EP0896841A2 - Walzwerk mit Arbeitswalzen und mehrteiligen Stützwalzen - Google Patents

Walzwerk mit Arbeitswalzen und mehrteiligen Stützwalzen Download PDF

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EP0896841A2
EP0896841A2 EP98250268A EP98250268A EP0896841A2 EP 0896841 A2 EP0896841 A2 EP 0896841A2 EP 98250268 A EP98250268 A EP 98250268A EP 98250268 A EP98250268 A EP 98250268A EP 0896841 A2 EP0896841 A2 EP 0896841A2
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EP
European Patent Office
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sleeve
rolls
base body
eccentricity
rolling mill
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Herbert Ing. Quambusch
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SMS Siemag AG
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Mannesmann AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/14—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories having counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load; Back-up rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/02—Shape or construction of rolls
    • B21B27/03—Sleeved rolls
    • B21B27/05—Sleeved rolls with deflectable sleeves

Definitions

  • the invention relates to a rolling mill with work rolls and multi-part backup rolls, consisting of a basic body with several on it in its longitudinal direction Rolling bearings arranged side by side, the one with their outer rings Support the sleeve encompassing the rolling bearing, the outer surface of which Rolls of the backup roll forms, the base body about its longitudinal axis is rotatable and approximately corresponding to the width of the roller bearing cylindrical Sections is divided, the cylinder axes running parallel to each other adjacent sections are offset from each other.
  • a disadvantage of the known solution is that for the flexing movement of the outer Sleeve of the backup roller between the bearings of the backup roller and the work roll Stability of movement is not given at high rolling loads. Second is through the required play between the sleeve and the roller bearings of the backup roller Use as a lower backup roll in a hot rolling stand is difficult or impossible to be realized as an effective protection of the storage against water and dirt can hardly be realized permanently. In addition, the flexing movements lead between Sleeve and bearing due to the partial contact of the roller bearing outer rings clear signs of wear, which the adjustability of the rolling mill and so that negatively affect the quality of the rolled product. From the listed So far, reasons have not been a practical application of a generic type Back-up roller known.
  • the object of the present invention is to provide an eccentric support roller Influencing the profile in rolling mills to create the state of the art Disadvantages described does not have.
  • the sleeve with its inner surface on all sides on the outer surfaces of the outer rings the rolling bearing rests and thereby receives an eccentricity that results from the Eccentricity of the sections of the base body reduced by the influence of back bending the sleeve results.
  • the starting point of the invention is one Eccentric axis with several gradations, on which preferably seven or more Rolling bearings are attached.
  • These roller bearings are preferably in the form of spherical roller bearings, possibly also designed as a tapered roller bearing.
  • a cylindrical sleeve with its inner circumference bears on all sides on the outer surface of the outer rings of the rolling bearings. This can be done accomplish, for example, that the sleeve to a temperature of about 200 ° C is heated, which creates an excess that is sufficient to the Slide the sleeve onto the mounted roller bearing so that it cools down is mounted on all rolling bearings at the same time.
  • all cylindrical sections have the same diameter, so that not only simplifies the manufacture of the base body, it also allows the use of similar ones Rolling bearings, which in turn the manufacturing costs of a rolling mill according to the invention reduced.
  • the result is a back-up roller with an arcuate basic shape, which the side facing the work roll is concave depending on the rotation of the eccentric or convex.
  • the central section or sections is the largest Has eccentricity and the eccentricity of the adjacent sections stepwise decreases symmetrically to the sides of the backup roller.
  • the cylinder axes of the inner sections are preferably deflected in FIG a common plane slitting the base body, so that a Grinding device for regrinding the sleeve in a 90 ° to this plane staggered along the plane extending to the base body is attachable.
  • a Grinding device for regrinding the sleeve in a 90 ° to this plane staggered along the plane extending to the base body is attachable.
  • the sleeve wears below a certain nominal size, the sleeve becomes exchanged. By pulling off the bearings, for example after milling the Sleeve, this can be separated from the storage.
  • the present backup roller design enables a favorable adjustment of the Roll gap profile by turning the base body, without that at the state of Technology disadvantages occur.
  • the backup roller receives through that Pulling the sleeve onto the bearing a defined shape, which is not just under Rolling load results, as is the case with the prior art. Training the Base body and the cylindrical sections allows the use of similar Warehouse, which not only reduces manufacturing costs, but also that Spare parts stock simplified. Because the sleeve is defined on the outer rings the bearing is in contact, seals can also be provided on the face side, the one Penetration of water and dirt into the space between the sleeve and the base body prevent. As a result, the backup roller according to the invention can also be used as the lower one Use backup roll in hot rolling mills without the risk of scale and water damaged the bearings.
  • 1 is the base body of the support roller designated overall by S. referred to, which is divided into sections 2 to 6.
  • Each of these sections 2 through 6 is cylindrical, the cylinder axes 4a to 6a with respect to the axes 2a of the Base body 1 are laterally offset, namely step-like such that the Gradation of adjacent sections based on the center 7 of the base body 1 results symmetrically.
  • the cylinder axis 3a is aligned with the axis 2a of the base body 1. It is also possible to already have the cylinder axis 3a of the outer sections 3 to be offset eccentrically with respect to axis 2a. This creates in the base body 1 shows an eccentricity for setting the profile in a manner according to the invention necessary is.
  • the base body 1 of the support roller is over a Rack and pinion rotatable so that the position of the eccentricities changes can be. Rotation via a worm gear is also possible.
  • On each of the sections 3 to 6 is preferably a tapered or spherical roller bearing Rolling bearing 9 trained, the offset of the adjacent Cylinder axes is chosen only so large that the roller bearing 9 after thermal Expansion can be pushed over the emerging paragraph. After this all rolling bearings 9 are mounted on the base body, the sleeve 10 is heated and thus widened so that they are pushed over all rolling bearings and after it has grown cold. The side seals 11 will attached so that dirt and water penetrate into the bearing 9 is avoided.
  • the sleeve 10 thus fitted adapts to the course of the surface the roller bearing 9 and takes over part of the eccentricity of the base body 1, reduced by the bending influences of the sleeve from its section modulus.
  • an eccentrically adjustable back-up roll is created, the base body of which is is fixed during the rolling process, while the sleeve 10 together with the Outer rings of the rolling bearings 9 rotates.
  • a variable eccentricity that depends of the eccentricity specified on the base body 1 and depending on the optionally a different or similar eccentricity of the second backup roller extensive influence on the rolled profile makes possible.
  • the sleeve 10 is interchangeable, for example by the sleeve 10 is milled to a minimum diameter in order to heat it the sleeve 10 to avoid that the bearings 9 also expand.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Walzwerk mit Arbeitswalzen und mehrteiligen Stützwalzen, bestehend aus einem Grundkörper mit mehreren darauf in dessen Längsrichtung nebeneinander angeordneten Wälzlagern, die mit ihren Außenringen eine die Wälzlager umgreifende Hülse drehbar abstützen, deren Außenoberfläche den Walzballen der Stützwalze bildet, wobei der Grundkörper um seine Längsachse verdrehbar ist und in etwa der Breite der Wälzlager entsprechende zylindrische Abschnitte aufgeteilt ist, deren parallel zueinander verlaufende Zylinderachsen jeweils benachbarter Abschnitte zueinander versetzt sind. Dabei liegt die Hülse (10) mit ihrer Innenoberfläche allseitig an den Außenoberflächen der Außenringe der Wälzlager (9) an und erhält dadurch eine Exzentrizität, die sich aus der Exzentrizität der Abschnitte (3 bis 6) des Grundkörpers (1) vermindert durch den Rück-Biegeeinfluß der Hülse (10) ergibt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Walzwerk mit Arbeitswalzen und mehrteiligen Stützwalzen, bestehend aus einem Grundkörper mit mehreren darauf in dessen Längsrichtung nebeneinander angeordneten Wälzlagem, die mit ihren Außenringen eine die Wälzlager umgreifende Hülse drehbar abstützen, deren Außenoberfläche den Walzballen der Stützwalze bildet, wobei der Grundkörper um seine Längsachse verdrehbar ist und in etwa der Breite der Wälzlager entsprechende zylindrische Abschnitte aufgeteilt ist, deren parallel zueinander verlaufende Zylinderachsen jeweils benachbarter Abschnitte zueinander versetzt sind.
Stützwalzen mit Exzentem zur Profilbeeinflußung in Warmwalzwerken sind im Prinzip bekannt. So beschreibt die europäische Patentschrift 0 584 642 ein Walzwerk der gattungsgemäßen Art, bei dem der dort als Walzenwelle bezeichnete Rundkörper in fünf oder mehr Sektionen geteilt ist, die exzentrisch zu der die Walzenwelle durchdringenden Zentralachse angeordnet sind. Auf den Sektionen der Walzenwelle sind infolge deren Versatz exzentrisch Stützlager in Form von Kegelrollenlagern angeordnet, an die die zylindrische Hülse andrückbar ist, die die Wälzlager lose mit Spiel umgreift. Die zylindrischen Abschnitte der dort vorgeschlagenen Sektionen der Walzenwelle haben unterschiedliche Durchmesser, die jedoch symmetrisch zur Mitte der Stützwalze gleichmäßig abgestuft sind.
Während des Walzvorganges wälzt die Hülse gegenüber der Lagerung der Stützwalze zwischen der Arbeitswalze und den der Arbeitswalze zugewandten Wälzlageraußenringen ab. Auf der der Arbeitswalze abgewandten Seite läuft die Hülse frei ohne Kontakt zu den Lagern. Durch Drehen der Walzenwelle läßt sich die Biegelinie der Arbeitswalze beeinflußen, weil die wirksame Exzentrizität zwischen Stützwalze und Arbeitswalze verändert wird. Auf diese Weise kann auf das Profil des Walzspaltes im Walzgerüst eingewirkt werden.
Nachteilig bei der bekannten Lösung ist es, daß für die Walkbewegung der äußeren Hülse der Stützwalze zwischen den Lagern der Stützwalze und der Arbeitswalze die Stabilität der Bewegung bei hohen Walzlasten nicht gegeben ist. Zum anderen ist durch das erforderliche Spiel zwischen Hülse und den Wälzlagem der Stützwalze ein Einsatz als untere Stützwalze in einem Warmwalzgerüst nicht oder nur sehr schwierig zu realisieren, da ein effektiver Schutz der Lagerung gegenüber Wasser und Schmutz kaum dauerhaft zu realisieren ist. Zudem führen die Walkbewegungen zwischen Hülse und Lager durch das nur teilweise Anliegen der Wälzlageraußenringe zu deutlichen Verschleißerscheinungen, die die Einstellbarkeit des Walzwerkes und damit die Qualität des Walzproduktes negativ beeinflußen. Aus den angeführten Gründen ist bisher auch kein praktischer Anwendungsfall einer gattungsgemäßen Stützwalze bekannt.
Aufgabe der-vorliegenden Erfindung ist es, eine exzentrische Stützwalze zur Profilbeeinflußung in Walzwerken zu schaffen, die die zum Stand der Technik beschriebenen Nachteile nicht aufweist. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Hülse mit ihrer Innenoberfläche allseitig an den Außenoberflächen der Außenringe der Wälzlager anliegt und dadurch eine Exzentrizität erhält, die sich aus der Exzentrizität der Abschnitte des Grundkörpers vermindert durch den Rück-Biegeeinfluß der Hülse ergibt.
Wie beim Stand der Technik, ist der Ausgangspunkt der Erfindung eine Exzenterachse mit mehreren Abstufungen, auf der vorzugsweise sieben oder mehr Wälzlager angebracht sind. Vorzugsweise sind diese Wälzlager als Pendelrollenlager, ggf. auch als Kegelrollenlager ausgeführt. Im direkten Gegensatz zum Stand der Technik wird mit einer zylindrischen Hülse gearbeitet, die mit ihrem Innenumfang allseitig an der Außenoberfläche der Außenringe der Wälzlager anliegt. Dies läßt sich beispielsweise dadurch bewerkstelligen, daß die Hülse auf eine Temperatur von etwa 200 °C erwärmt wird, wodurch ein Übermaß entsteht, das ausreichend ist, um die Hülse auf die montierten Wälzlager aufzuschieben, so daß sie nach Abkühlung gleichzeitig auf alle Wälzlager aufgezogen ist. Beim Erkalten der Hülse bildet sich, bedingt durch das Widerstandsmoment der Hülse sowie das Widerstandsmoment des Grundkörpers eine resultierende Exzentrizität für den Betrieb beim Walzen. Ebenso wie beim Stand der Technik dient der Grundkörper zur Beeinflußung des Profils des Walzspaltes, wobei aber die beim Stand der Technik als nachteilig erkannten Walkbewegungen und Verschmutzungen sicher vermieden werden.
Wenn nach einem anderen Merkmal der Erfindung vorgesehen ist, daß alle zylindrischen Abschnitte gleiche Durchmesser aufweisen, so vereinfacht das nicht nur die Fertigung des Grundkörpers, es ermöglicht auch die Verwendung gleichartiger Wälzlager, was wiederum die Herstellkosten eines erfindungsgemäßen Walzwerkes vermindert. Es ergibt sich somit eine Stützwalze mit bogenförmiger Grundform, die an der der Arbeitswalze zugewandten Seite je nach Verdrehung der Exzenter konkav oder konvex verläuft.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der oder die mittleren Abschnitte die größte Exzentrizität aufweist und die Exzentrizität der benachbarten Abschnitte stufenförmig symmetrisch zu den Seiten der Stützwalze abnimmt.
Im Rahmen der Erfindung ist es günstig, wenn die obere und die untere Stützwalze mit unterschiedlichen Exzentrizitäten ausgebildet sind; dadurch ergibt sich die Möglichkeit unterschiedlicher Exzenterstellungen oben und unten mit einer unbeschränkten Bandbreite verschiedener Profileinstellungen.
Vorzugsweise erfolgt die Auslenkung der Zylinderachsen der inneren Abschnitte in einer gemeinsamen den Grundkörper längsschneidenden Ebene, so daß eine Schleifvorrichtung zum Nachschleifen der Hülse in einer um 90° zu dieser Ebene versetzten längs zum Grundkörper verlaufenden Ebene ansetzbar ist. Durch das seitliche Versetzen der Zylinderachsen in Verbindung mit der Maßnahme, gleiche Durchmesser für die zylindrischen Abschnitte vorzusehen, ergibt sich die Möglichkeit des Nachschleifens der Hülse auf einer Schleifmaschine, in der der Grundkörper festgehalten wird und die Hülse durch geeignete Hilfsmittel gedreht wird. Dabei wird der Schleifkopf in einer um 90° zur Ebene der Exzentrizität verlaufenden Ebene angesetzt und kann dort eine Linienbewegung zum Schleifen der Hülse durchführen.
Beim Verschleiß der Hülse unter ein bestimmtes Sollmaß wird die Hülse ausgetauscht. Durch Abziehen von den Lagern, beispielsweise nach Auffräsen der Hülse, läßt sich diese von der Lagerung trennen.
Die vorliegende Stützwalzenausbildung ermöglicht ein günstiges Einstellen des Walzspaltprofils durch Verdrehen des Grundkörpers, ohne daß die beim Stand der Technik festzustellenden Nachteile auftreten. Die Stützwalze erhält durch das Aufziehen der Hülse auf die Lager eine definierte Form, die sich nicht erst unter Walzlast ergibt, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist. Die Ausbildung des Grundkörpers und der zylindrischen Abschnitte ermöglicht den Einsatz gleichartiger Lager, was nicht nur die Fertigungskosten vermindert, sondern auch die Ersatzteilhaltung vereinfacht. Dadurch, daß die Hülse definiert an den Außenringen der Lager anliegt, lassen sich auch Dichtungen stimseitig vorsehen, die ein Eindringen von Wasser und Schmutz in den Raum zwischen Hülse und Grundkörper verhindem. Dadurch läßt sich die erfindungsgemäße Stützwalze auch als untere Stützwalze in Warmwalzwerken einsetzen, ohne daß die Gefahr besteht, daß Zunder und Wasser die Lager beschädigt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt
Figur 1
einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Stützwalze und
Figur 2
eine Querschnitt durch die Stützwalze nach Figur 1 im Bereich der Drehverstellung.
In Figur 1 ist mit 1 der Grundkörper der insgesamt mit S bezeichneten Stützwalze bezeichnet, der in die Abschnitte 2 bis 6 aufgeteilt ist. Jeder dieser Abschnitte 2 bis 6 ist zylindrisch, wobei die Zylinderachsen 4a bis 6a gegenüber den Achsen 2a des Grundkörpers 1 seitlich versetzt sind, und zwar stufenförmig derartig, daß sich die Abstufung benachbarter Abschnitte bezogen auf die Mitte 7 des Grundkörpers 1 symmetrisch ergibt. Die Zylinderachse 3a fluchtet mit der Achse 2a des Grundkörpers 1. Es ist auch möglich, bereits die Zylinderachse 3a der äußeren Abschnitte 3 gegenüber der Achse 2a exzentrisch zu versetzen. Dadurch entsteht im Grundkörper 1 eine Exzentrizität, die für die Einstellung des Profils in erfindungsgemäßer Weise notwendig ist. Wie bei 8 angedeutet, ist der Grundkörper 1 der Stützwalze über eine Zahnstange und Ritzel verdrehbar, so daß die Position der Exzentrizitäten verändert werden kann. Eine Verdrehung über ein Schneckengetriebe ist auch möglich. Auf jedem der Abschnitte 3 bis 6 ist ein vorzugsweise als Kegel- oder Pendelrollenlager ausgebildetes Wälzlager 9 aufgezogen, wobei der Versatz der benachbarten Zylinderachsen nur so groß gewählt ist, daß das Wälzlager 9 nach thermischer Aufweitung über den entstehenden Absatz hinweggeschoben werden kann. Nachdem alle Wälzlager 9 auf den Grundkörper aufgezogen sind, wird die Hülse 10 erwärmt und somit aufgeweitet, so daß sie über alle Wälzlager hinweg aufgeschoben und nach Erkalten auf diese aufgezogen ist. Die seitlichen Dichtungen 11 werden angebracht, so daß ein Eindringen von Schmutz und Wasser in die Lager 9 vermieden wird. Die so aufgezogene Hülse 10 paßt sich dem Verlauf der Oberfläche der Wälzlager 9 an und übemimmt einen Teil der Exzentrizität des Grundkörpers 1, reduziert durch die Biegeeinflüsse der Hülse aus ihrem Widerstandsmoment. Auf diese Weise entsteht eine exzentrisch einstellbare Stützwalze, deren Grundkörper 1 während des Walzvorganges feststeht, während die Hülse 10 gemeinsam mit den Außenringen der Wälzlager 9 umläuft. Je nach Drehverstellung des Grundkörpers 1 über den Drehantrieb 8 läßt sich, bezogen auf den Walzspalt bzw. die Lage der Stützwalze zur Arbeitswalze eine veränderliche Exzentrizität einstellen, die abhängig von der auf dem Grundkörper 1 vorgegebenen Exzentrizität und abhängig von der gegebenenfalls anderen oder gleichartigen Exzentrizität der zweiten Stützwalze eine weitgehende Beeinflußung des Walzprofiles möglich macht. Dabei zeichnet sich die Stützwalze durch hohe Funktionalität, geringen Verschleiß, gute Einstellbarkeit und niedrigen Herstellungspreis aus. Die Hülse 10 ist austauschbar, beispielsweise indem die Hülse 10 bei minimalem Durchmesser aufgefräst wird, um bei einem Erwärmen der Hülse 10 zu vermeiden, daß die Lager 9 sich ebenfalls ausdehnen.

Claims (6)

  1. Walzwerk mit Arbeitswalzen und mehrteiligen Stützwalzen, bestehend aus einem Grundkörper mit mehreren darauf in dessen Längsrichtung nebeneinander angeordneten Wälzlagem, die mit ihren Außenringen eine die Wälzlager umgreifende Hülse drehbar abstützen, deren Außenoberfläche den Walzballen der Stützwalze bildet, wobei der Grundkörper um seine Längsachse verdrehbar ist und in etwa der Breite der Wälzlager entsprechende zylindrische Abschnitte aufgeteilt ist, deren parallel zueinander verlaufende Zylinderachsen jeweils benachbarter Abschnitte zueinander versetzt sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Hülse (10) mit ihrer Innenoberfläche allseitig an den Außenoberflächen der Außenringe der Wälzlager (9) anliegt und dadurch eine Exzentrizität erhält, die sich aus der Exzentrizität der Abschnitte (3 bis 6) des Grundkörpers (1) vermindert durch den Rück-Biegeeinfluß der Hülse (10) ergibt.
  2. Walzwerk mit Arbeitswalzen und mehrteiligen Stützwalzen nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß alle zylindrischen Abschnitte (3 bis 6) gleiche Durchmesser aufweisen.
  3. Walzwerk mit Arbeitswalzen und mehrteiligen Stützwalzen nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der oder die mittleren Abschnitte (6) die größte Exzentrizität aufweist und die Exzentrizität der benachbarten Abschnitte (3 bis 5) stufenförmig symmetrisch zur Mitte der Stützwalze (S) zunimmt.
  4. Walzwerk mit Arbeitswalzen und mehrteiligen Stützwalzen nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die obere und die untere Stützwalze (S) mit unterschiedlichen Exzentrizitäten ausgebildet sind.
  5. Walzwerk mit Arbeitswalzen und mehrteiligen Stützwalzen nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Auslenkung der Zylinderachsen (3a bis 6a) in einer gemeinsamen den Grundkörper (1) längs schneidenden Ebene erfolgt und eine Schleifvorrichtung zum Nachschleifen der Hülse (10) in einer um 90° zu dieser Ebene versetzten längs zum Grundkörper (1) verlaufenden Ebene ansetzbar ist.
  6. Walzwerk mit Arbeitswalzen und mehrteiligen Stützwalzen nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Wälzlager (9) als Kegelrollen- oder Pendelrollenlager ausgebildet sind.
EP98250268A 1997-08-11 1998-07-23 Walzwerk mit Arbeitswalzen und mehrteiligen Stützwalzen Withdrawn EP0896841A3 (de)

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