbeständige Flüssigkeit geschaffen wird.' Ist jedoch die Rezeptur der Flüssigkeit derart, daß eine gewisse Reduktion in der Dicke des Filmes stattfindet, so wird die Größe der verschleißbeständigen auf die Walzen gesprühten Flüssigkeit gesteigert, um dies zu berücksichtigen, so daß die ge- ■ eignete Dicke des verschleißbestandigen Filmes auf den Arbeitswalzen . am Spalt jedes Walzengerüstes verbleibt.

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Der Deflektor kann die Form einer Platte aufweisen, die auf einer Seite gegen den Kopf des entsprechenden Gehäuses oder irgendeines anderen Elementes scharniergelenkartig "befestigt ist, wobei letzteres fest relativ zum Walzgerüst angeordnet ist und durch sein eigenes Gewicht und/oder unter der Wirkung einer leichten Feder auf seiner anderen Seite gegen die Oberfläche der besprühten Walze ruht. Vorteilhaft hat diese gegenüberliegende Seite des Deflektors einen Kantenbereich aus geeignetem verschleißbeständigem reibungsverminderndem Material, welches vorzugsweise nicht die verschleißbeständige Flüssigkeit absorbiert und beispielsweise aus Nylon oder Polytetrafluoräthylen besteht: Der Rest des Deflektors kann aus irgendeinem haltbaren steifen Material, zum Beispiel Holz, Kunststoff oder Weichstahl bestehen. Von Zeit zu Zeit ist der Deflektor aufgrund eines Reibens gegen die Walzenfläche verschlissen, so daß er fortgeworfen werden muß.

Die Düsenauslegung kann entweder von der Bauart sein, bei der der durch den divergenten Sprühstrahl überspannte Winkel entweder in gewissem Ausmaß von dem Flüssigkeitslieferdruck zur Düse abhängig- oder unabhängig von dem Flüssigkeitslieferdruck ist.

Jede Düse kann auf einem Wagen zur Bewegung gegen eine entsprechende Stützwalze zu oder von dieser fort gelagert sein. Der Wagen kann durch pneumatische, hydraulische, mechanische oder elektrische Einrichtungen bewegbar sein; und ein Ventil oder ein Drosselsystem, welches auch automatisch arbeiten kann oder von Hand geregelt wird, ist vorgesehen, um sicherzustellen, daß die Verteilung der Flüssigkeit auf die Stützoder Arbeitswalze bei vorbestimmtem konstantem Durchsatz pro Flächeneinheit entsprechend den Arbeitsbedingungen fortschreitet, unabhängig davon, wie die relativen Lagen der Walzen und Düsen zueinander sind. Geeignete Einrichtungen abhängig von don relativen Stellungen des Werkstückes und den Walzen sind vorgesehen, so daß die Zufuhr verschleißbeständi-

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ger !Flüssigkeit ausgelöst wird, nachdem der vordere Hand des Werkstückes in den Spalt der Arbeitswalzen 'eingetreten ist und beendet wird, wenn die Hinterkante des Werkstückes sich dem Spalt nähert. .-'."■

Vorzugsweise wird dann, wenn die verschleißbeständige Flüssigkeit, handelt es sich nun um einen Ester oder ein Mineralöl oder einen anderen Flüssigkeitsüberzug, auf die Arbeitswalzen verteilt wird, das Sprühen aus solch einer Lage vorgenommen wird, daß die verschleißbeständige Schicht der Flüssigkeit den geringstmöglichen Abstand zu überwinden hat, bevor der Kontakt mit dem erwärmten metallischen Werkstück stattfindet, I das heißt die Flüssigkeit sollte so nah wie möglich an den Teil der Arbeitswalze herankommen, der gerade in den Arbeitswalzenspalt eintritt. In Fällen, wo die Flüssigkeit auf die Stützwalze verteilt wird, wird jede Düse so nah wie möglich an den Teil der jeweiligen Stützwalze gerichtet, der gerade in Kontakt mit der benachbarten.Arbeitswalze kommt. In der Praxis mag die tatsächliche Positionierung der Düsen nicht immer in den genannten möglichst vorteilhaften Lagen aufgrund der Zwischenschaltung^ anderer notwendiger Teile des Walzwerkes oder anderer Aggregate erfolgen.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun an- i hand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen ■·"■-.

Fig. 1 eine allgemeine schematische Seitenansicht eines Metall-Warmwalzwerfeesj

Fig. 2 zeigt ein Gerüst des Walzwerkes nach Fig. sowie Einrichtungen zum Verteilen von Flüssigkeit über dessen Walzen·,

Fig. 3 ist ein vereinfachter Schnitt durch einen Teil der Fig. 2, wobei der Schnitt längs

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der Ebene A-A gelegt ist;

zeigt im Diagramm eine typische Verteilungskurve für Flüssigkeit, die aus einer Sprühdüse austritt;

gibt graphisch ein typisches Verhältnis zwischen der Breite eines zu walzenden Werkstückes und der Dicke oder dem Kaliber des Werkstückes für verschiedene Strömungsdurchsätze einer Type eines verschleißbeständigen Fluidüberzugs oder Schmiermittels wieder; und

Fig. 6 zeigt schematisch einen Teil eines Walzwerkes und dessen Regelsystem zum Strahlen oder Regeln dieses Walzwerkes nach der Erfindung.

Fig. 1 läßt die Hauptteile eines Metall-Warmwalzwerkes mit sechs Walzgerüsten ^-Fg erkennen. Jedes Walzgerüst umfaßt ein Paar sich gegenüberstehender Arbeitswalzen 20, 21, zwischen denen ein Spalt 22 gebildet ist, durch den das metallische Werkstück 23, welches gewalzt werden soll, tritt.

Am Einlaufende zum ersten Gerüst F^. ist ein Trägertisch 24 mit Zuführungswalzen 25 für das Werkstück 23 vorgesehen, während am Austragsende des letzten Gerüstes F_ß ein Trägertisch 26 mit Rollen 27 vorgesehen ist, auf dem das gewalzte Werkstück 23 aufgenommen wird.

Die Arbeitswalzen 20, 21 Jedes Walzgerüstes sind zwischen einem Paar von Stützwaisen 28, 29 angeordnet, die in Wälzkontakt mit ihren jeweiligen Arbeitswalzen 20, 21 stehen. Die Arbeitswalzen 20, 21 werden in Drehbewegung, gewöhnlich durch (nicht dargestellte) Elektromotoren angetrieben und, aufgrund

des Reibkontaktes zwischen den Stützwalzen 28, 29 und den Arbeitswalzen 20, 21 werden die Stützwalzen zur Drehung veranlaßt.

Die auf das Werkstück 23 an jedem Gerüst ausgeübte Walzlast wird durch die (nicht dargestellten) Walzbelastungszellen einer beliebigen Bauart gemessen: Die Walzbelastungszellen werden hier nicht beschrieben, da sie dem Fachmann wohl bekannt sind.

Beim Arbeiten des Walzwerkes iiach Fig. 1 wird das Werkstück, normalerweise bei einer Temperatur von 1200° 0, durch die Walzen 25 des Trägertisches. 24- in dem Spalt des ersten Walzgerüstes F,, und nacheinander durch die Spalte der Walzgerüste Fp-F^ vorgetrieben. Die Eintrittsgeschwindigkeit des Werkstückes in das Gerüst F„ wird normalerweise im Bereich zwi-

sehen 100 und 130 Meter pro Minute (300 - 400 feet/Minute) liegen, während die Austrittsgeschwindigkeit aus dem Gerüst F_& zwischen 500 und 1000 Meter pro Minute (1500 - 3000 feet/ Minute) liegt.

Das in den Arbeitsspalt des Gerüstes F_x. eintretende metallische Werkstück kann eine Temperatur von zum Beispiel 1300° C aufweisen: Das Ergebnis ist, daß die Oberflächen der Arbeits- * wälzen 20, 21 des Gerüstes F^ und der nachfolgenden Gerüste * Fp bis Fc leicht oxydiert, verzundert und von Poren durchsetzt werden und, um dem entgegenzuwirken, ist es üblich, Jedes Gerüst S¹^-Fg mittels Durchgang großer Wassermengen hierüber zu kühlen. Das Wasser wird von Sammlern zugeführt, die schematisch durch die Bezugszeichen 30 angedeutet sind, die gewöhnlich vorwiegend um die Arbeitswalzen und manchmal um die Stützwalzen jedes Gerüstes 2P^-F₆ vorgesehen sind, wie genauer in Fig. 2 zu sehen ist. ·

In Fig.- 2 nun ist in der Nähe Jeder Stützwalze 28, 29 Jeweils eine Düse.31, 32 vorgesehen, die von der Bauart ist, welche

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durchlaufende Flüssigkeit in einem divergenten, im wesentlichen 'planeren Sprühstrahl austrägt. Die Düsen 3I, 32 sind jeweils auf einem Führungsblock 34 gelagert, der längs Führungsschienen 33 bewegt werden kann. Jeder Block 34- ist an einem hydraulischen Zylinder 35 befestigt, welcher Lieferrohre 36 für ein hydraulisches Fluid aufweist. Durch Zuführen hydraulischen Fluids zu einem geeigneten der Lieferrohre 36 können die Blöcke und deren jeweilige Düsen 31» 32 gegen ihre entsprechenden Stützwalzen 28, 29 zu oder von diesen fort bewegt werden. Zum Zwecke der Darstellung ist die Düse 31 in einer Lage in der Nähe der Stützwalze 28 dargestellt, während die Düse 32 in zurückgezogener Stellung relativ zur Stützwalze gezeigt ist, obwohl darauf hingewiesen werden soll, daß während des normalen Gebrauches beide Düsen 31> 32 etwa unter dem gleichen Abstand von den jeweiligen Stützrollen 28, 29 sich befinden.

Jede Düse wird mit Flüssigkeit von einem Rohr 37» welches flexibel ist, versorgt, wodurch· eine Bewegung der Düse 31 oder 32 möglich wird; das flexible Eohr 37 ißt mit einer Lieferflüssigkeitsquelle, die später beschrieben werden wird, über ein Rohr 38 verbunden, welches wenigstens über einen Teil seiner Länge in der Nähe des flexiblen Rohres 37 flexibel · ausgebildet ist.

Ist jede Düse 31 oder 32 ganz in der Nähe der Stützwalze 28 angeordnet, so wird die Breite der besprühten Walze am kleinsten, während, wenn die Düsen am meisten zurückgezogen sind, die größte Breite der Stützwalze besprüht wird.

Um eine Streuung der versprühten Flüssigkeit zwischen der Düee 31 oder 32 undihrer Stützwalze 28, 29 zu vermeiden, ist jede Düse zusammen mit ihrem Führungsblock 34- in einem Gehäuse oder einer Haube 39 umschlossen, die in der Draufsicht die Form eines abgeflachten Dreiecks aufweist und an allen Seiten ausgenommen der Seite geschlossen ist, die der Stütz-.

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walze 28, 29 gegenüberliegt.

Die offene Seite der Gehäuse 39 ist etwa von der gleichen Breite wie die Breite der Stützwalzen 28, 29·

Um zu "verhindern, daß starke Kühlwasserströme, die von den Sammlern 30 geliefert werden, den Flüssigkeitssprühstrahl ablenken, der sich gegen die Oberflächen der verschiedenen Walzen 28, 29 und 20, 21 bewegt, ist eine Deflektorplatte 40 an einer Seite durch ein Scharniergelenk 41 an dem Kopf jedes Gehäuses 39 befestigt und ruht mit der anderen Seite auf der benachbarten Arbeitswalze auf. Die Deflektorplatte 40 er- I streckt sich über die Ge.samtbreife des Gehäuses 39 und besitzt eine Kylonkante 42, die auf der Arbeitswalze reibt; der verbleibende Teil der Deflektorplatte kann aus Holz oder Weichstahl bestehen.

Die den Düsen 31> 32 wenigstens während der Walζoperationen zugeführte Flüssigkeit besteht aus einer Flüssigkeit, die in der Lage ist, auf den Stützwalzen 28, 29 einen Yerschleißbeständigen Überzug auszubilden, der wenigstens zum Heil auf die Arbeitswalzen überführt wird, während der Kontakt zwischen den Stützwalzen 28, 29 und den Arbeitswalzen 20, 21 hergestellt wird. Eine geeignete Flüssigkeit besteht aus einer Ϊ Mischung, die vorwiegend einen Ester mit einem quaternären Kohlenstoffatom im Molekül umfaßt, beispielsweise Pentaaeri, trytoltetraoleat, beispielsweise vermischt mit teilweise verestertem Pentaaeritrytol und freien Carbonsäuren, wobei die letztgenannten Komponenten dazu dienen, den Adhäsionsgrad der Flüssigkeitsschicht zu steigern.

Die Breite der besprühten Stützwalzen .28, 29 und damit die Breite der Arbeitswalzen 20, 21, auf die ein Überzug aufgetragen ist, hängen von der Entfernung zwischen jeder Düse 31> 32 und jeder Stützwalze ab. Nach der Darstellung der Fig. 2 besprüht die DÜae 31 eine relativ geringe Breite der Stütz-

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walze 28 und die auf die Arbeitswalze übertragene Flüssigkeit wird relativ schmal·: Diese Anordnung ist geeignet für den Schutz der Arbeitswalze 20 während des Durchgangs durch den Spalt eines schmalen Werkstückes. Andererseits ermöglicht die zurückgezogene Lage der Düse 32 eine größere Breite der zu besprühenden Stützwalze 29, so daß eine relativ breite Flüssigkeitsschicht auf die Arbeitswalze 21 übertragen wird, um dieser einen Schutz während des Durchgangs eines entsprechend breiten Werkstückes durch den Spalt zu bieten. Die verschiedenen Breiten der durch die Düse 31 besprühten Stützwalze in den extremen Stellungen ist in Fig. 3 dargestellt.

Werden verschleißbeständige Flüssigkeiten, welche Ester umfassen, verwendet, so müssen ihre hervorstechenden Schmiereigenschaften beachtet werden, um sicherzustellen, daß ein Werkstück in den Spalt ohne Gleiten eintritt, wobei mit der Abgabe einer Ester enthaltenden Flüssigkeit erst nach einem geeigneten Intervall, nachdem das Werkstück in den Spalt eingetreten ist, begonnen wird. In ähnlicher Weise ist es wünschenswert, daß die Ester enthaltende Flüssigkeit verdampft oder sonst von den Arbeitswalzen 20, 21 entfernt wird, bevor ein nachfolgendes Werkstück im Spalt aufgenommen wird; zu diesem Ziel wird die Abgabe der Ester enthaltenden Flüssigkeit unterbrochen, bevor das nachlaufende Ende eines Werkstückes den Spalt verlassen hat: Die erhöhte Temperatur des nachlaufenden Endes des Werkstückes sorgt für die erforderliche Entfernung der Ester enthaltenden Flüssigkeit. Die Einrichtung zum Steuern der Zuführungsperioden der Ester enthaltenden Flüssigkeit soll weiter unten beschrieben werden. Um die verschiedenen Düsen 31, 32 sauber und frei von Verstopfungen zu halten, und, um einen unmittelbaren Durchfluß der verschleißbeständigen Flüssigkeit sicherzustellen, sobald diese zu den JfQitn ohne eine Pause geliefert wird, während der Druck ausreichend in den Düsen aufgebaut wird, wird ein kontinuierlich versprühter Wasseraustrag aus den Düsen 31» 32 wobei das Wasser als Trägerflüsaigkeit dient - vorgesehen,

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wobei die Ester enthaltende Flüssigkeit im. Wasser in geeigneten Invervallen während des Arbeitszyklus jedes Walzgerüstes dispergiert wird. Wird die Zufuhr verschieiß"beständiger Flüssigkeit unterbrochen, so erfolgt die Abschaltung an den Düsen entsprechend praktisch sofort aufgrund der fortgesetzten Strömung der Trägerflüssigkeit.

Während der"Anfangsstufen eines Sargprogrammes des Walzvorganges befinden sich die Düsen 51, J2 relativ nahe ihrer entsprechenden Stützwalzen 28, 29, so daß ein relativ schmaler zentraler Streifen der Stützwalzen 28, 29 besprüht wird und ein Flüssigkeitsüberzug etwa der gleichen Breite wie auf den Walzen 28, 29 auf die Arbeitswalzen 20, 21 übertragen wird. H

Hit fortschreitendem Sargprogramm und während breitere Werkstücke durch das Walzwerk geführt werden, werden die Düsen 50» 51 von <len Stützwalzen 28, 29 zurückgezogen, so daß eine größere Breite hiervon besprüht wird, und,. nachdem das breiteste Werkstück des Programmes gewalzt ist, werden die Düsen , 50, 51 Stück um Stück gegen ihre Stützwalzen 28, 29 entsprechend der Inkrementabnahme in der Breite aufeinanderfolgender Werkstücke bewegt.

Aus Fig. 4- wird ersichtlich, daß die Sprühcharakteristik aus in Handel erhältlichen Sprühdüsen darin besteht, daß über ja einen beachtlichen Teil der Sprühbreite zwischen den Bezugszeichen 45 und 44 der Durchsatz an Abgabeflüssigkeit im wesentlichen gleichförmig ist, während außerhalb dieser Bezugszeichen 4-5 und 44 bis zu den Rändern 4-5 und 46? des Sprühstrahls der Abgabedurchsatz nicht gleichförmig ist.

Da es wünschenswert ist, daß die mit dem Werkstück in Eontakt kommende Oberfläche der Arbeitswalzen 20, 21 gleichförmig überzogen wird, ist die Breite der Stützwalzen 28, 29,' die besprüht wird, breiter als das Werkstück: Allgemein gesprochen, der Sprühstrahl sollte eine Breite an den,Stützwalzen

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28, 29 haben, der für die meisten im Handel erhältlichen Sprühmittel 110 % bis 120 % der Breite des Werkstückes beträgt, um sicherzustellen, daß eine gleichförmige Flüssigkeitsschicht auf die Arbeitsoberfläche der Arbeitswalzen 20, 21 übertragen wird. Die beste relative Breite des Sprühstrahls an den Arbeitswalzen 28, 29 und den Werkstücken kann relativ leicht für die verwendete Düsenart nach irgendeinem zweckmäßigen Verfahren bestimmt werden.

Der Lieferdurchsatz der Ester enthaltenden Flüssigkeit an die Düsen hängt ab von der Art des Esters, je breiter jedoch offensichtlich das Werkstück, desto größer muß die Zufuhr sein: Mit zu viel Ester enthaltender Flüssigkeit jedoch kann ein Rutschen oder ein ungleichmäßiger Zug auf das Werkstück im Spalt erfolgen (und dies gilt ganz besonders für die breitesten Werkstücke), während, wenn zu wenig vorhanden ist, eine Erosion des Oberflächenfinish der Arbeitswalzen 28, 29 gegeben ist. Darüber hinaus muß die Durchlaufgeschwindigkeit des Werkstückes durch jedes Walzgerüst F beachtet werden: Bei hohen Walzgeschwindigkeiten ist die Eontaktzeit zwischen jedem Abschnitt des Werkstückes und den Arbeitswalzen 28, 29 kurz und der Anteil an Ester enthaltender Flüssigkeit, die pro Einheitsfläche der Walzen 28, 29 erforderlich ist, um den Verschleiß zu kompensieren, ist niedriger als bei niedrigen Geschwindig-.keiten. Schließlich muß der Abgabedurchsatz an Ester enthaltender Flüssigkeit entsprechend der Dicke oder dem Kaliber des Werkstückes variiert werden: Für ein dickes Werkstück ist ein hoher Abgabedurchsatz pro Einheitsfläche der Walzen wünschenswert, für dünnere Werkstücke jedoch muß weniger Ester enthaltende Flüssigkeit pro Einheitsfläche der Walzen geliefert werden, venn die Qualität des gewalzten Werkstückes beibehalten werden soll.

Ein typischer Zusammenhang zwischen der Breite des Werkstückes, seinem Kaliber und dem Austragsdurchsatz der Ester enthaltenden Flüssigkeit für eine gegebene Werkstückgeschwindigkeit ist

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•in Fig., 5 gezeigt.

Fach Fig. 6 regelt das dargestellte Steuersystem die Zufuhr von Flüssigkeit an die Sprühdüsen 31a ₅ 31h sowie die Bewegung für zwei Stützwalzen 28a, 28b verschiedener Walzgerüste.

Die Ester enthaltende Flüssigkeit, die den Verschleiß an den nicht dargestellten Arbeitswalzen herabsetzen soll - diese Flüssigkeit ist später kurz "das Schmiermittel" genannt - ist in einem Behälter 50 gespeichert und wird durch eine Zahnradpumpe 51 in einen Kreis mit einem Filter und wünschenswert einer nicht dargestellten Heizeinrichtung gepumpt; die Leitung g 53 führt über ein Strömungsmeßgerät 5^5 dann wird das Schmiermittel auf eine Anzahl von Rohren 55a? ^^h, ..... verteilt, von denen jedes an ein solenoidbetätigtes Ventil 56a, 56b über geweilige Zumeßpumpen 57a, 57^ führt. Entsprechend dem Arbeitszustand des solenoidbetatigten Ventils 56a, 56b kann ein gesteuerter Schmiermittelstrom an jeweils eine Düse 31a oder Jib über das Lieferrohr 38a oder 38b geführt werden. Schmiermittel, welches nicht zu den Düsen 31a bis 3"Ih geführt wird,■ strömt in das Bückführrohr 58 über ein Rückschlagventil 59a, 59h und wird zum Tank 50 rückgeführt.

Wasser wird an die Sprühdüsen 31a, 31b über eine Pumpe und jeweilige Zuführungsleitungen 61a, 61b gegeben. Der Druck des I Wassers in den Leitungen 61a, 61b ist niedriger als der des Schmiermittels in den Leitungen 55a, 55^· -^¹¹ je&s Zuführleitung 61a, 61b ist ein Regelventil 62a, 62b eingebaut, welches in einer Ilischereinheit 69a, 69b endet, worin die Vermischung des Wassers mit einem Schmiermittel von höherem'Druck stattfinden kann. .. -

Die Bewegungen der Düsen 31a, 31b werden mittels hydraulischer Zylinder 35a, 35ΐ> ausgeführt, die durch jeweilige hydraulische Pumpen 64a, 64-b angetrieben sind. '

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Die Reglung des Systems nach Fig. 6 wird herbeigeführt durch irgendwelche Einrichtungen, die in der Lage sind, die Bewegungen der Düse und die Auslösung und den Austragsdurchsatz der Flüssigkeiten hiervon mit der Breite jedes Werkstückes und gegebenenfalls seines Kalibers in Beziehung zu setzen: Zweckmäßig kann es sich bei dieser Einrichtung um einen mit 65 bezeichneten On-Line-Ooinputer handeln. Die verschiedenen vom Computer 65 ausgeführten Punktionen werden beschrieben, nicht jedoch seine Konstruktion, da die letztere keinen Teil der Erfindung bildet und für den Fachmann ohne weiteres klar ist.

Jedes Walzgerüst ist mit einer Detektorzelle 66a, 66b für die Walzbelastung versehen und das Walzwerk mit einem Detektor 6^r/ ausgestattet, der die Breite Jedes in das Walzwerk eintretenden oder das Walzwerk verlassenden Werkstückes mißt. Konstruktion und Arbeitsweise der breiten Detektoren sind für den Fachmann wohl bekannt und werden hier nicht weiter erläutert.

Der Computer 65 empfängt ein Signal, welches für die Breite des Werkstückes steht, von dem Breiten-Detektor 67 sowie Signale der Walzwerksbelastung aus dem Lastdetektoren 66b, 66a und auch Signale, welche für die Lagen der Sprühdüsen J1a, 3T relativ zu einem festen Teil des jeweiligen Walzgerüstes stehen: Beliebige geeignete auf die Position ansprechende Einrichtungen wie Potentiometer, variable Widerstände und Photozellen, die dem Fachmann wohl bekannt sind, können'verwendet werden, um diese Signale zu liefern.

Entsprechend den vom Computer 65 empfangenen Eingangssignalen erzeugt der Computer - oder veranlaßt durch Verstärker und/ oder Relais die Erzeugung - geeigneter Ausgangssignale zu nicht dargestellten Motoren, welche die hydraulischen Pumpen 64a, 64b antreiben, um die Lage der Düsen 31a, 31b zu den Wasserregelventilen 62a, 62b zu regeln, um die Wasserströmung zu den Düsen 31a, 31b über die Solenoid-Ventile 56a, 56b und

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zu. den Solenoid-Veiitilen 56a, 56b zu steuern, um die Ventile zu öffnen und zu schließen und den Grad ihrer öffnung zu bestimmen,, so daß eine gewünschte Schmiermittelströmung mit dem Wasser an den Mischern 69a, 69b vermischt wird, um dieses aus den Düsen 31a, 3-11> als Dispersion zu versprühen. .

Die Arbeitsweise des Systems nach Fig. 6 ist die folgende:

Wird ein Werkstück gerade in das erste Gerüst des Walzwerkes vorgetrieben, so sorgt der Arbeitsbreiten-Detektor 67 für ein Breitensignal, welches vom Computer 65 aufgenommen wird, zusammen mit Signalen, die für die Lage jeder Düse 31a, 3it> stehen. ^!1

Entsprechend der Breite des Werkstückes - angegeben durch das Breitensignal - sorgt der Computer 65 für die Erzeugung von Signalen, um irgendeine notwendige Bewegung der Düsen 31a, 31b relativ zu ihren Stützwalzen 28a, 28b vorzunehmen, indem die hydraulischen Pumpen 64a, 64b betätigt werden: Die Endpositionen der Düsen 31a, 31"b werden so gewählt, daß über die Breite der Stützwalzen 28a, 28b der Anteil entsprechend der Breite des Werkstückes gleichförmig versprüht wird — das heißt der Anteil entspricht der Breite zwischen dem Bezugszeichen 4-3 und 44 in Fig. 4. Zusätzlich sorgt der Computer 65 für die Erzeugung von Signalen, um irgendwelche notwendigen Anderun- Ά gen in der Einstellung der Wasserregelventile 62a, 62b zu sorgen, so daß an der gewählten Position der Düsen 31a, 31b die zu jeder Düse geführte Wassermenge ausreicht, um einem gewünschten gleichförmigen Durchsatz pro Einheitsfläche der Oberfläche der Stützwalzen 28, 29 zu liefern und damit auch die Walzbedingungen, das sind die Walzgeschwindigkeit an jedem Gerüst, die Temperatur und die Dicke sowie der Zustand des Werkstückes., gleichförmig -verbleiben: Alle diese Faktoren sind im wesentlichen bekannt oder bestimmbar.

Der Computer 65 regelt das öffnen und Schließen der Solenoid-

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Ventile 56a, 56b so, daß ein bestimmter Schiniermittelströmungsdurclisatz zu den Mi scher einheit en 69a, 69b zur Vermischung- mit dem zu den Sprühdüsen 3Ia, 31b strömenden Wasser geliefert wird, kurz nachdem das Kopfende des Werkstückes in den Spalt des Walzgerüstes eingetreten ist, so daß keinerlei Schlupf des Werkstückes auftritt und die Zuführung an Schmiermittel unterbrochen wird, bevor das nachlaufende Ende des Werkstückes in den Spalt eintritt, so daß die erhöhte Temperatur des nachlaufenden Werkstückendes zu einer Verflüchtigung und/oder Verbrennung des Schmiermittels auf den Arbeitswalzen führt und diese von Schmiermittel frei belassen werden, derart, daß ein nachfolgendes Werkstück im Spalt ohne Schlupf erfaßt wird.

Die Signale zum Steuern jedes Solenoid-Ventils 56a, 56b durch den Computer werden gewöhnlich durch die Signale ausgelöst, die von den Lastdetektorzellen 66a, 66b kommen: So wird nach einem Regelverfahren der Solenoid-Ventile 56a, 56b, wenn ein Werkstück in den Spalt eines Walzgerüstes eintritt, ein Signal durch die Lastdetektorzelle des Gerüstes erzeugt, welches vom Computer 65 empfangen wird. Nach einem Zeitintervall, welches von der Geschwindigkeit des Werkstückes abhängt, erzeugt der Computer 65 ein Signal,welches das. öffnen des Solerioid-Ventils 56a oder 56b etc. auslöst, so daß das Schiniermittel vermischt und dispergiert im Wasser wird, welches an die Sprühdüse 31a oder 3^b bei gewünschtem Durchsatz geliefert wird, welcher den bekannten Arbeitsbedingungen am Walzgerüst entspricht. Nach einem anderen Zeitintervall, wenn, entsprechend den bekannten Arbeitsbedingungen am Walsgerüst das nachlaufende Ende des Werkstückes sich dem Spalt am Walzgerüst nähert, sorgt der Computer 65 dafür, daß das Solenoid-Ventil 65a oder 65b schließt, so daß die Zuführung von Schmiermittel an die Sprühdüse 3"Ia oder 31b aufhört und der überzug des Schmiermittels auf der Stützwalze 28a oder 28b und der entsprechenden Arbeitswalze im wesentlichen entfernt wird, während das nachlaufende Ende des Werkstückes den

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Spalt passiert und die Arbeitswalzen im wesentlichen frei von Schmiermittel läßt, bevor ein nachfolgendes Werkstück im Spalt des Walzgerüstes aufgenommen wird.

Nach einem anderen Verfahren zur Sicherung der Schmiermittelzufuhr, welches anwendbar ist auf Walzgerüste zwischen dem zweiten und dem vorletzten Walzgerüst des Walzwerkes, ist das Öffnen und Schließen der Solenoid-Ventile eines gewählten Walzgerüstes abhängig von Signalen von den Lastzellen der Walzgerüste vor und nach dem gewählten Walzgerüst. Ist beispielsweise das gewählte Walzgerüst das dritte im Walzwerk, zum Beispiel das Gerüst F₇, in Pig. 1, so werden die Solenoid— Ventile 56 des Gerüstes F₇, durch ein Signal vom Computer geöffnet, wenn das Kopfende des Werkstückes im Gerüst P^ das nächstfolgende Gerüst F₁, erreicht; das Signal vom Computer 65 wird aghängig von einem Signal von der Lastzelle 66 des Gerüstes P₁, ausgelöst: Zu der Zeit, zu der das Kopfende des Werkstückes vom Gerüst F₁, erfaßt wird, wird das Werkstück fest im Spalt des Gerüstes F₇,- erfaßt und die Möglichkeit eines Durchrutschend des Werkstückes im Gerüst P-, ist-sehr unwahrscheinlich. Das Schließen der Solenoid-Ventile. 56 des Gerüstes F₇. zur Unterbrechung der Schmiermittelzufuhr zu den Walzen des Gerüstes F' wird zweckmäßig vorgenommen, wenn das nachlaufende Ende des Werkstückes den Walzenspalt ,des Walzgerüstes F* verläßt (das heißt das erste Gerüst des Walzwerkes nach Pig. I), wie durch die Lastzelle 66 des Gerüstes Fy, ermittelt. Der Zustand der Belastung im Gerüst P_x, wird an den Computer 65 signalisiert', der dann für ein Schließen der Solenoid-Ventile 56 des Gerüstes F₇. sorgt. Zu dem Zeitpunkt also, wo die Länge des Werkstückes zwischen dem Walzenspalt der Gerüste P^ und P^. das Gerüst F₇, passiert hat, ist das Schmiermittel auf den Walzen des Gerüstes F₇, durch Wärme und/oder Oxydation so weit entfernt worden, daß jede wesentliche Gefahr, daß ein nachfolgendes Werkstück nicht in den Spalt des Gerüstes ]F_ eintritt, in ausreichendem Maße vermieden oder vermindertworden» ist.

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Ein Teil oder sämtliche der von Computer 65 übernommenen Funktionen können natürlich von Hand ausgeführt werden, anstatt selbsttätig unter der Regelung eines Computers (oder einer anderen Regeleinrichtung), wie dies nun mit Bezug auf Fig. 6 beschrieben wurde. Die Steuerung der Wasserzufuhr zu den Sprühdüsen jedes Walzgerüstes kann durch handbetätigte Ventile anstelle der Ventile 62a, 62b in Fig. 6 erfolgen: Solche handbetätigten Ventile können einzeln oder von einer einzigen Handregelung aus betätigt werden: "Lvco Handbetätigung der Ventile ist bei einer großen Anlage Fernsteuerung oder pneumatische Regelung am zweckmäßigsten. Die korrekte Einstellung der Ventile ist ohne weiteres bestimmbar, da das Walzprogramm bekannt sein wird.

In ähnlicher Weise kann die Positionierung der Sprühdüse 31 durch Handregelung entsprechend dem bekannten Walzprogramm vorgenommen werden.

Die Lieferung von Schmiermittel zu jeder Düse kann von Hand für den Strömungsdurchsatz entsprechend dem Walzprogramm eingestellt werden, die tatsächliche Auslösung und Unterbrechung der Zufuhr zu jedem Paar von Düsen, während das Werkstück von einem Ende des Walzwerkes zum anderen läuft, wird vorzugsweise durch den Durchgang des Werkstückes durch das Walzwerk' und nicht von Hand gesteuert: So können die Walzgerüst-Lastdetektoren 66 nach Fig. 6 verwendet werden, um das öffnen und Schließen der Ventile in ihrer korrekten Reihenfolge und dem korrekten Timing vorzunehmen, wobei die Ventile, wenn sie offen sind, Schmiermittel an Mischereinheiten 69a,69b in das Wasser mischen oder dispergieren, welches zu den Sprühdüsen geführt wird, und zwar in der gleichen Weise, wie dies die Solenoid-Ventile 56a, 56b tu/£n, nur, daß der Grad der öffnung der Ventile von Hand geregelt wird.

Ss soll darauf hingewiesen werden, daß der oben benutzte Ausdruck "Handregelung" jede Regelungsart bei Intervention von

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Menschen umfaßt, sei es nun durch, direkte Manipulation des yerschleißgegenstandes, welcher so geregelt wird,oder durch indirekte Regelung, wobei eine handbetätigte Regelung indi-. rekt verwendet wird, um eine Regelung über Relais und/oder Servo-Einrichtuiigen und/oder Verstärker vorzunehmen.

.._'-._ Patentanwprüchej ·

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Claims (22)

1. Patentansprüche :

   ί Λ.) Verfahren zum Verteilen von Flüssigkeit über einen ausgewählten Teil einer Oberfläche im wesentlichen mit gleichförmigem Durchsatz pro Einheitsfläche, wobei der ausgewählte Teil eine in vorbestimmter Weise variierende Abmessung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß Flüssigkeit in einen divei¹-genten Strom gegen den gewählten Teil der Oberfläche aus einer Düse gespritzt wird, die bezüglich dieser Oberfläche hin-und herbeweglich gelagert ist, wobei der Flüssigkeitsdurchsatz aus der Düse mit zunehmendem Abstand zwischen Düse und Oberfläche vergrößert und mit abnehmender Entfernung zwischen Düse und Oberfläche verkleinert wird, derart, daß der im wesentlichen gewünschte gleichförmige Verteilungsdurchsatz an Flüssigkeit pro Flächeneinheit des gewählten Teils der Oberfläche aufrechuerhalten wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsdurchsatz durch die Düse in vorbestimmter Weise der Entfernung der Düse von der Oberfläche zugeordnet wird.
3. J. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüsskeitsströmungsdurchsatz durch die Düse von Hand abhängig von der Entfernung der Düse von der Oberfläche entsprechend einem vorbestimmten Programm eingestellt wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche Ί bis J5> dadurch gekennzeichnet, daß diese Oberfläche die Oberfläche einer Walze • bildet, die ein Teil eines Walzgerüstes für das Metall-Warmwalzen bildet.
5. 5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze eine Stützwalze (28; 29) des Walzgerüstes (F )

   bildet.

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6. 6. Verfahren nach Anspruch 4- oder 5? dadurch gekennzeichnet, daß die !Flüssigkeit einen verschleißfesten I¹Um oder Überzug auf der Walze bildet.
7. 7· - Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trägerflüssigkeit kontinuierlich auf die Walzpberflache versprüht wird und unter "bestimmten Perioden entsprechend, dem -Arbeitsprogramin des Walzgerüstes wird die verschleißmindernde Flüssigkeit in der Trägerflüssigkeit dispergiert.
8. 8. ' Verfahren nach Anspruch 7_? dadurch gekennzeichnet, daß ^ die verschleißmindernde Flüssigkeit in der Trägerfliissigkeit ^ nicht mischbar ist und eine höhere Affinität für die Oberfläche der Walze als die Trägerflüssigkeit aufweist.
9. 9· Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die varschleißmindernde Flüssigkeit einen Ester umfaßt.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9? dadurch gekennzeichnet, daß der Ester ein sterisch gehinderter Ester mit einem quaternären Kohlenstoffatom in seinen Molekülen ist.
11. 11. Vorfahren nach einem der Ansprüche 6 bis'10, dadurch ge- || kennzeichnet, daß die verschleißmindernde Flüssigkeit freie Garbonsäure und/oder Teilester mit freien Hydroxylgruppen umfaßt.
12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr verschleißmindernder Flüssigkeit ausgelöst wird, kurz nachdem das Kopfende eines metallischen Werkstückes in den Spalt des Walzgerüstes eingelaufen ist und beendet wird, kurz nachdem das nachlaufende Ende des- Werkstückes in den Spalt des Walzgerüstes eingelaufen ist.
13. 13· Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch ge-

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    kennzeichnet, daß diese Abmessung über die Breite der Walze gemessen wird und 100 % bis 120 °/o der Breite eines Werkstückes, das im Walzgerüst gewalzt werden soll, beträgt.
14. 14. Vorrichtung zum Verteilen von Flüssigkeit bei einem im wesentlichen gewünschten gleichförmigen Durchsatz pro Flächeneinheit über einen gewählten Teil einer Oberfläche mit einer Abmessung, die in vorbestimmter Weise variierbar ist, gekennzeichnet durch die Oberfläche bildende Einrichtungen (20; 21; 28 j 29); eine zur Bewegung gegen die Oberfläche zu und von dieser fort beweglich gelagerte Düse (3I; 32) derartige Anordnung, daß die Abgabe eines divergenten Flüssigkeitsstromes gegen die Oberfläche möglich wird; mit einem Flüssigkeitsbehälter (50) verbindbare Einrichtungen sowie Ventileinrichtungen (62a, 62b), die betätigbar sind, um den Flüssigkeitsdurchsatz durch die Düse (31) zu steuern¹, und Einrichtungen (34) , die zur Bewegung der Düse auf diese Oberfläche zu und von dieser fort betätigbar sind.
15. 15· Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die die Oberfläche bildenden Einrichtungen aus einer Walze (20; 21; 28; 29) besteht, die einen Teil eines Walzgerüstes (F^j Fg) zur Verwendung bei einem Metall-Warmwalzwerk bildet.
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (31} 32) von der Bauart ist, die einen im v/es entlichen planaren Flüssigkeitsstrom gegen die Oberfläche der Walze richtet und so angeordnet ist, daß während der Betätigung die Ebene des Strahles im wesentlichen parallel zur Achse der Walze sich befindet.
17. 17. Vorrichtung nach Anspruch I7 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß für entsprechende Wälzen auf entgegengesetzten " Seiten des Spaltes des Walzgerüstes jeweils eine beweglich gelagerte Düse (31) vorgesehen ist, die so angeordnet ist,

    - 31 η η η 6 £ 4 / rt ·» ·> «i

    daß sie Flüssigkeit über gewählte Bereiche der Oberflächen der Walzen verteilt.
18. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, gekenn-' zeichnet"durch Einrichtungen (65)? die die Arbeitsweise dieser-Veiitilaushilduiig und der die Düse bewegenden Einrichtungen (34) koordiniert, derart, daß während des Betriebes jede Walze mit !flüssigkeit bei im wesentlichen gewünschten Durchsatz pro Flächeneinheit über eine vorbestimmte Breite entsprechend einem vorbestimmten Programm besprüht wird.
19. 19* Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, «J daß während des Metall-Warmwalzvorganges die Düsen (31) so relativ zu den jeweiligen Walzen (2Oj 21; 28; 29.) angeordnet sind, daß die Breite der besprühten Walzen einen festen Anteil der Breite des Werkstückes (23) bildet und wenigstens gleich

    groß wie diese ist. ■ "
20. 20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19? gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Steuern der Konzentration einer walzenüberziehenden Flüssigkeit, in der von der oder jeder Düse abgeschleuderten Flüssigkeit ensprechend einem vorbestimmten Programm.
21. 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, 5f daß_tdie Regeleinrichtung anspricht auf ein Signal, welches anzeigt-, daß das Kopfende eines Werkstückes schließlich in den Spalt des Walzgerüstes (F) eingetreten ist, um die Zugabe von Walzenüberzugsflüssigkeit auszulösen und auf ein anderes Signal anspricht, welches die Annäherung des nachlaufenden Endes des Werkstückes (23) gegen den Spalt anzeigt, um die Zugabe der Walzenüberzugsflüssigkeit zu beenden. ■
22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch Einrichtungen (66), welche Signale erzeugen, die eine Anzeige jeweils für den Durchgang wenigstens des Kopfendes eines

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    Werkstückes durch den Spalt und für die Annäherung des nachlaufenden Endes des Werkstückes (23) gegen den Walzenspalt bilden.

    23· Walzwerk, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22.

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