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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Walzwerk zum Erzeugen von Platten
oder Bändern
und insbesondere auf ein Walzwerk, bei dem eine Walze durch eine
mittige Abstützung
zum Steuern der Durchbiegung der Walze unterstützt ist, wodurch die gewalzten
Platten oder Bänder
in ihren Querschnitten eine hohe Dickengenauigkeit besitzen.
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Technischer
Hintergrund
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Es
gibt verschiedenartige Walzwerke zum Walzen von Platten oder Bändern. Die
am häufigsten verwendeten
Walzwerke sind Duowalzwerke (two-high rolling mill), Quadrowalzwerke
(four-high rolling mill) und HC-Walzwerke (HC mill). Diese herkömmlichen
Walzwerke besitzen einige Nachteile. Wenn ein gewalztes Teil das
Walzgerüst
passiert, ergibt sich eine stärkere
Biegeverformung an den Walzen, da die Zapfen der Walzen einer enormen
Walzkraft unterworfen werden. Die Verformung der Walzen führt zu dem
Dickenfehler im Querschnitt des gewalzten Teils (der gewalzten Platte
oder des gewalzten Bandes) und beeinflusst somit die Qualität des gewalzten
Teils stark. Um dieses Problem zu lösen, ist vorgeschlagen worden,
den Durchmesser der Walzen zu vergrößern. Die Walzwerke mit vier
Walzen und HC-Walzwerke betreffend ist vorgeschlagen worden, den
Durchmesser der Stützwalzen
zu vergrößern. Wenn
jedoch der Durchmesser der Walzen zunimmt, führt dies zu einer plötzlichen
Zunahme der Walzkraft. Die Veränderung
der Walzkraft wiederum bewirkt eine Zunahme der Biegeverformung
der Walzen, die noch immer zu einem größeren Dickenfehler im Querschnitt
des gewalzten Teils führt
(siehe beispielsweise GB-A-379584).
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Aufgabe der
Erfindung
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Daher
ist die Erfindung auf das Lösen
des oben genannten Problems der Biegeverformung der Walzenkörper gerichtet.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein hochgenaues Walzwerk zum Walzen
von Platten oder Bändern
zu schaffen, bei dem die Biegeverformung der Walze wesentlich verringert
ist, wodurch sich die Dimensionsgenauigkeit des gewalzten Teils
wesentlich erhöht.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfüllt durch Vorsehen eines Walzwerks
zum Walzen von Platten oder Bändern,
das ein Walzgerüst,
einen oberen Querträger
und einen unteren Querträger, eine
Pressvorrichtung, Walzensitze, ein oberes Walzensystem und ein unteres
Walzensystem umfasst, wobei der obere und der untere Querträger am oberen
bzw. am unteren Ende des Walzgerüsts
angebracht sind, die Pressvorrichtung an dem Walzgerüst entsprechend
den beiden Enden des Querträgers angebracht
ist und den oberen und/oder den unteren Querträger bewegen kann, um die Größe des Zwischenraums
zwischen den zwei Walzen einzustellen, wobei das obere und das untere
Walzensystem und wenigstens einer der Walzensitze zwischen dem oberen
und dem unteren Querträger
angeordnet sind, zwischen den Walzensitzen und dem oberen und dem
unteren Querträger
Stützfutter
angeordnet sind und zwischen den Walzensystemen und den Walzensitzen
Lager angeordnet sind, wobei die Stützfutter und die Lager so angeordnet
sind, dass sie auf dem Mittelabschnitt der Walzensystemeinnerhalb
des Bereichs der Länge
der Walzen ausgerichtet sind.
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Vorzugsweise
sind die Lager bogenförmige Gleitlager.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Walzwerk zum
Walzen von Platten oder Bändern
vorgesehen, das ein Walzgerüst,
einen oberen Querträger
und einen unteren Querträger,
eine Pressvorrichtung, Walzensitze, ein oberes Walzensystem und
ein unteres Walzensystem umfasst, wobei der obere und der untere
Querträger
an einem oberen Ende bzw. an einem unteren Ende des Walzgerüsts befestigt
sind, wenigstens ein Walzensitz und das obere sowie das untere Walzensystem
zwischen dem oberen und dem unteren Querträger vorgesehen sind und die
Pressvorrichtung an einem Mittelabschnitt des oberen und/oder des
unteren Querträgers
vorgesehen ist und die Walzensitze, die mit der Pressvorrichtung
in Kontakt sind, nach oben und nach unten bewegen kann, um den Zwischenraum
zwischen den beiden Walzen einzustellen, wobei zwischen den Walzensitzen
und dem oberen und dem unteren Walzensystem Lager vorgesehen sind,
die so angeordnet sind, dass sie auf den Mittelabschnitt der Walzensysteme
innerhalb des Bereichs der Länge
der Walzen ausgerichtet sind.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird die Biegeverformung der Walzen während des
Walzvorgangs wesentlich verringert, da die Unterstützungen zur Ausrichtung
des Mittelabschnitts der Walzen vorgesehen sind anstatt an den beiden
Walzenzapfen zum Mittelabschnitt wie beim Stand der Technik, nämlich durch
Anordnen der Stützvorrichtungen
wie etwa Lagern, Stützfutter
oder Pressvorrichtungen usw. in dem Bereich, der dem Mittelabschnitt
der Walzenkörperachse
der Arbeitswalze entspricht. Im Ergebnis verkleinert sich der Dickenfehler
im Querschnitt des gewalzten Teils und nimmt die Dimensionsgenauigkeit
zu.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnung
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Die
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden in Verbindung mit der begeleitenden Zeichnung
genau beschrieben. In der Zeichnung sind:
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1 eine
schematische Vorderansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine
schematische Seitenansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung;
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3 eine
schematische Vorderansicht der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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4 eine
schematische Seitenansicht der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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5 eine
schematische Vorderansicht der dritten Ausführungsform der Erfindung;
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6 eine
schematische Seitenansicht der dritten Ausführungsform der Erfindung;
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7 eine
schematische Vorderansicht der vierten Ausführungsform der Erfindung;
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8 eine
schematische Seitenansicht der vierten Ausführungsform der Erfindung;
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9 eine
schematische Vorderansicht eines Walzwerks mit vier Walzen des Standes
der Technik; und
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10 eine
schematische Seitenansicht eines Walzwerks mit vier Walzen des Standes
der Technik.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Das
Folgende ist eine genaue Beschreibung der vorliegenden Erfindung.
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In
der oben erwähnten
schematischen Zeichnung sind die Anordnungsweisen der Arbeitswalzen
eines Walzwerks nicht angegeben. Gleiche oder ähnliche Komponenten in jeder
Figur sind mit demselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Die 9 und 10 sind
schematische Ansichten, die die herkömmlichen Walzwerke mit vier Walzen
zeigen. Die zwei Enden der Walzen (Arbeitswalzen oder Stützwalzen)
sind an dem Rahmen des Walzwerks abgestützt, so dass die Hälse der
Walze einer enormen Walzkraft unterworfen werden. Während des
Walzens tritt infolge der Walzkraft unvermeidlich eine Biegeverformung
der Walze auf, so dass die gewalzte Platte oder das gewalzte Band
in seiner Breitenrichtung eine ungleichmäßige Dicke aufweist. Die Dicke
des gewalzten Teils erfüllt
die Genauigkeitsanforderung nicht und beeinflusst die Qualität des gewalzten
Teils wesentlich.
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Die 1 und 2 zeigen
die erste Ausführungsform
eines Walzwerks mit der mittigen Unterstützung der vorliegenden Erfindung.
Das Walzwerk umfasst ein Walzgerüst 4,
das aus einem rechten Teil und einem linken Teil zusammengesetzt
ist. Ein oberer Querträger 8 und
ein unterer Querträger 8' sind in der
Nähe des
oberen und des unteren Endabschnitts des Walzgerüsts 4 angebracht.
In einem Fenster des Walzgerüsts
sind zwischen dem oberen und dem unteren Querträger Arbeitswalzen 12 und 12', Lager 14 und 14', Walzensitze 16 und 16' und zentrale
Stützfutter 18 und 18' vorgesehen.
Das gewalzte Teil wird zwischen den zwei Arbeitswalzen 12 und 12' ergriffen.
Wie aus den 1 und 2 ersichtlich
ist, ist der Walzenkörper
der oberen Arbeitswalze 12 mittels des oberen Lagers 14 an
dem oberen Walzensitz 16 abgestützt. Das Lager 14 ist
ein bogen- oder halbkreisförmiges
Gleitlager. Das Stützfutter 18 ist
zwischen dem oberen Walzensitz 16 und dem oberen Querträger 8 vorgesehen.
Das Stützfutter 18 und
das Gleitlager 14 befinden sich im Mittelbereich der Achse
des Stützwalzenkörpers. Sie
sollten sich nicht am Halsabschnitt an zwei Enden der Arbeitswalze
befinden und innerhalb des Bereichs der Länge der Arbeitswalze liegen.
Das Stützfutter kann
einteilig oder aus mehreren Teilen gebildet sein. In der Ausführungsform
der 1 und 2 umfasst das Stützfutter
zwei Teile, wobei die zwei Teile symmetrisch angeordnet sind. An
den zwei Enden des oberen Querträgers 8 am
Walzgerüst 4 ist
eine Pressvorrichtung 6 angeordnet. Die Pressvorrichtung 6 ist
mit den zwei Enden des oberen Querträgers 8 in Kontakt,
um so die Walzkraft aufzufangen. Außerdem bewirkt die Aufwärts- und
Abwärtsbewegung der
Pressvorrichtung 6 eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung
des oberen Querträgers 8 innerhalb
des Fensters des Walzgerüsts 4 zur
Einstellung des Zwischenraums zwischen den zwei Walzen. In der Ausführungsform
der 1 und 2 ist die Pressvorrichtung eine
Anstellvorrichtung, jedoch ist Fachleuten klar, dass die Pressvorrichtung
ein Hydraulikzylinder sein könnte.
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Der
Walzenkörper
der unteren Arbeitswalze 12' ist
durch ein unteres Lager 14' am
unteren Walzensitz 16' abgestützt. Das
Lager 14' ist
ebenfalls ein bogen- oder halbkreisförmiges Gleitlager. Die Stützfutter 18' sind zwischen
dem unteren Walzensitz 16' und
dem unteren Querträger 8' angeordnet.
Das Stützfutter 18' und das Gleitlager 14' befinden sich
im Mittelbereich der Achse des Arbeitswalzenkörpers und innerhalb des Bereichs
der Länge
des Walzenkörpers.
Die zwei Enden des unteren Querträgers 8' sind am Walzgerüst 4 abgestützt. Es
ist offensichtlich, dass der Zwischenraum der zwei Walzen (Walzlinie)
durch Wahl verschiedener Dicken des zentralen Stützfutters 18' eingestellt
werden kann. Die Einstellung des Zwischenraums der zwei Walzen (Walzlinie) kann
auch durch eine Hydraulikvorrichtung oder eine Anstellvorrichtung
anstelle des zentralen Stützfutters ausgeführt werden.
Außerdem
kann die Einstellung des Zwischenraums der zwei Walzen (Walzlinie) auch
durch Anordnen von Stützfuttern
zwischen dem unteren Querträger 8' und dem Walzgerüst 4 oder durch
eine Hydraulikvorrichtung oder eine Anstellvorrichtung ausgeführt werden.
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Bedingt
durch die oben erwähnte
Struktur des Walzwerks der vorliegenden Erfindung werden die Durchbiegungen
der Walzen wirksam reduziert. Der Grund ist der, dass das Walzwerk
der vorliegenden Erfindung die Stützfutterelemente in einem Bereich
enthält,
der dem Mittelbereich der Achse des Arbeitswalzenkörpers entspricht
und innerhalb des Bereichs der Länge
des Körpers
liegt. Daher kann das Walzwerk der vorliegenden Erfindung das korrekte
Erzeugen des Linienprofils, d. h. die Linearität der Erzeugenden, garantieren.
Im Ergebnis verändert
sich die Biegeverformung der Arbeitswalze grundsätzlich nicht mit der Walzkraft.
Daher verringert sich die Biegeverformung der Walze wesentlich, so
dass der Fehler der Dicke der gewalzten Platte oder des gewalzten
Bandes kleiner wird.
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Das
Walzwerk der Ausführungsform
kann auf dem Kopf stehend angeordnet sein; die Pressvorrichtung
kann nämlich
ihre Wirkkraft nach oben richten, wobei die Vorrichtung die gleichen
Wirkungen besitzt.
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Die 3 und 4 zeigen
die zweite Ausführungsform
des Walzwerks der vorliegenden Erfindung. Wie aus den 3 und 4 ersichtlich
ist, ist diese Ausfüh rungsform
ein Beispiel für
ein Walzwerk mit vier Walzen gemäß der vorliegenden
Erfindung. Das Walzwerk umfasst ein Walzgerüst 4, eine Pressvorrichtung 6,
einen oberen Querträger 8 und
einen unteren Querträger 8'. In einem Fenster
des Walzgerüsts,
das sich zwischen dem oberen Querträger und dem unteren Querträger befindet,
sind Arbeitswalzen 22 und 22', Stützwalzen 23 und 23', Lager 24 und 24', Walzensitze 26 und 26' und zentrale
Stützfutter 28 und 28' vorgesehen.
Die Unterschiede zwischen der zweiten Ausführungsform und der ersten Ausführungsform
bestehen darin, dass zwischen der Arbeitswalze und dem Walzensitz
eine zusätzliche Stützwalze
angeordnet ist, während
die anderen Strukturen und der Funktionsmechanismus dieselben sind.
Es ist vorteilhaft, zwischen der Arbeitswalze und der Stützwalze
eine zusätzliche
mittlere Extraktionswalze anzuordnen, d. h., die vorliegende Erfindung
in einem HC-Walzwerk anzuwenden.
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Die 5 und 6 zeigen
die dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist,
ist diese Ausführungsform
ein Beispiel für
ein Walzwerk mit einem turmartigen Walzensystem. Das Walzwerk umfasst
ein Walzgerüst 4,
eine Pressvorrichtung 6, einen oberen Querträger 8 und
einen unteren Querträger 8'. In einem Fenster
des Walzgerüsts,
das sich zwischen dem oberen Querträger und dem unteren Querträger befindet,
sind Arbeitswalzen 32 und 32', zwei obere Stützwalzen 33, zwei
untere Stützwalzen 33', Lager 34 und 34', Walzensitze 36 und 36' und zentrale Stützfutter 38 und 38' vorgesehen.
Die Erfindung ist nicht auf ein Walzwerk mit einem turmartigen System aus
sechs Walzen, wie es in der Zeichnung gezeigt ist, begrenzt; sie
ist auch zur Verwendung in dem System mit einer anderen Anzahl von
Walzen oder anderen Strukturen geeignet.
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In
der zweiten und in der dritten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung können
die Lager Gleitlager, wie sie in der ersten Ausführungsform verwendet werden,
sein. Es ist auch möglich, Wälzlager
anstelle der Gleitlager zu verwenden. Die Wälzlager können durch die Stützwalzen
selbst ausgeführt
sein, wobei ein Lager mit Innenbuchse gebildet ist, das aus einem
inneren Laufring und einem äußeren Laufring
besteht.
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Die 7 und 8 zeigen
die vierte Ausführungsform
des Walzwerks der vorliegenden Erfindung. Das Walzwerk umfasst ein
Walzgerüst 4,
eine Pressvorrichtung 6, einen oberen Querträger 8 und einen
unteren Querträger 8'. In dem Fenster
des Walzgerüsts,
das sich zwischen dem oberen Querträger und dem unteren Querträger befindet,
sind eine obere und eine untere Arbeitswalze 42 und 42', Lager 44 und 44', ein unterer
und ein oberer Walzensitz 46 und 46' und zentrale Stützfutter 48', die sich zwischen
dem unteren Walzensitz 46' und
dem unteren Querträger 8' befinden, vorgesehen.
Im Vergleich zur ersten Ausführungsform
ist der obere Querträger 8 des
Walzwerks in dieser Ausführungsform
an dem Walzgerüst 4 befestigt.
Die Pressvorrichtung 6 ist an dem oberen Querträger 8 entsprechend
dem Mittelbereich der Achse des Arbeitswalzenkörpers anstatt an dem Walzgerüst entsprechend
den zwei Enden des oberen Querträgers
angeordnet. Die oberen Stützfutter 18 entfallen
in dieser Ausführungsform. Die
Pressvorrichtung 6 kontaktiert die oberen Walzensitze direkt.
Es ist somit offensichtlich, dass die vorliegende Ausführungsform
die Abwärtswirkung der
Pressvorrichtung von zwei Enden des Querträgers auf seinen Mittelabschnitt
ausübt,
was dazu führt,
dass die Vorrichtungen die Funktionen sowohl der Pressvorrichtung
als auch der oberen Stützfutter haben.
Außerdem
kann die vorliegende Ausführungsform
auch die in der zweiten und der dritten Ausführungsform beschriebenen Walzensysteme und
Walzensitze anwenden, was hier nicht wiederholt beschrieben wird.
Ferner können
der obere und der untere Querträger 8 und 8' mit dem Walzgerüst 4 in Überlappung
verschweißt
oder gegossen worden sein und ein Teil bilden, um die gleichen technischen Effekte
zu erzielen.
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Alle
in der zweiten, der dritten und der vierten Ausführungsform beschriebenen Walzwerke
können auf
dem Kopf stehend angeordnet sein und die gleichen technischen Effekte
erzielen.
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Die
in der zweiten, der dritten und der vierten Ausführungsform verwendeten Anstellungen
können auch
durch Hydraulikzylinder ersetzt sein.
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In
der zweiten, der dritten und der vierten Ausführungsform sind die Übertragung
der Walzkräfte
sowie die Prinzipien und Funktionen des Mittelabschnitt-Unterstützungssystems
oder der zentralen Abwärtswirkung
bei der Verringerung der Biegeverformung der Arbeitswalzen ebenfalls
im Wesentlichen die gleichen, so dass dies hier nicht wiederholt beschrieben
wird.
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Im
Vergleich zum Stand der Technik besitzt das Walzwerk der vorliegenden
Erfindung die folgenden Vorteile:
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Da
die zentralen Unterstützungen
oder Pressvorrichtungen des Walzwerks der vorliegenden Erfindung
in einem Bereich angeordnet sind, der dem Mittelbereich der Achse
des Arbeitswalzenkörpers entspricht,
was ein zentrales Unterstützungssystem auf
die Arbeitswalzen innerhalb des Bereichs der Länge des Arbeitswalzenkörpers schafft,
kann das Walzwerk der vorliegenden Erfindung das korrekte Erzeugen
des Linienprofils garantieren, wobei als Ergebnis sich die Biegeverformung
der Arbeitswalze grundsätzlich
nicht mit der Schwankung der Walzkraft verändert, so dass sich eine Verkleinerung
des Fehlers der Dicke der gewalzten Platte oder des gewalzten Bandes
ergibt.
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Das
Walzwerk der vorliegenden Erfindung kann den Entwurf und die ursprüngliche
Walzenform (Wölbung)
sowie die Steuerung der Walzenform während des Walzens vereinfachen.
Da sich die Biegeverformung der Arbeitswalze des Walzwerks der vorliegenden
Erfindung grundsätzlich
nicht mit der Schwankung der Walzkraft verändert, kann im Zuge des ursprünglichen
Walzenformentwurfs (Wölbungsentwurfs)
unter den verschiedenen Faktoren wie etwa der Biegeverformung, der
Abflachungsverformung, der Wärmedehnung,
des Verschleißes
usw. der wichtigste, d. h. die Biegeverformung, außer Betracht
gelassen werden, wobei die Wärmedehnung und
der Verschleiß sich
langsam verändernde
Faktoren sind, so dass der Entwurf der Walzenform und die Steuerung
der Walzenform während
des Walzen stark vereinfacht werden kann. Außerdem ist der durch die Biegeverformung
der zwei Arbeitswalzen in einem herkömmlichen Walzwerk gebildete "Walzenpass" beseitigt, was den
vernünftigen
Querfluss des Metalls erleichtert und für das Walzen von Präzisionsplatten
und -bändern
mit keilförmigen
Zuschnitten vorteilhaft ist. Das Phänomen der "Kantenschwächung" von Platten und Bändern ist wesentlich abgeschwächt. Die
oberen und unteren Walzenanordnungen, die die Walzensitze und die
Walzensysteme in den ersten bis vierten Ausführungsformen umfassen, können miteinander
kombiniert werden. Die Walzenanordnungen können auch mit den Walzenanordnungen
des Standes der Technik kombiniert werden, um die Aufgabe der Erfindung
zu erfüllen.
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Das
Walzwerk der vorliegenden Erfindung ist für die Verwendung beim Nachrüsten von
vorhandenen Zwillingswalzwerken, Walzwerken mit vier Walzen und
HC-Walzwerken, was durch Ersetzen der Walzensysteme in den früheren Walzwerken
erfolgen kann, besonders geeignet.
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Die
Erfindung ist nicht auf Kaltwalzwerke begrenzt, sondern erstreckt
sich auf Warmwalzwerke zum Erzeugen von warm gewalzten Platten und
Bändern.
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Obwohl
die bevorzugten Ausführungsformen der
Erfindung beschrieben worden sind, könnten Fachleute verschiedene
Modifikationen an der Erfindung vornehmen, ohne den Umfang der beigefügten Ansprüche der
Erfindung zu verlassen.