EP2379243A2 - Verfahren zum kalibrieren zweier zusammenwirkender arbeitswalzen in einem walzgerüst - Google Patents

Verfahren zum kalibrieren zweier zusammenwirkender arbeitswalzen in einem walzgerüst

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EP2379243A2
EP2379243A2 EP09799266A EP09799266A EP2379243A2 EP 2379243 A2 EP2379243 A2 EP 2379243A2 EP 09799266 A EP09799266 A EP 09799266A EP 09799266 A EP09799266 A EP 09799266A EP 2379243 A2 EP2379243 A2 EP 2379243A2
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EP
European Patent Office
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work rolls
rolling
determined
rolls
pivot
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Jürgen Seidel
Olaf Norman Jepsen
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SMS Siemag AG
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Publication date
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    • 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
    • B21B38/105—Calibrating or presetting roll-gap
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    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
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    • 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
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    • B21B2269/00—Roll bending or shifting
    • B21B2269/12—Axial shifting the rolls
    • B21B2269/14—Work rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
    • B21B31/18—Adjusting or positioning rolls by moving rolls axially
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    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/58—Roll-force control; Roll-gap control
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    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/58—Roll-force control; Roll-gap control
    • B21B37/64—Mill spring or roll spring compensation systems, e.g. control of prestressed mill stands

Definitions

  • the invention relates to a method for calibrating a Walzgerustes, wherein for determining the relative pivot position of the set of rollers for setting a symmetrical Waizspaltes and / or for determining the elongation of the rolling mill before the actual rolling of the set of rollers under specification of a radial force pressed against each other and the resulting deformation of the rolling mill is preferably measured on the piston-Zyhnder unit, wherein the determined therefrom pivot position of the set of rollers and / or the determined therefrom Gerüstmodul (M) is used in the later rolling of a rolling stock between the work rolls in the employment of the set of rolls
  • M Gerüstmodul
  • Roll mills are well known, in which two cooperating work rolls are trimmed by (at least) two support rolls, for example, to roll a steel strip.
  • Axialverschiebesysteme be provided for the work rolls are the work rolls during calibration in a normal position (axial displacement is zero)
  • the work rolls are pressed directly against each other and recorded the expansion curve, from the Gerustmodul determined and the roll gap set in parallel or symmetrically This takes place before the rolling process
  • the conditions during calibration are calculated using a computer program.
  • the bandwidth is usually much narrower than the contact width between the two work rolls. This results in different contact ratios once during calibration and once during rolling. This in turn leads to different frame strains in the two named cases Rolling (in particular when using CVC rollers), the Gerustmodul varies depending on the relative axial displacement between the work rolls Furthermore, the geometric conditions in the nip and between the working and support rolls change during axial displacement This applies in particular when no cylindrical rollers but those with asymmetric profiles are used (for example, with CVC grinding or similar form)
  • the work rolls of rolling mills with displacement are usually twice as much shift amount longer than the length of the support rollers or ko conventional rolling mills without axial displacement the length of the work rolls
  • the invention therefore has the object of developing the method of the type described above so that it is possible in a simple manner to take into account the effect of different elongation of the framework during calibration and rolling so that a higher accuracy in rolling should be achieved
  • the work rolls or the intermediate rolls in a Sextogerust
  • the solution of this object by the invention is characterized in that the work rolls are axially adjustable starting from a non-axially displaced zero position relative to each other, wherein the determination of the pivot position for the adjustment of a symmetrical roll gap and / or the determination of the Gerustmoduls at a relative shift position of the work rolls, which is not equal to the zero position (Kalib ⁇ erposition), wherein the determined pivot position and / or the value for the Gerustmodul stored and calculated for the further calculation of Swivel position and / or the employment of the set of rolls are used during rolling of the rolling stock
  • a very preferred embodiment provides that the determination of the pivot position for the setting of a symmetrical roll gap and / or the determination of the Gerustmoduls takes place at least twice, namely in a first relative axial position of the work rolls and in a second relative axial position of the work rolls, wherein the first relative axial position is different from the second relative axial position and wherein the at least two determined pivot positions and / or values for the frame module are stored and used mathematically for the further calculation of the pivot position and / or the position of the set of rolls during rolling of the rolling stock
  • more than two pivot positions and / or frame modules are determined at more than two different relative axial positions of the work rolls.
  • three to six pivot positions and / or rack modules can be determined at three to six different relative axial positions of the work rolls and / or one of the Gerustmodule be determined at an intended maximum relative axial displacement of the work rolls
  • the at least two determined pivot positions and / or frame modules at different relative axial positions of the work rolls can be brought into a functional context and based on the further calculation.
  • Alternatively and simplifying can also be provided that from the at least two determined pivot positions and / or Gerustmodulen at different relative axial positions of the work rolls an average value is formed and this is the basis for further calculation
  • the work rolls can in principle have any outer surface, for example a cylindrical outer contour. Likewise, a crowned or concave outer contour of the work rolls is possible. However, it is preferably provided that an asymmetrical work roll contour is present, for example a combined crowned and concave outer contour (CVC rolls) or In general, an outer contour which can be described with a polynomial, in particular with a polynomial of at least the third order, or with a trigonometric function
  • the force acting in the framework force can be determined by means of at least one load cell
  • the force acting in a piston-cylinder unit for radial adjustment of the work roll force can be determined It is also possible that with - Determined force of the load cell and the force acting in the piston-cylinder unit force per gerustseite be averaged
  • a further embodiment provides that the calibration takes place upon application of a bending force to the work roll. It can also be provided in training that the calibration takes place when at least two different bending forces are exerted on the work roll.
  • the rolling skeleton is designed as a sex toughness with working rolls, intermediate rolls and cylindrical rolls, whereby the caliber process described above for the roll set is also carried out for the intermediate rolls.
  • the Schwenkpositione ⁇ be added to set a symmetrical roll gap and / or the frame module
  • the invention provides, inter alia, that the caliber process is not only in the middle position (without relative axial adjustment of the work rolls), but also in the shifted state of the work rolls.
  • the contact length between the work rolls is given
  • a maximum positive or negative work roll displacement position can be set. Any desired displacement position, for example the maximum displacement position, can be defined as the reference displacement position during calibration
  • FIG. 1 shows schematically a rolling stand with two working and two support rolls in a first position of the work rolls during calibration, viewed in the rolling direction,
  • FIG. 2 shows the rolling mill according to FIG. 1 in a second position of the work rolls during calibration
  • FIG. 3 shows the course of a positioning position correction value over the working roller displacement
  • the work rolls 1, 2 are cut off on support rolls 4 and 5.
  • the work rolls 1, 2 are not cylindrical in the present case, but have a crowned rolling surface , which is shown in the figure ubert ⁇ e- ben
  • the work rolls 1, 2 have a length L A which is greater than the length L s of the support rolls 4, 5
  • the stand 3 or the work rolls 1, 2 are calibrated.
  • the elongation of the rolling stand 3 is determined under a radial force acting between the work rolls 1, 2, ie the so-called Gerustmodul M is determined
  • the roll gap is based on Ge - rustmitte set symmetrically (wedge-free)
  • the two work rolls 1 2 are pressed directly onto one another.
  • the pivot position for adjusting the symmetrical roll gap and / or the frame module M is determined at least once again, namely in a second relative axial position B of the work rolls 1, 2, as shown in FIG. 2.
  • the work rolls 1, 2 shifted here in the axial direction a, in each case by a distance SPOS of a few millimeters
  • the two determined values for the swivel position and / or the frame module M are stored and used for the further calculation of the employment of the work rolls 1, 2 during rolling of the rolling stock
  • the Gerustmodule are different in the two relative axial positions A ( Figure 1) and B ( Figure 2) From the geometric conditions can also be the employment correction value K based on the two detected Gerustmodule M. for the rolling
  • the setting position correction values are also different for the two positions A and B.
  • FIG. 3 also shows a reference position R during the kissing process, from which the functional progression according to FIG. 3 or FIG 4 can be determined
  • the Kalibnervor- gear in several (here five) different displacement positions is performed and the strain curve stored as a function of the shift position and the further calculation is used as the result of the calibration process with the inclusion of multiple strain curves result in more accurate correction values K of the setting position for the thickness control and for the frame module M as a function of the work roll displacement
  • K correction values
  • the computer model is adapted, which increases the setting accuracy Calculated from the caliber state to the respective current displacement position and bandwidth during the rolling process
  • the thickness control therefore takes these effects into account and thus sets a more exact thickness
  • measured load cell weights or the Zyhnderkrafte used as a reference force can be formed for each side and used in Kalib ⁇ ervorgang to record the Dehnkurve or Kalib ⁇ ervorgang
  • the work roll bending force is raised from the balancing force to z B the maximum bending force
  • the calibration process is thus carried out so that the calibration (also) takes place so that the contact length of the work rolls is reduced to each other, in particular so that the contact length of the work rolls about the support roller length corresponds to the calibration So, for example, so that the work rolls are only driven to an axial displacement value (preferably to the maximum positive displacement position).
  • This displacement position during calibra- tion is stored as a reference position.
  • a mathematical model then becomes the geometric changes and changes in the load distribution in the roll nip and between the work roll and support roll and the associated strain changes for each current displacement position during the rolling process converted The thickness control compensates for these effects and adjusts the exact thickness

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Walzgerüstes (3), bei dem zur Ermittlung der relativen Schwenkposition des Walzensatzes für die Einstellung eines symmetrischen Walzspaltes und/oder zur Ermittlung der Dehnung des Walzgerüsts (3) vor dem eigentlichen Walzvorgang der Walzensatz unter Vorgabe einer radialen Kraft aufeinander gepresst und die sich ergebende Verformung des Walzgerüsts vorzugsweise an der Kolben-Zylinder-Einheit (6, 7) gemessen wird, wobei die daraus ermittelte Schwenkposition des Walzensatzes und/oder der daraus ermittelte Gerüstmodul (M) beim spateren Walzen eines Walzguts zwischen den Arbeitswalzen (1, 2) bei der Anstellung des Walzensatzes rechnerisch verwertet wird. Um eine höhere Genauigkeit beim Walzen zu erzielen, sieht die Erfindung vor, dass die Arbeitswalzen (1, 2) ausgehend von einer nicht axial verschobenen Nulllage relativ zueinander axial verstellbar sind, wobei die Ermittlung der Schwenkposition für die Einstellung eines symmetrischen Walzspaltes und/oder die Ermittlung des Gerüstmoduls (M) bei einer relativen Verschiebeposition der Arbeitswalzen (1, 2) erfolgt, die ungleich der Nulllage ist (Kalibrierposition), wobei die ermittelte Schwenkposition und/oder der Wert für den Gerüstmodul (M) gespeichert und rechnerisch für die weitere Berechnung der Schwenkposition und/oder der Anstellung des Walzensatzes beim Walzen des Walzguts verwertet werden.

Description

Verfahren zum Kalibrieren zweier zusammenwirkender Arbeitswalzen in einem Walzgerust
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Walzgerustes, bei dem zur Ermittlung der relativen Schwenkposition des Walzensatzes für die Einstellung eines symmetrischen Waizspaltes und/oder zur Ermittlung der Dehnung des Walzgerusts vor dem eigentlichen Walzvorgang der Walzensatz unter Vorgabe einer radialen Kraft aufeinander gepresst und die sich ergebende Ver- formung des Walzgerusts vorzugsweise an der Kolben-Zyhnder-Einheit gemessen wird, wobei die daraus ermittelte Schwenkposition des Walzensatzes und/oder der daraus ermittelte Gerustmodul (M) beim spateren Walzen eines Walzguts zwischen den Arbeitswalzen bei der Anstellung des Walzensatzes rechnerisch verwertet wird
Walzgeruste sind hinlänglich bekannt, bei denen zwei zusammenwirkende Arbeitswalzen von (mindestens) zwei Stutzwalzen gestutzt werden, um beispielsweise ein Stahlband zu walzen Es wird exemplarisch auf die EP 0 763 391 B1 und hingewiesen
Zum Erreichen einer hohen Qualltat beim Walzen eines Bandes in einem Walzgerust ist es erforderlich, nach einem Wechsel der Walzen des Walzgerusts eine Kalibrierung vorzunehmen
Sofern Axialverschiebesysteme für die Arbeitswalzen vorgesehen sind (zum Beispiel - sog CVC-System) stehen die Arbeitswalzen beim Kalibrieren in einer Grundstellung (axiale Verschiebung ist Null) Beim Kalibrieren werden die Arbeitswalzen direkt aufeinander gepresst und die Dehnkurve aufgenommen, daraus der Gerustmodul ermittelt und der Walzspalt parallel bzw symmetrisch eingestellt Dies findet vor dem Walzvorgang statt Beim anschließenden Walzen werden die Bedingungen beim Kalibrieren mit einem Rechenprogramm sι-
BESTäTlGUNGSKOPlE muliert und auf die Walzbedingungen (Bandbreite) umgerechnet, um die An- stellposition und somit die Banddicke genau einstellen zu können
Dabei hat sich folgendes als beachtenswert herausgestellt Die Bandbreite ist meist wesentlich schmaler als die Kontaktbreite zwischen den beiden Arbeits- walzen Hieraus ergeben sich unterschiedliche Kontaktverhaltnisse einmal beim Kalibrieren und einmal beim Walzen Dies wiederum fuhrt zu unterschiedlichen Gerustdehnungen in den beiden genannten Fallen Je nach Art der eingesetzten Walzen (insbesondere bei der Verwendung von CVC-Walzen) variiert der Gerustmodul in Abhängigkeit der relativen axialen Verschiebung zwischen den Arbeitswalzen Weiterhin andern sich beim axialen Verschieben die geometrischen Bedingungen im Walzspalt sowie zwischen den Arbeits- und Stutzwalzen Dies gilt namentlich dann, wenn keine zylindrischen Walzen, sondern solche mit asymmetrischen Profilen eingesetzt werden (z B mit CVC-Schliff oder ähnlicher Form) Die Arbeitswalzen von Walzgerusten mit Verschiebung sind dabei in der Regel um den zweifachen Verschiebebetrag langer als die Lange der Stutzwalzen oder bei konventionellen Walzgerusten ohne axiale Verschiebung die Lange der Arbeitswalzen
Der Erfindung hegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs beschriebenen Art so fortzubilden, dass es in einfacher Weise möglich wird, den Effekt der unterschiedlichen Dehnung des Gerüsts beim Kalibrieren und beim Walzen zu berücksichtigen Damit soll eine höhere Genauigkeit beim Walzen erzielt werden Es soll insbesondere im axial verschobenen Zustand der Arbeitswalzen (bzw auch der Zwischenwalzen bei einem Sextogerust) eine Kalibrierung durchgeführt werden, um einen genaueren Gerustmodul und zuverlässigen Schwenkwert der Walzen zu erhalten
Die Losung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswalzen ausgehend von einer nicht axial verschobenen Nulllage relativ zueinander axial verstellbar sind, wobei die Ermittlung der Schwenkposition für die Einstellung eines symmetrischen Walzspaltes und/oder die Ermittlung des Gerustmoduls bei einer relativen Verschiebeposition der Arbeitswalzen erfolgt, die ungleich der Nulllage ist (Kalibπerposition), wobei die ermittelte Schwenkposition und/oder der Wert für den Gerustmodul gespeichert und rechnerisch für die weitere Berechnung der Schwenkposition und/oder der Anstel- lung des Walzensatzes beim Walzen des Walzguts verwertet werden
Dabei erfolgt vorzugsweise ausgehend von der gespeicherten Schwenkposition und/oder von dem gespeicherten Wert für den Gerustmodul eine Umrechnung von der Kalibπerposition in die jeweils aktuelle Verschiebeposition
Hiernach wird zumindest ein Mal die Schwenkposition zur Einstellung eines symmetrischen Walzspaltes und/oder des Gerustmoduls in einer relativen Axialstellung der Arbeitswalzen (vorzugsweise bei maximaler positiver Verschiebeposition) durchgeführt und diese Position als Referenzwert für die weitere Umrechnung auf andere Verschiebepositionen gespeichert bzw herangezogen
Eine sehr bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die Ermittlung der Schwenkposition für die Einstellung eines symmetrischen Walzspaltes und/oder die Ermittlung des Gerustmoduls mindestens zwei Mal erfolgt, nämlich in einer ersten relativen Axialstellung der Arbeitswalzen und in einer zweiten relativen Axialstellung der Arbeitswalzen, wobei die erste relative Axialstellung von der zweiten relativen Axialstellung verschieden ist und wobei die mindestens zwei ermittelten Schwenkpositionen und/oder Werte für den Gerustmodul gespeichert und rechnerisch für die weitere Berechnung der Schwenkposition und/oder der An- Stellung des Walzensatzes beim Walzen des Walzguts verwertet werden
Bevorzugt werden mehr als zwei Schwenkpositionen und/oder Gerustmodule bei mehr als zwei verschiedenen relativen Axialstellungen der Arbeitswalzen ermittelt Beispielswiese können drei bis sechs Schwenkpositionen und/oder Gerustmodule bei drei bis sechs verschiedenen relativen Axialstellungen der Arbeitswalzen ermittelt werden Dabei kann eine der Schwenkpositionen und/oder einer der Gerustmodule bei einer bestimmungsgemäß maximalen relativen axialen Verschiebung der Arbeitswalzen ermittelt werden
Die mindestens zwei ermittelten Schwenkpositionen und/oder Gerustmodule bei verschiedenen relativen Axialstellungen der Arbeitswalzen können in einen funktionalen Zusammenhang gebracht und der weiteren Berechnung zugrunde gelegt werden Alternativ und vereinfachend kann aber auch vorgesehen werden, dass aus den mindestens zwei ermittelten Schwenkpositionen und/oder Gerustmodulen bei verschiedenen relativen Axialstellungen der Arbeitswalzen ein Mittelwert gebildet und dieser der weiteren Berechnung zugrunde gelegt wird
Die Arbeitswalzen können grundsatzlich jede Außenoberflache haben, beispielsweise eine zylindrische Außenkontur Genauso ist auch eine ballige oder konkave Außenkontur der Arbeitswalzen möglich Es ist aber bevorzugt vorge- sehen, dass eine asymmetrische Arbeitswalzenkontur vorliegt, beispielsweise eine kombinierte ballige und konkave Außenkontur (CVC-Walzen) oder generell eine Außenkontur, die mit einem Polynom, insbesondere mit einem Polynom mindestens dritter Ordnung, oder mit einer trigonometrischen Funktion beschreibbar ist
Bei der Messung der Verformung des Gerüsts kann die im Gerüst wirkende Kraft mittels mindestens einer Lastmessdose ermittelt werden Alternativ hierzu kann die in einer Kolben-Zylinder-Einheit zur radialen Verstellung der Arbeits- walze wirkende Kraft ermittelt werden Es ist dabei auch möglich, dass die mit- tels der Lastmessdose ermittelte Kraft und die in der Kolben-Zylinder-Einheit wirkende Kraft pro Gerustseite gemittelt werden
Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Kalibrieren bei Aufgabe einer Biegekraft auf die Arbeitswalze erfolgt Dabei kann in Fortbildung auch vorgesehen wer- den, dass das Kalibrieren bei Aufgabe mindestens zweier unterschiedlicher Biegekrafte auf die Arbeitswalze erfolgt Weiterbildungsgemaß kann vorgesehen werden, dass das Walzgerust als Sex- togerust mit Arbeits-, Zwischen- und Stutzwalzen ausgebildet ist, wobei der oben beschriebene Kalibπervorgang für den Walzensatz auch für die Zwischenwalzen durchgeführt wird In diesem Falle kann vorgesehen sein, dass bei relativ zueinander axial verschiebbaren Arbeits- und Zwischenwalzen der Kalibriervorgang im axial verschobenen Zustand der Arbeits- und Zwischenwalzen erfolgt und die Schwenkpositioneπ zur Einstellung eines symmetrischen Walzspaltes und/oder dem Gerustmodul aufgenommen werden
Um also den Walzspalt genauer und stabiler einstellen zu können, sieht die Erfindung u a vor, dass der Kalibπervorgang nicht nur in der Mittenposition (ohne relative axiale Verstellung der Arbeitswalzen) erfolgt, sondern auch im verschobenen Zustand der Arbeitswalzen Die Kontaktlange zwischen den Arbeitswalzen ist bei gegebener axialer Verschiebung der Walzen kurzer und kann der Stutzwalzenlange entsprechen und somit der Bandbreite naher kommen Je nach der Schliffform der Arbeitswalzen kann dabei eine maximale positive oder negative Arbeitswalzenverschiebeposition eingestellt werden Als Referenzver- schiebeposition beim Kalibrieren kann jede beliebige Verschiebeposition festgelegt werden, z B die maximale Verschiebeposition
In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt Es zeigen
Fig 1 schematisch ein Walzgerust mit zwei Arbeits- und zwei Stutzwalzen in einer ersten Stellung der Arbeitswalzen beim Kalibrieren, betrachtet in Walzrichtung,
Fig 2 das Walzgerust gemäß Fig 1 in einer zweiten Stellung der Arbeitswalzen beim Kalibrieren, Fig 3 den Verlauf eines Anstellpositions-Korrekturwertes über der Arbeits- walzenverschiebung und
Fig 4 den Verlauf eines Gerustmoduls über der Arbeitswalzenverschie- bung
In Fig 1 ist ein Walzgerust 3 dargestellt, das zwei zusammenwirkende Arbeits- walzen 1 und 2 aufweist Die Arbeitswalzen 1 , 2 stutzen sich an Stutzwalzen 4 und 5 ab Die Arbeitswalzen 1 , 2 sind vorliegend nicht zylindrisch ausgebildet, sondern sie weisen eine ballige Walzoberflache auf, was in der Figur ubertπe- ben dargestellt ist
Die Arbeitswalzen 1 , 2, haben eine Lange LA, die großer ist als die Lange Ls der Stutzwalzen 4, 5
Im Betrieb ist vorgesehen, dass die Arbeitswalzen 1 , 2 relativ zueinander in axiale Richtung a zueinander verstellt werden In Fig 1 ist eine relative Axialstellung A dargestellt, in der keine relative Axialverschiebung der Arbeitswalzen 1 , 2 gegeben ist (Grundstellung)
Weiter dargestellt sind Kolben-Zyhnder-Einheiten 6, 7, mit denen die Walzen und insbesondere die Arbeitswalzen 1 , 2 radial aufeinander zugestellt werden können, um für das Walzen eines nicht dargestellten Walzguts einen definierten Walzspalt einstellen zu können Die zwischen den Arbeitswalzen 1 , 2 und damit auch im Walzgerust 3 wirksame Kraft kann von Lastmessdosen 8, 9 erfasst werden
Vor dem Walzen eines Walzguts werden das Gerüst 3 bzw die Arbeitswalzen 1 , 2 kalibriert Hierbei wird die Dehnung des Walzgerusts 3 unter einer zwischen den Arbeitswalzen 1 , 2 wirksamen radialen Kraft ermittelt, d h der sog Gerustmodul M wird bestimmt Weiterhin wird der Walzspalt bezogen auf Ge- rustmitte symmetrisch (keilfrei) eingestellt Wahrend des Kalibrierens das in einem ersten Kalibπer-Verfahrensschπtt in Fig 1 dargestellt ist, werden die beiden Arbeitswalzeπ 1 2 direkt aufeinander gepresst Die Arbeitswalzeπ stehen dabei in der Grundstellung A, d h die relative axiale Verschiebung ist Null (SPOS = O) Die Kontaktlange der Arbeitswal- zen 1 , 2 ist im Vergleich zum Spalt zwischen den Arbeits- und Stutzwalzen um etwas mehr als den zweifachen Verschiebehub langer
Beim Aufeinanderpressen der Arbeitswalzen 1 , 2 wird die sich ergebende Verformung des Walzgerusts 3 sowie die Anpresskraft und Reaktionskrafte ge- messen Der so ermittelte Gerustmodul M wird dann beim sich anschließenden Walzen des Walzguts bei der Anstellung bzw Einstellung der Arbeitswalzen rechnerisch verwertet Dies ist als solches hinlänglich bekannt
Sehr vorteilhaft ist nunmehr, dass die Ermittlung der Schwenkposition zur Em- Stellung des symmetrischen Walzspalts oder die Ermittlung des Gerustmoduls M mindestens zwei Mal erfolgt, nämlich zunächst in einer ersten relativen Axialstellung A der Arbeitswalzen 1 2, wie es Fig 1 zeigt
Dann wird die Schwenkposition zur Einstellung des symmetrischen Walzspalts und/oder der Gerustmodul M mindestens ein weiteres Mal ermittelt, nämlich in einer zweiten relativen Axialstellung B der Arbeitswalzen 1 , 2, wie es Fig 2 zeigt Wie zu sehen ist, sind die Arbeitswalzen 1 , 2 hier in axiale Richtung a verschoben, und zwar jeweils um einen Weg SPOS von einigen Millimetern
Die zwei ermittelten Werte für die Schwenkposition und/oder den Gerustmodul M werden gespeichert und rechnerisch für die weitere Berechnung der Anstellung der Arbeitswalzen 1 , 2 beim Walzen des Walzguts verwertet
Die Gerustmodule sind bei den beiden relativen Axialpositionen A (Fig 1) und B (Fig 2) unterschiedlich Aus den geometrischen Gegebenheiten kann anhand der beiden ermittelten Gerustmodule M auch der Anstellungs-Korrekturwert K für das Walzen berechnet werden Die Anstellpositions-Korrekturwerte sind bei die beiden Stellung A und B ebenfalls unterschiedlich
Im Ausfuhrungsbeispiel ist dieser Gedanke noch weiter entwickelt Hier sind nicht nur zwei Positionen (A, B) für die relativen Axialstellungen der Arbeitswal- zen betrachtet, sondern insgesamt fünf verschiedene Positionen Tragt man den Verlauf des Anstellpositions-Korrekturwert K und des Gerustmoduls M über der Arbeitswalzenverschiebung SPOS auf, gelangt man zu den in den Figuren 3 und 4 dargestellten Funktionsverlaufeπ d h genauer gesagt zu den mit Kreisen markierten Punkten, durch die dann der eingetragene Funktionsverlauf ge- legt werden kann Die linken und rechten Endpunkte auf der Abszisse entsprechend dabei dem maximalen bzw minimalen Verschiebeweg SPOSmax und SPOSmin der Arbeitswalzen 1 , 2 Dieser Funktionsverlauf kann dann der Berechnung der effektiven Mitten-Anstellung der Arbeitswalzen zugrunde gelegt werden In Fig 3 eingetragen ist auch eine Referenzposition R beim Kahbrie- ren, von der aus der Funktionsverlauf gemäß Fig 3 bzw Fig 4 ermittelt werden kann
Es ist gemäß dem Ausfuhrungsbeispiel also vorgesehen, dass der Kalibnervor- gang in mehreren (hier fünf) verschiedenen Verschiebepositionen durchgeführt wird und die Dehnkurve als Funktion der Verschiebeposition gespeichert und der weiteren Berechnung zugrundegelegt wird Als Ergebnis des Kalibriervorganges mit der Aufnahme mehrerer Dehnkurven ergeben sich genauere Korrekturwerte K der Anstellposition für die Dickenregelung sowie für den Gerust- modul M als Funktion der Arbeitswalzenverschiebung Diese Werte werden ge- speichert Somit greift man nicht nur auf Rechenwerte zurück, sondern erhöht die Genauigkeit durch Verwendung der Messwerte bei verschiedenen Ver- schiebepositionen
Möglich ist es gemäß einer vereinfachten Ausgestaltung der Erfindung auch, dass ein Mittelwert der Schwenkposition zur Einstellung eines symmetrischen Walzspalts und/oder der ermittelten Gerustmodule bzw Korrekturwerte gebildet wird und der weiteren Berechnung zugrundegelegt wird
Mit einem Rechenmodell werden die geometrischen Änderungen und Veränderungen der Lastverteilungen im Walzspalt und zwischen Arbeits- und Stutzwal- ze sowie die damit verbundenen Dehnungsanderungen vom Kalibπerzustand simuliert und mit den Messwerten verglichen Hiermit wird also das Rechenmodell adaptiert, was die Setzgenauigkeit erhöht In einem weiteren Schritt wird vom Kalibnerzustand auf die jeweils aktuelle Verschiebeposition und Bandbreite wahrend des Walzprozesses umgerechnet Die Dickenregelung berücksichtigt also diese Effekte und stellt damit eine genauere Dicke ein
Die beim vorliegenden Verfahren bevorzugt eingesetzten Arbeitswalzen haben keine zylindrische Außenkontur, sondern es sind bevorzugt sog CVC-Walzen oder auch solche die sich durch eine trigonometrische Funktion beschreiben lassen Es handelt sich also um asymmetrisch profilierte Arbeitswalzen Grundsätzlich ist das Verfahren jedoch für jede Art von Walzen einsetzbar, also insbesondere bei zylindrischen Arbeitswalzen, bei konventionell positiv oder negativ bombierten Arbeitswalzen, bei sog „Tapered" Walzen (s hierzu die EP 0 819 481), bei sog CVC-Tapered Walzen (s hierzu die EP 0 876 857) oder ge- nerell bei Arbeitswalzen, die durch eine Radiusfunktion mit einem Polynom n-ter Ordnung beschrieben werden können (R(x) = a0 + ai x + a2 x2 + + an xn mit R Radius, x Langenkoordmate des Walzenballens, a, Polynomkoeffizienten)
Zur Aufnahme der Dehnkurve bzw beim Kalibπervorgang werden also gemes- seπen Lastmessdosenkrafte oder die Zyhnderkrafte als Bezugskraft herangezogen Alternativ kann auch der Mittelwert von Lastmessdosen kraft und Zylinderkraft für jede Seite gebildet und beim Kalibπervorgang verwendet werden
Optional wird wahrend des Kalibπervorgangs die Arbeitswalzenbiegekraft von der Balancierkraft auf z B die maximale Biegekraft angehoben Um auch den
Effekt der Arbeitswalzenbiegung auf das Dehnverhalten bzw den Nullpunkt genauer zu erfassen, wird als weitere Alternative bzw Ergänzung vorgesehen, den Kalibriervorgang jeweils für zwei verschiedene Biegekraftniveaus durchzufuhren Die Ergebnisse werden zur Korrektur oder zur automatischen Adaption der Gerustdehnmodelle verwendet und der Einfluss der Arbeitswalzenbiegung bei aktuellen Randbedingungen (z B Durchmesser, Walzenschliffe) genauer beschrieben
Bei der vorgeschlagenen Kalibrierung wird der Kalibrierprozesε also so durchgeführt, dass das Kalibrieren (auch) so erfolgt, dass die Kontaktlange der Arbeitswalzen zueinander vermindert wird, und zwar insbesondere so, dass die Kontaktlange der Arbeitswalzen etwa der Stutzwalzenlange entspricht Das Kalibrieren erfolgt also beispielsweise so, dass die Arbeitswalzen nur auf einen axialen Verschiebewert (bevorzugt auf die maximale positive Verschiebepositi- on) gefahren werden Diese Verschiebeposition wahrend des Kalibπerens wird als Referenzposition gespeichert Mit einem Rechenmodell werden dann die geometrischen Änderungen und Veränderungen der Lastverteilung im Walzspalt und zwischen der Arbeits- und Stutzwalze sowie die damit verbundenen Dehnungsanderungen für die jeweils aktuelle Verschiebeposition wahrend des Walzprozesses umgerechnet Die Dickenregelung kompensiert diese Effekte und stellt die genaue Dicke ein
Die Vorgehensweise wurde hier exemplarisch an einem Quartogerust beschrieben In analoger Weise ist auch die Durchfuhrung des Verfahrens an einem Sextogerust vorgesehen Bei der Kalibrierung des Gerüsts mit längeren Zwischenwalzen werden die Zwischenwalzen in z B die maximale Verschiebepo- sition gebracht oder an verschiedenen Verschiebepositionen die Kalibrierung durchgeführt In analoger Weise werden Schwenkpositionen sowie Korrektur- werte und Gerüstmodule in Abhängigkeit der Zwischenwalzenverschiebepositi- onen gespeichert Sind Arbeits- und Zwischenwalzen verschiebbar ausgeführt, werden beide Effekte überlagert Bezugszeichenliste
1 Arbeitswalze
2 Arbeitswalze
3 Walzgerust
4 Stutzwalze
5 Stutzwalze
6 Kolben-Zyhnder-Einheit
7 Kolben-Zylinder-Einheit
8 Lastmessdose
9 Lastmessdose
A erste relative Axialstellung
B zweite relative Axialstellung
LA Lange der Arbeitswalze
Ls Lange der Stutzwalze
SPOS axialer Verschiebeweg der Arbeitswalze
SPOSmaχ maximaler Verschiebeweg
SPOSmιn minimaler Verschiebeweg
K Anstellpositions-Korrekturwert
R Referenzposition beim Kalibrieren
M Gerustmodul

Claims

Patentansprüche
1 Verfahren zum Kalibrieren eines Walzgerustes (3), bei dem zur Ermittlung der relativen Schwenkposition des Walzensatzeε für die Einstellung eines symmetrischen Walzspaltes und/oder zur Ermittlung der Dehnung des Walzgerusts (3) vor dem eigentlichen Walzvorgang der Walzensatz unter Vorgabe einer radialen Kraft aufeinander gepresst und die sich ergebende Verformung des Walzgerusts vorzugsweise an der Kolben-Zyhnder-Einheit 6, 7 gemessen wird, wobei die daraus ermittelte Schwenkposition des
Walzensatzes und/oder der daraus ermittelte Gerustmodul (M) beim spateren Walzen eines Walzguts zwischen den Arbeitswalzen (1 , 2) bei der Anstellung des Walzensatzes rechnerisch verwertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswalzen (1 , 2) ausgehend von einer nicht axial verschobenen Nulllage relativ zueinander axial verstellbar sind, wobei die Ermittlung der Schwenkposition für die Einstellung eines symmetrischen Walzspaltes und/oder die Ermittlung des Gerustmoduls (M) bei einer relativen Ver- schiebeposition der Arbeitswalzen (1 , 2) erfolgt, die ungleich der Nulllage ist (Kalibπerposition), wobei die ermittelte Schwenkposition und/oder der
Wert für den Gerustmodul (M) gespeichert und rechnerisch für die weitere Berechnung der Schwenkposition und/oder der Anstellung des Walzensatzes beim Walzen des Walzguts verwertet werden
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von der gespeicherten Schwenkposition und/oder von dem gespeicherten Wert für den Gerustmodul (M) eine Umrechnung von der Kalibπerposition in die jeweils aktuelle Verschiebeposition erfolgt Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Schwenkposition für die Einstellung eines symmetrischen Walzspaltes und/oder die Ermittlung des Gerustmoduls (M) min- destens zwei Mal erfolgt, namhch in einer ersten relativen Axialstellung der
Arbeitswalzen (1 , 2) und in einer zweiten relativen Axialstellung der Ar- beitswalzen (1 , 2), wobei die erste relative Axialstellung von der zweiten relativen Axialstellung verschieden ist und wobei die mindestens zwei ermittelten Schwenkpositionen und/oder Werte für den Gerustmodul (M) ge- speichert und rechnerisch für die weitere Berechnung der Schwenkpositi- on und/oder der Anstellung der Arbeitswalzen (1 , 2) beim Walzen des Walzguts verwertet werden
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei Schwenkpositionen und/oder Gerustmodule (M) bei mehr als zwei verschiedenen relativen Axialstellungen der Arbeitswalzen (1 , 2) ermittelt werden
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass drei bis sechs Schwenkpositionen und/oder Gerustmodule (M) bei drei bis sechs verschiedenen relativen Axialstellungen der Arbeitswalzen
(1 , 2) ermittelt werden
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Schwenkpositionen und/oder einer der Gerustmodule (M) bei einer bestimmungsgemäß maximalen relativen axialen Verschiebung (SPOSmm, SPOSmax) der Arbeitswalzen (1 , 2) ermittelt wird
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei ermittelten Schwenkpositionen und/oder Gerustmodule (M) bei verschiedenen relativen Axialstellungen der Arbeitswalzen (1 , 2) in einen funktionalen Zusammenhang gebracht und der wei- teren Berechnung zugrunde gelegt werden
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus den mindestens zwei ermittelten Schwenkpositionen und/oder
Gerustmodulen (M) bei verschiedenen relativen Axialstellungen der Arbeitswalzen (1 , 2) ein Mittelwert gebildet und dieser der weiteren Berechnung zugrunde gelegt wird
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswalzen (1 , 2) eine zylindrische Außenkontur aufweisen
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswalzen (1 , 2) eine ballige oder konkave Außenkontur aufweisen 11 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswalzen (1 , 2) eine kombinierte ballige und konkave Au- ßeπkontur (CVC-Walzen) aufweisen
12 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswalzen (1 , 2) eine Außenkontur aufweisen, die mit einem Polynom, insbesondere mit einem Polynom mindestens dritter Ordnung, oder mit einer trigonometrischen Funktion beschreibbar ist
13 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Messung der Verformung des Walzgerusts (3) die im Walzge- rust (3) wirkende Kraft mittels mindestens einer Lastmessdose (8, 9) ermittelt wird
14 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Messung der Verformung des Walzgerusts (3) die in mindestens einer Kolben-Zyhnder-Einheit (6, 7) zur radialen Verstellung der Ar- beitswalze (1 , 2) wirkende Kraft ermittelt wird
15 Verfahren nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels der Lastmessdose (8, 9) ermittelte Kraft und die in der Kolben-Zylinder-Einheit (6, 7) wirkende Kraft auf der Antriebs- und der
Bedienungsseite jeweils gemittelt wird 16 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibrieren bei Aufgabe einer Biegekraft auf die Arbeitswalze (1 , ) 0 2) erfolgt
17 Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
15 dass das Kalibrieren bei Aufgabe mindestens zweier unterschiedlicher
Biegekrafte auf die Arbeitswalze (1 , 2) erfolgt
18 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, 0 dadurch gekennzeichnet, dass das Walzgerust (3) als Sextogerust mit Arbeits-, Zwischen- und Stutzwalzen ausgebildet ist, wobei der Kalibπervorgang gemäß der Ansprüche 1 bis 17 für die Arbeitswalzen (1 , 2) auch für die Zwischenwalzen durchgeführt wird 5
19 Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei relativ zueinander axial verschiebbaren Arbeits- und Zwischen-0 walzen der Kahbπervorgang im axial verschobenen Zustand der Arbeitsund Zwischenwalzen erfolgt und die Schwenkpositionen zur Einstellung eines symmetrischen Walzspaltes und/oder dem Gerustmodul (M) aufgenommen werden
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