EP1750864B2 - Verfahren und vorrichtung zur kühlung und/oder schmierung von walzen und/oder walzgut - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur kühlung und/oder schmierung von walzen und/oder walzgut Download PDFInfo
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- EP1750864B2 EP1750864B2 EP05745164.3A EP05745164A EP1750864B2 EP 1750864 B2 EP1750864 B2 EP 1750864B2 EP 05745164 A EP05745164 A EP 05745164A EP 1750864 B2 EP1750864 B2 EP 1750864B2
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Definitions
- the invention relates to a method and apparatus for cooling and / or lubrication of rolls and / or rolling, in which from a plurality of nozzles / rows of nozzles on the one hand a cooling medium on the rollers and for lubrication on the other hand, a base oil is applied to the rolling stock before the nip, wherein the nozzles / nozzle rows can be adjusted individually and independently of each other.
- a hot rolling process and a hot rolling mill for metal strip have become known from one or more rolling mills.
- a cooling liquid is sprayed in a narrow area extending immediately in front of the nip, with both the jackets of the work rolls and the metal strip being acted upon.
- the temperature at the surface of the jackets of the work rolls is adjusted so that at least immediately before the nip, a temperature is reached, which is below the boiling temperature of the cooling liquid.
- a method and a device are known in which the concentration of an emulsion of rolling oil is influenced in a targeted manner and the emulsion or dispersion is collected and separated again after it has left the nip or, respectively, before it leaves the nip.
- the focus of this solution lies in the current production of the emulsion and the separation of the media involved.
- EP 0 794 023 A2 shows a device and describes a method in which a lubricant, separated from water, obliquely applied in the nip and directly to a rolling stock.
- a lubricant separated from water, obliquely applied in the nip and directly to a rolling stock.
- FIGS. 1 to 4 is shown and explained in the description that the Schierstoff comes into contact with the cooling water and mixed with it and washed off. This mixture must then be collected and separated. For this purpose, several tanks and separation devices are necessary.
- JP 59 169 608 A It is known that a mineral oil is sprayed during hot rolling on the surfaces of the work rolls, the cooling water was previously removed from these surfaces.
- a lubricant is sprayed by means of nozzles 3 directly to the work rolls 1 and through further nozzles 3 directly to the support rollers 2. Since both the work rolls and the backup rolls are loaded with a lubricant, an increased use of lubricant is necessary in order to comply with the required rolling properties during hot rolling.
- the known cooling and / or lubricating methods or devices have in common that in the applied emulsions of the lubricating film, consisting of the carrier medium water and the actual lubricating shares (additive or oil) does not arrive effectively in the nip.
- the lubricating film consisting of the carrier medium water and the actual lubricating shares (additive or oil) does not arrive effectively in the nip.
- additive or oil additive or oil
- the invention is therefore an object of the invention to provide a method and an apparatus of the type mentioned without the disadvantages mentioned and in particular to achieve significantly improved lubrication in the nip and to minimize consumption.
- the invention is based on the surprising finding confirmed by numerous experiments that with the direct application of exclusively the lubricating additive or oil, which is used sealed or separated from the cooling medium, the lubricating additive unfolds its full effect in the roll gap.
- a proposal of the invention provides that the base oil is applied to the inlet side on the top and / or on the underside of the preferably cold-rolled rolling stock. Both top and bottom application may be appropriate depending on the material properties of the rolling stock.
- cooling medium is advantageously applied to the rolls both on the inlet side and outlet side, washing of the work rolls can be achieved simultaneously with the strip cooling, even before the rolls have completed their rotation to the inlet side. As it turns out, not only the service life of the work rolls is substantially increased, but in addition to almost sparkling bare rolls and the Walzgutober perennial be much cleaner.
- a media barrier for example, between the nozzle / nozzle rows for applying the cooling medium to the rollers and the nozzle / nozzle rows for applying the base oil to the rolling stock.
- a seal in the form of a bulkhead arranged. The cooling medium is thereby kept safe from the oil or additive remotely or separately, so that the applied directly to the rolling surface additive / oil can not be washed off.
- a base oil nozzle / nozzle row arrangement is directed vertically onto the surface of the rolling stock and another base oil nozzle / nozzle row arrangement obliquely into the roll gap.
- the manufacturing and assembly costs can be limited.
- the nozzles / nozzle rows can be set independently of one another or subjected to different pressures.
- coolant nozzles / rows of nozzles arranged on the outlet side can advantageously also be directed onto the rollers.
- the single figure shows a side view of a roller assembly according to the invention with nozzles / nozzle rows for the rolling stock, the nip and the rollers.
- a rolling stock 3 is rolled in the direction of passage indicated by the arrow 4; the rolling stock or strip 3 is deformed in the nip 15 between the work rolls 1, 2.
- nozzles / nozzle rows 7, 7 'and 8, 8' or 9, 9 'are arranged, of which the nozzles / nozzle rows 9, 9' are not shown Apply supply source supplied cooling medium to the surface of the work rolls 1, 2.
- the nozzles / nozzle rows 7, 7 ', 8', 8 'or 9, 9' arranged in the exemplary embodiment in nozzle bars 14, 14 ' can be acted upon separately and set independently of one another and subjected to different pressures.
- the obliquely directed to the nip 15 additive / Oil nozzles / nozzle rows 8, 8 'with a pressure of 2 to 7 bar and the large amount of the cooling medium on the work rolls 1, 2 applying nozzles / nozzle rows 9, 9' are supplied with a pressure of 2 to 10 bar.
- the large amount of cooling medium is held separated by the in the embodiment as a bulkhead 12, 12 'formed seal of the small amount of additive / oil, which thus fully effective in the nip 15 reaches the deployment.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kühlung und/oder Schmierung von Walzen und/oder Walzgut, bei dem aus mehreren Düsen/Düsenreihen einerseits ein Kühlmedium auf die Walzen und zur Schmierung andererseits ein Grundöl vor dem Walzspalt auf das Walzgut aufgebracht wird, wobei die Düsen/Düsenreihen einzeln und unabhängig voneinander angestellt werden können.
- Aus der
EP 0 054 172 A2 ist es bekannt, zum spannungsfreien Walzen von Kaltband den Reibwert zwischen der Bandoberfläche und den Walzenballenmantelflächen durch Beaufschlagung mit Walzemulsion zu beeinflussen. Die Walzemulsion wird dabei in Abhängigkeit von hinter dem letzten Walzgerüst in Querrichtung des Bandes liegenden Zonen ermittelten partiellen Zugspannungen zugeführt. Damit bei geringem Erstellungs-, Unterhaltungs- und Betriebsaufwand unter den in der Stahl- und Aluminiumindustrie vorkommenden Arbeitsbedingungen der Kaltwalzgerüste kurze Regelzeiten erreichbar sind, wird dem Trägermedium Wasser der Walzemulsion ein Grundöl vor dem Einlauf des Bandes in den Walzspalt in durch die ermittelten partiellen Zugspannungen bestimmter Menge und in örtlich begrenzten Bereichen zugegeben. Durch die lokal auf Streifen des zu walzenden Bandes aufgebrachten Schmierbestandteile soll durch die damit erreichte, lokal verbesserte Schmierung die Walzkraft lokal gesenkt und damit auch die lokale Abplattung der Walzen sowie auch die lokale Enddicke des Bandes verringert werden. Weiterhin sollen Planheitsfehler des gewalzten Bandes vermieden werden, indem vergleichbar mit einer Zonenkühlung die Reibungswärme der Walzen lokal verringert wird. - Durch die
DE 41 34 599 C1 sind ein Warmwalzverfahren und ein Warmwalzwerk für Metallband aus einem oder mehreren Walzgerüsten bekanntgeworden. Zur Vermeidung von Oberflächenfehlern auf den Arbeitswalzen wird eine Kühlflüssigkeit in einem schmalen, sich unmittelbar vor dem Walzspalt erstreckenden Bereich aufgesprüht, wobei sowohl die Mäntel der Arbeitswalzen als auch das Metallband beaufschlagt werden. Die Temperatur an der Oberfläche der Mäntel der Arbeitswalzen wird so eingestellt, dass zumindest unmittelbar vor dem Walzspalt eine Temperatur erreicht wird, die unter der Siedetemperatur der Kühlflüssigkeit liegt. - Aus der
EP 0 367 967 B1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei dem bzw. der die Konzentration einer Emulsion an Walzöl gezielt beeinflusst und die Emulsion bzw. Dispersion nach dem Austritt aus dem Walzspalt bzw. beim Ablaufen vor dem Walzspalt aufgefangen und wieder getrennt wird. Hiermit wird es möglich, die Emulsion bzw. Dispersion, die in den Walzspalt eingebracht wird, immer wieder mit einer bestimmten Konzentration zeitgerecht vor Einzug in den Walzspalt herzustellen. Der Schwerpunkt dieser Lösung liegt in der aktuellen Herstellung der Emulsion und der Trennung der beteiligten Medien. -
EP 0 794 023 A2 zeigt eine Vorrichtung und beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Schmiermittel, getrennt von Wasser, schräg in den Walzspalt und direkt auf ein Walzgut aufgebracht wird. In denFiguren 1 bis 4 ist dargestellt und in der Beschreibung erläutert, dass das Schiermittel in Kontakt mit dem Kühlwasser gelangt und mit diesem vermischt und abgewaschen wird. Dieses Gemisch muss anschließend aufgefangen und getrennt werden. Hierzu sind mehrere Tanks und Trenneinrichtungen notwendig. - Aus
JP 59 169 608 A - Nach
JP 11 290 903 A - Den bekannten Kühl- und/oder Schmierverfahren bzw. -vorrichtungen ist gemeinsam, dass bei den aufgetragenen Emulsionen der Schmierfilm, bestehend aus dem Trägermedium Wasser und den eigentlichen schmierenden Anteilen (Additiv bzw. Öl) nicht effektiv im Walzspalt ankommt. Als Folge der ungenügenden Schmierung kommt es zu unzureichenden Bandoberflächen, zu erhöhten Walzenund Band- bzw. Walzguttemperaturen und auch zu einem sich ebenfalls nachteilig auf die Oberflächengüte des Walzgutes auswirkenden Gerüstrattern mit entsprechenden Rattermarken auf der Walzgut-Oberfläche. Eine Verbesserung konnte auch durch veränderte Anteile des Additivs und durch Veränderung der Walzgeschwindigkeit nicht erreicht werden.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ohne die genannten Nachteile zu schaffen und mit insbesondere deutlich verbesserter Schmierung im Walzspalt zu erreichen sowie den Verbrauch zu minimieren.
- Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 in Kombination gelöst.
- Der Erfindung liegt die durch zahlreiche Versuche bestätigte überraschende Erkenntnis zugrunde, dass mit dem Direktauftrag ausschließlich des schmierenden Additivs bzw. Öls, das abgedichtet bzw. getrennt von dem Kühlmedium zum Einsatz kommt, das schmierende Additiv im Walzspalt seine volle Wirkung entfaltet.
- Hierbei wurde weiterhin erkannt, dass eine kleine Menge ausreicht, z.B. statt üblich bis 4.000 l/min nur noch etwa 1 bis 2 ℓ pro Bund, weil sich das Öl als inkrompressible, trennende Schicht zwischen dem Walzgut und den Walzen in den Rauhigkeiten der Walzgut-Oberfläche ablagern kann. Das ist völlig anders bei den üblichen großen Auftragmengen, bei denen das schmierende Additiv unwirksam, nahezu komplett weggeschaltet wird.
- Bei Walzversuchen mit Messing und Kupfer hat sich zudem gezeigt, dass trotz der erfindungsgemäß sehr kleinen Ölmenge keine Erhöhung der Walzgut- bzw. Bandtemperatur vorlag, diese vielmehr sogar niedriger als bei herkömmlichen Kühlverfahren ist. Durch die erfindungsgemäße Trennung von Kühlmedium und Öl bzw. Additiv durch Abdichtung zwischen den Walzen und dem Walzspalt kann das direkt aufgetragene Additiv bzw. Öl nicht von der Bandoberfläche abgewaschen werden. Damit wird die Reibung zwischen dem Walzband und dem Walzgut deutlich verringert, womit gleichzeitig die Wärmeentwicklung herabgesetzt wird. Gleichwohl wird aber eine notwendige geringe Reibung aufrechterhalten, um die Verformung des Walzgutes über den Walzspalt übertragen zu können.
- Ein Vorschlag der Erfindung sieht vor, dass das Grundöl an der Einlaufseite auf die Oberseite und/oder auf die Unterseite des vorzugsweise kaltgewalzten Walzgutes aufgebracht wird. Das sowohl ober- als auch unterseitige Auftragen kann je nach Materialbeschaffenheit des Walzgutes zweckmäßig sein.
- Wenn vorteilhaft das Kühlmedium sowohl einlaufseitig als auch auslaufseitig auf die Walzen aufgebracht wird, lässt sich neben der Bandkühlung gleichzeitig auch ein Waschen der Arbeitswalzen erreichen, noch bevor die Walzen ihre Umdrehung zur Einlaufseite beendet haben. Wie sich herausgestellt hat, wird nicht nur die Standzeit der Arbeitswalzen wesentlich erhöht, sondern neben nahezu blitzeblanken Walzen werden auch die Walzgutoberflächen deutlich sauberer.
- Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zwischen den Düsen/Düsenreihen zur Aufbringung des Kühlmediums auf die Walzen und den Düsen/Düsenreihen zur Aufbringung des Grundöls auf das Walzgut eine Mediensperre, z.B. eine Abdichtung in Form eines Schotts, angeordnet. Das Kühlmedium wird dadurch sicher von dem Öl bzw. Additiv fern- bzw. getrenntgehalten, so dass das direkt auf die Walzgut-Oberfläche aufgetragene Additiv/Öl nicht abgewaschen werden kann.
- Erfindungsgemäß ist eine Grundöl-Düsen-/Düsenreihenanordnung vertikal auf die Oberfläche des Walzguts und eine andere Grundöl-Düsen-/Düsenreihenanordnung schräg in den Walzspalt gerichtet. Damit lässt sich die gezielte Wirkung des Additivs/Öls am Ort des Geschehens, nämlich im Walzspalt mit höchster Wirkung erreichen.
- Durch eine vorzugsweise Anordnung der Düsen/Düsenreihen in Düsenbalken lässt sich der Herstellungs- und Montageaufwand begrenzen.
- Erfindungsgemäß sind die Düsen/Düsenreihen unabhängig voneinander anstellbar bzw. mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar. Zur Begünstigung des Wascheffekts können vorteilhaft auch auslaufseitig angeordnete Kühlmittel-Düsen/Düsenreihen auf die Walzen gerichtet sein.
- Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand einer sehr schematischen Zeichnung. Die einzige Figur zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Walzenanordnung mit Düsen/Düsenreihen für das Walzgut, den Walzspalt und die Walzen.
- Wie dargestellt, wird zwischen einer oberen Arbeitswalze 1 und einer unteren Arbeitswalze 2 ein Walzgut 3 in der mit dem Pfeil 4 angegebenen Durchlaufrichtung ausgewalzt; das Walzgut bzw. -band 3 wird im Walzspalt 15 zwischen den Arbeitswalzen 1, 2 verformt.
- An der Einlaufseite 5 des weiter nicht gezeigten Walzgerüstes für die Arbeitswalzen 1, 2 sind Düsen/Düsenreihen 7, 7' und 8, 8' bzw. 9, 9' angeordnet, von denen die Düsen/Düsenreihen 9, 9' von einer nicht dargestellten Versorgungsquelle zugeführtes Kühlmedium auf die Oberfläche der Arbeitswalzen 1, 2 auftragen. Von diesen Kühlmedium-Düsen/Düsenreihen 9, 9' durch ein Schott 12, 12' getrennt, wird von den Düsen/Düsenreihen 7, 7' bzw. 8, 8' ein Additiv bzw. Öl direkt, vertikal durch die Düsen/Düsenreihen 7, 7' auf die Ober- und Unterseite 10, 11 des Walzguts aufgetragen bzw. durch die Düsen/Düsenreihen 8, 8' mit schräger Ausrichtung in den Walzspalt 15 auf das Walzgut 3 aufgetragen. Die Menge des von den Düsen/Düsenreihen 7, 7' bzw. 8, 8' direkt aufgetragenen Additivs bzw. Öls ist sehr gering und kann beispielsweise von einem Behälter zugeführt werden. Wenn das Walzgerüst der Arbeitswalzen 1, 2 im Reversierbetrieb arbeitet, können entsprechende Düsen/Düsenreihen 7, 7', 8, 8' bzw. 9, 9' auch an der Auslaufseite 6 vorgesehen werden.
- Die im Ausführungsbeispiel in Düsenbalken 14, 14' angeordneten Düsen/Düsenreihen 7, 7', 8, 8' bzw. 9, 9' können getrennt beaufschlagt und unabhängig voneinander angestellt sowie mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt werden. So können beispielsweise die zum Auftragen des Additivs bzw. Öls auf die Oberseite 10 und/oder Unterseite 11 des Walzgutes 3 vertikal gerichteten Düsen/Düsenreihen 7, 7' mit einem Druck von 2 bis 5 bar, die schräg auf den Walzspalt 15 gerichteten Additiv/Öl-Düsen/Düsenreihen 8, 8' mit einem Druck von 2 bis 7 bar und die die große Menge des Kühlmediums auf die Arbeitswalzen 1, 2 aufbringenden Düsen/Düsenreihen 9, 9' mit einem Druck von 2 bis 10 bar versorgt werden.
- Auf jeden Fall wird die große Menge Kühlmedium durch die im Ausführungsbeispiel als Schott 12, 12' ausgebildete Abdichtung getrennt von der geringen Menge an Additiv/Öl gehalten, das somit voll wirksam im Walzspalt 15 zur Entfaltung gelangt. Zur Verbesserung einerseits der Kühlung und andererseits der Reinigung der Arbeitswalzen 1, 2 sind auch auf der Auslaufseite 6 Düsen/Düsenreihen 13, 13' angeordnet, die auf die Arbeitswalzen 1, 2 gerichtet sind.
Claims (9)
- Verfahren zur Kühlung und/oder Schmierung von Walzen (1, 2) und/oder
Walzgut (3), bei dem aus mehreren Düsen/Düsenreihen (7, 7', 8, 8', 9, 9') einerseits ein Kühlmedium auf die Walzen (1, 2) und zur Schmierung andererseits ein Grundöl vor dem Walzspalt (15) auf das Walzgut (3)aufgebracht wird, wobei die Düsen/Düsenreihen einzeln und unabhängig voneinander angestellt werden können und das Kühlmedium getrennt von dem Grundöl auf die Walzen (1, 2) und ausschließlich das Grundöl ohne Wasser als Trägermedium in einer bezogen auf die übliche Menge sehr kleinen Menge von 1-2 I/Bund direkt auf das Walzgut (3) über dessen gesamte Breite aufgebracht wird, wobei nach dem Auftragen des Grundöls auf das Walzgut (3) mit einer vertikal auf die Oberfläche des Walzguts gerichteten Grundöl- Düsen/Düsenreihenanordnung (7,7') zusätzlich Grundöl ohne Wasser als Trägermedium mit einer anderen, schräg in den Walzspalt (15) gerichteten Grundöl-Düsen/Düsenreihenanordnung (8, 8') schräg in den Walzspalt (15) aufgebracht wird; und
das direkt auf das Walzgut (3) aufgebrachte Grundöl ohne Wasser eine inkompressible, trennende Schicht zwischen dem Walzgut und den Walzen bildet. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Grundöl an der Einlaufseite (5) der Walzen (1, 2) auf die Oberseite (10) und/oder auf die Unterseite (11) des Walzgutes (2) aufgebracht wird. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kühlmedium sowohl einlaufseitig als auch auslaufseitig auf die Walzen (1, 2) aufgebracht wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass kaltgewalztes Walzgut (3) gekühlt und/oder geschmiert wird. - Vorrichtung zur Kühlung und/oder Schmierung von Walzen (1, 2) und/oder Walzgut (3), bei dem aus mehreren Düsen/Düsenreihen (7, 7', 8, 8', 9, 9') einerseits ein Kühlmedium auf die Walzen (1, 2) und zur Schmierung andererseits ein Grundöl vor dem Walzspalt (15)) auf das Walzgut (3) aufgebracht wird, wobei die Düsen/Düsenreihen (7, 7', 8, 8', 9, 9') einzeln und unabhängig voneinander angestellt werden können und zwischen den Düsen/Düsenreihen (9, 9') zur Aufbringung des Kühlmediums auf die Walzen (1, 2) und den Düsen/Düsenreihen (7, 7' bzw. 8, 8') zur Aufbringung des Grundöls auf das Walzgut (3) eine Mediensperre (12, 12') angeordnet ist, zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei eine Grundöl-Düsen-/Düsenreihenanordnung (8, 8') schräg in den Walzspalt (15) gerichtet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine andere Grundöl-Düsen-/Düsenreihenanordnung (7, 7') vertikal auf die Oberfläche des Walzguts (3) gerichtet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Düsen/Düsenreihen (7, 7', 8, 8'; 9,9') für das Kühlmedium und für das Grundöl in einem Düsenbalken (14, 14') angeordnet sind. - Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Düsen/Düsenreihen (7, 7', 8, 8'; 9, 9') unabhängig voneinander anstellbar sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Düsen/Düsenreihen (7, 7', 8, 8'; 9, 9') mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt sind, - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass auslaufseitig angeordnete Kühlmittel-Düsen/Düsenreihen (13, 13') auf die Walzen (1, 2) gerichtet sind.
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