EP0943377A1 - Walze für ein Walzgerüst - Google Patents

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EP0943377A1
EP0943377A1 EP99104994A EP99104994A EP0943377A1 EP 0943377 A1 EP0943377 A1 EP 0943377A1 EP 99104994 A EP99104994 A EP 99104994A EP 99104994 A EP99104994 A EP 99104994A EP 0943377 A1 EP0943377 A1 EP 0943377A1
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roll
ring
curved
axis
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EP99104994A
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Hans-Georg Dr.-Ing. Hartung
Ludwig Dipl.-Math. Weingarten
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SMS Siemag AG
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SMS Schloemann Siemag AG
SMS Demag AG
Schloemann Siemag 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
    • 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
    • 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
    • B21B13/142—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 by axially shifting the rolls, e.g. rolls with tapered ends or with a curved contour for continuously-variable crown CVC

Definitions

  • the invention relates to a roll for a roll stand, comprising a roll axis at least one roller ring arranged thereon, the roller axis being axial is movable.
  • the rolling stand for rolling a metal strip can e.g. as Be designed as a duo, quarto or sexto framework.
  • the thickness and cross-section are through Roll gap determined.
  • the exact contour of the roll gap that occurs under load depends on various influencing factors. These are the wear and tear of the Work rolls, the elastic deformation of the roll system, the roll grinding (Crowning) and the thermal crowning as a result of uneven heating the roller bale between the center of the bale and the edge of the bale. Without the correction the crowning of the work rolls increases with actuators Rolling material throughput is constantly increasing, and due to the changing thermal Bombing increasingly deviates from the target contour, e.g. a Parabola, ab.
  • the invention is therefore based on the object of a generic roller create with which the setting of the roll gap during the rolling process simplify and make more precise than the known measures and which reproduces the setting options of the individual roller pairs.
  • the actual shape can be set much more precisely because of the multi-part construction and assembly the roller according to the invention already within a single roller offers a variety of ways to change the outer contour of the roller set the desired roll gap. All the more so if after a suggestion the invention not only the roller axis, but also the or Roller rings are axially displaceable.
  • Another advantage of the invention Roller is that its outer surface, i.e. the area the largest Wear is subject to an axially parallel or cylindrical shape. At the Regrinding this surface therefore needs no consideration of any Contouring to be taken, like the one-piece, curved contoured Rolling is the case in which when reworking the respective roller pairs opposing surface contour must be taken into account precisely. With one A roller according to the invention having internal curvature, however, is sufficient simple, cylindrical cut.
  • roller axis and the inner roller ring or the outer surface of an inner and the inner Surface of an outer roller ring have a curved contour, wherein the roller rings can be made in one or more parts.
  • roller rings can be made in one or more parts.
  • the mutually facing are curved contoured surfaces interlockingly formed, with can be provided with a thread. It can be taken into account that it is under Circumstances may be necessary between the individual components of the roller To transmit moments beyond the maximum that can be transmitted solely by friction Moment go out.
  • a roller 1 shown in FIG. 1 to be used as a work or intermediate roller consists of a roller axis 2 with an inner roller ring arranged thereon 3 and a concentrically surrounding outer roller ring 4.
  • Die Surface 5 of the roller axis 2 like the - inner - surface 6 of the inner roller ring 3 a contour curved in the axial direction, the Surface contours of this pair are rotated by 180 ° to each other.
  • the outer Roll ring 4 however, has a cylindrical, i.e. uncontoured shape.
  • the inner Roller ring 3 axially displaceable; an operating position with the adjustment to the left inner roller ring 3 and roller axis 2 shifted to the right is in FIG. 2 shown.
  • FIG. 3 and 4 show examples of the use of the roller 1 as backup rollers for one-piece work rolls 7, 8 at different widths of the rolled strip 9 (Fig. 3) or 10 (Fig. 4).
  • the load or Band width of the support width by means of the rollers 1 neither the inner roller rings 3 the roller axes 2 are still axially displaced. In this situation takes place over the entire axial course of the curved contour one touch - corresponding to the Length of the inner roller rings - the curved surfaces 5 and 6 of the roller axis 2 and inner roller ring 3 instead.
  • FIG. 3 shows examples of the use of the roller 1 as backup rollers for one-piece work rolls 7, 8 at different widths of the rolled strip 9 (Fig. 3) or 10 (Fig. 4).
  • the load or Band width of the support width by means of the rollers 1 neither the inner roller rings 3 the roller axes 2 are still axially displaced. In this situation takes place over the entire axial course of the curved contour one touch - corresponding to the Leng
  • FIG. 5 A configuration to possibly between the individual elements of the Roller to transmit such moments that can be transmitted only by friction maximum torque is shown in Figs. 5 and 6, being there the roller axis 102 and the roller ring 103 concentrically surrounding it are positively connected.
  • a work or backup roll 100 with on the inner roller ring 103 also arranged cylindrical outer Roller ring 104 is there the axial displaceability with non-cylindrically contoured Surfaces guaranteed by a roller axis thread 12 (see. Fig. 6).

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Abstract

Bei einer Walze (1;100) für ein Walzgerüst, umfassend eine Walzenachse (2;102) mit mindestens einem darauf angeordneten Walzenring, wobei die Walzenachse (2;102) axial verschiebbar ist, weisen die Oberflächen (5,6;105,106) von mindestens zwei der innenliegenden, von einem äußeren Walzenring (4;104) eingeschlossenen Walzenbauteile (2,3;102,103) in axialer Richtung gekrümmte Konturen auf, die zueinander um 180° gedreht sind. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze für ein Walzgerüst, umfassend eine Walzenachse mit mindestens einem darauf angeordneten Walzenring, wobei die Walzenachse axial verschiebbar ist. Das Walzgerüst zum Walzen eines Metallbandes kann dabei z.B. als Duo-, Quarto- oder Sexto-Gerüst ausgebildet sein.
Bei der Fertigung eines Metallbandes werden Dicke und Querschnitt durch den Walzspalt bestimmt. Die genaue Kontur des sich unter Last einstellenden Walzspaltes ist von verschiedenen Einflußgrößen abhängig. Diese sind der Verschleiß der Arbeitswalzen, die elastische Verformung des Walzensystems, der Walzenschliff (Bombierung) sowie die thermische Balligkeit in Folge ungleichmäßiger Erwärmung der Walzenballen zwischen der Ballenmitte und dem Ballenrand. Ohne die Korrektur durch Stellglieder nimmt die Balligkeit der Arbeitswalzen mit zunehmendem Walzmaterial-Durchsatz ständig zu, und durch die sich so ändernde thermische Bombierung weicht die Walzenkontur zunehmend von der Sollkontur, z.B. eine Parabel, ab.
Um die Abweichung der Ist-Profilform von der Soll-Profilform des Walzbandes während des Walzvorganges zu beeinflussen, ist es bekannt, einteilige Arbeits- oder Zwischenwalzenpaare so zu gestalten, daß der Walzenballen eine von der achsparallelen Geraden abweichende gekrümmte Kontur aufweist, die sich über die gesamte Länge des Walzenballens erstreckt, wobei die Walzen gegensinnig axial verschiebbar sind (vgl. DE 30 38 865 C1). Die Änderung des thermischen Crowns und des Arbeitswalzenverschleißes wird somit im Sinne einer Angleichung der Istkontur kompensiert. Der Walzspalt wird hierbei durch die gekrümmte Kontur der Walzenballen im Zusammenspiel mit einer Relativverschiebung der zusammenarbeitenden Walzen beeinflußt.
Bei einer durch die US-A 4 407 151 bekanntgewordenen Walze der eingangs genannten Art wird die Traglast durch axiales Verschieben der Walzen- bzw. Tragachse beeinflußt.
Es sind darüber hinaus verschiedene Systeme bekannt, bei denen die Balligkeit einer Walze und im Falle des Einsatzes als Stützwalze im Einzelfall auch die Abstützbreite mit Hilfe von hydraulischen Maßnahmen verändert werden kann. Bei diesen Systemen (Nipco-Walze, VC-Walze, Sumitomo-Walze, aufblasbare Walze, usw.) wird die äußere Form bzw. Balligkeit der Walzen und gegebenenfalls auch die Nachgiebigkeit der Walze auf äußere Lasten längs des Walzenballens mit Hilfe von Öldruckpolstern und/oder hydraulisch betätigten Stützschuhen verändert und damit an die Walzbedingungen angepaßt.
Nachteilig bei diesen Ausführungen sind die aufwendige und entsprechend wenig betriebssichere Hydraulik. Außerdem läßt sich bei einer in der Regel nicht ausreichenden Dichtigkeit eine Verschmutzung von Walzöl oder Walzemulsion durch das Hydrauliköl nicht vermeiden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Walze zu schaffen, mit der sich die Einstellung des Walzspaltes während des Walzvorgangs gegenüber den bekannten Maßnahmen vereinfachen und genauer vornehmen läßt und die die Einstellmöglichkeiten der einzelnen Walzenpaare vervielfältigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Oberflächen von mindestens zwei der innenliegenden, von einem äußeren Walzenring eingeschlossenen Walzenbauteile in axialer Richtung gekrümmte Konturen aufweisen, die zueinander um 180° gedreht sind. Abgesehen davon sind die die Oberflächenkonturen dieser Paarung in axialer Richtung beschreibenden mathematischen Funktionen gleich. Wenngleich es sich empfiehlt, einander zugewandte Oberflächen derart konturiert auszubilden, so brauchen die gepaarten Konturen doch nicht in unmittelbarem Kontakt zu stehen, sondern können auch durch einen oder mehrere Walzenringe bzw. Schalen voneinander getrennt sein, selbst wenn diese auch wieder konturiert sind; die Funktion der betrachteten Paarung wird hierdurch nur geringfügig beeinträchtigt.
Die Ist-Form läßt sich sehr viel genauer einstellen, da der mehrteilige Auf- bzw. Zusammenbau der erfindungsgemäßen Walze bereits innerhalb einer einzelnen Walze ein Vielzahl an Möglichkeiten bietet, die äußere Kontur der Walze zu verändern, um den gewünschten Walzspalt einzustellen. Dies umso mehr, wenn nach einem Vorschlag der Erfindung nicht nur die Walzenachse, sondern auch der bzw. die Walzenringe axial verschiebbar sind. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Walze besteht darin, daß ihre äußere Oberfläche, d.h. die Fläche, die dem größten Verschleiß unterliegt, eine achsparallele bzw. zylindrische Form aufweist. Beim Nachschleifen dieser Oberfläche braucht daher keine Rücksicht auf eine etwaige Konturierung genommen zu werden, wie das bei einteiligen, gekrümmt konturierten Walzen der Fall ist, bei denen beim Überarbeiten der jeweiligen Walzenpaare die gegensinnige Oberflächenkontur genau berücksichtigt werden muß. Bei der eine Innenkrümmung aufweisenden erfindungsgemäßen Walze reicht hingegen ein einfacher, zylinderförmiger Schliff aus.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sehen daher vor, daß die Walzenachse und der innere Walzenring oder die äußere Oberfläche eines inneren und die innere Oberfläche eines äußeren Walzenringes eine gekrümmte Kontur aufweisen, wobei sich die Walzenringe ein- oder mehrteilig ausführen lassen. Stets besitzt hierbei ein auf dem innenkonturierten inneren Walzenring angeordneter äußerer Walzenring außen eine zylindrische Form seiner Mantelfläche.
Nach einem Vorschlag der Erfindung sind die einander zugewandten, gekrümmt konturierten Oberflächen formschlüssig ineinandergreifend ausgebildet, wobei sie mit einem Gewinde versehen sein können. Hiermit läßt sich berücksichtigen, daß es unter Umständen notwendig sein kann, zwischen den einzelnen Bauteilen der Walze Momente zu übertragen, die über das allein durch Reibschluß übertragbare maximale Moment hinausgehen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung näher erläutert sind. Es zeigen:
Fig. 1
in der Längsansicht eine mehrteilige bzw. -schalige Walze mit Innen-Krümmung, d.h. in axialer Richtung gepaarter gekrümmter Kontur von Walzenachse und innerem Walzenring;
Fig. 2
die Walze nach Fig. 1 mit axial nach links verschobenem inneren Walzenring;
Fig. 3
eine Quarto-Walzenanordnung mit eine Innenkrümmung gemäß Fig. 1 aufweisenden Stützwalzen;
Fig. 4
die Walzen-Anordnung nach Fig. 3 mit sowohl axial verschobenen Walzenachsen als auch axial verschobenen inneren Walzenringen;
Fig. 5
im Querschnitt eine formschlüssig in einen Walzenring eingreifende Tragachse; und
Fig. 6
im Längsschnitt eine Walze bei der die konturierten Innen- bzw. Außenseiten, d.h. die einander zugewandten Oberflächen von Walzenachse und innerem Walzenring über ein Gewinde ineinandergreifend verbunden sind.
Eine in Fig. 1 gezeigte, als Arbeits- oder Zwischenwalze einzusetzende Walze 1 besteht aus einer Walzenachse 2 mit einem darauf angeordneten inneren Walzenring 3 und einem diesen konzentrisch umschließenden äußeren Walzenring 4. Die Oberfläche 5 der Walzenachse 2 besitzt ebenso wie die - innere - Oberfläche 6 des inneren Walzenringes 3 eine in axialer Richtung gekrümmte Kontur, wobei die Oberflächenkonturen dieser Paarung zueinander um 180° gedreht sind. Der äußere Walzenring 4 weist hingegen eine zylindrische, d.h. nicht konturierte Form auf. Zur variablen Einstellung des Walzspaltes ist neben der Walzenachse 2 auch der innere Walzenring 3 axial verschiebbar; eine Betriebsposition mit nach links verstelltem inneren Walzenring 3 und nach rechts verschobener Walzenachse 2 ist in Fig. 2 dargestellt. Durch die um den gleichen Betrag gegensinnig verschobenen, durch die gleiche Bildungsfunktion beschriebenen, aber um 180° versetzten Konturen entsteht ein innerer Zwang, der in diesem Beispiel zu einer symmetrischen tonnenförmigen Aufweitung des äußeren Walzenringes (bzw. Schale) 4 und somit der ganzen Walze verbunden mit gegenüber dem Ausgangszustand symmetrisch veränderten Pressungsverteilungen zwischen den Bauteilen der Walze, führt.
Neben der Veränderung der äußeren Form, was einer Veränderung der Balligkeit der Walze 1 entspricht, ist es bei geeigneter Konturierung auch möglich, symmetrische Ablösungen der Walzenringe 3 bzw. 4 untereinander in bestimmten Bereichen längs des Ballens zu erreichen. In diesen Bereichen "klaffender" Walzenringe sinkt die Walzensteifigkeit deutlich. Insbesondere bei der Walzung von Bändern, die deutlich schmaler als die Ballenlänge sind, ergibt sich dadurch ein wesentlicher Vorteil, denn die Anpassung der Stützbreite an die Lastbreite (gleich Bandbreite) verringert die Gesamtdurchbiegung der Arbeitswalzen in dem für die Planheit entscheidenden Bandbereich erheblich.
Die Fig. 3 und 4 zeigen Beispiele für den Einsatz der Walze 1 als Stützwalzen für einteilige Arbeitswalzen 7, 8 bei verschiedenen Breiten des zu walzenden Walzbandes 9 (Fig. 3) bzw. 10 (Fig. 4). Im Falle von Fig. 3 entspricht die Last- bzw. Bandbreite der Stützbreite mittels der Walzen 1; weder die inneren Walzenringe 3 noch die Walzenachsen 2 sind axial verschoben. In dieser Situation findet über den gesamten axialen Verlauf der gekrümmten Kontur eine Berührung - entsprechend der Länge der inneren Walzenringe - der gekrümmten Oberflächen 5 bzw. 6 von Walzenachse 2 und innerem Walzenring 3 statt. Hingegen befindet sich am Beispiel der Fig. 4, die einen in der Praxis häufig vorkommenden Walzfall darstellt, eine mehrteilige, innen komplementär gekrümmte Oberflächen aufweisende Stützwalze 1 beim Walzen eines weniger breiten Walzbandes 10 auch jenseits der Bandkante noch im Kontakt mit der zu stützenden Arbeitswalze 7 bzw. 8. Die Konturierung der Oberflächen 5 bzw. 6 ist hier so gewählt, daß es aufgrund der durch die nach links und rechts weisenden Pfeile axialen gegensinnigen Verschiebung von jeweils innerem Walzenring 3 und Walzenachse 2 bei dieser Einstellung zu einer schon zuvor erwähnten partiellen Ablösung 11 im Inneren der Walze 1 und damit zu einer erhöhten Walzennachgiebigkeit an diesen Stellen kommt, mit der Folge, daß die Last aufgrund der Wechselwirkung mit der anderen Walze entsprechend gering ist und somit praktisch keinen Beitrag zur Stützung liefert. Die relevante Stützbreite beschränkt sich damit auf den weitgehend fugenlosen Bereich, der der Breite des Walzbandes 10 entspricht. Die erhöhte Walzennachgiebigkeit im Bereich neben dem Walzband 10 führt zu einer Reduzierung der Bandkantenanschärfung.
Eine Ausgestaltung, um gegebenenfalls zwischen den einzelnen Elementen der Walze solche Momente zu übertragen, die über das allein durch Reibschluß übertragbare maximale Moment hinausgehen, ist in den Fig. 5 und 6 gezeigt, wobei dort die Walzenachse 102 und der diese konzentrisch umschließende Walzenring 103 formschlüssig miteinander verbunden sind. Bei einer Arbeits- oder Stützwalze 100 mit auf dem inneren Walzenring 103 außerdem angeordneten zylindrischen äußeren Walzenring 104 wird dort die axiale Verschiebbarkeit bei nicht zylindrisch konturierten Oberflächen durch ein Walzenachsen-Gewinde 12 (vgl. Fig. 6) gewährleistet.

Claims (7)

  1. Walze für ein Walzgerüst, umfassend eine Walzenachse mit mindestens einem darauf angeordneten Walzring, wobei die Walzenachse axial verschiebbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Oberflächen (5, 6; 105, 106) von mindestens zwei der innenliegenden, von einem äußeren Walzenring (4; 104) eingeschlossenen Walzenbauteile (2, 3; 102, 103) in axialer Richtung gekrümmte Konturen aufweisen, die zueinander um 180° gedreht sind.
  2. Walze nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Walzenachsen (2; 102) und/oder der bzw. die Walzenringe (3, 4) axial verschiebbar sind.
  3. Walze nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Walzenachse (2) und der innere Walzenring (3) oder die äußere Oberfläche eines inneren und die innere Oberfläche eines äußeren Walzenringes (3, 4) eine gekrümmte Kontur aufweisen.
  4. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Walzenringe (3, 4) ein- oder mehrteilig sind.
  5. Walze nach einem der Amsprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein auf dem innenkonturierten inneren Walzenring (3) angeordneter äußerer Walzenring (4) eine zylindrische Form besitzt.
  6. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die einander zugewandten gekrümmt konturierten Oberflächen (105, 106) formschlüssig ineinandergreifend ausgebildet sind.
  7. Walze nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die gekrümmt konturierten Oberflächen (105, 106) mit einem Gewinde (12) versehen sind.
EP99104994A 1998-03-20 1999-03-12 Walze für ein Walzgerüst Withdrawn EP0943377A1 (de)

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