DE3419261C3 - Walzenkühl- und/oder Schmiervorrichtung für Kaltbandwalzwerke, insbesondere Feinbandwalzwerke - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Walzenkühl- und/oder Schmiervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie aus der EP 00 49 425 A2 bekannt ist.

Die dort beschriebene Vorrichtung zur Walzenkühlung und/oder Schmierung weist ebenfalls Düsenbalken auf, die jedoch starr aufgebaut sind und somit keinerlei Verstellmöglichkeiten bezüglich ihrer Lage aufweisen.

Die Anforderungen an die Maß- und Formgenauigkeit von kaltgewalztem Feinband haben im Laufe der Entwicklung der Walztechnik und der Weiterverarbeitung in beträchtlichem Maße zugenommen. Ein ideales Kaltband soll nicht nur gleiche Dicke über die Länge und Breite haben, es soll auch vollkommen plan liegen. Dabei soll die Planheit auch dann erhalten bleiben, wenn das Band bei der Weiterverarbeitung zerteilt wird.

Diese Forderungen an Maßhaltigkeit und Planheit eines Feinbandes können jedoch nicht erfüllt werden. Versucht man beispielsweise, ein Warmband, das an den Kanten etwas dünner ist als in der Mitte, auf vollkommen gleiche Dicke über die Breite kaltzuwalzen, so erfordert dies eine größere Dickenabnahme und damit eine größere Streckung in Bandmitte, die zur Bildung von Mittenwellen führt. Wird dagegen eine bestmögliche Planheit angestrebt, so muß in Kauf genommen werden, daß die Profilform des Warmbandes auf das Kaltband übertragen wird.

Planheitsfehler können nach dem Walzen oder erst bei der anschließenden Weiterverarbeitung in Erscheinung treten. Beim Walzen sind Planheitsfehler im wesentlichen eine Folge unterschiedlicher Streckung über die Bandbreite aufgrund einer ungleichmäßigen Verformung des Bandes über die Band­ breite im Walzspalt. Bei der Weiterverarbeitung, beispiels­ weise beim Zerteilen, werden Planheitsfehler häufig durch das Auslösen von Eigenspannungen bewirkt, die beim Walzen entstanden sind.

Man unterscheidet zwischen ausstreckbaren und nicht ausstreckbaren Planheitsfehlern. Als ausstreckbar werden Fehler bezeichnet, bei denen das Band in der Breitenrich­ tung gleichbleibend von der Planheit abweicht. Dabei treten an der Ober- und Unterseite des Bandes einander entgegenge­ setzt gerichtete Eigenspannungen auf, die über die gesamte Breite konstant sind. Ausstreckbare Unebenheiten sind da­ durch gekennzeichnet, daß sie in einer Richtung, d. h. in Längs- oder in Querrichtung, geradlinig begrenzt sind.

Über der Bandbreite und -länge veränderliche Planheits­ abweichungen sind durch krummlinige Begrenzungen gekennzeich­ net und durch einen einfachen Biegevorgang nicht ausstreck­ bar. Hierbei liegen ungleichförmige Eigenspannungsverteilungen in Längs- und Querrichtung vor. Derartige Planheitsfehler treten als Mitten- und Randwelligkeit am kaltgewalzten Band auf.

Beim Kaltwalzen von Bändern aus Stahl oder Aluminium werden die Längenunterschiede bzw. die unterschiedliche Streckung über die Bandbreite zumindest teilweise durch die elastische Dehnung aufgrund des Bandzuges ausgeglichen, so daß beim Walzen kein eindeutiges Kriterium für unzulässig hohe Bandspannungen, besonders in den Randzonen des Bandes, die zu Bandrissen führen, gegeben ist. Diese fehlende Information kann dazu führen, daß die vorhandene Walzleistung in vielen Walzwerken nicht genutzt wird und damit ein wirtschaftlicher Betrieb nicht gewährleistet ist.

Die hohen Anforderungen an die Qualität von gewalztem Feinband haben zur Entwicklung von Meßgeräten zur Erfassung der Planheit während des Kaltwalzens geführt, die es zusammen mit den Stellverfahren für den Walzspalt gestatten, einen geschlossenen Regelkreis für die Planheit aufzubauen, mit dem die Bandzugspannung über die Bandbreite im Auslauf eines Walzensatzes nur annähernd konstant eingeregelt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Walzenkühl- und/oder Schmiervorrichtung der eingangs genannten Art die Genauigkeit der Regelung der Planheit zu verbessern, um unerwünschte Bandzugspannungsabweichungen zonenweise im gewalzten Band auszuregeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Aus der EP 67 040 A2 ist es zwar bekannt, die den Arbeitswalzen zugeordneten Düsenbalken unabhängig vom jeweils anderen Düsenbalken quer zur Bandlaufrichtung zu verstellen, jedoch geschieht diese Verstellung dort nur gemeinsam mit der zugeordneten Arbeitswalze, so daß keine Änderung des Sprühbildes auf der Oberfläche der zugeordneten Arbeitswalze möglich ist.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Walzenkühl- und/oder Schmiervorrichtung zeichnet sich durch den der Aufgabenstellung entnehmbaren Vorteil aus.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung der bei einem Quartowalzwerk eingesetzten Vorrichtung erläutert.

Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung

Fig. 1 die Draufsicht der zugehörigen Meß- und Regeleinrichtung,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Walzensatzes eines Quartowalzwerkes, das mit einer erfindungsgemäßen Kühl- und Schmiervorrichtung ausgestattet ist, und

Fig. 3 die Draufsicht der verstellbaren Kühl- und Schmiervorrichtung für eine Arbeitswalze des Quartowalzwerkes nach Fig. 2.

Die Einrichtung zum Erfassen und Regeln der Planheit von gewalztem Feinband 1 für Kaltwalzwerke weist eine im Bandauslauf hinter dem Walzensatz 2 eines nicht dargestellten Walzgerüstes eingebaute Planheitsmeßrolle 3 auf, die aus einzelnen Meßscheiben 4 mit auf dem Umfang angeordneten Kraftmeßgebern zusammengesetzt ist, die zur zonenweisen Messung der Bandzugspannung über die Bandbreite 5 dienen. Aus den gemessenen Bandzugspannungen wird mit Hilfe der Beziehung , in der Δσ der Spannungsunterschied zwischen zwei benachbarten Bandzonen bzw. Fasern und E der Elastizitätsmodul des Bandmaterials bedeuten, die Längenverteilung über die Bandbreite 5 als Kenngröße für die Bandplanheit errechnet.

In Bandlaufrichtung a sind vor der Planheitsmeßrolle 3 beiderseits des Bandlaufes Meßgeräte 6 zum Messen der Lage der Bandkanten 7, 8 zur Planheitsmeßrolle 3 angebracht, aus der sich die Überdeckung der im Bereich der Bandkanten 7, 8 gelegenen Meßscheiben 4 der Meßrolle 3 ergibt.

Mit Hilfe der Stellmotoren 9 werden die Meßgeräte 6 auf den genauen Mittenlauf des Bandes 1 mit einer vorge­ gebenen Sollbreite vorpositioniert. Im Betrieb liefern die Meßgeräte 6, die die Bandkanten 7, 8 des laufenden Ban­ des 1 abtasten, kontinuierlich Signale, die sich bei einem außermittigen Lauf des Bandes 1 proportional zur Lageände­ rung der Bandkanten gegenüber der Meßrolle 3 ändern.

Die in den Randzonen des Bandes 1 vorhandene tatsäch­ liche Bandzugspannung wird derart ermittelt, daß die von den beiden Meßscheiben 4 der Meßrolle 3 im Bereich der Band­ kanten 7, 8 gemessenen Bandzugspannungen entsprechend der durch die Meßgeräte 6 erfaßten Überdeckung der Meßscheiben 4 durch das Band korrigiert werden.

Als Meßgeräte für die Bandkanten-Lagemessung können optische, induktive oder pneumatische Geräte zum Einsatz kommen.

Die über die Bandbreite gemessene Bandzugspannung ist ein Abbild aller Einflußgrößen auf die Walzspaltform und damit auch die Reduktion des Bandes im Walzspalt.

Die Regelung übernimmt die Aufgabe, die Einflußgrößen so aufeinander abzustimmen, daß sich eine gleichmäßige Stichabnahme im Walzspalt ergibt und damit eine konstante Verteilung der Bandzugspannung über die Bandbreite im Auslauf. Für eine derartige Regelung kommen als Stellglieder nur kurzzeitig veränderbare Einflußgrößen in Frage, die nicht von anderen technologischen Anforderungen bestimmt werden. Damit beschränken sich die verfügbaren Stellorgane auf Kühlung und Schmierung der Walzen, Walzenrückbiegung und eine Schrägstellung der Walzen lotrecht zur Walzebene.

Die für die Planheitsregelung einsetzbare Walzenkühl- und Schmiervorrichtung nach den Fig. 2 und 3 für die Arbeitswalzen 10, 11 und Stützwalzen 12, 13 eines Quartowalzwerkes besteht aus je einem Düsenbalken 14 für die Stützwalzen 12, 13 und jeweils drei Düsenbalken 15-17 für die Arbeitswalzen 10, 11. In die Düsenbalken 14-17 sind Sprühdüsen 18 zum Aufbringen von Kühlöl und/oder Emulsionen auf die Walzen 10-13 eingebaut. Die Düsenbalken 14-16 sind stationär, während die Düsenbalken 17 mittels der Antriebe 19 quer zur Bandlaufrichtung a über die Bandbreite verfahrbar sind. Ferner ist der Abstand der Düsenbalken 17 zum Walzensatz 2 verstellbar. Schließlich können auch noch eine gegenseitige kontinuierliche Verstellbarkeit quer zur Bandlaufrichtung a und eine Schwenkeinstellung der Düsen beider Düsenbalken 17 vorgesehen werden.

Die jeweilige Zuführung von Walzöl und/oder Emulsion zu den verstellbaren Düsenbalken 17 wird druck- und/oder mengen- und/oder temperaturgeregelt.

Durch die Verstellbarkeit der Düsenbalken 17 und der in diesen eingebauten Düsen 18 wird die Sprühzonenbreite der Düsen auf den Walzen und das Sprühbild der Düsen eingestellt. Die Regelung von Druck, Temperatur und Menge des den Düsenbalken 17 zugeführten Walzöls bzw. der zugeführten Emulsion beeinflußt die Kühlung der Arbeitswalzen 10, 11 und damit die Größe und Schnelligkeit der Änderung des wirksamen Walzenballendurchmessers bzw. der Schmierung der Arbeitswalzen.

Die durch die Planheitsmeßrolle 3 gemessenen Werte der Bandzugspannungsverteilung über die Bandbreite werden in einem Rechner aufgearbeitet und zur Regelung der Kühlung und/oder Schmierung der Arbeitswalzen 11, 12 mittels der verfahrbaren Düsenbalken 17 verwendet.

Durch eine genaue Positionierung der verfahrbaren Düsenbalken 17 mit den verstellbaren Sprühdüsen 18 können unerwünschte Bandzugspannungsabweichungen zonenweise im gewalzten Band 1 ausgeregelt werden.

Claims (4)

1. Walzenkühl- und/oder Schmiervorrichtung für Kaltbandwalzwerke, insbesondere Feinbandwalzwerke, mit über die Bandbreite auf Düsenbalken angeordneten Sprühdüsen, wobei jeder Arbeitswalze mindestens ein Düsenbalken zugeordnet ist, insbesondere zur Regelung der Bandzugspannung über die Bandbreite durch eine Änderung des wirksamen Walzenballendurchmessers und/oder eine Beeinflussung der Walzenschmierung mit einer druck- und/oder mengen- und/oder temperaturgeregelten Zuführung von Walzöl bzw. Emulsionen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Düsenbalken (17) relativ zu der ihm zugeordneten Arbeitswalze (10, 11) unabhängig vom jeweils anderen Düsenbalken (17) quer zur Bandlaufrichtung (a) in einer zur Bandebene parallelen Ebene verstellbar ist.

2.Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine kontinuierliche Verstellbarkeit des Abstandes der Düsenbalken (17) zum Walzensatz (2).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine gegenseitige kontinuierliche Verstellbarkeit der Düsen (18) im Düsenbalken (17) quer zur Bandlauf­ richtung (a).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Schwenkeinstellung der Düsen (18) im Düsenbalken (17).