DE3342054A1

DE3342054A1 - Walze fuer kalt- und warmwalzwerke

Info

Publication number: DE3342054A1
Application number: DE19833342054
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. Noé (TH), 4330 Mülheim; Rolf 1000 Berlin Noé
Original assignee: BWG Bergwerk und Walzwerk Maschinenbau GmbH
Current assignee: BWG Bergwerk und Walzwerk Maschinenbau GmbH
Priority date: 1983-11-22
Filing date: 1983-11-22
Publication date: 1985-06-05
Also published as: IT1174024B; GB2150060B; US4602408A; CA1248785A; BE900042A; FR2555076B1; DE3342054C2; JPS60111705A; IT8421458A0; GB8414185D0; GB2150060A; FR2555076A1

Description

*3 ^ L 7 Π ^ L Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Die Erfindung betrifft eine Walze für Kalt*- und Warmwalzwerke bzw. Blechwalzwerke, mit einem Walzenkern und einem Walzenmantel sowie mit einem ringförmigen Hohlraum zwischen dem Walzenkern und dem Walzenmantel, wobei eine Druckmittelleitung in dem Walzenkern an den Hohlraum angeschlossen und durch Druckmittelbeaufschlagung des Walzenmantels im Hohlraumbereich die Balligkeit der Walze variabel ist.

Um die aus dem Walzdruck resultierende Durchbiegung von Walzen zu kompensieren _r ist es bekannt, die Balligkeit der Walzen zu variieren. Bei Walzen der eingangs beschriebenen Ausführungsform wird dazu der Walzenmantel gleichsam aufgewölbt. Die Aufwölbung des Walzenmantels erfolgt durch die Druckmittelbeaufschlagung des Walzenmantels bzw. des Hohlraumes zwischen Walzenmantel und Walzenkern. Als Druckmittel findet regelmäßig ein hydraulisches Medium Verwendung. Die Aufwölbung bzw, Balligkeit der Walze ist in Abhängigkeit von dem in dem Hohlraum herrschenden Innendruck veränderlich. Der Innendruck ist auf die jeweils gewünschte Balligkeit einstellbar. Durch einfache Druckregulierung des Druckmittels läßt sich die Balligkeit schnell und beliebig verändern.'

Bei Walzen der eingangs beschriebenen Ausführungsform ist der Walzenmantel an beiden Enden auf den Walzenkern aufgeschrumpft, so daß sich der ringförmige Hohlraum praktisch über die Walzenlänge erstreckt. Das Aufschrumpfen des Walzenmantels erfordert seine Erwärmung an beiden Enden. Der erwärmte Walzenmantel wird in der Regel auf den unterkühlten Walzenkern aufgeschoben und schrumpft durch den Temperaturausgleich an beiden Enden gleichzeitig auf. Hier-

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

bei findet im Bereich der Schrumpfsitze gegenüber der Walzenmitte ein verhältnismäßig schneller Temperaturausgleich statt, so daß bei weiterer Abkühlung des Walzenmantels axiale Zugspannungen erheblicher Größe entstehen. Gleichzeitig entstehen im Walzenkern entsprechende Druckspannungen. Die Zugspannungen im Walzenmantel wirken der Aufwölbung des Walzenmantels bei Druckbeaufschlagung des ringförmigen Hohlraumes entgegen, so daß mit verhältnismäßig hohen hydraulischen Drücken gearbeitet werden muß, wenn die Balligkeit der Walze durch Aufwölbung des Walzenmantels verändert werden soll. - Außerdem ist von Nachteil, daß bei Walzen mit beidseitig auf den Walzenkern aufgeschrumpftem Walzenmantel die Walzenquerschnitte einer TorsionsVerdrehung unterliegen, die größer als bei herkömmlichen Walzen ist. Diese Torsionsverdrehung resultiert daraus, daß Walzen in Walzgerüsten regelmäßig von lediglich einer Seite her angetrieben werden. Dadurch entsteht infolge Torsion eine zunehmende Verdrehung der Querschnitte zu der nicht angetriebenen Walzenseite hin. Insbesondere bei Warmwalzwerken macht sich diese TorsionsVerdrehung in bezug auf das Walzgut bemerkbar. Es entstehen sogenannte Bandsäbel. Das sind horizontale Abweichungen des Bandes aus der Geraden. Bandsäbel verursachen große Führungsschwierigkeiten in Walzwerken und Prozeßlinien und sind deshalb unerwünscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walze für Kalt- und Warmwalzstraßen der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die unter Beibehaltung veränderlicher Balligkeit in verhältnismäßig einfacher Weise mit einem im wesentlichen zugspannungsfreien walzenmantel und druckspannungsfreien Walzenkern hergestellt werden kann und sich im Ein-

q q / ο π π / Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

satz durch eine erhebliche Reduzierung der Torsionsverdrehung ihrer Querschnitte auszeichnet.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Walze dadurch, daß der Walzenmantel im Bereich der Walzenmitte auf dem Walzenkern abgestützt ist und der Hohlraum in beidseitig der Abstützung angeordnete Ringräume mit eigenen Druckmittelanschlüssen und an den Walzenenden nachgiebigen Radialdichtungen unterteilt ist. - Diese Maßnahmen der Erfindung haben zunächst einmal zur Folge, daß der Walzenmantel nicht länger im Bereich der Walzenenden durch Schrumpfsitze gleichsam eingespannt ist. Vielmehr entsteht ein im wesentlichen zugspannungsfreier Walzenmantel und druckspannungsfreier Walzenkern. Die Kompensation der Walzendurchbiegung erfolgt in den Bereichen der Ringräume beidseitig der Mittenabstützung des Walzenmantels. Bei in Einsatz befindlicher Walze läßt sich der Walzenmantel im Walzenspalt rechts und links von der Mittenabstützung auf eine Biegelinie einstellen, die aus der elastischen Verformung unter Last einerseits und der Aufwölbung durch den in den Ringräumen herrschenden hydraulischen Druck andererseits resultiert. Der hydraulische Druck in den Ringräumen bestimmt also jenes Maß, um das sich der Walzenmantel im Walzenspalt an seinen Enden in bezug auf seine Mittenabstützung gleichsam abbiegen und aufbiegen kann.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale, sind im folgenden aufgeführt. So sieht die Erfindung vor, daß der Walzenmantel im Bereich der Mitte durch einen Schrumpfsitz mit dem Walzenkern verbunden ist. Um den Walzenmantel in einfacher Weise wieder vom Walzenkern trennen zu können, empfiehlt die Erfindung in diesem Zusammenhang, daß der

Andrejewski, Honice & Partner, Patentanwälte in Essen

mittige Schrumpfsitz zwischen Walzenmantel und Walzenkern als ölpreßverband mit eigenen Hochdruckbohrungen im Walzenkern und Ringnut bzw. Ringnuten im Bereich des Schrumpfsitzes lösbar ausgeführt ist. Erfindungsgemäß weisen der Walzenmantel und/oder der Walzenkern im Bereich der Walzenenden die Ringräume bildende Verjüngungen oder Aussparungen auf, so daß die Fertigung sowohl des Walzenmantels als auch des Walzenkerns mit sich zu den Walzenenden hin symmetrisch erweiternden Querschnitten unproblematisch ist. Vorzugsweise verjüngt sich der Walzenmantel rechts und links von dem Schrumpfsitz in Form einer Kurve, die sich aus der Verformung unter Last und der Aufwölbung durch den hydraulischen Innendruck bestimmt. Allerdings muß sich der Walzenmantel nicht zu beiden Enden hin verjüngen. Vielmehr kann der Walzenmantel unter Berücksichtigung einer entsprechend geringeren Wandstärke als durchgehendes Rohr ausgeführt sein, während dann entsprechende Aussparungen an beiden Enden im Walzenkern vorgesehen werden. Vorzugsweise weist der Walzenkern im Bereich seiner Mitte einen Bund für den Schrumpfsitz auf. Der Walzenmantel kann an seiner außenliegenden Oberfläche vorgeschliffene Konturen für eine mittlere Walzkraft besitzen. Im Bereich des SchrumpfSitzes kann die geringere bzw. fehlende Aufwölbung durch eine solche Kontur kompensiert werden. - Zweckmäßigerweise sind die elastischen Radialdichtungen durch Sützringe auf dem Walzenkern axial abgestützt.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß eine Walze mit veränderlicher Balligkeit für Kalt·" und Warmwalzwerke bzw. Blechwalzstraßen verwirklicht wird, bei welcher infolge eines mittigen Schrumpfsitzes der Walzenmantel ebenso wie der Walzenkern im wesentlichen spannungsfrei sind, so daß die

Andrejewski, Honice & Partner, Patentanwälte in Essen

Aufwölbungen des Walzenmantels infolge hydraulischer Druckbeaufschlagungen nicht langer durch Zugspannungen behindert werden, für solche Aufwölbungen also nicht langer extrem hohe hydraulische Drücke erforderlich sind. Darüber hinaus werden Torsionsverdrehungen zwischen den Querschnitten bei einseitigem Walzenantrieb beachtlich reduziert, so daß Bandsäbel und daraus resultierende Führungsschwierigkeiten in Walzwerken und Prozeßlinien praktisch eliminiert werden. Auch die Fertigung der erfindungsgemäßen Walze^ ist verhältnismäßig einfach und kostensparend.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Walzenanordnung aus Oberwalze und Unterwalze mit einer erfindungsgemäßen Walze im Axialschnitt,

Fig. 2 die Biegelinie des Walzenmantels der Unterwalze unter Last im Walzspalt ohne Innendruckbeaufschlagung,

Fig. 3 die Biegelinie des Walzenmantels der Unterwalze ohne Last im Walzspalt mit Innendruck-beaufschlagung,

Fig. 4 die Biegelinie des Walzenmantels der Unterwalze unter Last im Walzspalt mit Innendruckbeaufschlagung,

Fig. 5 schematisch den unbelasteten Walzenmantel mit einem Voranschliff im Bereich des Schrumpfsitzes ohne Innendruckbeauf schlagung .

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Walze für Kalt- und Warmwalzwerke bzw. Blechwalzstraßen als Oberwalze und Unterwalze mit dazwischenliegendem Walzgut 10 dargestellt, mit einem Walzenkern 1 und einem Walzenmantel 2 sowie mit einem ringförmigen Hohlraum 3 zwischen dem Walzenkern 1 und dem Walzenmantel 2, die beide aus Stahl bestehen. An den Hohlraum 3 ist eine durch den Walzenkern 1 hindurchfließende Druckmittelleitung 4 angeschlossen, um den Hohlraum 3 und folglich den Walzenmantel 2 im Hohlraumbereich mit einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagen zu können, so daß sich in Abhängigkeit von dem jeweils eingestellten hydraulischen Druck die Balligkeit der Walze verändern läßt. Der Walzenmantel 2 ist im Bereich der Walzenmitte auf dem Walzenkern 1 abgestützt. Der Hohlraum 3 ist in beidseitig der Abstützung angeordnete Ringräume 3a, 3b mit eigenen Druckmittelanschlüssen 4a, 4b und an den Walzenenden nachgiebigen. Radialdichtungen 5 unterteilt. Der Walzenmantel 2 ist durch einen mittigen Schrumpfsitz S mit dem Walzenkern 1 verbunden. Der mittige Schrumpfsitz S ist zwischen Walzenmantel 2 und Walzenkern als Ölpreßverband mit eigenen Hochdruckbohrungen 6 im Walzenkern 1 und Ringnut 7 bzw. Ringnuten im Bereich des Schrumpfsitzes S lösbar aufgeführt. Der Walzenmantel 2 und/oder der Walzenkern 1 weisen im Bereich der Walzenenden die Ringräume 3a, 3b bildende Verjüngungen 8 oder Aussparungen auf. Der Walzenkern 1 besitzt im Bereich seiner Mitte einen Bund für den Schrumpfsitz S. Die äußere Oberfläche des Walzenmantels kann für eine mittlere Walzkraft vorgeschliffen sein, um beispielsweise durch eine entsprechende Kontur kompensieren zu können. Die Radialdichtungen 5 sind als elastische Dichtringe

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwähe in Essen

ausgebildet und von auf dem Walzenkern 1 befestigten Stützringen 9 axial abgestützt. - Die erfindungsgemäße Walze eignet sich zum Einsatz in Duo-, Quarto- oder Mehrfach-Walzgerüsten.

Fig. 2 zeigt die Verformung bzw. Biegelinie des Walzenmantels 2 der Unterwalze unter Last im Walzspalt, jedoch ohne Innendruckbeauf schlagung, Figur 3 zeigt die Verformung bzw. Biegelinie des Walzenmantels 2 ohne Last im Walzspalt, jedoch mit Innendruckbeaufschlagung. In Figur 4 ist die geometrische Addition der beiden Biegelinien aus den Figuren 2 und 3 dargestellt. Im Bereich des Schrumpfsitzes S verbleibt nach dieser Addition eine leichte Mulde durch die dort vorhandene Durchbiegung von Walzenkern 1 und Walzenmantel 2, die infolge des Schrumpfsitzes S fest miteinander verbunden sind. Die Durchbiegung der Biegelinie in diesem Bereich ist außerordentlich gering, sie beträgt im Regelfall lediglich einige μΐη. Durch einen Voranschliff 11 gemäß Figur 5 des unbelasteten Walzenmantels 2 kann diese Durchbiegung kompensiert werden. Da mit verschieden hohen Walzdrücken gearbeitet wird, wählt man zweckmäßigerweise einen mittleren Voranschliff. Der im Walzgutprofil auftretende Fehler liegt dann weit unterhalb der zulässigen Toleranzen.

- Leerseite —

Claims

Jrejewslci, Honlce & Partner Patentanwälte

Diplom-Physiker

Dr. Walter Andrejewski

Diplom-Ingenieur

Dr.-ing. Manfred Honke

Diplom-Physiker

Dr. Karl Gerhard Masch

iltsakte: 4300 Euan 1,Ttwaterplatz 3, Portf. 100254

61 003/En. 17. November 1983

Patentanmeldung

BWG Bergwerk- und Walzwerk-Maschinenbau GmbH Mercatorstraße 74-76

4100 Duisburg .1 ...

"Walze für Kalt- und Warmwalzwerke"

Patentansprüche;

.JWalze für Kalt- und Warmwalzwerke, mit einem Walzenkern und einem Walzenmantel sowie mit einem ringförmigen Hohlraum zwischen dem Walzenkern und dem Walzenmantel, wobei eine Druckmittelleitung in dem Walzenkern an den Hohlraum angeschlossen und durch Drückmittelbeaufschlagung des Walzenmantels im Hohlraumbereich die Balligkeit der Walze variabel ist, d a durchgekennzeichnet, daß der Walzenmantel (2) im Bereich der Walzenmitte auf dem Walzenkern (1) abgestützt ist und der Hohlraum (3) in beidseitig der Abstützung angeordnete Ringräume (3a, 3b) mit eigenen Druckmittelanschlüssen (4a, 4b) und an den Walzenenden nachgiebigen Radialdichtungen (5) unterteilt ist.

BAD ORIGINAL

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel (2) durch einen mittigen Schrumpfsitz (S) mit dem Walzenkern (1) verbunden ist.
3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittige Schrumpfsitz (S) zwischen Walzenmantel (2) und Walzenkern (1) als ölpreßverband mit eigenen Hochdruckbohrungen (6) im Walzenkern (1) und Ringnut(en) (7) im Bereich des SchrumpfSitzes (S) lösbar ausgeführt ist.
4. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel (2) und/oder der Walzenkern (1) im Bereich der Walzenenden die Ringräume (4a, 4b) bildende Verjüngungen (8) oder Aussparungen aufweisen.
5. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel (2) an seinem Außendurchmesser vorgeschliffene Konturen für eine mittlere Walzkraft aufweist.
6. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialdichtungen (5) durch Stützringe (9) axial abgestützt sind.