EP1694447B1 - Optimierte verschiebestrategien als funktion der bandbreite - Google Patents

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EP1694447B1
EP1694447B1 EP04797824A EP04797824A EP1694447B1 EP 1694447 B1 EP1694447 B1 EP 1694447B1 EP 04797824 A EP04797824 A EP 04797824A EP 04797824 A EP04797824 A EP 04797824A EP 1694447 B1 EP1694447 B1 EP 1694447B1
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EP
European Patent Office
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rolls
roll
cvc
work
shifting
Prior art date
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EP04797824A
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Andreas Ritter
Rüdiger Holz
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SMS Siemag AG
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SMS Demag 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
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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
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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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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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 of optimizing shifting strategies as a function of belt width for the best use of the advantages of CVC / CVC plus technology in belt edge shift operation in 4/6 roll stands comprising a pair of work rolls and back up rolls plus a pair of intermediate rolls at 6-roll stands, wherein at least the work rolls and the intermediate rolls cooperate with devices for axial displacement, and wherein each work / intermediate roll has a bale extended by the CVC Verschiebehub on one side regrind in the bale edge.
  • a generic method and a generic device are eg off DE-A 100 37 004 known.
  • the horizontal deflection of the work rolls and intermediate rolls also plays an important role in the flatness of the strip. Due to the horizontal displacement of the work / intermediate rollers from the center plane of the framework, a support of the set of rollers, which leads to a substantial reduction of the horizontal deflection takes place.
  • the 6-roll mill has an additional, fast actuator in the intermediate roll bend.
  • the 6-roll mill thus has two independent in effect on the nip actuators.
  • a rapid adaptation of the roll gap to the incoming strip profile is thus ensured in order to avoid flatness defects.
  • both actuators can be effectively used in the flatness control.
  • the bales of the displaceable rollers are always longer by the axial displacement stroke than the fixed, unshifted rollers. This ensures that the sliding roller can not be pushed with its bale edge under the fixed roll barrel. Thus, surface damage / marks are avoided.
  • the work rolls are generally supported over their entire length on the intermediate or backup rolls. Thereby, the rolling force exerted by the back-up rolls is transmitted to the entire length of the work rolls. This has the consequence that the laterally projecting beyond the rolling stock and thus not involved in the rolling process ends of the work rolls are bent by the force exerted on them rolling force in the direction of the rolling stock.
  • the object of the invention is that of the DE 100 37 004 A1 To extend known band edge-oriented shift strategy on the work rolls so that a scaffolding concept with geometrically equal set of rollers is realized.
  • the stated object is achieved by the characterizing features of claim 1 by specifying the displacement position of the displaceable working / intermediate roller as a function of the bandwidth at which the working / intermediate roller is positioned in different positions relative to the strip edge, wherein within different bandwidth ranges while the shift position of the respective roller is predetermined by piecewise linear approach function.
  • the free parameters of the attachment function are chosen so variably predefinable that the predetermined positions are set relative to the strip edge.
  • the roller configuration made of the CVC / CVC plus technology is used for a 6-roll or 4-roll stand.
  • the work / intermediate roll with longer and symmetrical bale is used during the strip edge-oriented shifting either with a cylindrical, crowned or superimposed CVC / CVC plus -schliff.
  • a one-sided regrind in combination with the superimposed roll grinding and the bandwidth-dependent optimization of the axial displacement position, the deformation behavior of the set of rolls and the effectiveness of the positive work roll bending (6-roll stand) can be specifically influenced.
  • the roll gap can thus be optimally adjusted.
  • the cylindrical bale of the working / intermediate roller can additionally be overlaid with a curved contour (eg CVC / CVC plus grinding).
  • the required displacement stroke can be reduced since the start of the regrind of the work / intermediate roller is positioned clearly in front of the strip edge.
  • the load distribution is reduced as a result of the longer contact length.
  • the maximum of the load distribution due to CVC / CVC plus grinding shifts increasingly towards the middle of the framework with decreasing bandwidth.
  • the beginning of the regrind is positioned outside, on or within the band edge, ie already within the bandwidth.
  • the positioning depends on the belt width and the material properties, whereby the elastic behavior of the roller set as well as the effectiveness of the positive work roll bending (6-roll stand) can be adjusted.
  • the opposite displacement of the CVC / CVC plus rollers also results in the possibility of a targeted influencing of the band profile in the sense of a preset actuator. If the curved contour is selected in such a way that it generates no or minimum crown in the maximum negative displacement position and a maximum crown in the maximum positive displacement position, then the bandwidth-dependent framework deformation can be partially compensated. The remaining part is compensated for by the decreasing bandwidth increasing effect of positive work roll bending.
  • FIG. 1 schematically the appearance and the geometric arrangement of a one-sided regression d in the bale edge of a working / intermediate roller 10, 11 is shown.
  • DE 100 37 004 A1 is a one-sided regression, as used here, already described in detail and shown in a drawing figure.
  • the length 1 of the unilateral regrind d in the region of a ball edge of the working / intermediate roller 10, 11, is divided into two juxtaposed areas a and b.
  • the transition between region a and b can be performed with or without a continuously differentiable transition. Furthermore, this transition of the regression can also be made with a sequential withdrawal of the resulting from the flattening measure d according to a previously determined table.
  • the regression y (x) is then, for example in the transition region shallower than a radius and at the end much steeper. For reasons of grinding technology, the transition to the cylindrical part via a correspondingly larger heel in the transition between a and b is carried out (about 2d).
  • the diameter reduction 2d by the regrind y (x) is predetermined such that in a 6-roll stand the work roll 10 can bend freely around the regrind y (x) of the intermediate roll 11 without having to fear contact in the region b.
  • the regrind y (x) is only used to locally reduce the load peaks that occur.
  • the one-sided regrind is on the upper working / intermediate roller 10, 11 on the operating side BS and on the lower working / intermediate roller 10, 11 on the drive side AS, as in the FIGS. 2 and 3 is cited.
  • the principle of action however, nothing changes when reversing the reverse on the upper working / intermediate roller 10, 11 on the drive side AS and at the lower working / intermediate roller 10, 11 on the operating side BS attaches.
  • FIG. 2 the roll set of a 6-roll stand is shown, consisting of the work rolls 10, the intermediate rolls 11 with extended bales and the support rollers 12.
  • the rolled strip 14 is arranged symmetrically in the middle of the frame.
  • Pisitive displacement means that the upper work / intermediate roll 10, 11 is displaced in the direction of the drive side AS and the lower work / intermediate roll 10, 11 in the direction of the operating side BS.
  • FIGS. 4a-4c and 5a-5c is the axial displacement of the working / intermediate roller 10, 11 by a displacement m again shown in detail.
  • the shift position is predetermined in different bandwidth regions by piecewise linear attachment functions, which are based on different positions of the beginning d 0 of the regression relative to the band edge.
  • the sliding work / intermediate roll is not, as is conventional, with a fixed dimension m as in the FIGS. 4 and 5 shown, positioned in front of the strip edge, but depending on the bandwidth in different positions P ( ⁇ , ⁇ , ⁇ , see Table 1) relative to the band edge.
  • the displacement position VP (w, x, y, z, see Table 1) of the respective roller is predetermined by piecewise linear approach function.
  • the free parameters of the attachment function are chosen such that the positions P given in Table 1 are set relative to the band edge. This also results in the displacement position VP of the roller.
  • the parameters can be variably specified.
  • FIG. 6 is shown in the form of a diagram an example of the specification of the bandwidth-dependent displacement position of the intermediate roll in a 6-roll stand. Plotted on the ordinate, the predetermined displacement position VP in mm and on the abscissa of the bandwidth area B. Parallel to the abscissa in the upper part of the diagram, the maximum displacement position VP max . and in the lower part the minimum displacement position VP min . drawn in dashed form.

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Description

  • 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 Verschiebens in 4-/6-Walzengerüsten, umfassend jeweils ein Paar Arbeitswalzen und Stützwalzen und zusätzlich ein Paar Zwischenwalzen bei 6-Walzengerüsten, 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. Ein gattungsgemässes Verfahren sowie eine gattungsgemässe Vorrichtung sind z.B. aus DE-A 100 37 004 bekannt.
  • In der Vergangenheit sind die Anforderungen an die Qualität von kaltgewalztem Band hinsichtlich Dickentoleranzen, erreichbaren Enddicken, Bandprofil, Bandplanheit, 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 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 auszuführen.
  • 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 abgestützt. Dadurch wird die von den Stützwalzen ausgeübte Walzkraft auf die gesamte Länge der Arbeitswalzen übertragen. Dies hat zur Folge, dass die über 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 Durchbiegung 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 Verschiebens , 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 Arbeitswalzen-Biegung. Nachteilig wirkt sich allerdings bei diesem Verfahren das axiale Verschieben der Walzen auf die Lastverteilung in den jeweiligen Kontaktfugen 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 kombiniert. 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 Zwischen- 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 bandkantenorientierten 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 Anspruchs 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 symmetrisch 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 während des bandkantenorientierten Verschiebens entweder mit einem zylindrischen, balligen oder überlagertem CVC/CVCplus -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.
  • 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 kompensieren. 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:
    • Fig. 1
    den einseitigen Rückschliff im Bereich der Ballenkante einer Arbeits-/Zwischenwalze,
    Fig. 2
    Gerüstkonzeption für bandkantenorientiertes Verschieben mit überlagertem CVC/CVCplus -Schliff der Zwischenwalzen,
    Fig. 3
    Gerüstkonzeption für bandkantenorientiertes Verschieben mit überlagertem 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 1 des einseitigen Rückschliffs d im Bereich einer Ballenkante der Arbeits-/Zwischenwalze 10, 11, teilt sich in zwei aneinander gesetzte Bereiche a und b auf. Im ersten inneren Bereich a, beginnend im Punkt d0, 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: = I - 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 flacher 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 vorgegeben, 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 Arbeitswalzen 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 Bandbreite 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 Abhängigkeit der Bandbreite in verschiedenen Positionen P (α, β, 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 einstellen. 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 d0 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 d0 an der Zwischenwalze im Abstand P = β 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 einem 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)
    d0
    Beginn von d
    l
    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
    R0
    Ausgangswalzenradius
    VP
    Verschiebeposition

Claims (6)

  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-/16-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 bei 6-Walzengerüsten die Zwischenwalzen (11) mit Vorrichtungen zum axialen Verschieben zusammenwirken, und wobei jede dieser Zwischenwalzen (11) einen um den CVC-Verschiebehub verlängerten Ballen mit einseitigem Rückschliff y(x) im Bereich der Ballenkante aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass auch jede Arbeitswalze (10) einen um den CVC-Verschiebehub verlängerten Ballen mit einseitigem Rückschliff y(x) im Bereich der Ballenkante aufweist und in gleicher Weise wie die Zwischenwalze (11) nach Vorgabe der Verschiebepositionen (VP) der verschiebbaren Arbeits-/Zwischenwalzen (10,11) in Abhängigkeit von der Bandbreite die Arbeitswalze (10) in verschiedenen Positionen (P) relativ zur Bandkante (14) positioniert und innerhalb verschiedener Bandbreitenbereiche (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 bandkantenorientierte 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-/ 6-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 Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Walzgerüste einen geometrisch gleichen Walzensatz aufweisen, wobei die verschiebbaren Arbeits-/Zwischenwalzen (10, 11) der Walzgerüste je einen um den axialen CVC-Verschiebehub längeren und symmetrischen Ballen aufweisen, der mit einer gekrümmten Walzen kontur mit (CVC/CVCplus-Schliff) überlagert und mit einem einseitigen Rückschliff (d) versehen ist.
  5. Walzwerk nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Länge (I) des einseitigen Rückschliffs der Arbeits-/Zwischenwalzen (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 verläuft, woraus sich für diese Bereiche folgender Rückschliff y(x) bzw. folgende Durchmesserreduzierung 2 y(x) infolge des aus der Walzenab plattung 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.
  6. 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 Walzenabplattung resultierenden Maßes (d) nach einer ermittelten Tabelle vorgenommen wird.
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