EP1453620B1 - Einrichtung zur messung des walzspaltes zwischen arbeitswalzen eines kalt- oder warmwalzgerüstes - Google Patents

Einrichtung zur messung des walzspaltes zwischen arbeitswalzen eines kalt- oder warmwalzgerüstes Download PDF

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EP1453620B1
EP1453620B1 EP02787736A EP02787736A EP1453620B1 EP 1453620 B1 EP1453620 B1 EP 1453620B1 EP 02787736 A EP02787736 A EP 02787736A EP 02787736 A EP02787736 A EP 02787736A EP 1453620 B1 EP1453620 B1 EP 1453620B1
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bending
cylinder
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piston
rolling gap
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Dieter Daub
Hartmut Pawelski
Josef Zeppenfeld
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SMS Group GmbH
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SMS Siemag AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/10—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring roll-gap, e.g. pass indicators
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for measuring a roll gap between work rolls of a cold or hot rolling stand for the rolling of narrow or wide metal strips, in particular of non-ferrous metal strips, by means of at least one position or displacement sensor for indirect roll gap reference measurement.
  • the means for measuring the roll gap are therefore also used to control the skew about the employment or the transducer on the support roller chocks, whereby a direct roll gap measurement is given.
  • the skew of the nip is not precise enough adjustable. The reason is that the measurement is too far away from the roll gap.
  • the invention has for its object to provide a suitable even for such cases of the lateral band path roll gap measurement at low rolling force, which is also designed to be protected and low maintenance.
  • the position or displacement transducer is between the lead blocks or work roll chocks or between the stationary cylinder block and a movable nip reference measurement member installed and it is a regulation of the measured at the bending blocks inclined position of the rolled strip provided via a position of the roll gap influencing piston-cylinder units and / or setting a different bending forces in the, the roll gap influencing piston-cylinder units.
  • a practical embodiment may be designed according to other features in that the position or Weggeber penetrates a cylinder liner, at the front side of a magnet for the encoder rod of the magnetostrictive transducer is arranged in a central cavity of the piston for the bending cylinder and that the encoder rod, the piston rod penetrates the bending cylinder penetrating in an axial central bore of the piston rod, which ends at a vent hole.
  • a position or displacement sensor is adjustable, which is fixedly arranged in a bending block is.
  • the guide tube is fixedly arranged in a bending block and slidably guided in the opposite bending block.
  • another embodiment is provided such that the guide tube is slidably mounted in a guide bush in an opposite bending block.
  • the work rolls 1a and 1b ( Fig. 1 ) are shown partially cut and are guided by a respective support roller 2.
  • the work roll chocks 3a, 3b are guided in the uprights as usual.
  • the work rolls 1a and 1b are also held in bending blocks 4a and 4b vertically displaceable to the nip 7.
  • the bending blocks 4a, 4b are attached to the (not shown) roll stand of the rolling stand.
  • the bending cylinders 5a, 5b are arranged.
  • a position or displacement sensor 6 is installed for the roll gap reference measurement and integrated into the bending cylinder 5a, 5b.
  • the drawn position or displacement sensor 6 is designed as a magnetostrictive encoder ( Fig. 1 and 2 ). From the measured values of the position or displacement sensor 6, a control system or a control loop is constructed.
  • the measured control values bring about an exact adjustment of the roll gap 7, in order to achieve optimum threading or unthreading into the closed roll gap 7 and for optimum rolling of metal strips (made of steel or non-ferrous materials) with desired flatness and the required profile.
  • the magnetostrictive position or displacement sensor 6 is in Fig. 2 shown enlarged.
  • the position or displacement sensor 6 penetrates a cylinder bushing 8, on the end face 8a of which a magnet 9 for the encoder rod 10 of the magnetostrictive transducer 6a is arranged in a centric cavity 11a of the piston 11.
  • the piston 11 carrying the piston 11b has an axial central bore 12, in which the encoder rod 10 is arranged.
  • the central bore 12 terminates at a vent hole 13 with a locking screw 14.
  • Fig. 3 is in each case a cylinder block 15, a guide tube 16 is arranged near the nip 7.
  • the guide tube 16 guided in the bending block 4b opposite by means of a guide bush 17 and the position or displacement sensor 6 is guided or mounted by means of a guide rod 18.
  • FIG. 4 In the diagram of Fig. 4 the relationship between the slant of the roll gap 7 (measured at different locations) and the lateral running of the rolled strip (made of steel or softer non-ferrous materials) is shown.
  • the coefficient of determination R 2 of the linear regression means close to "1" a favorable value and is advantageous as a controlled variable. In the lower region, R 2 is smaller than in the upper region and is less suitable as a controlled variable. From these contexts follows that a regulation of the inclination of the rolled strip by measuring at the bending blocks 4a, 4b can significantly minimize the unwanted lateral band course.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung eines Walzspaltes zwischen Arbeitswalzen eines Kalt- oder Warmwalzgerüstes für das Auswalzen von schmalen oder breiten Metallbändern, insbesondere von NE-Metallbändem, mittels zumindest eines Positions- oder Weggebers zur indirekten Walzspalt-Referenzmessung.
  • Die bisherige Bauweise zur Walzspaltmessung erfolgt über Messzangen zwischen den Arbeitswalzen ( DE-OS 25 03 130 ) an abgesetzten Durchmessern neben den Walzballen auf der Antriebsseite und auf der Bedienungsseite des Walzgerüstes. Die Anordnung in der Nähe der Bandkante verursacht oft Beschädigungen der Einrichtung durch Bandverlauf oder Bandriss. Nachteilig ist bei solchen Bauweisen der hohe Wartungsaufwand und ein Ausschwenken der Einrichtung in die Wartungsstellung behindert die Konstruktion anderer erforderlicher Erzeugnisse.
  • Aus der EP 0 698 428 A1 ist es bekannt, zur Erfassung des Walzspaltes zwischen zwei Arbeitswalzen eines Walzgerüstes eine Arbeitswalzen-Biegevorrichtung vorzusehen. Die Arbeitswalzen-Einbaustücke sind über jewells zwei auf gegenüberliegenden Seiten der jeweiligen Arbeitswalze angeordnete Hydraulikzylinder anstellbar, die gegenüber dem Walzenständer verstellbar sind. In den Hydraulikzylindern sind, auf die Blegezylinder in Reihe folgend, Positionsgeber eingebaut, denen eine Auswerteeinrichtung zur Bestimmung des Walzspaltes aus den von den Positionsgebern gelieferten Positionswerte nachgeordnet ist. Die ermittelten Positionswerte sind je nach Lage des betreffenden Einbaustücks unterschiedlich. Aus acht Positionswerten wird in einer außerhalb angeordneten Auswerteeinrichtung der Walzspalt errechnet.
  • Unter der Erscheinung, dass durch die Biege-Hysterese der Arbeitswalzen sich Differenzen im Walzspalt von der Antriebsseite zur Bedienungsseite einstellen, können diese Differenzen am Geber der hydraulischen Anstellung nicht erfasst werden. Bei schmalen weichen Metallbändern wird dadurch ein erheblicher Bandverlauf beim Ein- und Ausfädeln verursacht. Die Einrichtungen zur Messung des Walzspaltes dienen daher auch zur Regelung der Schräglage über die Anstellung oder die Wegaufnehmer an den Stützwalzen-Einbaustücken, wodurch eine direkte Walzspaltmessung gegeben ist. Dabei ist die Schräglage des Walzspaltes nicht präzise genug einstellbar. Der Grund Ist, dass die Messung zu weit vom Walzspalt entfernt ist. Bekannte Einrichtungen arbeiten zwar dennoch genau, sind aber aufwändig und daher teuer und leicht zu beschädigen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine auch für solche Fälle des seitlichen Bandverlaufs geeignete Walzspaltmessung bei niedriger Walzkraft zu schaffen, die zudem geschützt und wartungsarm ausgebildet ist.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
  • Demnach ist der Positions- oder Weggeber zwischen den Blegeblöcken oder den Arbeitswalzen-Einbaustücken oder zwischen dem feststehenden Zylinderblock und einem beweglichen Bauteil zur Indirekten Walzspalt-Referenzmessung eingebaut und es ist eine Regelung der an den Biegeblöcken gemessenen Schräglage des Walzbandes vorgesehen über eine Anstellung der den Walzspalt beeinflussenden Kolben-Zylinder-Einheiten und/oder über eine Einstellung unterschiedlicher Biegekräfte in den, den Walzspalt beeinflussenden Kolben-Zylinder-Einheiten.
  • Eine praktische Ausführungsform kann nach anderen Merkmalen dahingehend gestaltet sein, dass der Positions- oder Weggeber eine Zylinderbuchse durchdringt, an deren Stirnseite ein Magnet für die Geberstange des magnetostriktiven Wandlers in einem zentrischen Hohlraum des Kolbens für den Biegezylinder angeordnet ist und dass die Geberstange, die Kolbenstange des Biegezylinders durchdringend in einer axialen Mittelbohrung der Kolbenstange verläuft, die an einer Entlüftungsbohrung endet.
  • Nach weiteren Merkmalen ist vorgesehen, dass in einem Zylinderblock für die Blegezylinder in einem Führungsrohr ein Positions- oder Weggeber verstellbar ist, der in einem Biegeblock fest angeordnet ist, ist.
  • Weiterhin ist vorteilhaft, dass das Führungsrohr in einem Biegeblock fest angeordnet und im gegenüberliegenden Biegeblock gleitend geführt ist.
  • Dabei ist noch eine Ausgestaltung derart vorgesehen, dass das Führungsrohr in einer Führungsbuchse in einem gegenüberliegenden Biegeblock gleitend gelagert ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Teil-Querschnitt durch die Arbeitswalzen eines Warm- oder Kaltwalzgerüstes mit einem axialen Schnitt durch einen Biegezy- linder,
    Fig. 2
    einen axialen Schnitt durch den Biegezylinder mit einem Positi- onsgeber in dessen Innerem,
    Fig. 3
    einen Schnitt durch eine alternative Ausführungsform zwischen den Biegeblöcken oder den Arbeitswalzen-Einbaustücken und
    Fig. 4
    ein Diagramm zur Schräglage des Bandes zum Verlauf des Band- kopfes.
  • Die Arbeitswalzen 1a und 1b (Fig. 1) sind teilweise geschnitten dargestellt und werden durch jeweils eine Stützwalze 2 geführt. Die Arbeitswalzen-Einbaustücke 3a, 3b sind in den Ständern wie üblich geführt.
  • Die Arbeitswalzen 1a und 1b sind ferner in Biegeblöcken 4a und 4b senkrecht verschieblich zum Walzspalt 7 gehalten. Die Biegeblöcke 4a, 4b sind am (nicht gezeichneten) Walzenständer des Walzgerüstes befestigt. In den Biegeblöcken 4a, 4b sind die Biegezylinder 5a, 5b angeordnet. In jedem Biegezylinder 5a, 5b ist ein Positions- oder Weggeber 6 zur Walzspalt-Referenzmessung eingebaut und in den Biegezylinder 5a, 5b integriert. Der gezeichnete Positions- oder Weggeber 6 ist als magnetostriktiver Geber ausgeführt (Fig. 1 und 2). Aus den gemessenen Werten des Positions- oder Weggebers 6 wird ein Regelsystem bzw. ein Regelkreis aufgebaut.
  • Die gemessenen Regelwerte bewirken eine exakte Einstellung des Walzspaltes 7, um ein optimales Ein- oder Ausfädeln in den geschlossenen Walzspalt 7 und zum optimalen Walzen von Metallbändern (aus Stahl oder NE-Werkstoffen) mit angestrebter Planheit und dem geforderten Profil zu erzielen.
  • Der magnetostriktive Positions- oder Weggeber 6 ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt. Der Positions- oder Weggeber 6 durchdringt eine Zylinderbuchse 8, an deren Stirnseite 8a ein Magnet 9 für die Geberstange 10 des magnetostriktiven Wandlers 6a in einem zentrischen Hohlraum 11a des Kolbens 11 angeordnet ist. Die den Kolben 11 tragende Kolbenstange 11b weist eine axiale Mittelbohrung 12 auf, in der die Geberstange 10 angeordnet ist. Die Mittelbohrung 12 endet an einer Entlüftungsbohrung 13 mit einer Verschlussschraube 14.
  • Gemäß Fig. 3 ist jeweils in einem Zylinderblock 15 ein Führungsrohr 16 nahe dem Walzspalt 7 angeordnet. In dem Biegeblock 4a ist das Führungsrohr 16 gegenüberliegend in dem Biegeblock 4b mittels einer Führungsbuchse 17 geführt und der Positions- oder Weggeber 6 ist mittels einer Führungsstange 18 geführt bzw. gelagert.
  • In dem Diagramm der Fig. 4 ist der Zusammenhang zwischen der Schräglage des Walzspaltes 7 (gemessen an verschiedenen Stellen) und dem seitlichen Verlaufen des Walzbandes (aus Stahl oder weicheren NE-Werkstoffen) dargestellt. Das Bestimmtheitsmaß R2 der linearen Regression bedeutet nahe "1" einen günstigen Wert und ist als Regelgröße vorteilhaft. In dem unteren Bereich ist R2 kleiner als in dem oberen Bereich und ist als Regelgröße weniger geeignet. Aus diesen Zusammenhängen folgt, dass eine Regelung der Schräglage des Walzbandes durch messen an den Biegeblöcken 4a, 4b den unerwünschten seitlichen Bandverlauf erheblich minimieren kann.
    • Bezugszeichenliste
    • 1a
    Arbeitswalze
    1b
    Arbeitswalze
    2a
    Stützwalze
    2b
    Stützwalze
    3a
    Arbeitswalzen-Einbaustück
    3b
    Arbeitswalzen-Einbaustück
    4a
    Biegeblock
    4b
    Biegeblock
    5a
    Biegezylinder
    5b
    Biegezylinder
    6
    Positions- oder Weggeber
    6a
    magnetostriktiver Wandler
    7
    Walzspalt
    8
    Zylinderbuchse
    8a
    Stirnseite
    9
    Magnet
    10
    Geberstange
    11
    Kolben
    11a
    zentrischer Hohlraum
    11b
    Kolbenstange
    12
    axiale Mittelbohrung
    13
    Entlüftungsbohrung
    14
    Verschlusschraube
    15
    Zylinderblock
    16
    Führungsrohr
    17
    Führungsbuchse
    18
    Führungsstange

Claims (5)

  1. Einrichtung zur Messung eines Walzspaltes (7) zwischen Arbeitswalzen (1a; 1b) eines Kalt- oder Warmwalzgerüstes für das Auswalzen von schmalen oder breiten Metallbändern, insbesondre von NE-Metallbändern, mittels zumindest eines Positions- oder Weggebers (6) zur indirekten Walzspalt-Referenzmessung;
    wobei die Arbeitswalzen (1a, 1b) in Biegeblöcken (4a, 4b) senkrecht verschieblich zum Walzspalt (7) gehalten sind;
    wobei Arbeitswalzen-Einbaustücke (3a, 3b) in Ständern des Walzgerüstes geführt sind;
    wobei ein feststehender Zylinderblock (15) und bewegliche Bauteile zur Aufnahme einer Kolben - Zylindereinheit dienen;
    wobei die von dem Positions- oder Weggeber gemessenen Walzspaltreferenzwerte einem Regelsystem zur Ausregelung des Walzspaltes über eine hydraulische Walzenanstellung und/oder über das Biegen der Arbeitswalzen aufschaltbar sind;
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Positions- oder Weggeber (6) in Form eines Messtasters, eines elektrisch-hydraulischen Wandlers oder eines magnetostriktiven Wandlers ausgebildet ist;
    dass der Positions- oder Weggeber (6) zwischen den Biegeblöcken (4a, 4b) oder den Arbeitswalzen-Einbaustücken (3a, 3b) oder zwischen einem feststehenden Zylinderblock (15) und einem beweglichen Bauteil zur indirekten Walzspalt-Referenzmessung eingebaut ist; und
    dass eine Regelung der an den Biegeblöcken gemessenen Schräglage des Walzbandes vorgesehen ist über eine Anstellung der den Walzspalt beeinflussenden Kolben-Zylinder-Einheiten und/oder über eine Einstellung unterschiedlicher Biegekräfte in den, den Walzspalt beeinflussenden Kolben-Zylinder-Einheiten.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Positions- oder Weggeber (6) eine Zylinderbuchse (8) durchdringt, an deren Stirnseite (8a) ein Magnet (9) für die Geberstange (10) des magnetostriktiven Wandlers (6a) In einem zentrischen Hohlraum (11a) des Kolbens (11) für den Blegezylinder (5) angeordnet ist und dass die Geberstange (10), die Kolbenstange (11b) des Biegezylinders (5) durchdringend, In einer axialen Mittelbohrung (12) der Kolbenstange (11b) verläuft, die an einer Entlüftungsbohrung (13) endet.
  3. Einrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in einem Zylinderblock (15) für die Biegezylinder (5a; 5b) in einem Führungsrohr (16) der Positions- oder Weggeber (6) verstellbar ist, der in einem Biegeblock (4a; 4b) fest angeordnet ist.
  4. Einrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Führungsrohr (16) in dem Biegeblock (4a; 4b) fest angeordnet und im gegenüberliegenden Biegeblock (4a; 4b) gleitend geführt ist.
  5. Einrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Führungsrohr (16) in einer Führungsbuchse (17) in einem gegenüberliegenden Biegeblock (4a; 4b) gleitend gelagert ist.
EP02787736A 2001-12-12 2002-11-20 Einrichtung zur messung des walzspaltes zwischen arbeitswalzen eines kalt- oder warmwalzgerüstes Revoked EP1453620B1 (de)

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