DE60023642T2

DE60023642T2 - Walzwerk

Info

Publication number: DE60023642T2
Application number: DE60023642T
Authority: DE
Inventors: Mikio 4chome YAMAMOTO; Atsushi Nishi-ku HIGASHIO; Hideaki Nishi-ku FURUMOTO; Naoki Nishi-ku MORIHIRA; Kanji Hayashi; Mitsuhiro Nishi-ku Hiroshima-shi YOSHIDA; Kazuo Chiyoda-ku MORIMOTO
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-08-11
Filing date: 2000-08-08
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2020-08-09
Also published as: KR100429729B1; US6510721B1; EP1120172A4; EP1120172B1; JP2001113308A; KR20010080063A; WO2001012353A1; CN1148271C; DE60023642D1; JP4402264B2; EP1120172A1; CN1320064A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Walzwerk zum Walzen eines Bandmaterials oder eines Stangenmaterials, das durch obere und untere Arbeitswalzen hindurchläuft, auf eine vorbestimmte Dicke. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Walzwerk gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, das für die Anwendung beim Warmwalzen bevorzugt ist.
Stand der Technik
15 zeigt schematisch ein herkömmliches Quarto-Schrägwalzwerk, und 16 zeigt schematisch einen wesentlichen Teil zur Darstellung eines Walzenaustauschvorgangs bei einem Schrägwalzwerk.
Wie in 15 gezeigt ist, sind obere und untere Arbeitswalzen-Einbaustücke (chocks) 002 und 003 als Paar in einem Gehäuse 001 gehaltert. Wellenabschnitte der oberen und unteren Arbeitswalzen 004 und 005 sind im Paar durch die oberen und unteren Arbeitswalzen-Einbaustücke 002 und 003 jeweils drehbar gelagert, und die obere Arbeitswalze 004 und die untere Arbeitswalze 005 liegen einander gegenüber. Die oberen und unteren Stützwalzen-Einbaustücke 006 und 007 sind im Paar oberhalb und unterhalb der oberen und unteren Arbeitswalzen-Einbaustücke 002 und 003 gehaltert. Wellenabschnitte der oberen und unteren Stützwalzen 008 und 009 sind im Paar durch die oberen und unteren Stützwalzen-Einbaustücke 006 bzw. 007 drehbar gelagert. Die obere Stützwalze 008 und die obere Arbeitswalze 004 liegen einander gegenüber, während die untere Stützwalze 009 und die untere Arbeitswalze 005 einander gegenüberliegen. Eine Anstell-Schraubvorrichtung (screw-down device) zum Belasten der oberen Arbeitswalze 004 mit einer Walzlast über das obere Stützwalzen-Einbaustück 006 und die obere Stützwalze 008 ist in einem oberen Abschnitt des Gehäuses 001 vorgesehen.
Obere Kreuzköpfe 011 und 012 zum horizontalen Haltern des oberen Stützwalzen-Einbaustücks 006 und des oberen Arbeitswalzen-Einbaustücks 002 sind im oberen Abschnitt des Gehäuses 001 vorgesehen und an einer Eingangsseite und einer Förderseite des Gehäuses 001 positioniert. Die oberen Kreuzköpfe 011, 012 sind durch Schraubmechanismen 013, 014 horizontal beweglich. Untere Kreuzköpfe 015 und 016 zum horizontalen Lagern bzw. Haltern des unteren Stützwalzen-Einbaustücks 007 und des unteren Arbeitswalzen-Einbaustücks 003 sind in einem unteren Abschnitt des Gehäuses 001 vorgesehen und an der Eingangsseite und der Förderseite des Gehäuses 001 positioniert. Die unteren Kreuzköpfe 015, 016 sind durch Schraubenmechanismen 017, 018 horizontal beweglich.
Wenn ein Walzvorgang durchgeführt wird, wird somit ein Band S von der Eingangsseite des Gehäuses 001 eingespeist und passiert zwischen der oberen Arbeitswalze 004 und der unteren Arbeitswalze 005 bei gegebener vorbestimmter Last durch die Anstell-Schraubvorrichtung 010, wodurch das Band S gewalzt wird. Das gewalzte Band S wird von der Förderseite geliefert und einem anschließenden Schritt zugeführt.
Die Schraubmechanismen 013, 014, 017, 018 werden vor oder während dem Walzvorgang betätigt, wodurch die oberen Einbaustücke 002, 006 und die unteren Einbaustücke 003, 007 in unterschiedlichen Richtungen über die Kreuzköpfe 011, 012, 015, 016 bewegt werden. Infolgedessen werden die obere Arbeitswalze 004 und die obere Stützwalze 008 sowie die untere Arbeitswalze 005 und die untere Stützwalze 009 in entgegengesetzten Richtungen um das Walzenzentrum herum gedreht, so dass ihre Drehachsen einander kreuzen können und der Winkel ihrer gekreuzten Achsen auf einen erforderlichen Winkel eingestellt werden kann. Dadurch wird die Bandwölbung bzw. -ballung gesteuert.
Zum Walzenaustausch werden außerdem die Schraubmechanismen 013, 014, 017, 018 betätigt, um die Kreuzköpfe 011, 012, 015, 016 von den Einbaustücken 002, 003, 006, 007 zu trennen, und bilden Spalte bzw. Zwischenräume g zwischen den Walzen-Einbaustücken 002, 003, 006, 007 und den Kreuzköpfen 011, 012, 015, 016, wie 16 zeigt. Damit können die oberen und unteren Arbeitswalzen 004 und 005 sowie die oberen und unteren Stützwalzen 008 und 009 von einer Arbeitsseite durch eine vorbestimmte Vorrichtung ohne Störung durch die Kreuzköpfe 011, 012, 015, 016 zurückgezogen und gegen neue ausgetauscht werden.
Bei allen Walzwerken mit dem vorher genannten Quarto-Walzwerk muss eine Hysterese während der Vertikalsteuerung der Arbeitswalzen 004, 005 und der Stützwalzen 008, 009 im Gehäuse 001 in einem Walzzustand unter einer Schrauben-Anstellkraft F minimiert werden, um die Dicke einer gewalzten Platte bzw. eines gewalzten Blechs sehr genau steuern zu können. Zu diesem Zweck werden Zwischenräume G zwischen den Arbeitswalzen-Einbaustücken 002, 003 und Stützwalzen-Einbaustücken 006, 007 sowie den Kreuzköpfen 011, 012, 015, 016 oder dem Gehäuse 001 gebildet.
Somit sind, wie in 17 gezeigt ist, auch wenn eine Verformung mit einem sich einwärts verengenden Betrag von δ an dem Gehäuse 001 unter der Schrauben-Anstelllast F während des Walzvorgangs bewirkt wird, Zwischenräume von etwa 0,2 mm bis 1,0 mm zwischen den Walzen-Einbaustücken 002, 003, 006, 007 und dem Gehäuse 001 oder den Kreuzköpfen 011, 012, 015, 016 vorhanden, so dass die horizontale dynamische Steifigkeit des Walzwerks gering sein kann. Falls der Walzvorgang mit einer hohen Walzkraft erfolgt und eine Reduktion mit hohem Prozentsatz in der Dicke des Bandes besteht, während die horizontale dynamische Steifigkeit des Walzwerks gering ist, treten in dem Gehäuse 001 oder in den Arbeitswalzen 004, 005 starke Vibrationen auf, die wahrscheinlich beispielsweise einer Reibung zwischen dem gewalzten Band S und den Arbeitswalzen 004, 005 zuzuschreiben ist (nachstehend als Walzwerk-Vibrationen bezeichnet), wodurch ein hocheffizienter Walzvorgang verhindert wird.
Als Mittel zum Verhindern von Vibrationen in einem Walzwerk offenbart die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung 1997-174122 ein Walzwerk, das mit einem einen Kolben, einen Zylinder und eine Öffnung zwischen einer oberen Arbeitswalze und einer unteren Arbeitswalze aufweisenden Dämpfer versehen ist. Die Vibrationsverhinderungseinrichtung des in dieser Veröffentlichung offenbarten Walzwerks ist jedoch auf einen Kaltwalzvorgang angewandt, und seine Anwendung auf ein Warmwalzen ist schwierig. Das heißt, dass beim Kaltwalzen ein unter einem Raumtemperaturzustand gehaltenes Band mit niedriger Geschwindigkeit zwischen oberen und unteren Arbeitswalzen in Eingriff steht und kontinuierlich gewalzt wird. Beim Warmwalzen hingegen steht ein auf einen Hochtemperaturzustand erhitztes Band mit hoher Geschwindigkeit zwischen oberen und unteren Arbeitswalzen in Eingriff, und wird für jede Coil einer vorbestimmten Länge gewalzt. Damit verursacht ein Warmwalzvorgang eine höhere Belastung beim Eingriff des Bandes mit den oberen und unteren Arbeitswalzen und wird häufiger einer Belastung ausgesetzt als beim Kaltwalzen. Ferner herrscht beim Warmwalzen ein höher Walzbetrag des Streifens (eine höhere Walzkraft auf den Streifen) als beim Kaltwalzen, so dass die Reibungskraft, die zwischen der Arbeitswalze und dem Band wirkt, auch höher ist. Dies ist ein weiterer Faktor, der die Belastung während des Eingriffs verstärkt. Wie hier bemerkt wurde, erzeugt ein Warmwalzvorgang eine höhere Belastung während des Bandeingriffs als das Kaltwalzen. Folglich kann die vorgenannte Vibrationsverhinderungsvorrichtung des Walzwerks, die auf den Kaltwalzvorgang angewandt ist, während des Walzvorgangs nicht vollständig Walz-Vibrationen verhindern.
Ein Walzwerk gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist in JP-A-11090513 offenbart. Dieses Walzwerk umfasst eine Steuervorrichtung mit einem Drucksteuerventil und einer hydraulischen Einstellvorrichtung zum Steuern eines Öffnungsgrads des Drucksteuerventils. Das Drucksteuerventil wird gemäß den Betriebsbedingungen bei dem Walzwerk betätigt, um dadurch den hydraulischen Druck des Hydraulikzylinders entsprechend den jeweiligen Betriebsbedingungen festzulegen. Demgemäß ist das Drucksteuerventil ein variables Steuerventil, wie z.B. ein Solenoid-Ventil oder ein elektromagnetisches Proportionalventil. Das System erfordert die kontinuierliche Rückkoppelung der jeweiligen Betriebsbedingungen, um den richtigen Öffnungsgrad des Ventils auszuwählen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Walzwerk bereitzustellen, welches Zwischenräume zwischen Walzen-Einbaustücken und einem Gehäuse während des Walzvorgangs eliminiert, um eine horizontale dynamische Steifigkeit zu erhöhen, wodurch Walzwerk-Vibrationen gemindert werden und ein hoher Wirkungsgrad beim Walzvorgang ermöglicht wird.
Offenbarung der Erfindung
Ein Walzwerk der vorliegenden Erfindung umfasst die Merkmale von Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert und nachstehend erläutert.
Das erste Schubmittel und das zweite Schubmittel werden während des Walzvorgangs betätigt, um Zwischenräume zwischen den Walzen-Einbaustücken und dem Gehäuse zu eliminieren und die horizontale dynamische Steifigkeit zu erhöhen, wodurch Walzwerk-Vibrationen gemindert werden und ein hoher Wirkungsgrad bei einem Walzvorgang ermöglicht wird.
Bei dem Walzwerk der vorliegenden Erfindung kann das Walzwerk ein Schrägwalzwerk sein, bei dem die oberen und unteren Arbeitswalzen einander leicht kreuzen, das erste Halterungsmittel kann ein eingangsseitiges Schubmittel sein, das an einer Eingangsseite des Gehäuses vorgesehen ist, um die oberen und unteren Arbeitswalzen-Einbaustücke in der Transportrichtung des Bandmaterials zu verschieben, und das zweite Halterungsmittel kann ein förderseitiges Schubmittel sein, das an einer Förderseite des Gehäuses vorgesehen ist und die oberen und unteren Arbeitswalzen-Einbaustücke in der Transportrichtung des Bandmaterials verschieben kann. Dadurch kann ein Walzvorgang mit hohem Wirkungsgrad in dem Schrägwalzwerk mit einer Minderung von Walzwerk-Vibrationen ausgeführt werden.
Bei dem Walzwerk der vorliegenden Erfindung kann das mechanische Schubmittel ein Schrauben- bzw. Schneckenmechanismus sein. Dadurch kann die Positionierung der Walzen während des Walzvorgangs mit hoher Genauigkeit erfolgen.
In dem Walzwerk der vorliegenden Erfindung kann das mechanische Schubmittel ein Keilmechanismus sein. Dadurch kann die Positionierung der Walzen während des Walzvorgangs sehr genau ohne Klappergeräusch durchgeführt werden. Ferner kann der Aufbau vereinfacht werden, um die Herstellungskosten zu senken.
Bei dem Walzwerk der vorliegenden Erfindung können obere und untere Stützwalzen-Einbaustücke als von dem Gehäuse gehaltertes Paar vorgesehen sein, und obere und untere Stützwalzen als einander gegenüberliegendes Paar und mit Wellen, die durch die oberen und unteren Stützwalzen-Einbaustücke drehbar gelagert sind, wobei eines der oberen und unteren eingangsseitigen Schubmittel und förderseitigen Schubmittel, das paarweise in der Lage ist, die oberen und unteren Stützwalzen-Einbaustücke in einer Horizontalrichtung zu verschieben, ein mechanisches Schubmittel sein kann, während das andere der eingangsseitigen Schubmittel und förderseitigen Schubmittel ein hydraulisches Schubmittel sein kann, und wobei Kontraktionsabschnitte in den hydraulischen Zuführ- und Austragsrohren des hydraulischen Schubmittels vorgesehen sein können. Dadurch können an den Positionen der Stützwalzen sowie an den Positionen der oberen und unteren Arbeitswalzen Zwischenräume zwischen den Walzen-Einbaustücken und den Kreuzköpfen oder dem Gehäuse während des Walzvorgangs eliminiert werden, um die horizontale dynamische Steifigkeit zu erhöhen, wodurch Walzen-Vibrationen gemindert werden und ein hoher Wirkungsgrad beim Walzvorgang ermöglicht wird.
In dem Walzwerk der vorliegenden Erfindung können vergrößerte Abschnitte in den hydraulischen Zuführ- und Austragungsrohren vorgesehen sein. Dadurch kann eine in der hydraulischen Zuführ- und Austragungsleitung durch Walzwerk-Vibrationen etc. erzeugte Druckwelle in dem vergrößerten bzw. erweiterten Abschnitt unterdrückt werden, so dass das Auftreten einer Resonanzerscheinung verhindert werden kann.
Bei dem Walzwerk der vorliegenden Erfindung kann das Walzwerk ein Offset-Walzwerk sein, bei dem obere und untere Stützwalzen, die als Paar jeweils in Kontakt mit den oberen und unteren Arbeitswalzen sind, durch das Gehäuse über Stützwalzen-Einbaustücke gehaltert sind, und die oberen und unteren Stützwalzen können relativ zu den oberen und unteren Arbeitswalzen rückwärts in der Transportrichtung des Bandmaterials geringfügig versetzt sein, wobei das erste Halterungsmittel ein hydraulisches Schubmittel sein kann, das entweder an der Eingangsseite oder der Förderseite des Gehäuses vorgesehen sein kann und in der Lage ist, die oberen und unteren Arbeitswalzen-Einbaustücke in der Transportrichtung des Bandmaterials zu verschieben, und das die Kontraktionsabschnitte aufweist, wobei das zweite Halterungsmittel aus Gehäuse-Auskleidungsabschnitten bestehen kann, die an der anderen, entweder der Eingangsseite oder der Förderseite des Gehäuses, vorgesehen sind. Dadurch kann ein Walzvorgang mit hohem Wirkungsgrad in dem Offset-Walzwerk bei Minderung von Walzwerk-Vibrationen durchgeführt werden.
Bei dem Walzwerk der vorliegenden Erfindung kann das Walzwerk ein Shift- bzw. Verschiebe-Walzwerk zum Verschieben der oberen und unteren Arbeitswalzen im Paar in der Walzenachsrichtung sein, das erste Halterungsmittel kann ein hydraulisches Schubmittel sein, das entweder an der Eingangsseite oder der Förderseite des Gehäuses vorgesehen und in der Lage ist, die oberen und unteren Arbeitswalzen-Einbaustücke in der Transportrichtung des Bandmaterials zu verschieben, und das Kontraktionsabschnitte aufweist, und das zweite Halterungsmittel können Gehäuse-Auskleidungsabschnitte sein, die an der anderen, der Eingangsseite oder Förderseite des Gehäuses vorgesehen sind. Dadurch kann ein hoher Wirkungsgrad beim Walzvorgang in dem Verschiebe-Walzwerk erzielt werden, wobei Walzwerk-Vibrationen gemindert werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht des Kreuzungs- bzw. Schrägwalzwerks als Walzwerk gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2 ist eine schematische Ansicht von Schubmechanismen für eine obere Arbeitswalze und eine obere Stützwalze; 3(a) und 3(b) sind schematische Ansichten zur Darstellung von Aktionen des Schubmechanismus für die obere Arbeitswalze; 4 ist eine erläuternde Darstellung der auf ein Gehäuse während des Walzens einwirkenden Belastung; 5(a) und 5(b) sind graphische Darstellungen einer Walzen-Einbaustück-Reaktionskraft, die auf die Walzen-Einbaustück-Verschiebung anspricht; 6 ist eine graphische Darstellung einer horizontalen dynamischen Steifigkeit gegenüber Spaltbeträgen und Gehäuseverformungsbeträgen; 7(a) bis 7(c) sind graphische Darstellungen eines Vergleichs der horizontalen dynamischen Steifigkeit unter jeweiligen Bedingungen; 8 ist eine schematische Ansicht eines Schrägwalzwerks als Walzwerk gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 9 entfällt; 10 ist eine schematische Draufsicht auf einen Schubmechanismus eines Schrägwalzwerks als Walzwerk gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 11 ist eine schematische Ansicht eines Schubmechanismus eines Schrägwalzwerks als Walzwerk gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 12 ist eine graphische Darstellung des Dämpfungseffekts des Schrägwalzwerks als fünfte Ausführungsform auf Vibrationen; 13 ist eine schematische Ansicht eines Offset-Walzwerks als Walzwerk gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 14 ist eine schematische Ansicht eines Shift- bzw. Verschiebe-Walzwerks als Walzwerk gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 15 ist eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Quarto-Schrägwalzwerks; 16 ist eine schematische Ansicht eines wesentlichen Teils zur Darstellung eines Walzen-Austauschvorgangs bei einem Schrägwalzwerk; und 17 ist eine Erläuterung zur Darstellung einer auf ein Gehäuse während eines Walzvorgangs bei einem herkömmlichen Schrägwalzwerk einwirkenden Last.
Beste Ausführungsform der Erfindung
Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert auf der Basis der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
[Erste Ausführungsform]
Bei einem Quarto-Schrägwalzwerk als Walzwerk gemäß einer ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, werden obere und untere Arbeitswalzen-Einbaustücke 12 und 13 paarweise innerhalb eines Gehäuses 11 gehaltert. Wellenabschnitte von oberen und unteren Arbeitswalzen 14 und 15 werden im Paar jeweils durch die oberen und unteren Arbeitswalzen-Einbaustücke 12 und 13 im Paar drehbar gelagert, und die obere Arbeitswalze 14 und die untere Arbeitswalze 15 liegen einander gegenüber. Obere und untere Stützwalzen-Einbaustücke 16 und 17 werden im Paar oberhalb und unterhalb der oberen und unteren Arbeitswalzen-Einbaustücke 12 und 13 gehaltert. Wellenabschnitte der oberen und unteren Stützwalzen 18 und 19 als Paar sind durch die oberen und unteren Stützwalzen-Einbaustücke 16 bzw. 17 drehbar gelagert. Die obere Stützwalze 18 und die obere Arbeitswalze 14 liegen einander gegenüber, während die untere Stützwalze 19 und die untere Arbeitswalze 15 (auch) einander gegenüberliegen. Eine Anstell-Schraubvorrichtung 20 zum Aufbringen einer Walzkraft auf die obere Arbeitswalze 14 über die untere Stützwalze ist an einem oberen Abschnitt des Gehäuses 11 vorgesehen. Obere Kreuzköpfe 21 und 22 zum Haltern der oberen Arbeitswalzen-Einbaustücke 12 sind im oberen Abschnitt des Gehäuses 11 vorgesehen und an einer Eingangsseite und Förderseite des Gehäuses 11 positioniert. Die oberen Kreuzköpfe 21 und 22 sind horizontal durch einen Schraubenmechanismus (erstes Halterungsmittel, mechanisches Schubmittel) 23 und einen hydraulischen Zylindermechanismus (zweites Halterungsmittel, hydraulisches Schubmittel) 24 für eine Walzenkreuzung beweglich. Obere Kreuzköpfe 25 und 26 zum Haltern des oberen Stützwalzen-Einbaustücks 16 sind oberhalb der oberen Kreuzköpfe 21 und 22 an der Eingangsseite und der Förderseite des Gehäuses 11 vorgesehen. Die oberen Kreuzköpfe 25 und 26 sind durch einen Schraubenmechanismus (mechanisches Schubmittel) 27 und einen Hydraulikzylindermechanismus (hydraulisches Schubmittel) 28 für eine Walzenkreuzung beweglich. Andererseits sind die unteren Kreuzköpfe 29 und 30 zum Haltern des unteren Arbeitswalzen-Einbaustücks 13 in einem unteren Abschnitt des Gehäuses 11 vorgesehen und an der Eingangsseite und der Förderseite des Gehäuses 11 positioniert. Die unteren Kreuzköpfe 29 und 30 sind durch einen Schraubenmechanismus (mechanisches Druckmittel) 31 und einen Hydraulikzylindermechanismus (hydraulisches Schubmittel) 32 beweglich. Untere Kreuzköpfe 33 und 34 zum Haltern des unteren Stützwalzen-Einbaustücks 17 sind unterhalb der unteren Kreuzköpfe 29 und 30 auf der Eingangsseite und der Förderseite des Gehäuses 11 vorgesehen. Die unteren Kreuzköpfe 33 und 34 sind durch einen Schraubenmechanismus (ein mechanisches Schubmittel) 35 und einen hydraulischen Zylindermechanismus (hydraulisches Schubmittel) 36 horizontal beweglich.
Der Hydraulikzylindermechanismus 24 für den der oberen Arbeitswalze 14 entsprechenden oberen Kreuzkopf 22 besteht, wie 2 zeigt, aus einem am Gehäuse 11 befestigten Zylinder 41, einem mit dem oberen Kreuzkopf 22 über eine Stange 42 verbundenen und in dem Zylinder 41 beweglichen Kolben 43, einer Hydraulikpumpe 44, einem hydraulischen Zuführ- und Austragsrohr 45, welches die Hydraulikpumpe 44 und den Zylinder 41 verbindet, und einem Kontraktionsabschnitt 46, der in dem hydraulischen Zuführ- und Austragsrohr 45 vorgesehen ist. Andererseits besteht der Hydraulikzylindermechanismus 28 für den der oberen Stützwalze 18 entsprechenden oberen Kreuzkopf 26 aus einem Paar Zylinder 51a und 51b, die am Gehäuse 11 befestigt sind, Kolben 53a, 53b, die mit dem oberen Kreuzkopf 26 über Stangen 52a, 52b verbunden und in den Zylindern 51a, 51b beweglich sind, der Hydraulikpumpe 44, den hydraulischen Zuführ- und Austragsrohren 55a, 55b, welche die Hydraulikpumpe 44 und die Zylinder 51a, 51b verbinden sowie Kontraktionsabschnitten 56a, 56b, die in den hydraulischen Zuführ- und Austragsrohren 55a, 55b vorgesehen sind.
Der Hydraulikzylindermechanismus 28 für die obere Stützwalze 18 besteht aus den beiden Hydraulikzylindern, kann aber auch aus einem Hydraulikzylinder bestehen. Fernen teilen sich der Hydraulikzylindermechanismus 24 für die obere Arbeitswalze 14 und der Hydraulikzylindermechanismus 28 für die obere Stützwalze 18 die Hydraulikpumpe 44, die Hydraulikpumpen 44 können aber auch separat vorgesehen sein. Die Kontraktionsabschnitte 46, 56a, 56b haben annähernd den gleichen Aufbau und weisen einen Öffnungsbereich auf, der 0,01 bis 0,1% der Zylinder-/Querschnittsfläche jedes Hydraulikzylinders beträgt, um die Walzpositions-Steuergeschwindigkeit auf einem herkömmlichen Pegel zu halten und die dynamische Steifigkeit zu verbessern.
Vorstehend sind die Hydraulikzylindermechanismen 24, 28 beschrieben worden, aber auch die Hydraulikzylindermechanismen 32, 36 weisen den gleichen Aufbau auf. Der Aufbau der Kontraktionsabschnitte 46, 56a, 56b ist nicht auf den oben beschriebenen beschränkt, sondern ihre Längen können so festgelegt werden, dass die Verformungssteifigkeit der Öffnung hinreichend größer ist als die Ölsteifigkeit.
So wird, wenn ein Walzvorgang durchgeführt wird, ein Band S von der Eingangsseite des Gehäuses 11 aus zugeführt und passiert zwischen der oberen Arbeitswalze 14 und der unteren Arbeitswalze 15, denen durch die Anstell-Schraubvorrichtung 20 eine vorbestimmte Belastung vermittelt wird, wodurch das Band S gewalzt wird. Das gewalzte Band S wird von der Förderseite gefördert und einem nachfolgenden Schritt zugeführt. Hierbei erzeugt das Gehäuse 11 einen sich einwärts verengenden Verformungsbetrag δ in Reaktion auf eine Anstell-Schraublast F, wie in 3(a) und 4 gezeigt ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch während des Walzens des Bandes S eine Schubkraft F' auf das Gehäuse 11 durch Betätigen der Schraubmechanismen 23, 27, 31, 35 und der Hydraulikzylindermechanismen 24, 28, 32, 36 ausgeübt, woraufhin der Verformungsbetrag δ des Gehäuses 11 um δ' gemindert wird. Somit entsteht auch dann, wenn das Walzen-Einbaustück 12 um δ' verschoben wird, kein Spalt bzw. Zwischenraum zwischen den Walzen-Einbaustück 12 und dem Gehäuse 11. Infolgedessen bleibt die horizontale dynamische Steifigkeit des Walzwerks hoch. Auch wenn in diesem Zustand ein Walzvorgang mit hoher Walzkraft und einer prozentmäßig hohen Reduktion der Dicke des Bandes durchgeführt wird, kommt es zu keinen starken, wahrscheinlich z.B. einer Reibung zwischen dem gewalzten Band S und den Arbeitswalzen 14, 15 zuzuschreibenden Walzwerk-Vibrationen in dem Gehäuse 11 oder den Arbeitswalzen 14, 15, was einen hocheffizienten Walzvorgang ermöglicht. Ferner kann eine Hysterese während der Steuerung der Arbeitswalzen 14, 15 und der Stützwalzen 18, 19 in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung durch geeignetes Steuern der Druckkraft auf einen unproblematischen Wert reduziert werden.
Wenn ein Walzenaustausch durchzuführen ist, wie in 3(b) gezeigt ist, werden die Kreuzköpfe 21, 22, 25, 26, 29, 30, 33, 34 von den Einbaustücken 12, 13, 16, 17 bei einer Positionsanpassung durch die Hydraulikzylindermechanismen 23, 27, 31, 35 und die Hydraulikzylindermechanismen 24, 28, 32, 36 getrennt, wodurch zwischen ihnen Zwischenräume g gebildet werden. So werden die Kreuzköpfe 21, 22, 25, 26, 29, 30, 33, 34 geöffnet und die oberen und unteren Arbeitswalzen 14, 15 und Stützwalzen 18, 19 können von der Werkstückseite bzw. Arbeitsseite her durch eine vorbestimmte Vorrichtung zurückgezogen und durch neue ersetzt werden.
Bei dem Kreuzungs- bzw. Schrägwalzwerk der vorliegenden Erfindung wird während des Walzens des Bandes S die Druckkraft F' auf das Gehäuse 11 durch die Schraubenmechanismen 23, 27, 31, 35 und die Hydraulikzylindermechanismen 24, 28, 32, 36 in Reaktion auf die auf das Gehäuse 11 einwirkende Anstell-Schraublast F ausgeübt. Somit beträgt der Verformungsbetrag des Gehäuses 11 δ-δ'. In 5(a), 5(b) und 6 dargestellte Graphiken zeigen die Beziehung zwischen der Horizontalverschiebung des Walzen-Einbaustücks und der horizontalen Reaktionskraft des Gehäuses gegenüber dem Walzen-Einbaustück. Der Gradient des Graphen zeigt eine horizontale dynamische Steifigkeit. Angenommen, das Walzen-Einbaustück wird mit der Druckkraft F' gedrückt und der Verformungsbetrag δ' des Gehäuses ist positiv, wie 5(a) zeigt. Wenn nun die Walzen-Einbaustückverschiebung bei Vorhandensein einer externen Kraft etc. während des Walzvorgangs δ' übersteigt, kann die Steifigkeit von dem Gehäusezapfen in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung x der Verschiebung nicht berücksichtigt werden, und der Gradient (die Steifigkeit) nimmt ab. Mit anderen Worten wird die effektive horizontale dynamische Steifigkeit durch ein Vibrationsamplitudenverhältnis η = x₀/δ' bestimmt, wobei die Horizontalamplitude von Walzen-Vibrationen x₀ ist. Je größer η ist (je größer x₀ oder je kleiner δ' ist, umso geringer wird die effektive horizontale dynamische Steifigkeit. Es wird davon ausgegangen, dass andererseits das Walzen-Einbaustück nicht mit der Druckkraft F' gedrückt wird, und der Verformungsbetrag δ' des Gehäuses Null ist oder ein Spalt zwischen dem Walzen-Einbaustück und dem Gehäuse besteht (δ' ist negativ), wie in 5(b) gezeigt ist. In diesem Fall wird die effektive horizontale dynamische Steifigkeit durch ein Vibrationsamplitudenverhältnis η = x₀/δ' bestimmt, wobei die Horizontalamplitude von Walzen-Vibrationen x₀ beträgt. Je größer η ist, umso höher wird die effektive horizontale dynamische Steifigkeit.
Wie in 6 gezeigt ist, wird die Beziehung zwischen dem Spaltbetrag G oder dem Gehäuseverformungsbetrag δ' und der horizontalen dynamischen Steifigkeit ermittelt, wobei die horizontale Amplitude von Vibrationen des Walzen-Einbaustücks x₀ ≈ 0,1 mm beträgt. In dem herkömmlichen Bereich der Spaltkontrolle verursacht ein mit hoher Walzkraft und einer hochprozentigen Reduktion der Dicke des Bandes durchgeführter Walzvorgang Vibrationen an der Arbeitswalze. Wenn der Spaltbetrag G größer ist als die Horizontalamplitude x₀ (links vom Punkt A in 6), kontaktiert das Walzen-Einbaustück nur den Gehäusezapfen auf jeder Eingangsseite oder Förderseite, so dass die horizontale dynamische Steifigkeit gering ist und sich ausgleicht. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Spaltbetrag G mittels des hydraulischen Zylinders mit dem Kontraktionsabschnitt gesteuert. Somit wird Öl in den Zylinder gefüllt, um die Steifigkeit zu erhöhen, und gleichzeitig wird ein Druckverlust an dem Kontraktionsabschnitt gewonnen, wodurch die Dämpfung verstärkt wird. Wenn der Spaltbetrag G abnimmt (nach rechts vom Punkt A in 6), kontaktiert das Walzen-Einbaustück den Gehäusezapfen sowohl an der Eingangsseite als auch der Förderseite während der Vibrationen des Walzen-Einbaustücks, womit die horizontale dynamische Steifigkeit erhöht wird. Ferner wird die horizontale dynamische Steifigkeit infolge des Widerstands des Kontraktionsabschnitts erhöht. Auf diese Weise werden die Walzen-Einbaustücke gegen das Gehäuse durch die Hydraulikzylinder mit den Kontraktionsabschnitten gedrückt, wodurch der horizontale Verformungsbetrag des Gehäuses mittels der Druckkraft F' gesteuert werden kann. So kann die horizontale dynamische Steifigkeit während des Walzvorgang gegenüber früheren Technologien bemerkenswert verbessert werden, und das Auftreten von Vibrationen während des Walzens kann gemindert werden.
Bei einem Vergleich der Daten horizontaler dynamischer Steifigkeit des herkömmlichen Schraubmechanismus und des Hydraulikzylinders mit dem Kontraktionsabschnitt gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt sich heraus, dass sich bei der vorliegenden Ausführungsform die horizontale dynamische Steifigkeit im Vergleich zu der herkömmlichen Technologie durch eine gesteigerte Dämpfung verbessert, wie in 7(a) gezeigt ist. In 7(d) ist ein Beispiel dargestellt, bei dem der Spaltbetrag G = 1,0 mm und die Anfangslast = 0,2 mm ist. Wenn die horizontale dynamische Steifigkeit zunimmt, kann eine Reduzierung oder Verhinderung von Vibrationen auf der Walzstufe aus den folgenden Gründen erzielt werden: falls Vibrationen erzwungene Vibrationen zwischen der Walze und dem Band infolge der externen Kraft F sind, wird eine Vibrationsamplitude am Resonanzpunkt als x = F/2Kζ, wobei K die modale Steifigkeit eines Resonanzmodus ist, ζ ein als Dämpfungsverhältnis bezeichneter Betrag ist, und 2Kζ ein als dynamische Steifigkeit definierter Betrag ist. Wenn die externe Kraft F konstant ist, nimmt die Amplitude in umgekehrtem Verhältnis zur dynamischen Steifigkeit ab. Kurz gesagt wird dadurch ausgedrückt, dass bei zunehmender dynamischer Steifigkeit die Amplitude abnimmt. Wenn Vibrationen selbst-erregte Vibrationen sind, kommen Vibrationen in dem Fall vor, bei dem die Erregungsgröße P > 2Kζ erfüllt ist. Dies bedeutet, dass bei zunehmender dynamischer Steifigkeit ein Bereich mit 2Kζ breiter wird, wobei ein stabiler Walzbereich, in dem keine Vibrationen auftreten, verbreitert wird. Somit wird der stabile Walzbereich durch die Zunahme an dynamischer Steifigkeit verbreitert, wie in 7(c) gezeigt ist.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird ein Quarto- Walzwerk als Walzwerk der vorliegenden Erfindung eingesetzt und wird als separater Kreuzkopftyp beschrieben. Dieser Aufbau ist jedoch nicht einschränkend.
[Zweite Ausführungsform]
Bei einem Schrägwalzwerk gemäß einer zweiten Ausführungsform, wie es in 8 gezeigt ist, sind obere und untere Arbeitswalzen 64 und 65 drehbar durch obere und untere Arbeitswalzen-Einbaustücke 62 und 63 als von einem Gehäuse 61 gehaltertes Paar gelagert. Obere und untere Stützwalzen 68 und 69 sind durch obere und untere Stützwalzen-Einbaustücke 66 und 67 als von dem Gehäuse 61 gehaltertes Paar gelagert. Eine Anstell-Schraubvorrichtung 70 zum Aufbringen einer Walzlast ist in einem oberen Abschnitt des Gehäuses 61 vorgesehen. Obere Kreuzköpfe 71 und 72 zum Haltern der oberen Walzen-Einbaustücke 62 und 66 sind an einer Eingangsseite und einer Förderseite des Gehäuses 61 vorgesehen. Die oberen Kreuzköpfe 71 und 72 sind durch einen Schraubmechanismus 73 und einen Hydraulikzylindermechanismus 74 horizontal beweglich. Andererseits sind untere Kreuzköpfe 75 und 76 zum Haltern der unteren Walzen-Einbaustücke 63 und 67 an der Eingangsseite und der Förderseite des Gehäuses 61 vorgesehen. Die unteren Kreuzköpfe 75 und 76 sind durch einen Schraubmechanismus 77 und einen Hydraulikzylindermechanismus 78 horizontal beweglich.
Der Hydraulikzylindermechanismus 74 oder 78 besteht aus einem am Gehäuse 61 befestigten Zylinder, einem mit dem Kreuzkopf 72 oder 76 über eine Stange verbundenen Kolben, der im Zylinder beweglich ist, einer Hydraulikpumpe, einem hydraulischen Zuführ- und Austragsrohr, welches die Hydraulikpumpe und den Zylinder verbindet, und einem in dem hydraulischen Zuführ- und Austragsrohr vorgesehenen Kontraktionsabschnitt, obwohl diese Elemente nicht auf die gleiche Weise wie bei der vorhergehenden Ausführungsform dargestellt sind.
Wenn ein Walzvorgang durchgeführt wird, wird somit ein Band S von der Eingangsseite des Gehäuses 61 zugeführt und zwischen der oberen Arbeitswalze 64 und der unteren Arbeitswalze 65 unter einer vorbestimmten Last durch die Anstell-Schraubvorrichtung 70 durchgeführt, wodurch das Band S gewalzt wird. Das gewalzte Band S wird von der Förderseite geliefert und einem nachfolgenden Schritt zugeführt. Hierbei erzeugt das Gehäuse 61 einen sich einwärts verschmälernden Verformungsbetrag δ in Reaktion auf eine Anstell-Schraublast F. Es wird jedoch eine Druckkraft F' auf das Gehäuse 61 durch Betätigen der Schraubmechanismen 73, 77 und der Hydraulikzylindermechanismen 74, 78 ausgeübt, woraufhin der Verformungsbetrag δ des Gehäuses 61 um δ' gemindert wird. Somit erhöht sich die horizontale dynamische Steifigkeit des Walzwerks. Auch wenn der Walzvorgang in diesem Zustand mit hoher Walzkraft und einer hochprozentigen Verringerung der Dicke des Bandes durchgeführt wird, kommt es zu keinen wahrscheinlich beispielsweise einer Reibung zwischen dem gewalzten Band S und den Arbeitswalzen 64, 65 zuzuschreibenden starken Walzwerk-Vibrationen in dem Gehäuse 61 oder in den Arbeitswalzen 64, 65, womit ein hocheffizienter Walzvorgang ermöglicht wird.
[Dritte Ausführungsform] entfällt
[Vierte Ausführungsform]
Bei einem Kreuzungs- bzw. Schrägwalzwerk gemäß einer vierten Ausführungsform, wie es in 10 gezeigt ist, sind obere Arbeitswalzen-Einbaustücke 12a und 12b rechts und links einer oberen Arbeitswalze 14 durch Hydraulikzylindermechanismen 101a, 101b, die an einer Eingangsseite angeordnet sind, und Keilmechanismen (mechanische Schubmittel) 102a, 102b, die an einer Förderseite angeordnet sind, horizontal beweglich. Halbrunde Auskleidungsteile 103a, 103b sind zwischen die Arbeitswalzen-Einbaustücke 12a, 12b, die Hydraulikzylindermechanismen 101a, 101b und Keilmechanismen 102a, 102b eingefügt. Ein ähnlicher Aufbau ist für eine untere Arbeitswalze vorgesehen. Die Hydraulikzylindermechanismen 101a, 101b weisen jeweils einen Zylinder, einen Kolben, eine Hydraulikpumpe, ein hydraulisches Zuführ- und Austragsrohr und einen Kontraktionsabschnitt wie bei den vorangehenden Ausführungsformen auf. Die Keilmechanismen 102a, 102b bestehen aus linken und rechten Zylinderstangen 104a und 104b als Paar, von denen ein Endabschnitt mit einem Gehäuse 11 gekoppelt ist, einem Kreuzungskeil 106 mit geneigten Oberflächen 105a und 105b, die in deren linken und rechten Endabschnitten ausgebildet sind und deren andere Endabschnitte der Zylinderstangen 104a und 104b beweglich darin eingesetzt sind und damit so gehaltert sind, dass sie entlang einer Axialrichtung der Arbeitswalze 14 beweglich sind, sowie Keil-Auskleidungsteile 108a und 108b, die zwischen den Auskleidungsteilen 103a und 103b und den geneigten Oberflächen 105a und 105b des Kreuzungskeils 106 entlang einer zur Axialrichtung der Arbeitswalze senkrechten Richtung durch Keil-Auskleidungsführungen 107a und 107b beweglich sind, die an beiden Seiten des Gehäuses 11 befestigt sind.
Wenn der Kreuzungswinkel der Arbeitswalze 14 einzustellen ist, werden somit die Hydraulikzylinder mechanismen 101a, 101b und Keilmechanismen 102a, 102b synchron betätigt. Hierbei werden die Keilmechanismen 102a, 102b durch Zuführen eines Hydraulikdrucks zu einer der Ölkammern 109a und 109b betätigt, um den Kreuzungskeil 106 auf eine Seite zu bewegen, wodurch die Keillinien 108a, 108b über die geneigten Oberflächen 105a, 105b verschoben werden und somit die Arbeitswalzen-Einbaustücke 12a, 12b bewegen. Während des Walzvorgangs wird andererseits eine horizontale Druckkraft auf das Gehäuse 11 durch die Hydraulikzylindermechanismen 101a, 101b und die Keilmechanismen 102a, 102b ausgeübt. Infolgedessen wird der sich einwärts verschmälernde Verformungsbetrag des Gehäuses 11, der auf eine Anstell-Schraublast anspricht, verringert, und die horizontale dynamische Steifigkeit des Walzwerks nimmt zu. Auch wenn der Walzvorgang in diesem Zustand mit hoher Walzkraft und einer hochprozentigen Reduktion der Dicke des Bandes ausgeführt wird, kommt es nicht zu starken Vibrationen, womit ein hocheffizienter Walzvorgang ermöglicht wird. Hierbei wird bei den Keilmechanismen 102a, 102b der Kreuzungswinkel der Arbeitswalze 14 durch den Kreuzungskeil 106 bestimmt, so dass eine Positionierung mit hoher Genauigkeit möglich wird.
[Fünfte Ausführungsform]
Bei einem Schrägwalzwerk gemäß einer fünften Ausführungsform, wie sie in 11 gezeigt ist, ist ein oberer Kreuzkopf 21 an einer Eingangsseite in einer oberen Arbeitswalze 14 durch einen Hydraulikzylindermechanismus 111 beweglich, während ein oberer Kreuzkopf 22 an einer Förderseite durch einen Schraubmechanismus 112 beweglich ist. Ein oberer Kreuzkopf 25 an einer Eingangsseite in einer oberen Stützwalze 18 ist durch einen Hydraulikzylindermechanismus 113 beweglich, während ein Kreuzkopf 26 an einer Förderseite durch einen Schraubmechanismus 114 beweglich ist. Desgleichen sind eine untere Arbeitswalze und eine untere Stützwalze auf ähnliche Weise strukturiert.
Der Hydraulikzylindermechanismus 111 besteht wie bei den vorangehenden Ausführungsformen aus einem Zylinder 115, einem mit einer Stange 116 verbundenen Kolben 117, einer Hydraulikpumpe 118 und einem hydraulischen Zuführ- und Austragsrohr 119, und ein Kontraktionsabschnitt 120 sowie ein vergrößerter Abschnitt 121 sind in dem hydraulischen Zuführ- und Austragsrohr 119 vorgesehen. Desgleichen besteht der Hydraulikzylindermechanismus 113 aus einem Paar Zylinder 122a und 122b, mit Stangen 123a, 123b verbundenen Kolben 124a, 124b und hydraulischen Zuführ- und Austragsrohren 125a, 125b. Kontraktionsabschnitte 126a, 126b sowie vergrößerte Abschnitte 127a, 127b sind in hydraulischen Zuführ- und Austragsrohren 125a, 125b vorgesehen.
Wenn der Kreuzungswinkel der Arbeitswalzen 14 einzustellen ist, werden somit die Hydraulikzylindermechanismen 111, 113 und die Schraubmechanismen 112, 114 synchron betätigt. In diesem Fall wird ein Hydraulikdruck der Hydraulikpumpe 118 über die hydraulischen Zuführ- und Austragsrohre 119, 125a, 125b zugeführt und von dieser ausgetragen. Während des Walzvorgangs kommt es zu Druckänderungen, die auf Hydraulikzylinderänderungen entsprechend Walzwerk-Vibrationen ansprechen, in den Zuführ- und Austragsrohren. Falls die Frequenz einer Druckwelle als Erregerquelle nahe an eine Säulenresonanzfrequenz herankommt, kann es zu einer Resonanzerscheinung kommen. Diese Säulenresonanzfrequenz f kann aus der folgenden Gleichung berechnet werden: f = (C/2L)·nwobei L die Länge der Rohrleitung ist (die Länge von der Hydraulikpumpe 118 bis zum Kontraktionsabschnitt 120, 126a oder 126b), c die Schallgeschwindigkeit ist, und n der Modus ist. Falls die Länge des Rohrs verkürzt wird, kann die Säulenresonanzfrequenz f höher als der beabsichtigte Eigenwert von Walzwerk-Vibrationen sein, und eine Resonanz kann vermieden werden. Bei einem Walzwerk wird jedoch die Länge der Rohrleitung von der Hydraulikquelle (Hydraulikpumpe) zu dem Hydraulikzylindermechanismus vorab bestimmt und ist schwer zu verkürzen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind daher die vergrößerten bzw. verbreiterten Abschnitte 121, 127a, 127b in den hydraulischen Zuführ- und Austragsrohren 119, 125a, 125b vorgesehen. 12 zeigt die Beziehung zwischen den der Druckwellenfrequenz und der Dämpfungskapazität unter verschiedenen Bedingungen. Gemäß 12 treten Resonanzpunkte mit hoher Dämpfung auf, wenn nur der Hydraulikzylinder eingesetzt wird, während Anti-Resonanzpunkte mit extrem niedriger Dämpfungskapazität auftreten. Das Vorkommen solcher extrem niedriger Dämpfungskapazität führt zu Abnahmen der dynamischen Steifigkeit und führt zu einem größeren Problem bei der Steuerung bzw. Überwachung von Vibrationen.
In der vorliegenden Ausführungsform nach obiger Beschreibung sind die vergrößerten bzw. verbreiterten Abschnitte 121, 127a, 127b sowie die Kontraktionsabschnitte 120, 126a, 126b in den hydraulischen Zuführ- und Austragsrohren 119, 125a, 125b vorgesehen. Durch diese Maßnahme werden Resonanzpunkte vermieden, um Anti-Resonanzpunkte mit niedriger Dämpfungskapazität zu eliminieren und die notwendige Dämpfungskapazität bei allen Frequenzen zu gewährleisten. Bei Vorhandensein nur der Kontraktionsabschnitte müssen die vergrößerten Abschnitte nicht vorgesehen werden, falls eine ausreichende Dämpfung in dem entsprechenden Druckwellen-Frequenzbereich vorhanden ist.
Wie in den obigen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist eines der eingangsseitigen Schubmittel und der förderseitigen Schubmittel zum Walzenkreuzen der oberen und unteren Arbeitswalzen 14 und 15 der Schraubmechanismus oder Keilmechanismus, die mechanische Schubmittel sind, während das andere des eingangsseitigen Schubmittels und des förderseitigen Schubmittels ein Hydraulikzylindermechanismus ist, der ein hydraulisches Schubmittel ist, wobei die Kontraktionsabschnitte in den hydraulischen Zuführ- und Austragsrohren der hydraulischen Zylindermechanismen vorgesehen sind. Dadurch wird die horizontale dynamische Steifigkeit erhöht, um Vibrationen zu unterdrücken. Es wird bevorzugt, dass das Walzwerk der vorliegenden Erfindung, das diese Merkmale aufweist, auf einen Warmwalzvorgang angewandt wird. Das heißt, dass beim Warmwalzen ein auf eine hohe Temperatur erhitztes Band zwischen oberen und unteren Arbeitswalzen mit hoher Geschwindigkeit in Eingriff steht und dadurch gewalzt wird. Somit ist die Druckkraft während des Eingriffs des Bandes zwischen den Arbeitswalzen höher als beim Kaltwalzen. Außerdem ist die Anzahl von Malen, die die Druckkraft ausgeübt wird, sehr groß, und der Walzbetrag (die Walzkraft) des Bandes ist hoch. Somit können hierbei auftretende Vibrationen wirksam durch Anwendung des Walzwerks der vorliegenden Erfindung gemindert werden.
Bei den obigen Ausführungsformen sind außerdem die Schraubmechanismen als mechanische Schubmittel für die Arbeitswalze und die Stützwalze an der Eingangsseite vorgesehen, und die Hydraulikzylindermechanismen sind als hydraulische Schubmittel für die Arbeitswalze und die Stützwalze an der Förderseite vorgesehen. Alternativ sind die Hydraulikzylindermechanismen als hydraulisches Schubmittel an der Eingangsseite vorgesehen, und die Schraubmechanismen sind an der Förderseite vorgesehen. Es kann irgendeines dieser Merkmale angewandt werden, und auch Keilmechanismen können als mechanische Schubmittel eingesetzt werden. Tatsächlich ist die Stützwalze gegenüber der Arbeitswalze stromauf in der Transportrichtung des Bandes versetzt. Somit ist es erwünscht, dass mechanische Schubmittel an der Förderseite der Arbeitswalze angeordnet werden, und mechanische Schubmittel an der Eingangsseite der Stützwalze angeordnet werden. Übrigens sind sowohl die mechanischen Schubmittel als auch die hydraulischen Schubmittel für die Arbeitswalze und die Stützwalze vorgesehen, sie können aber auch nur für die Arbeitswalze vorgesehen sein. Bei den oben erwähnten Ausführungsformen wird das Walzwerk der vorliegenden Erfindung als auf ein Schrägwalzwerk angewandt beschrieben, es kann aber auch auf einen anderen Walzwerk-Typ angewandt sein.
[Sechste Ausführungsform]
Ein Walzwerk gemäß einer sechsten Ausführungsform ist ein Offset-Walzwerk, bei dem obere und untere Stützwalzen in Bezug auf obere und untere Arbeitswalzen geringfügig nach hinten in der Transportrichtung des Bandes versetzt sind. Bei diesem Offset-Walzwerk gemäß 13 sind obere und untere Arbeitswalzen 14 und 15 drehbar durch Arbeitswalzen-Einbaustücke 12 und 13 gehaltert. Die Arbeitswalzen-Einbaustücke 12 und 13 haben eine Eingangsseite, die so gehaltert ist, dass sie von den Hydraulikzylindermechanismen 131, 132 geschoben bzw. gedrückt werden kann, und haben eine von den Gehäuse-Auskleidungsabschnitten 133, 134 eines Gehäuses 11 gehalterte Förderseite. Obere und untere Stützwalzen 18 und 19 sind durch Stützwalzen-Einbaustücke 16 und 17 drehbar gelagert. Die Stützwalzen-Einbaustücke 16, 17 sind an ihrer Eingangsseite durch Gehäuse-Auskleidungsabschnitte 135, 136 gelagert und sind an ihrer Förderseite so gelagert, dass sie von Hydraulikzylindermechanismen 137, 138 gedrückt bzw. geschoben werden können. In diesem Fall sind die Arbeitswalzen 14, 15 und die Stützwalzen 18, 19 relativ zueinander um T in der Durchlaufrichtung des Bandes versetzt. Die Hydraulikzylindermechanismen 131, 132, 137, 138 sind am Gehäuse 11 angebracht und haben jeweils einen Kontraktionsabschnitt (nicht gezeigt). Die Gehäuse-Auskleidungsabschnitte 133, 134, 135, 136 tragen horizontal die Walzen-Einbaustücke 12, 13, 16, 17 im Zusammenwirken mit der Druckkraft der Hydraulikzylindermechanismen 131, 132, 137, 138.
Während des Walzvorgangs wird daher eine horizontale Druckkraft durch Schieben bzw. Drücken der Walzen-Einbaustücke 12, 13, 16, 17 gegen die Gehäuse-Auskleidungsabschnitte 133, 134, 135, 136 des Gehäuses 11 durch die Hydraulikzylindermechanismen 131, 132, 137, 138 ausgeübt. Die horizontale Druckkraft verstärkt die horizontale dynamische Steifigkeit des Walzwerks, wenn sie mit einem sich einwärts verschmälernden Verformungsbetrag des Gehäuses 11 in Reaktion auf eine Anstell-Schraublast gekoppelt ist. Auch wenn der Walzvorgang in diesem Zustand mit einer hohen Walzkraft und einer hochprozentigen Reduktion der Dicke des Bandes durchgeführt wird, kommt es zu keinen starken Vibrationen, womit ein hocheffizienter Walzvorgang ermöglicht wird. Außerdem steuern die Hydraulikzylindermechanismen mit ihren Kontraktionsabschnitten einen Spaltbetrag G. Für diesen Zweck wird Öl in den Zylinder gefüllt, um die Steifigkeit zu erhöhen und gleichzeitig einen Druckverlust am Kontraktionsabschnitt zu erzielen, wodurch eine Dämpfung verbessert wird. Auf diese Weise kann die horizontale dynamische Steifigkeit während des Walzvorgangs erhöht werden, und ein Auftreten von Vibrationen während des Walzvorgangs kann gemindert werden.
[Siebte Ausführungsform]
Ein Walzwerk gemäß einer siebten Ausführungsform ist ein Shift-Walzwerk, bei dem obere und untere Arbeitswalzen in der Walzenachsrichtung verschoben werden können. Bei diesem Shift-Walzwerk sind, wie 14 zeigt, obere und untere Arbeitswalzen 14 und 15 durch Arbeitswalzen-Einbaustücke 12 und 13 drehbar gelagert. Die Arbeitswalzen-Einbaustücke 12, 13 sind an einer Eingangsseite so gehaltert, dass sie von den Hydraulikzylindermechanismen 141, 142 geschoben werden können, und sind an einer Förderseite durch Gehäuse-Auskleidungsabschnitte 143, 144 eines Gehäuses 11 gehaltert. Obere und untere Stützwalzen 18 und 19 sind durch Stützwalzen-Einbaustücke 16 und 17 drehbar gelagert. Die Stützwalzen-Einbaustücke 16, 17 sind an der Eingangsseite von Gehäuse-Auskleidungsabschnitten 145, 146 gehaltert, und sind an einer Förderseite so gehaltert, dass sie durch Hydraulikzylindermechanismen 147, 148 geschoben werden können. Die Hydraulikzylindermechanismen 141, 142, 147, 148 sind am Gehäuse 11 angebracht und haben jeweils einen Kontraktionsabschnitt (nicht dargestellt). Die Gehäuse-Auskleidungsabschnitte 143, 144, 145, 146 tragen horizontal die Walzen-Einbaustücke 12, 13, 16, 17 in Zusammenwirken mit der Druckkraft der Hydraulikzylindermechanismen 141, 142, 147, 148.
Während des Walzvorgangs wird daher eine horizontale Druckkraft durch Schieben der Walzen-Einbaustücke 12, 13, 16, 17 gegen die Gehäuse-Auskleidungsabschnitte 143, 144, 145, 146 des Gehäuses 11 durch die Hydraulikzylindermechanismen 141, 142, 147, 148 ausgeübt. Diese horizontale Druckkraft gekoppelt mit einem sich einwärts verschmälernden Verformungsbetrag des Gehäuses 11, der auf eine Anstell-Schraublast anspricht, erhöht die horizontale dynamische Steifigkeit des Walzwerks. Auch wenn ein Walzvorgang in diesem Zustand mit hoher Walzkraft und hochprozentiger Reduktion der Dicke des Bandes durchgeführt wird, kommt es zu keinen starken Vibrationen, womit ein hocheffizienter Walzvorgang ermöglicht wird.
Außerdem steuern die Hydraulikzylindermechanismen mit ihren Kontraktionsabschnitten einen Spaltbetrag G. Für diesen Zweck wird Öl in den Zylinder gefüllt, um die Steifigkeit zu erhöhen und gleichzeitig einen Druckverlust am Kontraktionsabschnitt zu gewinnen, wodurch eine Dämpfung verbessert wird. Auf diese Weise kann die horizontale dynamische Steifigkeit während des Walzvorgangs verstärkt werden, und ein Auftreten von Vibrationen während des Walzvorgangs kann gemindert werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben wurde, kann das Walzwerk der vorliegenden Erfindung Spalte bzw. Zwischenräume zwischen Walzen-Einbaustücken und einem Gehäuse während des Walzvorgangs eliminieren, um eine horizontale dynamische Steifigkeit zu verstärken, wodurch Walzwerk-Vibrationen gemindert werden und ein hoffeffizienter Walzvorgang ermöglicht wird. Dieses Walzwerk wird bevorzugt als Kreuzungs- bzw. Schrägwalzwerk, als Offset-Walzwerk und als Shift-Walzwerk eingesetzt.

Claims

Walzwerk mit: einem Gehäuse (11; 61), oberen und unteren Arbeitswalzen-Einbaustücken im Paar (12, 13; 62, 63), die von dem Gehäuse (11; 61) getragen, oberen und unteren Arbeitswalzen (14, 15; 64, 65) im Paar, die einander gegenüberliegen und von den oberen und unteren Arbeitswalzen-Einbaustücken (12, 13; 62, 63) drehbar gelagerte Wellen aufweisen, Anstell-Schraubmitteln (20; 70), die in einem oberen Abschnitt des Gehäuses (11; 61) vorgesehen sind und einen vorbestimmten Druck auf die obere Arbeitswalze (14; 64) ausüben können, ersten oberen und unteren Halterungs- bzw. Lagermitteln (21, 29; 71) als Paar, die ein auf einer Seite in einer Transportrichtung eines Bandmaterials (S) im Gehäuse (11; 61) vorgesehen und so ausgelegt sind, dass sie die oberen und unteren Arbeitswalzen-Einbaustücke (12, 13; 62, 63) haltern, und zweiten oberen und unteren Halterungs- bzw. Lagermitteln (22, 30; 72) als Paar, die ein auf einer entgegengesetzten Seite in der Transportrichtung des Bandmaterials (S) im Gehäuse (11; 61) vorgesehen und so ausgelegt sind, dass sie die oberen und unteren Arbeitswalzen-Einbaustücke (12, 13; 62, 63) haltern, wobei eines der ersten Halterungsmittel und der zweiten Halterungsmittel mechanische Schubmittel (23, 31; 73, 77; 102; 112) oder das Gehäuse (11) umfasst, während das andere der ersten Halterungsmittel und der zweiten Halterungsmittel hydraulische Schubmittel (24, 32; 74, 78; 101; 111; 131, 132; 141, 142) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass Kontraktionsabschnitte (46; 120) in hydraulischen Zuführ- und Abführrohren bzw. -leitungen (45; 119) der hydraulischen Schubmittel (24, 32; 74, 78; 101; 111; 131, 132; 141, 142) vorgesehen sind.
Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzwerk ein Kreuzungs- bzw. Schrägwalzwerk ist, bei dem sich obere und untere Arbeitswalzen-Einbaustücke (14, 15; 64, 65) geringfügig kreuzen, das erste Halterungsmittel ein eingangsseitiges Schubmittel ist, das an einer Eingangsseite des Gehäuses (11; 61) vorgesehen ist und die oberen und unteren Arbeitswalzen-Einbaustücke (12, 13; 62, 63) in der Transportrichtung des Bandmaterials (S) verschieben kann, und das zweite Halterungsmittel ein austragseitiges Schubmittel ist, das auf einer Austragseite des Gehäuses (11; 61) vorgesehen ist und die oberen und unteren Arbeitswalzen-Einbaustücke (12, 13; 62, 63) in der Transportrichtung des Bandmaterials (S) verschieben kann.
Walzwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Schubmittel Schrauben- bzw. Spindelmechanismen (82; 77; 112, 114) umfasst.
Walzwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Schubmittel Keilmechanismen (106) umfasst.
Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit: oberen und unteren Stützwalzen-Einbaustücken (16, 17; 66, 67) als Paar, die von dem Gehäuse (11; 61) getragen sind, und oberen und unteren Stützwalzen (18, 19; 68, 69) als Paar, die einander entgegengesetzt sind und deren Wellen von den oberen und unteren Stützwalzen-Einbaustücken (16, 17; 66, 67) drehbar gelagert sind, wobei eines der oberen und unteren eingangsseitigen Schubmittel (27, 35; 73, 77; 113) und der austragseitigen Schubmittel (28, 36; 74, 78; 114, 137, 138; 147, 148) als Paar, welche die oberen und unteren Stützwalzen-Einbaustücke (16, 17; 66, 67) in einer Horizontalrichtung verschieben können, ein mechanisches Schubmittel oder das Gehäuse (11) ist, während das andere der eingangsseitigen Schubmittel und der austragseitigen Schubmittel ein hydraulisches Schubmittel ist, und Kontraktionsabschnitte (56a, 56b; 126a, 126b) in hydraulischen Zuführ- und Abführrohren bzw. -leitungen (55a, 55b; 125a, 125b) des hydraulischen Schubmittels vorgesehen sind.
Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vergrößerte bzw. erweiterte Abschnitte (121, 127a, 127b) in den hydraulischen Zuführ- und Abführleitungen (119, 125a, 125b) vorgesehen sind.
Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontraktionsabschnitte (45; 120), die in den hydraulischen Zuführ- und Abführleitungen (45; 119) der hydraulischen Schubmittel (24, 32; 74, 78; 101; 111; 131, 132; 141, 142) vorgesehen sind, eine Öffnungsfläche aufweisen, die 0,01 bis 0,1% einer Zylinder-Querschnittsfläche jedes hydraulischen Zylinders in den hydraulischen Schubmitteln (24, 32; 74, 78; 101; 111; 131, 132; 141, 142) beträgt.
Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzwerk ein versetztes bzw. Offset-Walzwerk ist, bei dem obere und untere Stützwalzen (18, 19) als Paar jeweils in Kontakt mit den oberen und unteren Arbeitswalzen (14, 15) stehen, von dem Gehäuse (11) über Stützwalzen-Einbaustücke (16, 17) getragen werden, und die oberen und unteren Stützwalzen (18, 19) in Bezug auf die oberen und unteren Arbeitswalzen (14, 15) in der Transportrichtung des Bandmaterials (S) geringfügig nach hinten versetzt sind, das erste Halterungsmittel ein hydraulisches Schubmittel (131, 132) ist, das entweder an einer Eingangsseite oder einer Austragseite des Gehäuses (11) vorgesehen ist und die oberen und unteren Arbeitswalzen-Einbaustücke (12, 13) in der Transportrichtung des Bandmaterials (S) verschieben kann und die Kontraktionsabschnitte aufweist, und das zweite Halterungsmittel Gehäuse-Auskleidungsabschnitte (133, 134) sind, die auf der anderen, der Eingangsseite oder der Austragseite des Gehäuses (11) vorgesehen sind.
Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzwerk ein Verschiebe-Walzwerk zum Verschieben der oberen und unteren Arbeitswalzen (14, 15) als Paar in einer Walzen-Achsrichtung ist, das erste Halterungsmittel ein hydraulisches Schubmittel (141, 142) ist, das an einer Eingangsseite oder einer Austragseite des Gehäuses (11) vorgesehen ist und die oberen und unteren Arbeitswalzen-Einbaustücke (12, 13) in der Transportrichtung des Bandmaterials (S) verschieben kann, und das die Kontraktionsabschnitte aufweist, und das zweite Halterungsmittel Gehäuse-Auskleidungsabschnitte (143, 144) sind, die auf der anderen, der Eingangsseite oder der Austragseite des Gehäuses (11) vorgesehen sind.