DE4010662C3 - Anstellvorrichtung zum Einstellen des Walzenabstandes in Walzgerüsten, insbesondere in Bandwalzgerüsten für Warm- oder Kaltwalzung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anstellvorrichtung zum Einstellen des Walzenabstandes in Walzgerüsten, insbeson­ dere in Bandwalzgerüsten für Warm- oder Kaltwalzung, mit zumindest zwei hydraulischen Anstellzylindern, die über Einbaustücke und gegebenenfalls zwischengeschalteter Stütz­ walze beidseitig auf eine jeweils anzustellende Arbeits­ walze arbeiten, wobei die Anstellzylinder jeweils einen in einem Zylindergehäuse auf einem Zylinderzapfen und in einem Zylinderkragen geführten Hutkolben aufweisen, dessen von dem inneren Hutboden gebildete Zentralkolbenfläche und von dem Hutrand gebildete Ringkolbenfläche unabhängig voneinan­ der bzw. einzeln oder gemeinsam mit Druckmedium beauf­ schlagbar sind.

Es ist bekannt, daß insbesondere bei Bandwalzgerüsten für Warm- oder Kaltwalzung hydraulische Anstellzylinder die herkömmliche Anstellung über Gewindespindeln inzwischen nahezu völlig verdrängt haben. So ist es üblich, in Walz­ gerüsten für das Walzen von Stahl und NE-Metallen die Arbeitswalzen - regelmäßig Oberwalze und Unterwalze - mittels hydraulischer Anstellzylinder anzustellen, d. h. den Walzenabstand bzw. die Walzkraft einzustellen. Dabei arbei­ ten die beiden Anstellzylinder bei einer gattungsgemäßen Anstellvorrichtung auf Einbaustücke, in welchen die anzu­ stellenden Arbeitswalzen gelagert sind, wobei darüber hinaus Stützwalzen zwischen den Einbaustücken und den Anstellzylindern zwischengeschaltet sind. Insgesamt soll bei dieser Anstellvorrichtung ein feinfühliges Ansprechen der Anstellvorrichtung auf Steuerbefehle, hohe Genauigkeit des Betriebes und Leichtigkeit der Wartung und der Prüfung erreicht werden (vgl. DE-OS 20 51 502). Walzkraftschwankun­ gen und deren Beherrschung bzw. Minimierung bleiben allerdings unerwähnt.

Außerdem kennt man gattungsfremde Anstellvorrichtungen, nämlich solche mit einem feststehenden Plunger als Hydrau­ likkolben und einem diesen umschließenden, axial verschieb­ baren Plungermantel als Hydraulikzylinder, bei denen allen­ falls mehrere Kolben - wenn man einmal den Plungermantel auch als Kolben betrachten will - verwirklicht sind. Dadurch sollen Anstellgeschwindigkeiten zur Verfügung gestellt werden, die nicht auf bestimmte Betriebsdingungen beschränkt sind (vgl. DE-OS 30 19 947). Durch solche Maß­ nahmen sind die Probleme um auftretende Walzkraftschwankun­ gen bzw. deren Minimierung nicht maßgeblich beeinflußt worden.

Dies gilt auch für die Literaturstelle "Iron and Steel Engineer", Ausgabe 1988, Seite CI-29. Denn hier sind allen­ falls mehrere Walzgerüste gezeigt. Wie Walzkraftschwankun­ gen minimiert werden können, bleibt offen.

Die Walzkräfte bewegen sich bei Kaltwalzgerüsten von einigen hundert bis zu einigen tausend Tonnen bzw. von einigen Meganewton bis zu einigen zehn Meganewton beispielsweise bei Kaltnachwalzgerüsten - sogenannten Dressiergerüsten - von ca. 100 t bzw. 1 MN bis ca. 1500 t bzw. 15 MN - abhängig von den Bandabmessungen und der Materialfestigkeit. Derartige Walzkräfte müssen von jeweils zwei hydraulischen Anstellzylindern über die Einbaustücke auf die Arbeitswalzen übertragen, d. h. die Arbeitswalzen müssen nicht nur angestellt, sondern nach Einstellung des Walzspaltes auch in dieser Stellung gehalten werden. Die hydraulischen Anstellzylinder werden mit niedrigem Flüssig­ keitsdruck schnell angestellt, während eine Hochdruckpumpe die Erzeugung der Walzkräfte übernimmt. Die Druckregelung erfolgt über hydraulische Servoventile. Solche Servoventile arbeiten mit einem maximalen Druck von ca. 250 bar und mit einer Regelgenauigkeit von etwa ±1,0 bar. Die Regelabwei­ chung ist über den gesamten Druckbereich nahezu konstant. Der Walzkraft-Regelbereich für ein Walzgerüst liegt bei ca. 1 : 15 bis 1 : 20. Das bedeutet für ein Walzgerüst mit einem Walzkraftbereich von z. B. 100 t bis 1500 t bzw. 1 MN bis 15 MN und einem maximalen Druck von 250 bar eine Regelab­ weichung von der Walzkraft von ±6 t bzw. 60 kN. Bei 100 t bzw. 1 MN Nominal-Walzkraft bedeutet das eine Regelabwei­ chung von ±6 t = 12 t bzw. ±60 kN = 120 kN = 12% bei einer Nominal-Walzkraft von 1500 t bzw. 15 MN jedoch lediglich ±6 t = 12 t bzw. ±60 kN = 120 kN = 0,8%.

Die Regelabweichungen im unteren Walzkraftbereich sind also erheblich größer als im oberen Walzkraftbereich. Das führt beim Walzen von Metallbändern zu entsprechenden Dickenab­ weichungen über die Bandlänge. Bei Dressiergerüsten, die neben einer geringen Dickenreduzierung vor allem eine bestimmte Oberflächenkonditionierung, z. B. eine vorgegebene Rauheit erbringen sollen, bewirken solche Walzkraft­ schwankungen unterschiedliche Rauheiten und Banddicken­ unterschiede über die Bandlänge in Abständen, welche der Regelfrequenz der Servoventile entsprechen. Solche Fehler führen zu Ausfällen bei der nachträglichen Verarbeitung der Metallbänder, z. B. beim Tiefziehen, Beschichten oder der­ gleichen. - Sind solche Walzgerüste in Prozeßlinien wie Konti-Bandbeizen, Glühlinien, Beschichtungslinien oder der­ gleichen vorgesehen, ist es erforderlich, mehrere Walz­ gerüste mit unterschiedlichen Walzkraftbereichen einzuset­ zen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anstell­ vorrichtung zum Einstellen des Walzenabstanden bzw. der Walzkraft in Walzgerüsten, insbesondere in Bandwalzgerüsten für Warm- oder Kaltwalzung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit welcher sich auf einfache Weise die prozentualen Walzkraftschwankungen im Zuge der Walzkraft­ reglung über den gesamten Walzkraftbereich äußerst klein halten lassen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäße Anstellvorrichtung dadurch, daß die Beaufschlagung der Zentralkolbenflächen und der Ringkolbenflächen mittels einer Hochdruck-Regelpumpe und einer Regelpumpe für Schnellanstellung unter Zwischenschaltung von Servoventilen und Mehrwegeventilen erfolgt, wobei für jeden Anstellzylinder ein Servoventil und für jede Zentralkolben­ fläche und jede Ringkolbenfläche ein Mehrwegeventil vorge­ sehen ist.

Die Erfindung geht zunächst einmal von der Erkenntnis aus, daß man durch die einzelne, kombinierte oder gemeinsame Beaufschlagung der Zentralkolbenflächen wie der Ringkolben­ flächen im Rahmen der sich überdeckenden Walzkraftbereiche jeweils eine minimale prozentuale Abweichung auswählen und folglich die prozentualen Walzkraftschwankungen minimieren kann. Dies geschieht auf überraschend einfache Weise, eben durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Anstellzylinder mit einem auf einem Zylinderzapfen geführten Hutkolben, der seinerseits in einem Zylinderkragen geführt ist. Das nach­ stehend beschriebene Beispiel für ein Walzgerüst mit maximal 1500 t bzw. 15 MN und minimal 100 t bzw. 1 MN Walz­ kraft sowie zwei Anstellzylindern mit unabhängig voneinan­ der beaufschlagbaren Zentralkolben- und Ringkolbenflächen verdeutlicht, daß die maximale Regelabweichung in einem Druckbereich zwischen 50 bar und 250 bar lediglich noch maximal 2% - im Gegensatz zu sonst 12% - beträgt. Die gemeinsame oder einzeln beaufschlagten Zentralkolbenflächen A1 und Ringkolbenflächen A2 ergeben die in der nachfolgen­ den Tabelle aufgeführten Werte:

Im Ergebnis wird im Rahmen der Erfindung auf überraschend einfache Weise eine Anstellvorrichtung für die Arbeits­ walzen von Walzgerüsten verwirklicht, die einerseits die Regelschwankungen minimiert, so daß auch Dickenabweichungen über die Bandlängen warm- oder kaltgewaltzer Bänder erheb­ lich reduziert werden, andererseits die Anstellzylinder konstruktiv einfach aufgebaut sind. Folglich wird bei Einsatz von Dressiergerüsten auch praktisch die verlangte Genauigkeit erreicht, so daß Ausfälle bei der nachträgli­ chen Bandbearbeitung wie beim Tiefziehen, Beschichten oder dergleichen äußerst gering bleiben. Insbesondere bei Konti- Bandbeizen, Glühlinien, Beschichtungslinien oder derglei­ chen ist der Eisatz mehrerer Walzgerüste mit unterschiedli­ chen Walzkraftbereichen nicht länger erforderlich. - Die vorgesehenen separaten Servoventile empfehlen sich, um die Arbeitswalzen auf der einen oder anderen Seite unabhängig voneinander anstellen und folglich den Walzspalt auch über die Spaltbreite variieren zu können.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So sieht die Erfindung vor, daß die Ringkolben­ flächen wechselseitig beidseitig mit Druckmedium beauf­ schlagbar sein können, um auf diese Weise zugleich eine Kolbenrückstellung zu ermöglichen. Im Rahmen der Erfindung können die einzelnen, wahlweise in Kombination oder sämt­ lich gemeinsam beaufschlagbaren Zentral- und Ringkolben­ flächen auch die Zentral- und Ringkolbenflächen einzelner Anstellzylinder sein.

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

Fig. 1 ein Quarto-Walzwerk mit einer erfindungsgemäßen Anstellvorrichtung,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Anstellvorrichtung mit zwei Anstellzylindern in schematischer Darstellung und

Fig. 3 einen Anstellzylinder in abgewandelter Ausführungsform.

In den Figuren ist eine Anstellvorrichtung zum Einstellen des Walzenabstandes bzw. Walzspaltes in Walzge­ rüsten 1, insbesondere in Bandwalzgerüsten für Warm- oder Kaltwalzung dargestellt. Die Anstellvorrichtung weist zwei hydraulische Anstellzylinder 2, 2' auf, die über Einbaustücke 3, 3' und eine zwischengeschaltete Stützwalze 4 beidseitig auf die anzustellende Arbeitswalze 5 arbeiten, bei der es sich im Ausführungsbeispiel um eine Unterwalze handelt. Die Walzkraft der Anstellzylinder 2, 2' stützt sich über die Walzenständer 6, 6' gegen die Druckplatten 7, 7' ab. Die Anstellzylinder 2, 2' besitzen jeweils einen in einem Zylindergehäuse 8 auf einem Zylinderzapfen 9 und in einem Zylinderkragen 10 geführten Hutkolben 11, dessen von dem inneren Hutboden gebildeten Zentralkolbenfläche A1 und von dem Hutrand gebildete Ringkolbenfläche A2 einzeln bzw. gemein­ sam mit Druckmedium beaufschlagbar sind. Die Ringkolbenflächen A3 sind wechselweise beidseitig mit Druck­ medium beaufschlagbar, um eine Rückstellung der Hutkolben 11 zu erreichen. Die Beaufschlagung der Zentral­ kolbenflächen A1 und Ringkolbenflächen A2 erfolgt mittels einer Hochdruck-Regelpumpe 12 und einer Regel­ pumpe 13 für Schnellanstellung unter Zwischenschaltung von Servoventilen 14 und Mehrwegeventilen 15. Während die Hochdruck-Regelpumpe 12 das Druckmedium bzw. die Druckflüssigkeit über die Servoventile 14 und Mehrwegeventile 15 auf die Zentralkolbenflächen A1 und Ringkolbenflächen A2 wirken läßt, hebt die Regelpumpe 13 für die Schnellanstellung, welche mit einem größeren Förderstrom bei niedrigem Druck arbeitet, die Walzen bis zur Anlage an den Druckplatten 7, 7' an. Hierbei werden die Stütz- und Arbeitswalzen 4, 5 über nicht näher dargestellte Balancierzylinder in Kontakt gehalten. - Mittels der Servoventile 14 kann der Walz­ spalt auch über Walzspaltmeßgeräte voreingestellt werden.

Die erfindungsgemäße hydraulische Anstellvorrichtung kann für sämtliche bekannten Walzgerüste eingesetzt werden. Die Anstellzylinder 2, 2' können im Ständer oben oder unten angeordnet sein. - Auch sind beliebig andere Zylinderausführungen denkbar, wie z. B. in Fig. 3 dargestellt.

Claims (2)

1. Anstellvorrichtung zum Einstellen des Walzenabstandes in Walzgerüsten, insbesondere in Bandwalzgerüsten für Warm- oder Kaltwalzung, mit mindestens zwei hydraulischen Anstell­ zylindern, die über Einbaustücke und ggf. zwischengeschal­ teter Stützwalze beidseitig auf eine jeweils anzustellende Arbeitswalze arbeiten, wobei die Anstellzylinder jeweils einen in einem Zylindergehäuse auf einem Zylinderzapfen und in einem Zylinderkragen geführten Hutkolben aufweisen, dessen von dem inneren Hutboden gebildete Zentralkolben­ fläche und von dem Hutrand gebildete Ringkolbenfläche un­ abhängig voneinander bzw. einzeln oder gemeinsam mit Druck­ medium beaufschlagbar sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Beaufschlagung der Zentralkolben­ flächen (A1) und der Ringkolbenflächen (A2) mittels einer Hochdruck-Regelpumpe (12) und einer Regelpumpe (13) für Schnellanstellung unter Zwischenschaltung von Servoventilen (14) und Mehrwegeventilen (15) erfolgt, wobei für jeden An­ stellzylinder (2, 2') ein Servoventil (14) und für jede Zentralkolbenfläche (A1) und jede Ringkolbenfläche (A2) ein Mehrwegeventil (15) vorgesehen ist.

2. Anstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ringkolbenflächen (A2, A3) wechselweise mit Druckmedium beaufschlagbar sind.