EP1694447A1 - Optimierte verschiebestrategien als funktion der bandbreite - Google Patents

Optimierte verschiebestrategien als funktion der bandbreite

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EP1694447A1
EP1694447A1 EP04797824A EP04797824A EP1694447A1 EP 1694447 A1 EP1694447 A1 EP 1694447A1 EP 04797824 A EP04797824 A EP 04797824A EP 04797824 A EP04797824 A EP 04797824A EP 1694447 A1 EP1694447 A1 EP 1694447A1
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EP
European Patent Office
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roll
rolls
work
cvc
roller
Prior art date
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EP04797824A
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Andreas Ritter
Rüdiger Holz
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
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Publication date
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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
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/40—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using axial shifting of the rolls

Definitions

  • the invention relates to a method for optimizing displacement strategies as a function of the bandwidth in order to make the best possible use of the advantages of the CVC / CVC plus technology in the operation of belt edge-oriented displacement in 4- / 6-roll stands, each comprising a pair of work rolls and backup rolls and an additional one Pair of intermediate rolls in 6-roll stands, at least the work rolls and the intermediate rolls interacting with devices for axial displacement, and each work / intermediate roll having a bale extended by the CVC displacement stroke with one-sided regrinding in the region of the bale edge.
  • sesT ⁇ neuNG ⁇ KDPiE Friction are driven by the adjacent roller.
  • heavy drive elements motor, pinion gear, spindles
  • 6-roll stands with an intermediate roll drive.
  • the horizontal deflection of the work rolls and intermediate rolls also plays an important role in the flatness of the strip.
  • the roll set is supported, which leads to a substantial reduction in the horizontal deflection.
  • the 6-roll stand in the intermediate roll bend has an additional, fast actuator.
  • the 6-roll stand thus has two actuators that are independent of the effect on the roll gap. In the first stand, rapid adaptation of the roll gap to the incoming strip profile is thus ensured to avoid flatness defects. In the last stand, both actuators can be used effectively in the flatness control.
  • both methods are combined with one another.
  • the aim is to even out the disadvantageous deflection of the work rolls under rolling force across the entire range of bandwidths and to increase the effectiveness of the roll bending systems by shortening the displacement distances without having to interrupt the continuous rolling operation.
  • This goal is achieved by shifting the intermediate or work rolls with an applied CVC-grinding.
  • the bale edges of the CVC rollers are positioned in the area of the belt edge.
  • the roller set consists of rollers of the same bale length.
  • the object of the invention is to extend the strip edge-oriented shifting strategy known from DE 100 37 004 A1 to the work rolls in such a way that a stand design with a geometrically identical set of rolls is realized.
  • the task is achieved by the characterizing features of claim 1 by specifying the displacement position of the movable work
  • the intermediate roller depending on the bandwidth at which the working / The intermediate roller is positioned in different positions relative to the strip edge, the displacement position of the respective roller being specified by piecewise linear attachment function within different strip width ranges.
  • the free parameters of the attachment function are selected so that they can be preset so that the specified positions are set relative to the strip edge.
  • the roll configuration from the CVC / CVC plus technology for a 6-roll or 4-roll stand is used as the basis for the stand concept.
  • the work / intermediate roll with a longer and symmetrical bale is used either with a cylindrical, crowned or superimposed CVC / C ⁇ / C ⁇ US cut during the belt edge-oriented shifting.
  • the deformation behavior of the roll set and the effectiveness of the positive work roll bending (6-roll stand) can be specifically influenced by suitable execution of a one-sided back grinding in combination with the superimposed roll grinding and the bandwidth-dependent optimization of the axial displacement position.
  • the roll gap can thus be optimally adjusted.
  • a curved contour (e.g. CVC / CVC plus grinding) can also be superimposed on the cylindrical bale of the work / intermediate roll.
  • the superimposed, curved contour of the work / intermediate roll enables the required displacement stroke to be reduced, since the beginning of the grinding back of the work / intermediate roll is positioned clearly in front of the belt edge. Firstly, the load distribution is reduced due to the longer contact length. On the other hand, the maximum of the load distribution due to the CVC / CVC plus grinding increasingly shifts towards the center of the scaffolding with decreasing bandwidth.
  • the start of the regrinding is positioned outside, on or within the belt edge, i.e. within the belt width.
  • the positioning depends on the bandwidth and the material properties, whereby the elastic behavior of the roll set and the effectiveness of the positive work roll bending (6-roll stand) can be set.
  • bale areas within the set of rolls are specifically hidden from the force flow.
  • the resulting negative deformations are reduced because the principle of the "ideal framework" is approximated.
  • the load distributions that occur in the respective contact joints increase due to the reduced contact lengths.
  • Moving the CVC / CVC plus rollers in opposite directions also results in the possibility of specifically influencing the strip profile in the sense of a preset actuator. If the curved contour is selected in such a way that it generates no or a minimal crown in the maximally negative displacement position and a maximum crown in the maximally positive displacement position, the bandwidth-dependent framework deformation can be partially compensated for. The remaining part is compensated for by the increasing effect of the positive work roll bend as the bandwidth decreases.
  • the length I of the one-sided relief grinding d in the area of a bale edge of the work / intermediate roll 10, 11 is divided into two areas a and b placed one against the other.
  • y (x) R - (R 2 - (I - x) 2 ) 1/2
  • the transition between areas a and b can be carried out with or without a continuously differentiable transition. Furthermore, this transition of the regrinding can also be carried out with a sequential reduction of the dimension d resulting from the flattening according to a table previously determined.
  • the loopback y (x) is then, for example, flatter in the transition area than a radius and in the end much steeper. For reasons of grinding technology, the transition to the cylindrical part has to be made via a correspondingly larger shoulder in the transition between a and b (approx. 2d).
  • the reduction in diameter 2d by the relief grinding y (x) is specified in such a way that the work roll 10 in a 6-roll stand can bend freely around the relief grinding y (x) of the intermediate roller 11 without fear of contact in the region b.
  • the regrinding y (x) only serves to locally reduce the load peaks that occur.
  • the one-sided back grinding is on the upper work / intermediate roll 10, 11 on the operating side BS and on the lower work / intermediate roll 10, 11 on the drive side AS, as shown in FIGS. 2 and 3.
  • the principle of operation does not change, however, if the reverse grinding is reversed on the upper work / intermediate roll 10, 11 on the drive side AS and on the lower work / intermediate roll 10, 11 on the operating side BS.
  • FIG. 2 shows the set of rolls of a 6-roll stand, consisting of the work rolls 10, the intermediate rolls 11 with extended bales and the support rolls 12.
  • the roll band 14 is arranged symmetrically in the center of the stand.
  • Pisitive displacement means that the upper work / intermediate roller 10, 11 in the direction of the drive side AS and the lower one Work / intermediate roll 10, 11 is moved in the direction of the operating side BS.
  • FIG. 3 shows the set of rolls of a 4-roll stand, consisting of the work rolls 10 with extended bales and the support rolls 12.
  • the shift position is specified by piecewise linear approach functions, which are based on different positions of the start d 0 of the loopback relative to the band edge.
  • the displaceable work / intermediate roller is not positioned in front of the belt edge with a fixed dimension m as shown in FIGS. 4 and 5, as is conventional, but in dependence on the belt width in different positions P ( ⁇ , ß, ⁇ , see table 1) relative to the band edge.
  • the shift position VP (w, x, y, z, see table 1) of the respective roller is specified by piecewise linear attachment function.
  • the free parameters of the attachment function are selected so that the positions P specified in Table 1 are set relative to the belt edge. This also results in the displacement position VP of the roller.
  • the parameters can be specified variably.
  • FIG. 6 an example of the specification of the bandwidth-dependent shift position of the intermediate roller in a 6-roll stand is shown in the form of a diagram.
  • the specified displacement position VP in mm is plotted on the ordinate and the bandwidth range B is plotted on the abscissa.
  • the maximum displacement position VPm a x is parallel to the abscissa. and in the lower part the minimum shift position VPmin. drawn in dashed form.

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Description

Optimierte Verschiebestrategien als Funktion der Bandbreite
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung von Verschiebstrategien als Funktion der Bandbreite zur bestmöglichen Ausnutzung der Vorteile der CVC/CVCplus - Technologie im Betrieb des bandkantenorientierten Verschie- bens in 4-/6-Walzengerüsten, umfassend jeweils ein Paar Arbeitswalzen und Stützwalzen und zusätzlich ein Paar Zwischenwalzen bei 6-WaIzengerüsten, wobei zumindest die Arbeitswalzen und die Zwischenwalzen mit Vorrichtungen zum axialen Verschieben zusammenwirken, und wobei jede Arbeits- /Zwischenwalze einen um den CVC-Verschiebehub verlängerten Ballen mit einseitigem Rückschliff im Bereich der Ballenkante aufweist.
In der Vergangenheit sind die Anforderungen an die Qualität von kaltgewalztem Band hinsichtlich Dickentoleranzen, erreichbaren Enddicken, Bandprofil, Band- planheit, Oberflächen etc. stetig gestiegen. Die Produktvielfalt am Markt für kaltgewalzte Bleche führt zudem zu einem immer vielfältigeren Produktspektrum hinsichtlich der Materialeigenschaften und der geometrischen Abmessungen. Aufgrund dieser Entwicklung wird der Wunsch nach flexibleren Anlagenkonzeptionen und Fahrweisen in Kalttandemstraßen - optimal angepasst an das zu walzende Endprodukt - immer stärker.
Das Erreichen einer gewünschten Enddicke sowie die Realisierung bestimmter Abnahmeverteilungen (Stichplangestaltung), insbesondere bei höherfesten Güten, wird maßgeblich durch den Arbeitswalzendurchmesser beeinflusst. Mit abnehmendem Arbeitswalzendurchmesser reduziert sich die benötigte Walzkraft durch ein günstigeres Abplattungsverhalten. Der Durchmesserreduzierung sind sowohl von der Übertragung der Drehmomente her als auch im Hinblick auf die Walzendurchbiegung Grenzen gesetzt. Reichen die Zapfenquerschnitte zur Übertragung der Antriebsmomente nicht aus, so können die Arbeitswalzen über
sesTÄneuNGβKDPiE Reibungsschluss durch die benachbarte Walze angetrieben werden. Im Falle eines 4-Walzengerüsts sind allerdings schwere Antriebselemente (Motor, Kammwalzgetriebe, Spindeln) zur Realisierung eines Stützwalzenantriebs erforderlich, welche die Anlage verteuern. Hier ist es sinnvoll, einzelne Gerüste (meist die vorderen) als 6-Walzengerüste mit Zwischenwalzenantrieb auszufüh- ren.
Für die Planheit des Bandes spielt neben der vertikalen Durchbiegung auch die horizontale Durchbiegung der Arbeitswalzen und Zwischenwalzen eine bedeutende Rolle. Durch das horizontale Verschieben der Arbeits-/Zwischenwalzen aus der Mittenebene des Gerüstes erfolgt ein Abstützen des Walzensatzes, der zur wesentlichen Reduzierung der horizontalen Durchbiegung führt.
Zudem verfügt das 6-Walzengerüst in der Zwischenwalzen-Biegung über ein zusätzliches, schnelles Stellglied. In Kombination mit der Arbeitswalzenbiegung besitzt das 6-Walzengerüst somit zwei in der Wirkung auf den Walzspalt unabhängige Stellglieder. Im ersten Gerüst ist somit eine schnelle Adaption des Walzspaltes an das einlaufende Bandprofil zur Vermeidung von Planheitsdefekten gewährleistet. Im letzten Gerüst können beide Stellglieder effektiv in der Planheitsregelung verwendet werden.
Für die klassischen Gerüstbauarten 4-High und 6-High existieren neben Basiskonzepten mit Biegesystemen und festen Walzenballigkeiten als Walzspalt beeinflussenden Stellgliedern im wesentlichen zwei weitere Gerüstkonzeptionen, die durch das Verschieben von Arbeitswalzen bzw. Zwischenwalzen, basierend auf unterschiedlichen Wirkprinzipien, den Walzspalt zusätzlich beeinflussen:
• CVC/CVCplus - Technologie
• Technologie des bandkantenorientierten Verschiebens Hierbei handelt es sich um getrennte Gerüstkonzepte, da unterschiedliche Walzengeometrien erforderlich sind.
In der klassischen CVC - Technologie, wie sie in der EP 0 049 798 B1 beschrieben wird, sind die Ballenlängen der verschiebbaren Walzen stets um den axialen Verschiebehub länger als die feststehenden, unverschobenen Walzen. Dadurch wird erreicht, dass die verschiebbare Walze nicht mit ihrer Ballenkante unter die feststehenden Walzenballen geschoben werden kann. Somit werden Oberflächenschäden/Markierungen vermieden. Die Arbeitswalzen werden im Allgemeinen über ihre gesamte Länge an den Zwischen- oder Stützwalzen ab- gestützt. Dadurch wird die von den Stützwalzen ausgeübte Walzkraft auf die gesamte Länge der Arbeitswalzen übertragen. Dies hat zur Folge, dass die ü- ber das Walzgut seitlich vorstehenden und damit am Walzvorgang nicht beteiligten Enden der Arbeitswalzen durch die auf sie ausgeübte Walzkraft in Richtung auf das Walzgut durchgebogen werden. Aus dieser schädlichen Durchbie- gung der Arbeitswalzen resultiert eine Aufbiegung der mittleren Walzenabschnitte. Sie bewirkt ein zu geringes Auswalzen des zentralen Bandbereiches und ein starkes Auswalzen der Bandkanten. Diese Wirkungen kommen besonders bei sich im Betrieb ändernden Walzbedingungen sowie beim Walzen von unterschiedlich breiten Bändern zur Geltung.
Dem gegenüber werden bei der Technologie des bandkantenorientierten Ver- schiebens , wie in der DE 22 06 912 C3 offenbart ist, im gesamten Walzensatz Walzen mit gleichen Ballenlängen verwendet. Die verschiebbaren Walzen sind dabei einseitig im Ballenkantenbereich entsprechend geometrisch gestaltet und mit einem Rückschliff versehen, um lokal auftretende Lastspitzen zu reduzieren. Das Wirkprinzip beruht auf dem bandkantenorientierten Nachschieben der Ballenkante, entweder vor, auf oder sogar bis hinter die Bandkante. Insbesondere bei 6-Walzengerüsten führt das Verschieben der Zwischenwalze unter die Stützwalze zur gezielten Beeinflussung der Wirksamkeit der positiven Arbeits- walzen-Biegung. Nachteilig wirkt sich allerdings bei diesem Verfahren das axiale Verschieben der Walzen auf die Lastverteilung in den jeweiligen Kontaktfu- gen aus. Mit kleiner werdender Bandbreite erhöht sich die maximal auftretende Lastspitze der Kontaktkraftverteilung gravierend. ^
In der Patentschrift DE 36 24 241 C2 (Verfahren zum Betrieb eines Walzwerks zur Herstellung eines Walzbandes) werden beide Verfahren miteinander kom- biniert. Ziel ist es, die nachteilige Durchbiegung der Arbeitswalzen unter Walzkraft über das gesamte Bandbreitenspektrum zu vergleichmäßigen und unter Verkürzung der Verschiebewege die Wirksamkeit der Walzenbiegesysteme zu vergrößern, ohne dass der kontinuierliche Walzbetrieb unterbrochen werden muss. Dieses Ziel wird durch das bandkantenorientierte Verschieben von Zwi- sehen- bzw. Arbeitswalzen mit einem aufgebrachten CVC-Schliff erreicht. Die Ballenkanten der CVC-Walzen werden dabei im Bereich der Bandkante positioniert. Wie im Falle der Technologie des bandkantenorientierten Verschiebens besteht der Walzensatz aus Walzen gleicher Ballenlängen.
In den diskutierten Technologien handelt es sich jeweils um getrennte Gerüstkonzepte, da unterschiedliche Walzengeometrien erforderlich sind. Es besteht das Bestreben, diese Technologien/Fahrweisen durch eine Gerüstkonzeption mit geometrisch gleichem Walzensatz zu realisieren. Die grundsätzliche Vorgehensweise zur Realisierung einer bandkantenorientierten Verschiebestrategie ausschließlich der Zwischenwalzen und ausschließlich in einem 6- Walzengerüst unter Verwendung eines geometrisch gleichem Walzensatzes wurde in der DE 100 37 004 A1 ausführlich beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist, die aus der DE 100 37 004 A1 bekannte bandkan- tenorientierten Verschiebestrategie so auch auf die Arbeitswalzen auszudehnen, dass eine Gerüstkonzeption mit geometrisch gleichem Walzensatz realisiert wird.
Die gestellte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An- spruchs 1 durch Vorgabe der Verschiebeposition der verschiebbaren Arbeits-
/Zwischen-walze in Abhängigkeit von der Bandbreite gelöst, bei der die Arbeits- /Zwischen-walze in verschiedenen Positionen relativ zur Bandkante positioniert wird, wobei innerhalb verschiedener Bandbreitenbereiche dabei die Verschiebeposition der jeweiligen Walze durch stückweise lineare Ansatzfunktion vorgegeben wird.
In Abhängigkeit der Materialeigenschaften werden dabei die freien Parameter der Ansatzfunktion so variabel vorgebbar gewählt, dass sich die vorgegebenen Positionen relativ zur Bandkante einstellen. Das bandkantenorientierte Verschieben der Arbeits-/Zwischenwalzen wird so durchgeführt, dass diese relativ zur neutralen Verschiebeposition (szw = 0 bzw. SAW = 0) in Gerüstmitte symmet- risch um jeweils den gleichen Betrag in Richtung ihrer Achse gegeneinander verschoben werden.
Als Basis für das Gerüstkonzept wird die Walzenkonfiguration aus der CVC/CVCplus - Technologie für ein 6-Walzen- bzw. 4-Walzengerüst verwendet. Die verschiebbare Zwischen- bzw. Arbeitswalze besitzt einen um den CVC- Verschiebehub längeren Ballen, der sich für die neutrale Verschiebeposition szw = 0 bzw. SAW = 0 symmetrisch in Gerüstmitte befindet.
Die Arbeits-/Zwischenwalze mit längerem und symmetrischem Ballen wird wäh- rend des bandkantenorientierten Verschiebens entweder mit einem zylindrischen, balligen oder überlagertem CVC/C\/C^US -Schliff eingesetzt. Durch geeignete Ausführung eines einseitigen Rückschliffs in Kombination mit dem überlagerten Walzenschliff und dem bandbreitenabhängigen Optimieren der axialen Verschiebposition lässt sich das Deformationsverhalten des Walzensatzes und die Wirksamkeit der positiven Arbeitswalzen-Biegung (6-Walzengerüst) gezielt beeinflussen. Der Walzspalt kann somit optimal eingestellt werden.
Dem zylindrischen Ballen der Arbeits-/Zwischenwalze kann zusätzlich eine gekrümmte Kontur (z. B CVC/CVCplus -Schliff) überlagert werden. Im Falle eines CVC/CVCplus -Schliffes wird die gekrümmte Kontur durch die Gleichung R(x)=R0 + aι *x + a2 * x 2... + an * xn
beschrieben.
Durch die überlagerte, gekrümmte Kontur der Arbeits-/Zwischenwalze lässt sich der benötigte Verschiebehub reduzieren, da der Beginn des Rückschliffs der Arbeits-/Zwischenwalze deutlich vor der Bandkante positioniert wird. Zum einen reduziert sich die Lastverteilung in Folge der größeren Kontaktlänge. Zum anderen verlagert sich das Maximum der Lastverteilung durch den CVC/CVCplus - Schliff mit abnehmender Bandbreite zunehmend zur Gerüstmitte hin.
Beim axialen Verschieben der Arbeits-/Zwischenwalze wird der Beginn des Rückschliffs außerhalb, auf oder innerhalb der Bandkante, also schon innerhalb der Bandbreite positioniert. Die Positionierung erfolgt in Abhängigkeit von der Bandbreite und den Materialeigenschaften, wodurch gezielt das elastische Verhalten des Walzensatzes sowie die Wirksamkeit der positiven Arbeitswalzen- Biegung (6-Walzengerüst) eingestellt werden kann.
Durch Optimieren der Verschiebeposition der Arbeits-/Zwischenwalzen werden gezielt Ballenbereiche innerhalb des Walzensatzes aus dem Kraftfluss ausgeblendet. Daraus resultierende, sich negativ auswirkende Verformungen werden reduziert, da das Prinzip des „idealen Gerüstes" angenähert wird. Allerdings erhöhen sich die auftretenden Lastverteilungen in den jeweiligen Kontaktfugen aufgrund der reduzierten Kontaktlängen.
Aus dem gegensinnigen Verschieben der CVC/CVCplus -Walzen resultiert zudem die Möglichkeit einer gezielten Beeinflussung des Bandprofils im Sinne eines Preset-Stellglieds. Wird die gekrümmte Kontur derart gewählt, dass sie in maximal negativer Verschiebeposition keinen oder einen minimalen Crown und in maximal positiver Verschiebeposition einen maximalen Crown erzeugt, so lässt sich die bandbreitenabhängige Gerüstdeformation teilweise kompensie- ren. Der verbleibende Teil wird durch die mit abnehmender Bandbreite zunehmende Wirkung der positiven Arbeitswalzen-Biegung kompensiert.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachstehenden Erläuterungen einiger in Zeichnungsfiguren schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele. Zur besseren Übersichtlichkeit sind gleiche Walzen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
FFiigg.. 11 den einseitigen Rückschliff im Bereich der Ballenkante einer Ar- beits-/Zwischenwalze,
Fig. 2 Gerüstkonzeption für bandkantenorientiertes Verschieben mit ü- berlagertem CVC/CVCplus -Schliff der Zwischenwalzen,
Fig. 3 Gerüstkonzeption für bandkantenorientiertes Verschieben mit ü- berlagertem CVC/CVCplus -Schliff der Arbeitswalzen,
Fig. 4a-4c Positionierung des Zwischenwalzenrückschliffs,
Fig. 5a-5c Positionierung des Arbeitswalzenrückschliffs,
Fig. 6 Vorgabe der Verschiebeposition in Abhängigkeit der Bandbreite.
In Figur 1 ist schematisch das Aussehen und die geometrische Anordnung eines einseitigen Rückschliffs d im Bereich der Ballenkante einer Arbeits- /Zwischen-walze 10, 11 dargestellt. In der DE 100 37 004 A1 ist ein einseitiger Rückschliff, wie er hier verwendet wird, bereits ausführlich beschrieben und in einer Zeichnungsfigur dargestellt.
Die Länge I des einseitigen Rückschliffs d im Bereich einer Ballenkante der Ar- beits-/Zwischenwalze 10, 11 , teilt sich in zwei aneinander gesetzte Bereiche a und b auf. Im ersten inneren Bereich a, beginnend im Punkt do, folgt der Rückschliff y(x) der Kreisgleichung (I - x)2 + y2 = R2 mit R für den Walzenradius. Mit den eingezeichneten Koordinaten x und y ergibt sich für den Bereich a dann ein Rückschliff y(x) von: Bereich a: =(R2 - (R - d)2)1/2 = y(x) = R - (R2 - (I - x )2)1/2
Wird eine in Abhängigkeit der äußeren Randbedingungen (Walzkraft und daraus resultierenden Walzenverformung) vorgegebene minimal notwendige Durchmesserreduzierung 2d erreicht, so verläuft der Rückschliff y(x) linear bis zur Ballenkante aus, woraus sich für den Bereich b ergibt.
Bereich b: = 1 - a => y(x) = d = const.
Der Übergang zwischen Bereich a und b kann mit oder ohne stetig differenzierbarem Übergang ausgeführt werden. Weiterhin kann dieser Übergang des Rückschliffs auch mit einer sequentiellen Rücknahme des aus der Abplattung resultierenden Maßes d nach einer vorher ermittelten Tabelle vorgenommen werden. Der Rückschliff y(x) ist dann beispielsweise im Übergangsbereich fla- eher als ein Radius und am Ende sehr viel steiler. Aus schleiftechnischen Gründen ist der Übergang zum zylindrischen Teil über einen entsprechend größeren Absatz im Übergang zwischen a und b auszuführen (ca. 2d).
Die Durchmesserreduzierung 2d durch den Rückschliff y(x) wird so vorgege- ben, dass sich in einem 6-Walzengerüst die Arbeitswalze 10 frei um den Rückschliff y(x) der Zwischenwalze 11 biegen kann, ohne dass Kontakt im Bereich b befürchtet werden muss. Im 4-Walzengerüst dient der Rückschliff y(x) nur zur lokalen Reduzierung der auftretenden Lastspitzen.
Im Normalfall befindet sich der einseitige Rückschliff an der oberen Arbeits- /Zwischenwalze 10, 11 auf der Bedienungsseite BS und an der unteren Arbeits- /Zwischenwalze 10, 11 auf der Antriebsseite AS, wie in den Figuren 2 und 3 angeführt ist. Am Wirkprinzip ändert sich aber nichts, wenn man den Rückschliff umgekehrt an der oberen Arbeits-/Zwischenwalze 10, 11 auf der Antriebsseite AS und an der unteren Arbeits-/Zwischenwalze 10, 11 auf der Bedienungsseite BS anbringt.
In Figur 2 ist der Walzensatz eines 6-Walzengerüstes dargestellt, bestehend aus den Arbeitswalzen 10, den Zwischenwalzen 11 mit verlängerten Ballen und den Stützwalzen 12. Das Walzband 14 ist symmetrisch in der Gerüstmitte angeordnet. Die dargestellte Verschiebung der Zwischenwalze 11 um den Betrag szw = „+" besagt, dass sie in Richtung der Antriebsseite AS hin verschoben wurde. (Positives Verschieben bedeutet, dass die obere Arbeits- /Zwischenwalze 10, 11 in Richtung der Antriebsseite AS und die untere Arbeits- /Zwischenwalze 10, 11 in Richtung der Bedienungsseite BS verschoben wird.)
In Figur 3 ist der Walzensatz eines 4-Walzengerüstes dargestellt, bestehend aus den Arbeitswalzen 10 mit verlängerten Ballen und den Stützwalzen 12. Auch hier wurde eine positive Verschiebung durchgeführt und zwar der Ar- beitswalzen 10 um den Betrag SAW = ..+"■
In den Figuren 4a-4c und 5a-5c ist das axiale Verschieben der Arbeits- /Zwischenwalze 10, 11 um einen Verschiebehub m nochmals im Detail dargestellt. In den dargestellten Verschiebpositionen der Figur 4a und 5a wurde der Beginn d0 des Rückschliffs y(x) außerhalb der Bandkante (m = +), in Figur 4b und 5b auf der Bandkante (m = 0) und in Figur 4c und 5c innerhalb der Bandkante (m = -), also schon innerhalb der Bandbreite positioniert.
In verschiedenen Bandbreitenbereichen wird in Abhängigkeit von der Bandbrei- te die Verschiebposition durch stückweise lineare Ansatzfunktionen vorgegeben, denen unterschiedliche Positionen des Beginns d0 des Rückschliffes relativ zur Bandkante zu Grunde liegen. Die verschiebbare Arbeits-/Zwischenwalze wird dabei nicht, wie konventionell üblich, mit einem festen Maß m wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt, vor der Bandkante positioniert, sondern in Abhän- gigkeit der Bandbreite in verschiedenen Positionen P (α, ß, χ, siehe Tabelle 1) relativ zur Bandkante. Innerhalb verschiedener Bandbreitenbereiche B (a, b, c, d, e, siehe Tabelle 1) wird dabei die Verschiebeposition VP (w, x, y, z, siehe Tabelle 1) der jeweiligen Walze durch stückweise lineare Ansatzfunktion vorgegeben. Die freien Parameter der Ansatzfunktion werden so gewählt, dass sich die in der Tabelle 1 vorgegebenen Positionen P relativ zur Bandkante einstel- len. Damit ergibt sich ebenfalls die Verschiebeposition VP der Walze. In Abhängigkeit der Materialeigenschaften sind die Parameter variabel vorgebbar.
In Figur 6 ist in Form eines Diagramms ein Beispiel für die Vorgabe der bandbreitenabhängigen Verschiebeposition der Zwischenwalze in einem 6- Walzengerüst dargestellt. Aufgetragen sind auf der Ordinate die vorgegebene Verschiebeposition VP in mm und auf der Abszisse der Bandbreitenbereich B. Parallel zur Abszisse sind im oberen Teil des Diagramms die maximale Verschiebeposition VPmax. und im unteren Teil die minimale Verschiebeposition VPmin. in gestrichelter Form eingezeichnet.
Aus diesem Diagramm sind für verschiedene Positionen P die erhaltenen Verschiebepositionen VP mit Hilfe der Tabelle 1 wie folgt abzugreifen:
• Bei einem Rückschliffbeginn do an der Zwischenwalze im Abstand P = α in mm außerhalb der Bandkante B = a in mm ergibt sich eine Verschiebeposition VP von w in mm.
• Bei einem Rückschliffbeginn do an der Zwischenwalze im Abstand P = ß in mm außerhalb der Bandkante b < B < d in mm ergibt sich eine Verschiebeposition VP zwischen x bis z in mm. • Bei einem Rückschliffbeginn d0 an der Zwischenwalze im Abstand P = χ in mm innerhalb der Bandkante B = e in mm ergibt sich eine Verschiebeposition VP von z in mm.
Wesentlicher Vorteil der beschriebenen Gerüstkonzeption ist, dass mit nur ei- nem geometrisch gleichen Walzensatz die CVC/CVCplus - Technologie sowie die Technologie des bandkantenorientierten Verschiebens in der oben dargelegten Weise realisiert werden kann. Es sind keine unterschiedlichen Walzentypen mehr notwendig. Unterschiede bestehen nur noch im aufgebrachten Walzenschliff oder einem Rückschliff nach oben gearteten Vorgaben. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, beide Technologien miteinander zu kombinieren und unter Verwendung verschiedener Verschiebestrategien das Deformationsverhalten des Walzgerüstes sowie die Lastverteilung in den Kontaktfugen zu optimieren (ESS-Technologie = Enhanced Shifting Strategies ).
Bezugszeichenliste
10 Arbeitswalze
11 Zwischenwalze
12 Stützwalze
14 Walzband a erste, innere Abschnittslänge von d b zweite, äußere Abschnittslänge von d d Rückschliff (entspricht einer Durchmesserreduzierung von 2d) do Beginn von d I Länge von d m Verschiebehub
SAW Verschiebungsbetrag einer Arbeitswalze
Szw Verschiebungsbetrag einer Zwischenwalze x. y kartesische Koordinaten
AS Antriebsseite
B Bandbreite
BS Bedienungsseite
P Position von 10, 11 relativ zur Bandkante
R Walzenradius
Ro Ausgangswalzenradius
VP Verschiebeposition

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Optimierung von Verschiebstrategien als Funktion der Bandbreite zur bestmöglichen Ausnutzung der Vorteile der CVC/CVCplus - Technologie im Betrieb des bandkantenorientierten Verschiebens in 4- /6-Walzengerüsten, umfassend jeweils ein Paar Arbeitswalzen (10) und Stützwalzen (12) und zusätzlich ein Paar Zwischenwalzen (11) bei 6- Walzengerüsten, wobei zumindest die Arbeitswalzen (10) und die Zwischenwalzen (11) mit Vorrichtungen zum axialen Verschieben zusammenwirken, und wobei jede Arbeits-/Zwischenwalze (10, 11) einen um den CVC-Verschiebehub verlängerten Ballen mit einseitigem Rückschliff y(x) im Bereich der Ballenkante aufweist, gekennzeichnet durch Vorgabe der Verschiebeposition (VP) der verschiebbaren Arbeits-/Zwi- schenwalze (10, 11) in Abhängigkeit von der Bandbreite, wonach die Ar- beits-/Zwischenwalze (10, 11) in verschiedenen Positionen (P) relativ zur Bandkante (14) positioniert wird und innerhalb verschiedener Bandbrei- tenbereiche (B) dabei die Verschiebeposition (VP) der jeweiligen Walze durch stückweise lineare Ansatzfunktion vorgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Materialeigenschaften die freien Parameter der Ansatzfunktion so variabel vorgebbar gewählt werden, dass sich die vorgegebenen Positionen (P) relativ zur Bandkante (14) einstellen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das bandkantenorientiertes Verschieben der Arbeits- /Zwischenwalzen (10, 11) relativ zur neutralen Verschiebeposition (szw = 0 bzw. SAW = 0) in Gerüstmitte symmetrisch um jeweils den gleichen Betrag in Richtung ihrer Achse gegeneinander durchgeführt wird.
4. Walzwerk, umfassend 4-16-Walzengerüste in CVC-Bauart mit jeweils ein Paar Arbeitswalzen (10) und Stützwalzen (12) bei 4-Walzengerüsten und zusätzlich jeweils ein Paar Zwischenwalzen (11) bei 6-Walzengerüsten, wobei zumindest die Arbeitswalzen (10) und die Zwischenwalzen (11) mit Vorrichtungen zum axialen Verschieben zusammenwirken, zur Durchfüh- rung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiebbaren Arbeits-/Zwischenwalzen (10, 11) der Walzgerüste je einen um den axialen CVC-Verschiebehub längeren und symmetrischen Ballen aufweisen, der mit einer gekrümmten Walzenkontur mit (CVC/CVCplus -Schliff) überlagert und mit einem einseitigen Rückschliff (d) versehen ist.
5. Walzwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmte Walzenkontur (CVC/CVCplus -Schliff) durch die Gleichung R(x) = Ro + ai *x + a2 * x 2... + an * xn beschrieben wird, wobei Ro der Radius des Ausgangsballens ist.
6. Walzwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (I) des einseitigen Rückschliffs y(x) der Arbeits-/Zwi- schenwalzen (10, 11 ) in zwei aneinander grenzende Bereiche (a) und (b) getrennt ist, wobei der erste Bereich (a), beginnend mit dem Radius (Ro), der Kreisgleichung (I - x)2 + y2 = R2 folgt und der Bereich (b) linear ver- läuft, woraus sich für diese Bereiche folgender Rückschliff y(x) bzw. folgende Durchmesserreduzierung 2 • y(x) infolge des aus der Walzenabplattung resultierenden Maßes ergibt: Bereich (a): = (R2 - (R - d)2)1/2 = y(x) = d = R - (R2 - (I - x )2)1/2 Bereich (b): = I - a = y(x) = d = const.
7. Walzwerk nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang des Rückschliffs y(x) zwischen den Bereichen (a) und (b) mit einer sequentiellen Rücknahme des aus der Walzenabplat- tung resultierenden Maßes (d) nach einer ermittelten Tabelle vorgenommen wird.
8. Walzwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzgerüste einen geometrisch gleichen Walzensatz aufweisen.
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