EP1181114A1 - Biegevorrichtung für die arbeitswalzen eines warmwalzgerüstes - Google Patents

Biegevorrichtung für die arbeitswalzen eines warmwalzgerüstes

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EP1181114A1
EP1181114A1 EP00927155A EP00927155A EP1181114A1 EP 1181114 A1 EP1181114 A1 EP 1181114A1 EP 00927155 A EP00927155 A EP 00927155A EP 00927155 A EP00927155 A EP 00927155A EP 1181114 A1 EP1181114 A1 EP 1181114A1
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EP
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hot rolling
chocks
rolling stands
guide
piston
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Peter Sudau
Heinz-Adolf MÜLLER
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SMS Demag AG
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    • 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
    • B21B29/00—Counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load, e.g. backing rolls ; Roll bending devices, e.g. hydraulic actuators acting on roll shaft ends
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/08—Interchanging rolls, roll mountings, or stand frames, e.g. using C-hooks; Replacing roll chocks on roll shafts
    • B21B31/10—Interchanging rolls, roll mountings, or stand frames, e.g. using C-hooks; Replacing roll chocks on roll shafts by horizontally displacing, i.e. horizontal roll changing
    • B21B31/106—Vertical displacement of rolls or roll chocks during horizontal roll changing

Definitions

  • the invention relates to blocks arranged in stator windows of hot rolling stands with hydraulic piston-cylinder units provided as a bending device, which are able to transmit bending forces via guide pieces to the chocks of the work rolls.
  • the invention is therefore based on the object to provide work roll bending devices of the type mentioned above, which are able to bring about the actuating forces to be applied with a piston-cylinder unit, and whose dimensions are so small that simple accommodation in blocks to be provided in the stator window is possible and the free choice of the bearings of the backup rollers remains secured.
  • a spar 1 of a stand of a hot rolling stand is shown broken off, which is provided with a bending device 2 shown as a vertical section.
  • the essential components of this bending device 2 are arranged in a hollow cylindrical housing 3.
  • a vertically displaceable pressure cylinder 4 contains a piston 5 in its upper, expanded area, which is guided in the housing 3, the piston rod 6 of which is guided in a lower sleeve area of the pressure cylinder 4, which is also designed with a smaller outer diameter, in a stamping sleeve 7, which in turn is passed through wear surfaces 8 of the housing 3 is guided.
  • the piston rod 6 passes through a flange of the stamp sleeve 7 and is supported on it by means of a pressure ring 9, while the end bush 11 held with an end plate 10 is able to transmit tensile forces of the piston rod 6.
  • the end plate 10 is provided with a side, engaging in a recess of the stamp sleeve 7, which together with a bolt connected to it serves as an anti-rotation device for piston 5 and piston rod 6.
  • a guide piece 12 or 13 is connected to the end face of the printing cylinder 4 and the lower front of the stamping sleeve 7 and is supported and aligned to the rear in the stand window by vertical wear plates 14, 15.
  • the work rolls 16, 17 of the hot rolling stand designed as a four-high stand are mounted in the chocks 18, 19 with bearings (not shown).
  • These chocks are equipped with laterally projecting lugs 20, 21, which engage in grooves 22, 23 of the guide pieces 12, 13 and are supported by pressure plates 24 against their flanks.
  • the nose 21 is equipped with a further pressure plate 25 on which the complete set of work rolls can be extended for changing.
  • the nose 20 of the chock 18 holds the guide piece 12 at a height assigned to the work roll 16 via its pressure plates 24, which are supported on the flanks of the groove 22, while the position of the work roll 17 over the nose 21 and the flanks of the groove 23 supporting pressure plates 24 determines the height of the guide piece 13.
  • the stamping sleeve 7 and the piston rod 6 of the piston 5 are connected to the guide piece 13, while the guide piece 12 is screwed to the pressure cylinder 4. This means that the position of the piston 5 in the pressure cylinder 4 is determined by the position of the chocks 18 and 19.
  • the upper and / or the lower of the cylinder chambers formed in the pressure cylinder 4 are now pressurized and the surfaces of the double-acting piston 5 are accordingly acted upon.
  • the work rolls 16, 17 are lifted by the lifting rail 28, the lower chock 19 being supported on the lifting rail 28 with its pressure plate 25 provided on the nose 21.
  • a hydraulic cylinder 29 is provided in a recess of the spar 1, the piston 30 of which is equipped with a centering pin 31.
  • this bolt is shown in the locking position, in which the piston 30 is pushed out and the bolt 31 is pushed into a recess in the guide piece 12, keeping it at a constant height.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Metal Rolling (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Actuator (AREA)

Description

Biegevorrichtung für die Arbeitswalzen eines Warmwalzgerüstes
Die Erfindung betrifft in Ständerfenstern von Warmwalzgerüsten angeordnete Blöcke mit als Biegevorrichtung vorgesehenen hydraulischen Kolbenzylindereinheiten, die über Führungsstücke auf die Einbaustücke der Arbeitswalzen Biegekräfte zu übertragen vermögen.
Es hat sich insbesondere bei Kaltwalzgerüsten bewährt, Biegevorrichtungen für die Arbeitswalzen in Blöcken anzuordnen, die vorzugsweise bereichsweise in Ausnehmungen der Ständerholme untergebracht sind. Schwierigkeiten ergaben sich bei der Konstruktion, da von den Biegevorrichtungen sowohl positive als auch negative Kräfte gewünscht werden, und da außerdem eine relative Verschiebbarkeit der Arbeitswalzen in Axialrichtung gegeneinander verlangt wird. Kritisch ist hierbei noch der Platzbedarf der Biegevorrichtungen, der die Möglichkeiten der Lagerung der Stützwalzen einschränkt.
Eine Übertragung der für Kaltwalzgerüste gefundenen Lösungen auf Warmwalzwerke ist praktisch unmöglich, da die hier zu entwickelnden Maximalkräfte die beim Kaltwalzen erforderlichen um mehr als den Faktor 3 überschreiten. Insbesondere zeigt es sich, daß die aufzubringenden Kräfte bei den in Frage kommenden Betriebsdrucken nicht mehr von jeweils einer hydraulischen Kolbenzylindereinheit vertretbarer Größe entwickelt werden können; für Warm- walzgerüste hat man daher die Biegevorrichtungen aufweisenden Blöcke kompliziert aufgebaut und mit einer Anzahl von bspw. sechs bis zwölf parallel arbeitenden Kolbenzylindereinheiten d. h. bis zu 24 Kolben-Zylindereinheiten pro Gerüst versehen. Weiterhin wurde als störend empfunden, daß die Biegevorrichtungen so große Abmessungen erfordern, daß eine freie Gestaltung der Lagerung der Stützwalzen nicht mehr möglich ist und bspw. auf Morgoil-Lager verzichtet werden muß und Wälzlager einzusetzen sind. Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, Arbeitswalzen- Biegevorrichtungen der oben bezeichneten Gattung zu schaffen, die die aufzubringenden Stellkräfte mit einer Kolbenzylindereinheit zu bewirken vermögen, und deren Abmessungen so gering sind, daß eine einfache Unterbringung in im Ständerfenster vorzusehenden Blöcken ermöglicht ist und die freie Wahl der Lager der Stützwalzen gesichert bleibt.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruches. Sie gestatten den Aufbau von Biegevorrichtungen, die das Ständerfenster nur mäßig einschnüren und damit sowohl für die Einbaustücke der Stützwalzen als auch deren Lager ausreichend Raum bieten.
Zweckmäßige, erfinderische und vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes des Patentanspruches 1 sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit einer dieses darstellenden Zeichnung erläutert.
In der Figur ist abgebrochen ein Holm 1 eines Ständers eines Warmwalzgerüstes dargestellt, der mit einer als Vertikalschnitt dargestellten Biegevorrichtung 2 versehen ist. Die wesentlichen Bestandteile dieser Biegevorrichtung 2 sind in einem hohizylindrischen Gehäuse 3 angeordnet. Ein vertikal verschiebbarer Druckzylinder 4 enthält in seinem oberen, erweiterten, und im Gehäuse 3 geführten Bereich einen Kolben 5, dessen Kolbenstange 6 im unteren, auch mit geringerem Außendurchmesser ausgeführten Bereich des Druckzylinders 4 in einer Stempelhülse 7 geführt ist, die ihrerseits wiederum durch Schleißflächen 8 des Gehäuses 3 geführt ist. Die Kolbenstange 6 durchgreift einen Flansch der Stempelhülse 7 und stützt sich auf diesen mittels eines Druckringes 9 ab, während die mit einer Endplatte 10 gehaltene Endbuchse 11 Zugkräfte der Kolbenstange 6 zu übertragen vermag. Die Endplatte 10 ist mit einer seitlichen, in eine Ausnehmung der Stempelhülse 7 eingreifenden Nase versehen, die zusammen mit einem mit ihr verbundenen Bolzen als Verdrehsicherung für Kolben 5 und Kolbenstange 6 dient.
Mit der Stirnseite des Druckzylinders 4 sowie der unteren Front der Stempelhülse 7 sind jeweils ein Führungsstück 12 bzw. 13 verbunden und nach hinten im Ständerfenster durch vertikale Schleißplatten 14, 15 abgestützt und ausgerichtet.
Die Arbeitswalzen 16, 17 des als Quartogerüst ausgeführten Warmwalzgerü- stes sind mit nicht dargestellten Lagern in den Einbaustücken 18, 19 gelagert. Diese Einbaustücke sind mit seitlich auskragenden Nasen 20, 21 ausgestattet, die in Nute 22, 23 der Führungsstücke 12, 13 eingreifen und über Druckplatten 24 sich gegen deren Flanken abstützen. Die Nase 21 ist mit einer weiteren Druckplatte 25 ausgestattet, auf welcher der komplette Arbeitswalzensatz zum Wechseln ausfahrbar ist.
Im Betriebe ergibt sich damit die folgende Funktion:
Die Nase 20 des Einbaustückes 18 hält über seine sich auf die Flanken der Nut 22 abstützenden Druckplatten 24 das Führungsstück 12 in einer der der Arbeitswalze 16 zugeordneten Höhe, während die Lage der Arbeitswalze 17 über die Nase 21 und deren sich auf die Flanken der Nut 23 abstützenden Druckplatten 24 die Höhe des Führungsstückes 13 bestimmt. Mit dem Führungsstück 13 sind die Stempelhülse 7 und die Kolbenstange 6 des Kolbens 5 verbunden, während das Führungsstück 12 mit dem Druckzylinder 4 verschraubt ist. Das bedeutet, daß durch die Stellung der Einbaustücke 18 und 19 auch die Lage des Kolbens 5 im Druckzylinder 4 bestimmt wird. Entsprechend der angewandten Regelung werden nun die obere und/oder die untere der im Druckzylinder 4 gebildeten Zylinderkammern unter Druck gesetzt und damit die Flächen des doppelt wirkenden Kolbens 5 entsprechend beaufschlagt. Die hierdurch an den Kolbenflächen entwickelten Kräfte werden den durch die Führungsflächen des Druckzylinders 4 sowie der Stempelhülse 7 im Gehäuse 3 vertikal ver- schiebbaren Führungsstücken 12, 13 zugeführt und beanspruchen über die Nasen 20, 21 die Einbaustücke 18, 19 mit der erforderlichen Vorspannung.
Zum Walzenwechsel werden die Arbeitswalzen 16, 17 durch die Hubschiene 28 angehoben, wobei sich das untere Einbaustück 19 mit seiner an der Nase 21 vorgesehenen Druckplatte 25 auf der Hubschiene 28 abstützt.
Für den Walzenwechsel ist es zweckmäßig und bekannt, Teile der Biegevorrichtung in ihrer für den Walzenwechsel vorgesehenen Position zu fixieren, um nach dem Ausfahren der Walze diese ohne weitere Nachstellungen wieder einfahren zu können. Im Ausführungsbeispiel ist hier ein in einer Ausnehmung des Holmes 1 angeordneter Hydraulikzylinder 29 vorgesehen, dessen Kolben 30 mit einem zentrierenden Bolzen 31 ausgestattet ist. In der Zeichnung ist dieser Bolzen in der Arretierenden Stellung dargestellt, in der der Kolben 30 ausgeschoben und der Bolzen 31 in eine Ausnehmung des Führungsstückes 12, dieses auf konstanter Höhe haltend, eingeschoben ist.
Bezugszeichenübersicht
1. Holm
2. Biegevorrichtung
3. Gehäuse
4. Druckzylinder
5. Kolben
6. Kolbenstange
7. Stempelhülse
8. Schleißfläche
9. Druckring
10. Endplatte
11. Endbuchse
12. Führungsstück
13. Führungsstück
14. Schleißplatten
15. Schleißplatten
16. Arbeitswalze
17. Arbeitswalze
18. Einbaustück
19. Einbaustück
20. Nase
21. Nase
22. Nute
23. Nute
24. Druckplatte
25. Druckplatte
26. Einbaustück
27. untere Stützwalze
28. Hubschiene
29. Hydraulikzylinder
30. Kolben
31. Bolzen

Claims

Patentansprüche
1. In Ständerfenstern von Warmwalzgerüsten angeordnete Blöcke mit als Biegevorrichtungen vorgesehenen hydraulischen Kolbenzylindereinheiten, die über Führungsstücke auf die Einbaustücke der Arbeitswalzen Biegekräfte zu übertragen vermögen, dadurch gekennzeichnet,. daß je Block eine doppelt wirkende hydraulische Kolbenzylindereinheit (4, 5) vorgesehen ist, deren beide Enden mit den Führungsstücken (12, 13) verbunden sind, und daß die Führungsstücke (12, 13) mit einer axialen Verschiebung der Arbeitswalzen (16, 17) zulassenden Führungsnuten (22, 23) die freien Enden von Nasen (20, 21) der Arbeitswal- zeneinbaustücke (18, 19) beidseitig umgreifen.
2. In Ständerfenstern von Warmwalzgerüsten angeordnete Blöcke nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Block als Gehäuse (3) ausgebildet ist, das mit Auflageflächen für Schleißleisten der Arbeitswalzen-Einbaustücke (18, 19) versehen ist, und daß im inneren des Gehäuses (3), vertikal verschiebbar, der Druckzylinder (4) der Kolbenzylindereinheit sowie ein die Kolbenstange (6) fassendes Übertragungselement (Stempelhülse 7) vorgesehen sind.
3. In Ständerfenstern von Warmwalzgerüsten angeordnete Blöcke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Führungsstücke (12) mit dem Druckzylinder (4) und das zweite Führungsstück (13) mit dem Übertragungselement (Stempelhülse 7) verbunden sind.
4. In Ständerfenstern von Warmwalzgerüsten angeordnete Blöcke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstücke (12, 13) mit ihren, den Nasen (20, 21) der Einbaustücke (18, 19) abgewandten Seiten sich auf vertikale, ständerfeste Schleißplatten (14, 15) abstützen.
5. In Ständerfenstern von Warmwalzgerüsten angeordnete Blöcke nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem oberen Führungsstück (12) eine Justierungsvorrichtung zugeordnet ist, welche einen in eine Ausnehmung des Führungsstücks (12) einschiebbaren Bolzen (31) aufweist.
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