DE3624241C2 - Verfahren zum Betrieb eines Walzwerkes zur Herstellung eines Walzbandes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Walzwerkes zur Herstellung eines Walzbandes mit ballig ausgebildeten Arbeitswalzen, die sich gegebenenfalls an entsprechend ballig ausgebildeten Stützwalzen oder balligen Zwischenwalzen und Stützwalzen abstützen, wobei die Arbeitswalzen und/oder die Stützwalzen und/oder die Zwischenwalzen axial verschoben werden und jede Walze wenigstens einer dieser Walzenpaare mit einer in Richtung zu einem Ballenende hin verlaufenden, gekrümmten Kontur versehen wird, die sich an den beiden Walzen jeweils nach entgegengesetzten Seiten über einen Teil der Walzgutbreite erstreckt, wobei die gekrümmte Kontur über die gesamte Ballenlänge beider Walzen verläuft und so gestaltet wird, daß die beiden Ballenkonturen sich in einer bestimmten relativen Axialrichtung komplementär ergänzen, und die Arbeitswalzen und/oder die Zwischenwalzen jeweils mit einem sich zu einem Ballenende hin verjüngenden und zum anderen Ballenende hin erweiternden, gekrümmten Konturschliff versehen werden.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 6.

Ein gattungsgleiches Walzwerk ist beispielsweise aus der EP 0 049 798 B1 bekannt. Mittels der dort geschilderten Maßnahmen soll das Walzspaltprofil beeinflußt werden. Eine besondere Stellung der Walzen in Bezug auf die Walzgutkanten ist nicht vorgesehen.

Die Arbeitswalzen werden im allgemeinen über ihre gesamte Länge an Zwischen- oder Stützwalzen abgestützt, so daß die von den Stützwalzen ausgeübte Walzkraft auch auf ihre gesamte Länge übertragen wird. Dies hat zur Folge, daß die über das Walzgut seitlich vorstehenden und damit am Walzvorgang nicht beteiligten Enden der Arbeitswalzen durch die auf sie ausgeübte Walzkraft in Richtung auf das Walzgut durchgebogen werden. Bei Walzgerüsten mit steifen Arbeitswalzen äußert sich diese schädliche Durchbiegung der Arbeitswalzen in einer Aufbiegung ihrer mittleren Walzenabschnitte und bewirkt ein zu geringes Auswalzen des zentralen Bandbereiches und ein zu starkes Auswalzen der Walzbandränder. Diese Wirkungen kommen besonders bei sich im Betrieb ändernden Walzbedingungen, wie Bandtemperatur und Walzkraft, sowie beim Walzen von unterschiedlich breiten Bändern zur Geltung.

Zur Beseitigung dieser nachteiligen Wirkungen wurde bereits in der DE 22 06 912 C3 vorgeschlagen, bei Sexto-Gerüsten die Zwischenwalzen in Anpassung an die Walzgutbreite so verstellbar auszubilden, daß ein Ende des wirksamen Walzenballens der oberen Zwischenwalze im Bereich der einen Walzgutkante und das gegenüberliegende Ende des wirksamen Walzenballens der unteren Zwischenwalze im Bereich der unteren Walzgutkante liegt, wodurch jede Arbeitswalze ein vom Andruck der zugehörigen Zwischenwalze freies Endteil erhält, wobei ferner Walzenbiegevorrichtungen an den Enden der Arbeitswalzen angreifen. Die Walzen sind dabei in konventioneller Weise symmetrisch ballig geschliffen bzw. sind Walzenbiegevorrichtungen vorgesehen. Ein Endteil der Zwischenwalzen ist in einem relativ kurzen Teil konisch verjüngt ausgebildet, mit dem Nachteil einer sprunghaften Änderung der Lastverteilung im Bereich des Übergangs vom wirksamen Walzendurchmesser in die Konizität.

Ein weiterer gravierender Nachteil dieser bekannten Walzenanordnung liegt noch darin, daß sich die Wirkungen der konischen Verjüngung und der axialen Verstellung der Zwischenwalzen ausschließlich auf die Walzbandränder beschränken, und die mittleren Bandbereiche in keiner Weise durch sie beeinflußt werden können.

Aus der DE 22 60 256 C2 ist ferner ein Walzgerüst mit Einrichtungen zur gegensinnigen Axialverschiebung der Arbeitswalzen bei Änderungen der Walzgutbreite bekannt, damit jeweils ein Ende der Arbeitsfläche einer Arbeitswalze zwischen einer Walzgutkante und dem Ende der zugeordneten Stützwalze gehalten ist. Darüberhinaus sind auch Zwischenwalzen vorgesehen, wobei die obere Zwischenwalze in der gleichen Richtung wie die untere Arbeitswalze und die untere Zwischenwalze in der gleichen Richtung wie die obere Arbeitswalze verschiebbar ist. Auch hier ist wiederum nur eine konische Verjüngung der Enden der Zwischenwalzen vorsehen, mit der obengenannten nachteiligen Wirkung.

Aus der DE 33 25 823 A1 ist ein Walzengerüst mit Stützwalzen, gegebenenfalls in axialer Richtung verschiebbaren Zwischenwalzen sowie mittels einer Stellvorrichtung in axialer Richtung verschiebbaren Arbeitswalzen bekannt. Dabei beträgt die Ballenlänge der Arbeitswalzen mindestens das 1,3-fache der Ballenlänge der Stützwalzen und die Arbeitswalzen sind mittels Stellvorrichtungen aus ihrer symmetrischen Mittellage jeweils beidseitig gegenläufig etwa um je das 0,5-fache der Ballenlänge der Stützwalzen verschiebbar, wobei den Stellvorrichtungen eine Steuervorrichtung vorgeordnet ist, welche durch Bestimmen der für einen oder mehrere aufeinanderfolgende Stiche wirksamen Axialverschiebung eine gleichmäßige Ballenbelegung möglichst weitgehend annähert, indem jeweils für einen Stich einer Walzbandbreite mit etwa auf die Bandkante verschobenem Ballenende ein einen entsprechenden Schleißvorgang bewirkender Stich einer die erste Walzbandbreite zur Ballenlänge ergänzenden Walzbandbreite erfolgt, bei dem das gegenüberliegende Ballenende auf die gegenüberliegende Walzbandkante verschoben ist.

Die DE 32 45 090 A1 beschreibt ein Verfahren zum Walzen von Metallbändern in einem Vier-Walzen-Gerüst unter Nutzung axialverschiebbarer und biegemoment-beaufschlagbarer Arbeitswalzen, bei welchem im Verlaufe einer Walzenreise mit wachsender Gebrauchsdauer der Arbeitswalzen diese fortschreitend axial gegen das Walzgut verschoben werden, wobei zum Erreichen eines vorgegebenen Profiles des Walzgutes an die Arbeitswalzen angreifende Biegevorrichtungen für sowohl positive als auch negative Biegemomente auf ihren für die vorliegende Bandbreite und das Profil optimalen Wert eingestellt, als auch die Stützwalzen in eine bei der vorliegenden Bandbreite zur Erreichen des Profiles optimale Position axial verschoben werden.

Das Verfahren bezweckt eine Minderung der Auswirkung des lokal-verstärkt auftretenden Verschleißes und eine Steigerung der Standzeiten der Arbeitswalzen.

Die AT 14 849 E offenbart ein Walzgerüst mit einer oberen und einer unteren Arbeitswalze sowie mit wenigstens einer axialverschiebbaren Walze, die auf einer Seite der Arbeitswalzen derart angeordnet ist, daß ihre Achse im wesentlichen mit der Ebene der Achse der Arbeitswalzen zusammen fällt, wobei die verschiebbare Walze in Axialrichtung nach Maßgabe der Breite des Walzblechs verschiebbar ist und einen axialen Endabschnitt mit gekrümmtem Profil aufweist, dessen Durchmesser zum axial äußeren Ende hin allmählich abnimmt. Die erfindungsgemäße Ausbildung sieht dabei vor, daß die Radiusverkleinerung des axialen Endabschnitts innerhalb eines Bereiches von 100 mm, gemessen vom Ausgangspunkt des axialen Endabschnitts zum axialen Ende, hin wenigstens 0,3 mm beträgt und das der Durchmesser der Arbeitswalzen wenigstens 15% der Walzenballenlänge beträgt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die nachteilige Durchbiegung der Arbeitswalzen unter Walzkraft über die gesamte Bandbreite von kleiner bis großer Walzgutbreite auszugleichen und unter Verkürzung der erforderlichen Verschiebewege den Walzenbiegeeffekt der Walzenbiegeeinrichtungen zu vergrößern, ohne daß der Walzbetrieb unterbrochen werden muß.

Diese Aufgabe wird gemäß Erfindung in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß die axiale Ausrichtung der sich verjüngenden Enden der Arbeitswalzen durch Axialverschiebung im Bereich der Kanten des Walzbandes vorgenommen und dort gehalten wird.

Auch wird der Aufgabe mit den Merkmalen im Patentanspruch 6 gelöst.

Vorteilhaft wirken dabei die bauchigen Teile beider Arbeitswalzen in der Weise zusammen, daß die sich verjüngenden Abschnitte der bauchigen Konturen im Bereich beider Walzgutkanten angeordnet sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß jeweils das sich verjüngende Ende einer Arbeitswalze auf eine Walzbandkante ausgerichtet und dort gehalten wird.

Ferner hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, daß jeweils das sich erweiternde Ende einer Zwischenwalze in den Bereich einer Walzbandkante geschoben und dort gehalten wird.

Vorteilhaft können nach der Erfindung-auch jeweils die zusammenwirkenden Arbeits- und Zwischenwalzen an gegenüberliegenden Walzbandkanten ausgerichtet und dort gehalten werden. Es kann aber auch sinnvoll sein, die jeweils zusammenwirkenden Arbeits- und Zwischenwalzen an derselben Walzbandkante auszurichten und dort zu halten.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb eines Walzwerkes zur Herstellung eines Walzgutes nach dem Oberbegriff von Anspruch 6 vorgesehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung der sich verjüngenden Enden der Zwischenwalzen durch axiale Walzenverschiebung im Bereich der Kanten des Walzbandes vorgenommen und dort gehalten wird.

Mit Vorteil lassen sich durch Verwendung von s-förmig geschliffenen Zwischenwalzen statt zylindrischer Zwischenwalzen die notwendigen Verschiebewege bei gleichem Effekt je nach Bandbreite und Walzkraft um bis zu 60% verringern. Während bei zylindrischen Zwischenwalzen die Pressungen zwischen Stützwalze und Zwischenwalze bzw. Zwischenwalze und Arbeitswalze auf Werte ansteigen, die je nach Bandbreite und Verschiebeweg das 1,3-fache bis 1,4-fache der spezifischen Walzkraft (Linienlast) erreichen, können demgegenüber mit s-förmig geschliffenen Zwischenwalzen Verringerungen der Pressungen um ca. 20% erzielt werden.

Statt des Lastsprunges vom Maximalwert auf Null am Ende des Zwischenwalzenballens erhält man einen kontinuierlichen Lastabfall, beispielsweise über eine Breite von ca. 400 mm.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß jeweils das sich verjüngende Ende einer Zwischenwalze auf einer Walzbandkante ausgerichtet und dort gehalten wird.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung mehrerer in den Zeichnungen schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele.

Es zeigen:

Fig. 1 Schematische Darstellung eines Quarto-Walzwerks mit konturierten Arbeitswalzen in bandkanten­ orientierter Verschiebeposition

Fig. 2 Schematische Darstellung eines Sexto-Walzwerks mit zylindrischen Arbeitswalzen und konturierten Zwischenwalzen in bandkantenorientierter Verschiebeposition

Fig. 3 Schematische Darstellung eines Sexto-Walzwerks mit konturierten Arbeitswalzen und konturierten Zwischenwalzen in bandkantenorientierter Verschiebeposition.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, werden zwei senkrecht übereinander angeordnete Arbeitswalzen (1) und (2), welche unmittelbar ein Walzband (3) walzen, in bekannter Weise von in Walzenständern montierten Einbaustücken (nicht dargestellt) gehalten. Die Arbeitswalzen (1, 2) werden von je einer oberen und unteren Stützwalze (4, 5) gestützt. Jede der Arbeitswalzen (1, 2) ist an einem Ende verjüngt, d. h. das Ende (6) der Arbeitswalze (1) und das andere Ende (7) der Arbeitswalze (2) weisen eine bauchige sich zum Ballenende hin verjüngende Form auf, während ihre gegenüberliegenden Enden (8, 9) die komplementäre Ergänzung dazu bilden. Insgesamt kann ein derartiger Schliff der Arbeitswalzen (1, 2) auch als s-förmig bezeichnet werden. Die Arbeitswalzen (1, 2) haben an einem ihrer Enden Zapfen, an denen Kupplungen zum Anschließen von Antriebseinrichtungen (nicht dargestellt) angebracht sind. Durch Axialverschiebung werden die sich jeweils verjüngenden Enden (6, 7) der Arbeitswalzen (1, 2) im Bereich der Kanten des Walzbandes (3) angeordnet. Bei dieser Anordnung werden starke Walzdrücke auf die Walzgutränder des Walzbandes (3) weitgehend vermieden. Wenn sich die Walzgutbreite ändert, kann eine ausreichende Querschnittkonstanz des Bandes durch bloßes Verschieben der Arbeitswalzen in axialer Richtung mittels der (nicht dargestellten) Verschiebeantriebe über Kupplungen erreicht werden, so daß die verjüngten Enden (6, 7) dieser Walzen im Bereich je eines Walzgutrandes placiert werden.

Fig. 2 zeigt zwei senkrecht übereinander angeordnete zylindrische Arbeitswalzen (10) und (11), welche das Walzgut (12) walzen und wiederum in bekannter Weise von in Walzenständern montierten Einbaustücken (nicht dargestellt) gehalten werden. Die zwei sich an je einer Arbeitswalze (10, 11) abstützenden Zwischenwalzen (13, 14) sind so angeordnet, daß ihre Achsen im wesentlichen senkrecht über bzw. unter den Achsen der Arbeitswalzen (10, 11) liegen. Die Zwischenwalzen (13, 14) werden von je einer oberen und unteren Stützwalze (15, 16) gestützt. Ferner ist jede der Zwischenwalzen (13, 14) an einem Ende verjüngt, d. h. das Ende (20) der Zwischenwalze (13) und das andere Ende (21) der Zwischenwalze (14) weisen eine bauchige Form auf, die sich zum Ballenende verjüngt, während die gegenüberliegenden Enden (22, 23) die komplementäre Ergänzung dazu bilden. Die Zwischenwalzen (13, 14) haben an einem ihrer Enden Zapfen, an denen Kupplungen zum anschließen von Antriebseinrichtungen (nicht dargestellt) angebracht sind.

Bei dieser Anordnung der Zwischenwalzen (13, 14) werden ebenfalls starke Walzdrücke auf die Walzgutränder des Walzgutes (12) vermieden. Da jeweils eines der Enden der Arbeitswalzen (10, 11) nicht von den Stützwalzen gestützt wird, erfolgt außerdem eine wirksame Rückbiegung der Arbeitswalzen (10, 11) durch nicht gezeigte Walzenbiegevorrichtungen. Die Kompensation kleiner Änderungen erfolgt mittels bekannter Biegeeinrichtungen, die durch ihre kleinere Auslegung beschleunigt ansprechen und die Lager und Walzenzapfen nicht übermäßig beanspruchen. Wenn sich die Walzgutbreite ändert, kann eine ausreichende Querschnittkonstanz des Bandes durch Verschieben der Zwischenwalzen (13, 14) in axialer Richtung mittels der (nicht dargestellten) Verschiebeantriebe über Kupplungen erreicht werden, so daß die verjüngten Enden (20, 21) dieser Walzen im Bereich je eines Walzgutrandes angeordnet werden. Durch Verhinderung der von der Walzkraft verursachten Durchbiegung der Arbeitswalzen und Verbreiterung der wirksamen Länge der Walzenbiegung ergibt sich somit vorteilhaft ein Walzband von gleichbleibendem Querschnitt auch bei Schwankungen der Walzgutbreite.

Fig. 3 zeigt wie Fig. 2 zwei senkrecht übereinander angeordnete, jedoch konturierte Arbeitswalzen (30) und (31). Die sich an je einer Arbeitswalze (30, 31) abstützenden Zwischenwalzen (33, 34) sind so angeordnet, daß ihre Achsen wiederum im wesentlichen senkrecht über bzw. unter den Achsen der Arbeitswalzen Liegen. Die Zwischenwalzen (33, 34) werden von je einer oberen und unteren Stützwalze (35, 36) gestützt. Ferner ist jede der Arbeits- und Zwischenwalzen (30, 31; 33, 34) an einem Ende verjüngt, wobei die Enden (40, 41, 42, 43) die bauchige und sich zum Ballenende hin verjüngende Form aufweisen, während ihre gegenüberliegenden Enden (44, 45, 46, 47) die jeweilige komplementäre Ergänzung bilden. Die Arbeits- und Zwischenwalzen (30, 31; 33, 34) haben an einem ihrer Enden Zapfen, an denen Kupplungen zum Anschließen von Antriebseinrichtungen (nicht dargestellt) angebracht sind.

Bei den erfindungsgemäßen Walzgerüsten verbleibt ein genügend weiter Raum um die Arbeitswalzen herum, so daß sich obere und untere Andrückvorrichtungen, Abstreifer und Kühlvorrichtungen genügend nahe an den Arbeitswalzen anordnen lassen.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind nicht auf die in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, können sowohl beliebig gekrümmte Konturen bei Arbeits- und Zwischenwalzen, als auch bei den Stützwalzen verwendet werden. Die jeweilige konstruktive Ausgestaltung ist in das Belieben des Fachmanns gestellt.

Claims (7)

1. Verfahren zum Betrieb eines Walzwerkes zur Herstellung eines Walzbandes (3, 32) mit ballig ausgebildeten Arbeitswalzen (1, 2; 30, 31), die sich gegebenenfalls an entsprechend ballig ausgebildeten Stützwalzen (4, 5; 35, 36) oder balligen Zwischenwalzen (33, 34) und Stützwalzen (4, 5; 35, 36) abstützen, wobei die Arbeitswalzen (1, 2; 30, 31) und/oder die Stützwalzen (4, 5; 35, 36) und/oder die Zwischenwalzen (33, 34) axial verschoben werden und jede Walze wenigstens einer dieser Walzenpaare mit einer in Richtung zu einem Ballenende hin verlaufenden, gekrümmten Kontur versehen wird, die sich an den beiden Walzen jeweils nach entgegengesetzten Seiten über einen Teil der Walzgutbreite erstreckt, wobei die gekrümmte Kontur über die gesamte Ballenlänge beider Walzen verläuft und so gestaltet wird, daß die beiden Ballenkonturen sich in einer bestimmten relativen Axialrichtung komplementär ergänzen, und die Arbeitswalzen (1, 2; 30, 31) und/oder die Zwischenwalzen (33, 34) jeweils mit einem sich zu einem Ballenende hin verjüngenden und zum anderen Ballenende hin erweiternden, gekrümmten Konturschliff versehen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Ausrichtung der sich verjüngenden Enden (6, 7; 40, 41) der Arbeitswalzen (1, 2; 30, 31) durch Axialverschiebung im Bereich der Kanten des Walzbandes (3, 32) vorgenommen und dort gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils das sich verjüngende Ende (6, 7; 40, 41) einer Arbeitswalze (1, 2; 30, 31) auf eine Walzbandkante ausgerichtet und dort gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils das sich erweiternde Ende (46, 47) einer Zwischenwalze (33, 34) in den Bereich einer Walzbandkante geschoben und dort gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die zusammenwirkenden Arbeits- und Zwischenwalzen (30, 33; 31, 34) an gegenüberliegenden Walzbandkanten ausgerichtet und dort gehalten werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils zusammenwirkenden Arbeits- und Zwischenwalzen (30, 33; 31, 34) an derselben Walzbandkante ausgerichtet und dort gehalten werden.

6. Verfahren zum Betrieb eines Walzwerkes zur Herstellung eines Walzbandes (12), mit Arbeitswalzen (10, 11), die sich über Zwischenwalzen (13, 14) an ballig ausgebildeten Stützwalzen (15, 16) abstützen, wobei die Arbeitswalzen (10, 11) und/oder die Stützwalzen (15, 16) und/oder die Zwischenwalzen (13, 14) axial verschoben werden und zumindest die Zwischenwalzen (13, 14) mit einer in Richtung zu einem Ballenende hin verlaufenden, gekrümmten Kontur versehen werden, die sich an den beiden Walzen jeweils nach entgegengesetzten Seiten über einen Teil der Walzgutbreite erstreckt, wobei die gekrümmte Kontur über die gesamte Ballenlänge beider Walzen verläuft und so gestaltet wird, daß die beiden Ballenkonturen sich in einer bestimmten relativen Axialstellung komplementär ergänzen und die Arbeitswalzen (10, 11) mit einem zylindri­ schen Konturschliff versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung der sich verjüngenden Enden (20, 21) der Zwischenwalzen (13, 14) durch axiale Walzenverschiebung im Bereich der Kanten des Walzbandes (12) vorgenommen und dort gehalten wird (Fig. 2).

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils das sich verjüngende Ende (20, 21) einer Zwischenwalze (13, 14) auf eine Walzbandkante ausgerichtet und dort gehalten wird.