EP0560192A1

EP0560192A1 - Walzgerüst

Info

Publication number: EP0560192A1
Application number: EP93103375A
Authority: EP
Inventors: Klaus Klamma; Wolfgang Prof. Dr. Rohde
Original assignee: SMS Schloemann Siemag AG; Schloemann Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1992-03-13
Filing date: 1993-03-03
Publication date: 1993-09-15
Also published as: DE4208075A1; JPH06114420A; CN1077666A

Abstract

Für die Walzung schwer umformbarer Materialien bei kleinen Enddicken werden in der Regel Mehrrollenwalzgerüste mit seitlichen Abstützkonzepten für die Arbeitswalzen benutzt. Die notwendige Biegesteifigkeit der Arbeitswalzen limitiert bei vier bzw. sechs Walzgerüsten den minimalen Arbeitswalzendurchmesser. Um bei derartigen Gerüsten erheblich kleinere Arbeitswalzendurchmesser verwirklichen zu können, wird vorgeschlagen, daß die Arbeitswalzenzapfen in radialer Richtung spielfrei gelagert werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst mit zwei schleppangetriebenen Arbeitswalzen, zwei Stützwalzen und gegebenenfalls zwei Zwischenwalzen zum Walzen von Flachmaterial mit vorzugsweise kleinen Enddicken, wobei die Walzen in einer sich parallel zu den Stützwalzenachsen erstreckenden Vertikalebene angeordnet und in dieser anstellbar gelagert sind.
Bei derartigen Walzgerüsten ist man bestrebt, um schwer umformbare Materialien bei kleinen Enddicken walzen zu können, den Arbeitswalzendurchmesser möglichst zu minimieren. Dabei stößt man schnell an Grenzen, die durch die Übertragbarkeit des notwendigen Drehmoment und die Eigensteifigkeit der Arbeitswalzen gegeben sind. Um die Übertragbarkeit von Drehmomenten außer Acht lassen zu können, wird bei der vorliegenden Erfindung bereits von schleppangetriebenen Arbeitswalzen ausgegangen. Der Arbeitswalzendurchmesser ist somit noch abhängig von der Eigensteifigkeit der Arbeitswalzen, die sich ermitteln läßt als Funktion des Walzendurchmessers, der Walzkraft und der Länge der Walze, wie sie sich aus dem Abstand zwischen den jeweiligen Walzenlagern ergibt.
Durch eine horizontale Stabilisierung der Arbeitswalzen läßt sich deren Durchmesser gegenüber dem bei üblichen vier bzw. sechs Walzen Walzgerüsten noch verringern, so daß sich bei bestimmten Walzenlängen und auftretenden Walzkräften entsprechende minimale Durchmesser der Arbeitswalzen ermitteln lassen. Sollen die Arbeitswalzendurchmesser noch weiter reduziert werden, so läßt sich das nur noch durch seitliche Abstützkonzepte wie MKW, 12 Rollen- oder 20-Rollen-Gerüste ermöglichen.
Gravierende Nachteile der seitlichen Abstützkonzepte bestehen darin, daß z. B. bei Kaltwalzgerüsten mit derartigen Konzepten nicht mehr mit Emulsion gearbeitet werden kann. Auch eine thermische Zonenkühlung ist aus Platzgründen bei Gerüsten nach dieser Konzeption nicht möglich. Die entsprechenden Gerüste lassen sich nur noch mit Walzöl betreiben, wodurch deren Betriebsgeschwindigkeit limitiert ist, Oberflächenunsauberkeiten sowie Markierungen und Flitter sind ebenfalls die Folge. Weitere Nachteile sind in den hohen Walzenkosten infolge des hohen Walzenverschleißes und der Gefahr der Walzenmarkierungen sowie den großen vom Gerüst aufzunehmenden Seitenkräften zu sehen.
Es ist bereits bekannt, Arbeitswalzen im zapfennahen Ballenbereich durch seitliche Stützrollen bzw. -scheiben abzustützen, wodurch Bereiche der Arbeitswalzenballen zwar frei zugänglich werden, die Biegesteifigkeit derartig abgestützter Arbeitswalzen jedoch gegenüber 12- bzw. 20-Rollen-Gerüsten drastisch abnimmt, so daß der minimal mögliche Arbeitswalzendurchmesser stark heraufgesetzt werden muß.
Weiterhin ist es z. B. aus der DE-PS 34 31 691 bekannt, zwei Lager in axialer Richtung hintereinander pro Wazenzapfen vorzusehen. Bei so gebildeten horizontalen Arbeitswalzenbiegevorrichtungen sind die Abmessungen der Lager so gewählt, daß auch hier gegenüber Gerüsten ohne diese Biegevorrichtung geringfügig kleinere Arbeitswalzendurchmesser benutzt werden können. Das liegt darin begründet, daß eines der auf jeden Walzenzapfen sitzenden beiden Lager sehr nahe am Walzenballen angeordnet ist, so daß die Ballenlänge der Arbeitswalzen annähernd der für die Ermittlung der Biegesteifigkeit heranzuziehenden Walzenlänge entspricht. Einer Biegung in den Lagern, mit ihren nachteiligen Auswirkungen auf die effektive, für die Biegesteifigkeit zu berücksichtigende Länge wird durch entsprechende Anstellung versucht entgegenzuwirken. In Bezug auf den minimalen Arbeitswalzen-Durchmesser lassen sich jedoch kaum Fortschritte erzielen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Walzgerüst so auszugestalten, daß dieses mit Arbeitswalzen betrieben werden kann, deren Durchmesser die Größenordnung der bei MKW bzw. 12-Rollen-Gerüsten üblichen minimalen Durchmesser erreicht, jedoch ohne die nachteiligen Abstützungen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß für jede Arbeitswalze mindestens ein in radialer Richtung spielfreies bzw. spielarmes Lager vorgesehen ist.
Dieses Merkmal gewährleistet, daß die horizontale Durchbiegung der Arbeitswalze durch spielfreies bzw. spielarmes Einspannen der beiden Walzenenden vermindert wird. Damit kann nicht, wie bei üblichen Walzenlagern bereits eine Biegung im Lager stattfinden. Eine etwaige Biegelinie kann sich somit nur tangential an die Walzenzapfenachsen anschmiegen. Die verminderte horizontale Durchbiegung führt dazu, daß Walzen mit kleineren Durchmessern Anwendung finden können, um bei sonst gleichen Verhältnissen wie bei herkömmlichen Gerüsten die gleiche Biegeauslenkung zu erhalten.
Nach den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3 werden lange Lagerelemente vorgeschlagen, die ein in radialer Richtung spielfreies bzw. spielarmes Lagern der Arbeitswalzen ermöglichen, während nach Anspruch 4 mehrere, gegebenenfalls kürzere Lagerelemente in Axialrichtung der Walzenzapfen hintereinander angeordnet sind.
Wesentlich ist weiterhin, daß die Stütz- und/oder Zwischenwalzen aber gegebenenfalls auch die Arbeitswalzen mit axialen Verschiebevorrichtungen, in vertikaler Richtung wirkenden Biegemitteln und mit geschliffenen Bombierungen versehen sein können.
Die Lagerung der Arbeitswalzen nach der Erfindung läßt sich in kurzen Stillstandszeiten ohne großen Aufwand in herkömmliche Gerüste einbauen, so daß diese Gerüste ohne Probleme mit biegesteifen Arbeitswalzen geringen Durchmessers nachgerüstet werden können und Flachmaterial mit vorzugsweise kleinen Enddicken bzw. schwer umformbare Materialgüten gewalzt werden können.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1: Die Biegelinie von Arbeitswalzen bei Gerüsten mit bekannter Lagerung,
Figur 2: die Biegelinie einer nach der vorliegenden Erfindung eingespannten Arbeitswalze,
Figur 3: eine schematisch dargestellte Teilseitenansicht eines Sechs-Walzengerüsts mit erfindungsgemäßer Arbeitswalzenlagerung und
Figur 4: eine schematische Darstellung der Draufsicht auf eine erfindungsgemäß gelagerte Arbeitswalze.

Der Figur 1 läßt sich schematisch als Achse dargestellt eine Arbeitswalze 1 entnehmen. Die Arbeitswalze 1 ist in bekannten Lagern 2, 2' gelagert. Die Biegesteifigkeit der Arbeitswalze ließe sich dabei als Funktion der Länge L_AS, des Walzendurchmessers und der Walzkraft F_WK ermitteln. Bei Beaufschlagung der Arbeitswalze 1 mit der Walzkraft F_WK wird durch deren horizontale Komponente eine Biegung der Arbeitswalze, wie sie bei 1' dargestellt ist, hervorgerufen. Es läßt sich erkennen, daß sich die Biegung der Arbeitswalze 1' von der Mitte des Lagers 2 bis zur Mitte des Lagers 2' erstreckt, wobei die Arbeitswalze 1' also auch schon im Lagerbereich gebogen ist. Dabei ergibt sich eine verhältnismäßig große Auslenkung der Arbeitswalze 1' im Bereiche des Walzbandes 3.
In Figur 2 ist die gleiche Arbeitswalze 1 dargestellt, die in Lagern 4 bis 4''' radial spielfrei eingespannt ist. Bei gleicher Walzkraft F_WK ist die Auslenkung der Arbeitswalze 1' im Bereich des Walzbandes 3 erheblich kleiner. Eine Biegung der Walze 1' in den Lagern 4 bis 4''' erfolgt nicht. Die Walze 1' schmiegt sich im Bereiche der Lager 4 bis 4''' tangential an die Biegelinie der unbelasteten Arbeitswalze 1 an.
Um gleiche Auslenkungen wie bei der Arbeitswalze 1' nach Figur 1 auch im Falle der Lagerung nach Figur 2 zu erhalten, könnte, bei sonst gleichen Voraussetzungen, der Arbeitswalzendurchmesser verringert werden. Die Größenordnung der Durchmesserverringerung beträgt bei einem Vier- bzw. Sechs-Walzengerüst mit horizontaler Stabilierung ca. 40 %, so daß derartige Gerüste, die Arbeitswalzenlager nach Figur 2 aufweisen, mit Arbeitswalzen betrieben werden können, deren Durchmesser bisher nur bei 12-Rollen-Gerüsten verwirklicht werden konnten.
Figur 3 zeigt ein Sechs-Walzengerüst mit Arbeitswalzen 1, 1a, Zwischenwalzen 5, 5a und Stützwalzen 6, 6a. Die Arbeitswalzen sind über Paare von schalenförmigen Gleitlagern 4 vertikal anstellbar im nicht gezeigten Fenster des Walzgerüst-Ständers gelagert. Für die Zwischenwalzen 5 und/oder Stützwalzen 6 sind nicht gezeigte Biegemittel, Axial-Verschiebemittel sowie geschliffene Bombierungen vorsehbar. In der Regel werden diese Korrekturmaßnahmen, die durch die Vorrichtung zum Beeinflussen der Bandkontur bewirkt werden auf die Arbeitswalzen 4 übertragen. Gegebenenfalls lassen sich jedoch auch diese Mittel zur Beeinflussung der Ballenkontur an den Arbeitswalzen 4 vorsehen. Durch die nicht erforderlichen Abstützsysteme können Spritzbalken für eine prozessoptimierte Schmierung und Kühlung in der Arbeits- und Zwischenwalzenebene angeordnet werden.
Figur 4 zeigt die Draufsicht auf eine Arbeitswalze 1 mit den zugehörigen spielfreien Lagern 4 bis 4''' und 4₁ bis 4₁'''. Über die Lager 4, 4₁; 4', 4₁' sowie 4'', 4_1'', 4''' 4₁''' sind beide Seiten der Arbeitswalzen 1 spielfrei eingespannt, so daß eine Biegung der Zapfen innerhalb der Lager ausgeschlossen ist. Hinzu kommt, daß die Lager 4', 4₁'; 4'', 4₁'' möglichst nahe im Bereich des Walzenballens vorgesehen sind, so daß die die Biegesteifigkeit der Arbeitswalzen mitbestimmende Länge L_AS bei vorgegebener Ballenlänge optimal minimiert ist.

Claims

Walzgerüst mit zwei schleppangetriebenen Arbeitswalzen, zwei Stützwalzen und gegebenenfalls zwei Zwischenwalzen, zum Walzen von Flachmaterial mit vorzugsweise kleinen Enddicken bzw. schwer umformbaren Materialgüten, wobei die Walzen im wesentlichen in einer sich parallel zu den Walzenachsen erstreckenden Vertikalebene angeordnet und in dieser anstellbar gelagert sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß für jede Arbeitswalze (1, 1a) mindestens ein in radialer Richtung spielfreies bzw. spielarmes Lager vorgesehen ist.
Walzgerüst nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Lager der Arbeitswalzen (1, 1a) als ein verspannbares Gleitlager mit mindestens einem in Axialrichtung verlaufenden durchgehenden Schlitz ausgebildet ist.
Walzgerüst nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Lager der Arbeitswalzen (1, 1a) aus mindestens zwei gegen den jeweiligen Walzenzapfen verspannbaren Stützrollen zusammengesetzt ist, die am Umfang des Walzenzapfens in einer Radialebene angeordnet sind, wobei die Abstützung im wesentlichen in horizontaler Richtung erfolgt.
Walzgerüst nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Lager der Arbeitswalzen (1, 1a) mehrere, in axialer Richtung hintereinander angeordnete Lagerelemente (4, 4', 4'', 4'''; 4₁, 4₁', 4₁'', 4₁''') aufweist.
Walzgerüst nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens einem Walzenpaar, wie ansich bekannt, Biegemittel und/oder Mittel zur axialen Verschiebung zugeordnet sind, wobei mindestens ein Walzenpaar, wie ebenfalls bekannt, eine geschliffene Bombierung aufweisen kann.
Walzgerüst nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein Walzenpaar, wie ansich bekannt, zur Horizontalstabilisierung aus der von den Walzenachsen gebildeten Vertikalebene horizontal hervorsteht.