EP4094857A1 - Stabilisierung der arbeits- und stützwalzen eines walzgerüsts während des warmwalzens eines walzguts zu einem band in dem walzgerüst - Google Patents

Stabilisierung der arbeits- und stützwalzen eines walzgerüsts während des warmwalzens eines walzguts zu einem band in dem walzgerüst Download PDF

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EP4094857A1
EP4094857A1 EP21176501.1A EP21176501A EP4094857A1 EP 4094857 A1 EP4094857 A1 EP 4094857A1 EP 21176501 A EP21176501 A EP 21176501A EP 4094857 A1 EP4094857 A1 EP 4094857A1
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EP
European Patent Office
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stand
roll
hydraulic
pressure
rolling
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP21176501.1A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Heinz Fürst
Franz Hermann Glaser
Simon Grosseiber
Georg Keintzel
Thomas Lengauer
Alois Seilinger
Armin Stumbauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
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Filing date
Publication date
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Priority to US17/744,789 priority patent/US11801540B2/en
Priority to CN202210586746.XA priority patent/CN115401075A/zh
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    • B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
    • B21B31/20—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis
    • B21B31/203—Balancing rolls

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of rolling mill technology, specifically rolling, preferably hot rolling, of a rolling stock, preferably made of steel, into a strip in a roll stand.
  • the rolling stock is reduced in thickness in the roll gap between two work rolls.
  • the work rolls are supported on back-up rolls.
  • the work rolls are supported on intermediate rolls and the intermediate rolls on back-up rolls.
  • the intermediate or back-up rolls are located below or above the work rolls in the vertical direction.
  • the back-up rolls are preferably adjusted hydraulically, with the hydraulic cylinder being supported on a stand of the roll stand.
  • intermediate and back-up rolls To guide the work, intermediate and back-up rolls, work roll chocks, if necessary intermediate roll chocks, and back-up roll chocks are present in the roll stand.
  • work roll chocks To guide the work, intermediate and back-up rolls, work roll chocks, if necessary intermediate roll chocks, and back-up roll chocks are present in the roll stand.
  • the work, intermediate and back-up rolls are rotatably mounted in the work, intermediate and back-up roll chocks.
  • the roll stand of the generic type and the setting of a roll gap in the vertical direction between the lower and the upper work roll before rolling, preferably hot rolling, a rolling stock into a strip in the roll stand are known from the prior art.
  • stand vibrations can occur in the first, second and third roll stands of the finishing train, particularly when producing thin strips (final thickness ⁇ 1 mm) on a combined casting and rolling plant, e.g. of the Arvedi ESP type.
  • stand vibrations in the third stand of the finishing train (sometimes also called F3) are particularly damaging, since after a few strips vibration marks can be impressed on the work rolls, which reduces the surface quality of the finished strip.
  • frame vibrations represent additional loads for mechanical components or systems, which reduces their service life.
  • the prior art does not reveal how the work and back-up rolls of a roll stand can be reliably stabilized in the roll stand during the hot rolling of a rolling stock into a pre- or finished strip.
  • the object of the invention is to find a device for stabilizing the work and back-up rolls of a roll stand, preferably a hot rolling stand, during the rolling of a rolled stock into a strip in the roll stand and a method for stabilizing the work rolls and back-up rolls of the roll stand, whereby the scaffolding vibrations that occur can be permanently and reliably reduced.
  • this is intended to improve the surface quality of the strips produced and, on the other hand, to reduce the load on the roll stand.
  • the pressing unit is arranged after the back-up roll in the transport direction of the rolling stock, the second hydraulic pressing unit having a piston with a piston rod and a pressure plate, the piston and the piston rod being integrated in the stand and the pressure plate being able to be hydraulically pressed onto the back-up roll chock.
  • the first hydraulic pressure units in the entry-side bending blocks clamp the work roll chocks to the stands, and the work roll chocks and the work rolls rotatably mounted in the work roll chocks are mechanically stabilized in the horizontal direction in the stands of the roll stand.
  • the first hydraulic pressure units press against typically vertical guide surfaces of the work roll chocks, so that the bending blocks arranged on the inlet side are mechanically braced with the work roll chocks.
  • the first hydraulic pressing units are arranged on the inlet side.
  • the backup roll chocks and the backup roll chocks and the backup rolls rotatably mounted in the backup roll chocks are mechanically stabilized in the horizontal direction in the housings of the roll stand by the second hydraulic pressure units in the exit-side stands.
  • a second hydraulic pressure unit presses against a typically vertical guide surface of a back-up roll chock, so that the back-up roll chocks arranged on the outlet side are mechanically clamped to the stand uprights.
  • the second hydraulic pressing units are arranged on the outlet side.
  • the invention is applicable to both four-high ("4-high”) and six-high (“6-high”) roll stands.
  • the invention is not limited to combined casting and rolling systems and can also be advantageously used in particular for compound casting/rolling systems of the type Arvedi ESP, CSP from SMS or QSP or DUE from Danieli.
  • a scaffolding stand to have one or more second hydraulic pressing units arranged on the inlet side in addition to one or more second hydraulic pressing units arranged on the outlet side.
  • a bending block has only one first hydraulic pressure unit or a plurality of first hydraulic pressure units on the outlet side.
  • a scaffolding stand has only a second hydraulic pressing unit on the inlet side.
  • a back-up roll chock does not have a second hydraulic pressing unit.
  • Each bending block arranged on the inlet side preferably has two or four first hydraulic pressing units, the pressing units being arranged, for example, horizontally next to one another and/or vertically one below the other.
  • each, first hydraulic pressure unit preferably contains a vibration absorber, which reduces pressure fluctuations that occur in a pressure chamber, preferably a pressure chamber on the piston side, of the first hydraulic pressure unit.
  • a vibration absorber which reduces pressure fluctuations that occur in a pressure chamber, preferably a pressure chamber on the piston side, of the first hydraulic pressure unit.
  • each second hydraulic pressure unit preferably contains a vibration absorber, which reduces pressure fluctuations that occur in a pressure chamber, preferably a pressure chamber on the piston side, of the second hydraulic pressure unit.
  • a vibration absorber which reduces pressure fluctuations that occur in a pressure chamber, preferably a pressure chamber on the piston side, of the second hydraulic pressure unit.
  • the vibration absorbers significantly reduce the pressure fluctuations that occur in the first hydraulic pressing units and/or the second hydraulic pressing units, which leads to further stabilization of the rollers.
  • the piston rod of a first and/or second hydraulic pressing unit has two longitudinal bores, a first longitudinal bore being connected to the pressure chamber on the piston side and a second longitudinal bore being connected to the pressure chamber on the rod side.
  • the piston and the piston rod are permanently connected to the bending block or stand. In this case, it is not the piston or the piston rod that moves, but the so-called "cylinder tube".
  • the pressure plate is attached to the front end of the cylinder tube.
  • the vibration damper is designed as a Helmholtz resonator with a longitudinal channel that forms a hydraulic inductance and a volume that forms a hydraulic capacitance.
  • a pressure chamber of the pressing unit is connected to the longitudinal channel and the longitudinal channel is connected to the volume of the Helmholtz resonator.
  • the longitudinal channel has an adjustable throttle, e.g. a valve.
  • the vibration dampers can also be designed as so-called ⁇ /4 resonators or as spring-mass oscillators.
  • a ⁇ /4 resonator has a length that corresponds to a quarter of the wavelength of the characteristic natural oscillation.
  • a pressure chamber of the pressure unit is connected to the ⁇ /4 resonator.
  • the natural frequency f T of the vibration damper is 0.75*fr ⁇ f C ⁇ 1.33*f T , where fc is a characteristic frequency occurring in the roll stand.
  • fc is a characteristic frequency occurring in the roll stand.
  • the natural frequency of the vibration absorber should be between 75 and 133 Hz.
  • the procedure is as follows: First, the roll gap is adjusted in the vertical direction between the upper and lower work rolls. Typically, roll gap adjustment is accomplished using a hydraulic cylinder (sometimes referred to as an HGC Hydraulic Gap Control Cylinder) that engages the stand. After the roll gap has been adjusted, the first and second hydraulic pressing units are pressurized so that they are pressed against the work roll chocks and the back-up roll chocks, respectively. This mechanically stabilizes the work and back-up rolls of the roll stand. Pressure fluctuations that occur in the pressure chambers, preferably the pressure chambers on the piston side, of the first hydraulic pressing units and the second hydraulic pressing units are then reduced by means of a plurality of vibration absorbers. This hydraulically stabilizes the work and back-up rolls of the mill stand.
  • a hydraulic cylinder sometimes referred to as an HGC Hydraulic Gap Control Cylinder
  • the chock On a hot strip mill in batch operation, in which a new strip is constantly tapped from strip to strip, the chock is advantageously pressed against the stand with greater force before tapping and the pressing force is reduced immediately after tapping.
  • the roll stand preferably carries out an nth rolling pass in a finishing train, with the vibration absorbers being set to a natural frequency between f low and f high nth rolling pass fLow [Hz] f High [Hz] 1 22 40 2 48 87 3 75 133
  • a first pressing unit can apply a clamping force that can be regulated as desired and a stroke of between 4 and 8 mm.
  • a second pressing unit can apply an arbitrarily adjustable clamping force and a stroke of between 4 and 8 mm.
  • the clamping force of a first hydraulic pressing unit is preferably set during operation via a pressure regulator with a continuous valve.
  • the clamping force of a second hydraulic pressing unit is preferably set during operation via a pressure regulator with a continuous valve.
  • a pressure regulator allows "any" pressures to be set up to the system pressure. This means that lower pressures can and will be set if necessary (in order to avoid obstructing the vertical control movement as much as possible).
  • FIG 1 is an elevation of a roll stand 30, specifically the third hot rolling stand F3 of a finishing train of an Arvedi ESP plant, shown schematically.
  • the rolling stock 31 made of steel is hot-rolled into a strip 32.
  • Each work roll 1 is rotatably mounted in two work roll chocks 4 .
  • the work rolls 1 are supported on back-up rolls 2 .
  • Each back-up roll 2 is also rotatably mounted in two back-up roll chocks 5 .
  • the work roll chocks 4 and the back-up roll chocks 5 are formed in the stands 3 so as to be displaceable in the vertical direction.
  • the roll gap between the two work rolls 1 is adjusted by at least one hydraulic cylinder 33.
  • the work rolls 1 can be bent via the bending blocks 4a, which are arranged between the stand uprights 3 and the work roll chocks 4.
  • Bending blocks are known in principle from the prior art.
  • figure 1 and 3 the bending blocks 4a are shown without the hydraulic cylinders for bending the work rolls 1.
  • the first hydraulic pressing units 6 are pressed against the work roll chocks 4.
  • the first hydraulic pressing units 6 are integrated into the bending block 4a shown on the left and are arranged on the inlet side in relation to the transport direction TR of the rolling stock 31 .
  • the second hydraulic pressing units can be pressed onto the back-up roll chocks 5 .
  • the second hydraulic pressing units 7 are integrated into the stand 3 and are arranged on the outlet side in relation to the transport direction TR of the rolling stock 31 .
  • FIG. 2 and 3 each is a partially sectioned representation along the section line AA ( figure 2 ) and along the intersection line BB ( figure 3 ) shown.
  • the back-up roll 2 is mounted in the stand uprights 3 by two back-up roll chocks 5 .
  • the back-up roll chocks 5 can be clamped to the stand uprights 3 by the second hydraulic pressing units 7 .
  • the support rollers 2 are mechanically stabilized by the second hydraulic pressing units 7 .
  • the figure 4 shows a sectional view of a first hydraulic pressing unit 6.
  • the piston rod 9 and the piston 8 of the first hydraulic pressing unit 6 are integrated in the bending block 4a.
  • the piston rod 9 has, for example, a diameter D1 of 60 mm
  • the piston 8 has a diameter D2 of 80 mm
  • the pressure plate 10 has a diameter D3 of 250 mm.
  • the first hydraulic pressure unit 6 has four connections: an oil supply for the piston side 34, an oil supply for the rod side 35, a leakage connection 36 and a lubricant supply 37.
  • the oil supply for the piston side 34 opens into a first longitudinal bore in the piston rod 9, which the piston-side pressure chamber of the first hydraulic pressing unit 6 is connected.
  • the oil supply for the rod side 35 opens into a second longitudinal bore in the piston rod 9 which is connected to the pressure chamber of the first hydraulic pressure unit 6 on the rod side.
  • the leakage connection 36 ensures that any leakages are discharged from the first hydraulic pressing unit 6 .
  • the lubricant supply 37 sure that the pressure plate 10 is sufficiently supplied with lubricant.
  • the specified dimensions of the first hydraulic pressing unit 6 are for illustration only and are not restrictive.
  • the first hydraulic pressing unit 6 can apply a stroke of 6 mm and a maximum clamping force of 125 kN.
  • Each inlet-side bending block 4a has four first hydraulic pressing units 6 (see FIG figure 5 ).
  • the structure of a second hydraulic pressure unit is identical to the structure of a first hydraulic pressure unit 6.
  • the figure 5 shows an external view of a bending block 4a with four first hydraulic pressing units 6.
  • the bending block 4a is fixed to the stand 3.
  • FIG 6 a hydraulic scheme for the control of two first hydraulic pressing units 6 is shown, which are released via a switching valve 39.
  • the proportional/regulating or servo valve (valves of this type are also referred to as continuous valves) 38 has the function of setting a specific pressure level on the piston side of the two first hydraulic pressing units 6, so that a work roll chock is pressed against a work roll chock with a defined pressing force.
  • the two pressure relief valves 41 serve to limit the maximum pressure.
  • the piston sides of the two first hydraulic pressing units 6 are connected to a vibration damper 11, the vibration damper 11 being designed as a Helmholtz resonator with a hydraulic inductance L and a volume 17 as a hydraulic capacitance C.
  • the figure 7 shows an external view of a second hydraulic pressing unit 7, which is integrated into a scaffolding stand 3.
  • the piston rod has a diameter of 140 mm
  • the piston has a diameter of 160 mm
  • the pressure plate has a diameter of 350 mm.
  • the second hydraulic clamping unit 7 also has four connections: an oil supply for the piston side 34, an oil supply for the rod side 35, a leakage connection 36 and a lubricant supply 37.
  • the dimensions given for the second hydraulic clamping unit 7 are for illustration only and are not limiting.
  • the second hydraulic pressing unit 7 can apply a stroke of 6 mm and a clamping force of 500 kN. A second hydraulic pressing unit 7 can thus press against a back-up roll chock 5 with 500 kN.
  • FIG 8 a hydraulic diagram for the activation of a second hydraulic pressing unit 7 is shown.
  • the pressure supply for the is activated via a switching valve 39 .
  • the function of the proportional/control/servo valve or continuous valve 38 is to set a specific pressure level on the piston side of the second hydraulic pressing unit 7 so that a back-up roll chock 5 is pressed against the stand with a defined pressing force.
  • the two pressure relief valves 41 serve to limit the maximum pressure.
  • the piston side of the second hydraulic pressure unit 7 is connected to a vibration damper 11, the vibration damper 11 being designed as a ⁇ /4 resonator with a length of ⁇ /4.
  • the length of a ⁇ /4 resonator is calculated as follows:
  • the frequency of stand shrinkage in the third finishing stand is approx. 100 Hz.
  • the ⁇ /4 resonator can either be designed as a straight or bent piece of pipe or hose, as shown. The ⁇ /4 resonator can be adjusted very easily via the length.
  • the figure 9 shows the functioning of a first hydraulic pressing unit 6 in the retracted (shown above) and in the extended state (shown below) based on two half-sections.
  • the pressure plate 10 moves to the right by the distance x.
  • the piston rod is supported on the housing of the bending block 4a and only the cylinder tube with the pressure plate 10 moves. This results in a particularly compact design, so that the piston and the piston rod can be easily integrated into the bending block 4a.
  • the pressure plate 10 rests against the work roll chock 4, so that the work roll chock 4 is mechanically braced with the work roll 1 (not shown), the bending block 4a and the stand 3.

Landscapes

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

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Stabilisierung der Arbeits- (1) und Stützwalzen (2) eines Walzgerüsts (30) während des Warmwalzens eines Walzguts (31) zu einem Band (32) in dem Walzgerüst (30). Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Stabilisierung der Arbeits- (1) und Stützwalzen (2) eines Walzgerüsts (30) zu finden, wodurch die auftretenden Gerüstschwingungen dauerhaft und zuverlässig reduziert werden können. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst, umfassend- pro Biegeblock (4a) mehrere erste hydraulische Anpresseinheiten (6) zum Stabilisieren der Arbeitswalzen (1) in dem Gerüstständer (3), wobei die ersten hydraulischen Anpresseinheiten (3) in der Transportrichtung des Walzguts (TR) vor der Arbeitswalze (1) angeordnet sind, wobei jede erste hydraulische Anpresseinheit (6) einen Kolben (8) mit einer Kolbenstange (9) und eine Druckplatte (10) aufweist, wobei der Kolben (8) und die Kolbenstange (9) in den Biegeblock (4a) integriert sind und die Druckplatte (10) hydraulisch an ein Arbeitswalzeneinbaustück (4) angepresst werden kann, und- pro Gerüstständer (3) zumindest eine zweite hydraulische Anpresseinheit (7) zum Stabilisieren der Stützwalzen (2) in dem Gerüstständer (3), wobei die zweite hydraulische Anpresseinheit (7) in der Transportrichtung des Walzguts (TR) nach der Stützwalze (2) angeordnet ist, wobei die zweite hydraulische Anpresseinheit (7) einen Kolben (8) mit einer Kolbenstange (9) und eine Druckplatte (10) aufweist, wobei der Kolben (8) und die Kolbenstange (9) in den Gerüstständer (3) integriert sind und die Druckplatte (10) hydraulisch an das Stützwalzeneinbaustück (5) angepresst werden kann.

Description

    Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Walzwerkstechnik, konkret das Walzen, vorzugsweise das Warmwalzen, eines Walzguts, vorzugsweise aus Stahl, zu einem Band in einem Walzgerüst.
  • Beim Walzen in einem Walzgerüst wird das Walzgut im Walzspalt zwischen zwei Arbeitswalzen in seiner Dicke reduziert. Bei einem sog. Quarto- bzw. "4-high" Walzgerüst stützen sich die Arbeitswalzen an Stützwalzen ab. Bei einem sog. Sexto- bzw. "6-high" Walzgerüst stützen sich die Arbeitswalzen an Zwischenwalzen und die Zwischenwalzen an Stützwalzen ab. Typischerweise befinden sich die Zwischen- bzw. Stützwalzen in vertikaler Richtung unter- bzw. oberhalb der Arbeitswalzen. Die Stützwalzen werden vorzugsweise hydraulisch angestellt, wobei sich der Hydraulikzylinder an einem Gerüstständer des Walzgerüsts abstützt.
  • Zur Führung der Arbeits-, Zwischen- und Stützwalzen sind im Walzgerüst Arbeitswalzeneinbaustücke, ggf. Zwischenwalzeneinbaustücke, und Stützwalzeneinbaustücke vorhanden. Außerdem sind die Arbeits-, Zwischen- und Stützwalzen in den Arbeits-, Zwischen- und Stützwalzeneinbaustücken drehbar gelagert.
  • Einerseits betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Stabilisierung der Arbeits- und Stützwalzen eines Walzgerüsts, vorzugsweise eines Warmwalzgerüsts, während des Walzens eines Walzguts zu einem Band in dem Walzgerüst, wobei das Walzgerüst umfasst
    • eine obere und eine untere Arbeitswalze zum Walzen des Walzguts zu dem Band,
    • eine obere und eine untere Stützwalze zum Abstützen der Arbeitswalzen im Walzgerüst,
    • einen bedienseitigen und einen antriebsseitigen Gerüstständer,
    • ein bedienseitiges und ein antriebsseitiges Arbeitswalzeneinbaustück, wobei die Arbeitswalzen in den Arbeitswalzeneinbaustücken drehbar gelagert sind,
    • bedienseitige und antriebsseitige Biegeblöcke zum Durchbiegen der Arbeitswalzen,
    • ein bedienseitiges und ein antriebsseitiges Stützwalzeneinbaustück, wobei die Stützwalzen in den Stützwalzeneinbaustücken drehbar gelagert sind.
  • Andererseits betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Stabilisierung der Arbeitswalzen und Stützwalzen eines Walzgerüsts, vorzugsweise eines Warmwalzgerüsts, während des Walzens, vorzugsweise Warmwalzens, eines Walzguts zu einem Band in dem Walzgerüst, umfassend den Verfahrensschritt:
    • Einstellen eines Walzspalts in vertikaler Richtung zwischen der unteren und der oberen Arbeitswalze.
    Stand der Technik
  • Das gattungsgemäße Walzgerüst sowie das Einstellen eines Walzspalts in vertikaler Richtung zwischen der unteren und der oberen Arbeitswalze vor dem Walzen, vorzugsweise Warmwalzen, eines Walzguts zu einem Band in dem Walzgerüst sind aus dem Stand der Technik bekannt.
  • Sowohl bei Warm- als auch bei Kaltwalzwerken kommt es unter bestimmten Produktionsbedingungen zu fremd- oder eigenerregten Gerüstschwingungen. Es hat sich herausgestellt, dass Gerüstschwingungen eher bei hohen Dickenreduktionsraten und hohen Walzgeschwindigkeiten auftreten. Somit treten Gerüstschwingungen insbesondere bei Walzwerken auf, die mit einer hohen Produktivität arbeiten.
  • Untersuchungen der Anmelderin haben ergeben, dass es insbesondere bei der Herstellung von dünnen Bändern (Enddicke ≤ 1mm) auf einer Gieß-Walz-Verbundanlage, z.B. vom Typ Arvedi ESP, im ersten, zweiten und dritten Walzgerüst der Fertigstraße zu Gerüstschwingungen kommen kann. Bezüglich Bandqualität sind Gerüstschwingungen im dritten Gerüst der Fertigwalzstraße (manchmal auch F3 genannt) besonders schädlich, da sich nach einigen Bändern Schwingungsmarken in die Arbeitswalzen einprägen können, wodurch die Oberflächenqualität des Fertigbandes herabgesetzt wird. Weiters stellen Gerüstschwingungen zusätzliche Belastungen für mechanische Komponenten bzw. Systeme dar, wodurch deren Lebensdauer herabgesetzt wird.
  • Wie die Arbeits- und Stützwalzen eines Walzgerüsts während des Warmwalzens eines Walzguts zu einem Vor- oder Fertigband in dem Walzgerüst zuverlässig stabilisiert werden können, geht aus dem Stand der Technik nicht hervor.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Stabilisierung der Arbeits- und der Stützwalzen eines Walzgerüsts, vorzugsweise eines Warmwalzgerüsts, während des Walzens eines Walzguts zu einem Band in dem Walzgerüst und ein Verfahren zur Stabilisierung der Arbeitswalzen und Stützwalzen des Walzgerüsts zu finden, wodurch die auftretenden Gerüstschwingungen dauerhaft und zuverlässig reduziert werden können. Dadurch soll einerseits die Oberflächenqualität der produzierten Bänder verbessert und andererseits die Belastung des Walzgerüsts reduziert werden.
  • Der vorrichtungsseitige Aspekt dieser Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Konkret erfolgt die Lösung durch eine Vorrichtung zur Stabilisierung der Arbeits- und Stützwalzen eines Walzgerüsts, vorzugsweise eines Warmwalzgerüsts, während des Walzens eines Walzguts zu einem Band in dem Walzgerüst, wobei das Walzgerüst umfasst
    • eine obere und eine untere Arbeitswalze zum Walzen des Walzguts zu dem Band,
    • eine obere und eine untere Stützwalze zum Abstützen der Arbeitswalzen im Walzgerüst,
    • einen bedienseitigen und einen antriebsseitigen Gerüstständer,
    • ein bedienseitiges und ein antriebsseitiges Arbeitswalzeneinbaustück, wobei die Arbeitswalzen in Arbeitswalzeneinbaustücken drehbar gelagert sind,
    • bedienseitige und antriebsseitige Biegeblöcke zum Durchbiegen der Arbeitswalzen,
    • ein bedienseitiges und ein antriebsseitiges Stützwalzeneinbaustück, wobei die Stützwalzen in Stützwalzeneinbaustücken drehbar gelagert sind,
    gekennzeichnet durch
    • pro Biegeblock mehrere, bevorzugt zwei, besonders bevorzugt vier, erste hydraulische Anpresseinheiten zum Stabilisieren der Arbeitswalzen in dem Gerüstständer, wobei die ersten hydraulischen Anpresseinheiten in der Transportrichtung des Walzguts vor der Arbeitswalze angeordnet sind, wobei jede erste hydraulische Anpresseinheit einen Kolben mit einer Kolbenstange und eine Druckplatte aufweist, wobei der Kolben und die Kolbenstange in den Biegeblock integriert sind und die Druckplatte hydraulisch an ein Arbeitswalzeneinbaustück angepresst werden kann;
    • pro Gerüstständer zumindest eine zweite hydraulische Anpresseinheit zum Stabilisieren der Stützwalzen in dem Gerüstständer, wobei die zweite hydraulische
  • Anpresseinheit in der Transportrichtung des Walzguts nach der Stützwalze angeordnet ist, wobei die zweite hydraulische Anpresseinheit einen Kolben mit einer Kolbenstange und eine Druckplatte aufweist, wobei der Kolben und die Kolbenstange in dem Gerüstständer integriert sind und die Druckplatte hydraulisch an das Stützwalzeneinbaustück angepresst werden kann.
  • Durch die ersten hydraulischen Anpresseinheiten in den einlaufseitigen Biegeblöcken werden die Arbeitswalzeneinbaustücke mit den Gerüstständern verspannt sowie die Arbeitswalzeneinbaustücke und die in den Arbeitswalzeneinbaustücken drehbar gelagerten Arbeitswalzen in horizontaler Richtung in den Gerüstständern des Walzgerüsts mechanisch stabilisiert. Dabei pressen die ersten hydraulischen Anpresseinheiten gegen typischerweise vertikale Führungsflächen der Arbeitswalzeneinbaustücke, sodass die einlaufseitig angeordneten Biegeblöcke mit den Arbeitswalzeneinbaustücken mechanisch verspannt werden. Die ersten hydraulischen Anpresseinheiten sind einlaufseitig angeordnet.
  • Durch die zweiten hydraulischen Anpresseinheiten in den auslaufseitigen Gerüstständern werden die Stützwalzeneinbaustücke mit den Gerüstständern verspannt sowie die Stützwalzeneinbaustücke und die in den Stützwalzeneinbaustücken drehbar gelagerten Stützwalzen in horizontaler Richtung in den Gerüstständern des Walzgerüsts mechanisch stabilisiert. Dabei presst eine zweite hydraulische Anpresseinheit gegen eine typischerweise vertikale Führungsfläche eines Stützwalzeneinbaustücks, sodass die auslaufseitig angeordneten Stützwalzeneinbaustücke mit den Gerüstständern mechanisch verspannt wird. Die zweiten hydraulischen Anpresseinheiten sind auslaufseitig angeordnet.
  • Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können dauerhaft und zuverlässig fremd- oder eigenerregte Gerüstschwingungen, insbesondere bei der Herstellung von dünnen Bändern mit hoher Produktivität, reduziert werden, wodurch
    • der Produktionsanteil von dünnen Warmbändern an der Gesamtproduktionsmenge erhöht werden kann,
    • durch Gerüstschwingungen hoch belastete Komponenten, wie Lager, Verzahnungen, Walzenoberflächen... geschont werden können, und
    • die Walzkampagnen zwischen zwei Arbeitswalzenwechsel verlängert werden können.
  • Die Erfindung ist sowohl für Quarto- ("4-high") als auch für Sexto- ("6-high") Walzgerüste anwendbar. Außerdem ist die Erfindung nicht auf Gieß-Walz-Verbundanlagen beschränkt und insbesondere auch für Gieß-Walz-Verbundanlagen vom Typ Arvedi ESP, CSP der Fa. SMS oder QSP bzw. DUE der Fa. Danieli vorteilhaft einsetzbar.
  • Es ist ebenfalls möglich, dass neben einem einlaufseitigen Biegeblock mit mehreren ersten hydraulischen Anpresseinheiten auch ein auslaufseitiger Biegeblock mit einer bzw. mehreren ersten hydraulischen Anpresseinheiten vorhanden ist. Außerdem ist es möglich, dass ein Gerüstständer neben einer bzw. mehreren auslaufseitig angeordneten zweiten hydraulischen Anpresseinheit auch eine bzw. mehrere einlaufseitig angeordnete zweite hydraulischen Anpresseinheiten aufweist.
  • Bei einer ersten verschlechterten Ausführungsform weist ein Biegeblock nur eine auslaufseitige bzw. mehrere auslaufseitige erste hydraulische Anpresseinheiten auf. Bei einer zweiten verschlechterten Ausführungsform weist ein Gerüstständer nur eine einlaufseitige zweite hydraulische Anpresseinheit auf. Bei einer dritten verschlechterten Ausführungsform weist ein Stützwalzeneinbaustück keine zweite hydraulische Anpresseinheit auf.
  • Vorzugsweise weist jeder einlaufseitig angeordnete Biegeblock zwei bzw. vier erste hydraulische Anpresseinheiten auf, wobei die Anpresseinheiten z.B. horizontal nebeneinander und/oder vertikal untereinander angeordnet sind.
  • Vorzugsweise enthält eine, bevorzugt jede, erste hydraulische Anpresseinheit einen Schwingungstilger, der auftretende Druckschwingungen in einem Druckraum, vorzugsweise einem kolbenseitigen Druckraum, der ersten hydraulischen Anpresseinheit reduziert. Dadurch können die Arbeitswalzen zusätzlich hydraulisch stabilisiert werden.
  • Vorzugsweise enthält eine, bevorzugt jede, zweite hydraulische Anpresseinheit einen Schwingungstilger, der auftretende Druckschwingungen in einem Druckraum, vorzugsweise einem kolbenseitigen Druckraum, der zweiten hydraulischen Anpresseinheit reduziert. Dadurch können die Stützwalzen zusätzlich hydraulisch stabilisiert werden.
  • Durch die Schwingungstilger werden die auftretenden Druckschwingungen in den ersten hydraulischen Anpresseinheiten und/oder den zweiten hydraulischen Anpresseinheiten signifikant reduziert, was zu einer weiteren Stabilisierung der Walzen führt.
  • Bei einer sehr kompakten Ausführungsform weist die Kolbenstange einer ersten und/oder zweiten hydraulischen Anpresseinheit zwei Längsbohrungen auf, wobei eine erste Längsbohrung mit dem kolbenseitigen Druckraum und eine zweite Längsbohrung mit dem stangenseitigen Druckraum verbunden ist.
  • Außerdem ist es sinnvoll, dass der Kolben und die Kolbenstange fix mit dem Biegeblock bzw. Gerüstständer verbunden sind. In diesem Fall bewegt sich nicht der Kolben bzw. die Kolbenstange, sondern das sog. "Zylinderrohr". Am vorderen Ende des Zylinderrohrs ist die Druckplatte befestigt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Schwingungstilger als ein Helmholtz Resonator mit einem eine hydraulische Induktivität ausbildenden Längskanal und einem eine hydraulische Kapazität ausbildenden Volumen ausgebildet. Hierbei ist ein Druckraum der Anpresseinheit mit dem Längskanal und der Längskanal mit dem Volumen des Helmholtz Resonators verbunden.
  • Zur Einstellung der Dämpfung des Helmholtz Resonators kann es vorteilhaft sein, wenn der Längskanal eine einstellbare Drossel, z.B. ein Ventil, aufweist.
  • Alternativ zum Helmholtz Resonator können die Schwingungstilger auch als sog. λ/4-Resonatoren oder als Feder-Masse-Schwinger ausgebildet sein. Ein λ/4-Resonator weist eine Länge auf, die einem Viertel der Wellenlänge der charakteristischen Eigenschwingung entspricht. Zur Reduktion bzw. Kompensation von Druckschwingungen in einer hydraulischen Anpresseinheit ist ein Druckraum der Anpresseinheit mit dem λ/4-Resonator verbunden.
  • Für eine möglichst gute Wirkung des Schwingungstilgers ist es vorteilhaft, wenn für die Eigenfrequenz fT des Schwingungstilger gilt, 0,75*fr ≤ fC ≤ 1,33*fT, wobei fc eine im Walzgerüst auftretende charakteristische Frequenz ist. Bspw. sollte bei einer im Walzgerüst charakteristisch auftretenden Frequenz von 100 Hz die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers zwischen 75 und 133 Hz liegen.
  • Der verfahrensmäßige Aspekt der erfindungsgemäßen Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Konkret erfolgt die Lösung durch ein Verfahren zur Stabilisierung der Arbeitswalzen und Stützwalzen eines Walzgerüsts, vorzugsweise eines Warmwalzgerüsts, nach einem der vorhergehenden Ansprüche während des Walzens, vorzugsweise Warmwalzens, eines Walzguts zu einem Band in dem Walzgerüst, umfassend die Verfahrensschritte:
    • Einstellen eines Walzspalts in vertikaler Richtung zwischen der unteren und der oberen Arbeitswalze;
    • Stabilisieren der Arbeitswalzen durch das Beaufschlagen der ersten hydraulischen Anpresseinheiten mit einem ersten hydraulischen Druck, wobei die ersten hydraulischen Anpresseinheiten an die Arbeitswalzeneinbaustücke angepresst werden;
    • Stabilisieren der Stützwalzen durch das Beaufschlagen der zweiten hydraulischen Anpresseinheiten mit einem zweiten hydraulischen Druck, wobei die zweiten hydraulischen Anpresseinheiten an die Stützwalzeneinbaustücke angepresst werden;
    • Tilgung von Druckschwingungen in einem Druckraum, vorzugsweise einem kolbenseitigen Druckraum, der ersten hydraulischen Anpresseinheiten mittels mehrerer Schwingungstilger, und
    • Tilgung von Druckschwingungen in einem Druckraum, vorzugsweise einem kolbenseitigen Druckraum, der zweiten hydraulischen Anpresseinheiten mittels mehrerer Schwingungstilger.
  • Erfindungsgemäß wird dabei wie folgt vorgegangen: Zuerst wird der Walzspalt in vertikaler Richtung zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze eingestellt. Typischerweise erfolgt die Einstellung des Walzspalts über einen Hydraulikzylinder (manchmal als HGC Hydraulic Gap Control Zylinder bezeichnet), der am Gerüstständer angreift. Nach der Einstellung des Walzspalts werden die ersten und zweiten hydraulischen Anpresseinheiten mit Druck beaufschlagt, sodass diese an die Arbeitswalzeneinbaustücke bzw. die Stützwalzeneinbaustücke angepresst werden. Dadurch werden die Arbeits- und Stützwalzen des Walzgerüsts mechanisch stabilisiert. Anschließend werden auftretende Druckschwingungen in den Druckräumen, vorzugsweise den kolbenseitigen Druckräumen, der ersten hydraulischen Anpresseinheiten und der zweiten hydraulischen Anpresseinheiten mittels mehrerer Schwingungstilger reduziert. Dadurch werden die Arbeits- und Stützwalzen des Walzgerüsts hydraulisch stabilisiert.
  • Erfindungsgemäß ist es ebenfalls möglich, dass insbesondere im Endlosbetrieb beim sog. "Flying Gauge Change" die Arbeits- und Stützwalzen mit Druck beaufschlagt bleiben, obwohl während des ununterbrochenen Betriebs die Auslaufdicke des Bands verändert wird.
  • Auf einer Warmbandstraße im Batchbetrieb, bei dem von Band zu Band stets ein neues Band angestochen wird, wird vorteilhafterweise vor dem Anstich das Einbaustück mit höherer Kraft gegen den Ständer gedrückt und die Andrückkraft unmittelbar nach dem Anstich reduziert.
  • Vorzugsweise führt das Walzgerüst einen n-ten Walzstich in einer Fertigwalzstraße durch, wobei die Schwingungstilger auf eine Eigenfrequenz zwischen fLow und fHigh eingestellt werden
    n-ter Walzstich fLow [Hz] fHigh [Hz]
    1 22 40
    2 48 87
    3 75 133
  • Insbesondere beim Fertigwalzen in einer Fertigwalzstraße (auch mehrgerüstige Tandem-Fertigwalzstraße genannt) wirken sich Gerüstschwingungen sehr negativ auf die Oberflächenqualität des Fertigbands aus, sodass sich eine Reduktion der Gerüstschwingungen bzw. die Stabilisierung der Arbeits- und Stützwalzen besonders vorteilhaft auswirkt.
  • Beim Betrieb der ersten hydraulischen Anpresseinheiten ist es vorteilhaft, wenn eine erste Anpresseinheit eine beliebig regelbare Klemmkraft und einen Hub zwischen 4 und 8 mm aufbringen kann. Beim Betrieb der zweiten hydraulischen Anpresseinheiten ist es vorteilhaft, wenn eine zweite Anpresseinheit eine beliebig regelbare Klemmkraft und einen Hub zwischen 4 und 8 mm aufbringen kann.
  • Die Klemmkraft einer ersten hydraulischen Anpresseinheit wird vorzugsweise während des Betriebs über einen Druckregler mit einem Stetigventil eingestellt.
  • Die Klemmkraft einer zweiten hydraulischen Anpresseinheit wird vorzugsweise während des Betriebs über einen Druckregler mit einem Stetigventil eingestellt.
  • Ein Druckregler erlaubt die Einstellung "beliebiger" Drücke bis zum Systemdruck. Damit können und werden ggf. auch kleinere Drücke eingestellt (um eine Behinderung der vertikalen Regelbewegung bestmöglich zu vermeiden)
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung mehrerer Zeichnungen. Dabei zeigen:
    • Fig 1 ein teilweise geschnittener Aufriss eines Walzgerüsts mit einer Vorrichtung zur Stabilisierung der Arbeitswalzen und Stützwalzen,
    • Fig 2 eine teilweise geschnittene Darstellung entlang der Linie A-A aus Fig 1,
    • Fig 3 eine teilweise geschnittene Darstellung entlang der Linie B-B aus Fig 1,
    • Fig 4 eine Schnittdarstellung eines Arbeitswalzeneinbaustücks mit einer ersten hydraulischen Anpresseinheit,
    • Fig 5 eine axonometrische Darstellung des Biegeblocks mit vier ersten hydraulischen Anpresseinheiten aus Fig 4,
    • Fig 6 ein Hydraulikschema für die erste hydraulische Anpresseinheit aus Fig 4,
    • Fig 7 eine axonometrische Darstellung eines Gerüstständers mit einer zweiten hydraulischen Anpresseinheit,
    • Fig 8 ein Hydraulikschema für die zweite hydraulische Anpresseinheit aus Fig 7 und
    • Fig 9 eine Funktionsschema für eine erste hydraulische Anpresseinheit im eingefahrenen und ausgefahrenen Zustand.
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • In Fig 1 ist ein Aufriss eines Walzgerüsts 30, konkret das dritte Warmwalzgerüst F3 einer Fertigstraße einer Arvedi ESP Anlage, schematisch dargestellt. Im Walzspalt zwischen den Arbeitswalzen 1 des Walzgerüsts 30 wird das Walzgut 31 aus Stahl zu einem Band 32 warmgewalzt. Jede Arbeitswalze 1 ist in zwei Arbeitswalzeneinbaustücken 4 drehbar gelagert. Die Arbeitswalzen 1 stützen sich an Stützwalzen 2 ab. Auch jede Stützwalze 2 ist in zwei Stützwalzeneinbaustücken 5 drehbar gelagert. Die Arbeitswalzeneinbaustücke 4 und die Stützwalzeneinbaustücke 5 sind in den Gerüstständern 3 in vertikaler Richtung verschieblich ausgebildet. Die Einstellung des Walzspalts zwischen den beiden Arbeitswalzen 1 erfolgt durch zumindest einen Hydraulikzylinder 33. Über die Biegeblöcke 4a, die zwischen den Gerüstständern 3 und den Arbeitswalzeneinbaustücken 4 angeordnet sind, können die Arbeitswalzen 1 durchgebogen werden. Dadurch kann u.a. das Profil und/oder die Planheit des gewalzten Bands 32 verändert werden. Biegeblöcke sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Um die Klarheit zu erhöhen, wurden in den Fig 1 und 3 die Biegeblöcke 4a ohne die Hydraulikzylinder zur Durchbiegung der Arbeitswalzen 1 dargestellt. Zur Reduktion von Gerüstschwingungen im Walzgerüst 3 bzw. zur Stabilisierung der Arbeitswalzen 1 sowie der Stützwalzen 2 während des Walzens des Walzguts 31 zu dem Band 32 werden die ersten hydraulische Anpresseinheiten 6 gegen die Arbeitswalzeneinbaustücke 4 angepresst. Die ersten hydraulischen Anpresseinheiten 6 sind in den links dargestellten Biegeblock 4a integriert und auf die Transportrichtung TR des Walzguts 31 bezogen einlaufseitig angeordnet. Die zweiten hydraulischen Anpresseinheiten können an die Stützwalzeneinbaustücke 5 angepresst werden. Die zweiten hydraulischen Anpresseinheiten 7 sind in den Gerüstständer 3 integriert und auf die Transportrichtung TR des Walzguts 31 bezogen auslaufseitig angeordnet.
  • In den Figuren 2 und 3 ist jeweils eine teilweise geschnittene Darstellung entlang der Schnittlinie A-A (Figur 2) und entlang der Schnittlinie B-B (Figur 3) dargestellt.
  • Aus der Figur 2 ist ersichtlich, dass die Stützwalze 2 durch zwei Stützwalzeneinbaustücke 5 in den Gerüstständern 3 gelagert ist. Die Stützwalzeneinbaustücke 5 können durch die zweiten hydraulischen Anpresseinheiten 7 mit den Gerüstständern 3 verspannt werden. Durch die zweiten hydraulischen Anpresseinheiten 7 werden die Stützwalzen 2 mechanisch stabilisiert.
  • In dazu analoger Weise zeigt die Figur 3, dass die Biegeblöcke 4a durch jeweils zwei erste hydraulische Anpresseinheiten 6 mit den Arbeitswalzeneinbaustücken 4 verspannt werden können. Durch die ersten hydraulischen Anpresseinheiten 6 werden die Arbeitswalzen 1 mechanisch stabilisiert.
  • Die Figur 4 zeigt eine Schnittdarstellung einer ersten hydraulischen Anpresseinheit 6. Um die Druckkräfte der Druckplatte 10 direkt in den Biegeblock 4a einleiten zu können und aus Gründen der Kompaktheit, sind die Kolbenstange 9 und der Kolben 8 der ersten hydraulischen Anpresseinheit 6 in den Biegeblock 4a integriert. Die Kolbenstange 9 weist bspw. einen Durchmesser D1 von 60 mm, der Kolben 8 einen Durchmesser D2 von 80 mm und die Druckplatte 10 einen Durchmesser D3 von 250 mm auf. Die erste hydraulische Anpresseinheit 6 weist vier Anschlüsse auf: Eine Ölversorgung für die Kolbenseite 34, eine Ölversorgung für die Stangenseite 35, einen Leckageanschluss 36 sowie eine Schmierstoffversorgung 37. Die Ölversorgung für die Kolbenseite 34 mündet in eine erste Längsbohrung in der Kolbenstange 9, welche mit dem kolbenseitigen Druckraum der ersten hydraulischen Anpresseinheit 6 verbunden ist. Die Ölversorgung für die Stangenseite 35 mündet in eine zweite Längsbohrung in der Kolbenstange, 9 welche mit dem stangenseitigen Druckraum der ersten hydraulischen Anpresseinheit 6 verbunden ist. Der Leckageanschluss 36 stellt sicher, dass etwaige Leckagen aus der ersten hydraulischen Anpresseinheit 6 abgeführt werden. Schließlich stellt die Schmierstoffversorgung 37 sicher, dass die Druckplatte 10 ausreichend mit Schmierstoff versorgt wird. Die angegebenen Maße der ersten hydraulischen Anpresseinheit 6 dienen nur der Illustration und sind nicht einschränkend. Die erste hydraulische Anpresseinheit 6 kann einen Hub von 6 mm und eine max. Klemmkraft von 125 kN aufbringen. Jeder einlaufseitige Biegeblock 4a weist vier erste hydraulische Anpresseinheiten 6 auf (siehe Fig 5).
  • Bis auf die angegebenen Durchmesser D1 bis D3, den angegebenen Hub und die max. Klemmkraft ist der Aufbau einer zweiten hydraulischen Anpresseinheit identisch zum Aufbau einer erste hydraulische Anpresseinheit 6.
  • Die Fig 5 zeigt eine Außenansicht eines Biegeblocks 4a mit vier ersten hydraulischen Anpresseinheiten 6. Der Biegeblock 4a ist am Gerüstständer 3 fixiert.
  • In Fig 6 ist ein Hydraulikschema für die Ansteuerung von zwei ersten hydraulischen Anpresseinheiten 6 dargestellt, die über ein Schaltventil 39 freigeschaltet werden. Das Proportional-/Regel- bzw. Servoventil (derartige Ventile werden auch als Stetigventile bezeichnet) 38 hat die Funktion, ein bestimmtes Druckniveau auf der Kolbenseite der zwei ersten hydraulischen Anpresseinheiten 6 einzustellen, sodass ein Arbeitswalzeneinbaustück mit einer definierten Anpresskraft an ein Arbeitswalzeneinbaustück gepresst wird. Die beiden Druckbegrenzungsventile 41 dienen dazu, den Maximaldruck zu begrenzen. Schließlich ist aus Fig 6 zu erkennen, dass die Kolbenseiten der zwei ersten hydraulischen Anpresseinheiten 6 mit einem Schwingungstilger 11 verbunden sind, wobei der Schwingungstilger 11 als ein Helmholtz Resonator mit einer hydraulischen Induktivität L und einem Volumen 17 als hydraulische Kapazität C ausgebildet ist. Die Eigenfrequenz fr eines Helmholzresonators beträgt f T = 1 2 π L . C ,
    Figure imgb0001
    sodass die Eigenfrequenz fT einfach an die während des Betriebs auftretenden Gerüstschwingungen angepasst werden kann.
  • Die Figur 7 zeigt eine Außenansicht einer zweiten hydraulischen Anpresseinheit 7, die in einen Gerüstständer 3 integriert ist. Die Kolbenstange weist bspw. einen Durchmesser von 140 mm, der Kolben einen Durchmesser von 160 mm und die Druckplatte einen Durchmesser von 350 mm auf. Auch die zweite hydraulische Anpresseinheit 7 weist vier Anschlüsse auf: Eine Ölversorgung für die Kolbenseite 34, eine Ölversorgung für die Stangenseite 35, einen Leckageanschluss 36 und eine Schmierstoffversorgung 37. Die angegebenen Maße der zweiten hydraulischen Anpresseinheit 7 dienen nur der Illustration und sind nicht einschränkend. Die zweiten hydraulische Anpresseinheit 7 kann einen Hub von 6 mm und eine Klemmkraft von 500 kN aufbringen. Somit kann eine zweite hydraulische Anpresseinheit 7 mit 500 kN gegen ein Stützwalzeneinbaustück 5 pressen.
  • In Fig 8 ist ein Hydraulikschema für die Ansteuerung einer zweiten hydraulischen Anpresseinheit 7 dargestellt. Über ein Schaltventil 39 wird die Druckversorgung für das freigeschaltet. Das Proportional-/Regel-/Servoventil bzw. Stetigventil 38 hat die Funktion, ein bestimmtes Druckniveau auf der Kolbenseite der zweiten hydraulischen Anpresseinheit 7 einzustellen, sodass ein Stützwalzeneinbaustück 5 mit einer definierten Anpresskraft an den Gerüstständer gepresst wird. Die beiden Druckbegrenzungsventile 41 dienen dazu, den Maximaldruck zu begrenzen. Schließlich ist aus Fig 8 zu erkennen, dass die Kolbenseite der zweiten hydraulischen Anpresseinheit 7 mit einem Schwingungstilger 11 verbunden sind, wobei der Schwingungstilger 11 als ein λ/4-Resonator mit einer Länge von λ/4 ausgebildet ist.
  • Die Berechnung der Länge des ein λ/4-Resonators erfolgt wie folgt: Die Schallgeschwindigkeit cs in Öl ergibt sich durch die Formel c S = B / ρ ,
    Figure imgb0002
     wobei B der Kompressionsmodul und ρ die Dichte des Öls angibt. Bei Öl beträgt B ca. 12000 bar und p ca. 850 kg/m3. Somit ergibt sich cs= 1188 m/s. Wie oben beschrieben beträgt die Frequenz der Gerüstschwindung im dritten Fertigwalzgerüst ca. 100 Hz. Die Wellenlänge λ einer Schwingung mit 100 Hz in Öl ergibt sich durch λ = cs /f = 11,88 m. Ein λ/4-Resonator hat somit eine Länge von λ/4 = 2,97 m. Der λ/4-Resonator kann entweder so wie dargestellt als gerades oder auch gebogenes Rohr- bzw. Schlauchstück ausgeführt sein. Über die Länge kann der λ/4-Resonator sehr einfach angepasst werden.
  • Die Fig 9 zeigt die Funktionsweise einer ersten hydraulischen Anpresseinheit 6 im eingefahrenen (oben dargestellt) und im ausgefahrenen Zustand (unten dargestellt) anhand zweier Halbeschnitte. Durch das Beaufschlagen der Ölversorgung der Kolbenseite 34 mit Druck verfährt die Druckplatte 10 nach rechts um den Weg x. Die Kolbenstange stützt sich am Gehäuse des Biegeblocks 4a ab und nur das Zylinderrohr mit der Druckplatte 10 verfährt. Dies ergibt eine besonders kompakte Bauform, sodass der Kolben und die Kolbenstange einfach in den Biegeblock 4a integriert werden können. Im ausgefahrenen Zustand liegt die Druckplatte 10 am Arbeitswalzeneinbaustück 4 an, sodass das Arbeitswalzeneinbaustück 4 mit der nicht dargestellten Arbeitswalze 1, der Biegeblock 4a und der Gerüstständer 3 mechanisch verspannt werden.
  • Für die Erfindung spielt es keine Rolle, ob die Biegeblöcke 4a in den Gerüstständern 3 vertikal verschieblich sind oder unverschieblich in die Gerüstständer 3 eingebaut sind.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Arbeitswalze
    2
    Stützwalze
    3
    Gerüstständer
    4
    Arbeitswalzeneinbaustück
    4a
    Biegeblock
    5
    Stützwalzeneinbaustück
    6
    erste hydraulische Anpresseinheit
    7
    zweite hydraulische Anpresseinheit
    8
    Kolben
    9
    Kolbenstange
    10
    Druckplatte
    11
    Schwingungstilger
    14
    Längsbohrung
    15
    Helmholtz Resonator
    16
    Längskanal
    17
    Volumen
    19
    λ/4-Resonator
    30
    Walzgerüst
    31
    Walzgut
    32
    Band
    33
    HGC Hydraulikzylinder
    34
    Ölversorgung Kolbenseite
    35
    Ölversorgung Stangenseite
    36
    Leckageanschluss
    37
    Schmierstoffversorgung
    38
    Proportional-/Regel-/Servoventil bzw. Stetigventil
    39
    Schaltventil
    41
    Druckbegrenzungsventil
    A, B
    Anschluss eines Hydraulikventil
    C
    Hydraulische Kapazität
    D1, D2, D3
    Durchmesser
    L
    Hydraulische Induktivität
    HL
    Leckageanschluss des Hydrauliksystems
    HP
    Druckanschluss des Hydrauliksystems
    HT
    Tankanschluss des Hydrauliksystems
    P
    Druckanschluss eines Hydraulikventils
    T
    Tankanschluss eines Hydraulikventils
    TR
    Transportrichtung des Walzguts
    x
    Weg

Claims (14)

  1. Vorrichtung zur Stabilisierung der Arbeitswalzen (1) und Stützwalzen (2) eines Walzgerüsts (30), vorzugsweise eines Warmwalzgerüsts, während des Walzens eines Walzguts (31) zu einem Band (32) in dem Walzgerüst, wobei das Walzgerüst (30) umfasst
    - eine obere und eine untere Arbeitswalze (1) zum Walzen des Walzguts (31) zu dem Band (32),
    - eine obere und eine untere Stützwalze (2) zum Abstützen der Arbeitswalzen (1) im Walzgerüst (30),
    - einen bedienseitigen und einen antriebsseitigen Gerüstständer (3),
    - ein bedienseitiges und ein antriebsseitiges Arbeitswalzeneinbaustück (4), wobei die Arbeitswalzen (1) in den Arbeitswalzeneinbaustücken (4) drehbar gelagert sind,
    - bedienseitige und antriebsseitige Biegeblöcke (4a) zum Durchbiegen der Arbeitswalzen (1),
    - ein bedienseitiges und ein antriebsseitiges Stützwalzeneinbaustück (5), wobei die Stützwalzen (2) in den Stützwalzeneinbaustücken (5) drehbar gelagert sind, gekennzeichnet durch
    - pro Biegeblock (4a) mehrere, bevorzugt zwei, besonders bevorzugt vier, erste hydraulische Anpresseinheiten (6) zum Stabilisieren der Arbeitswalzen (1) in dem Gerüstständer (3), wobei die ersten hydraulischen Anpresseinheiten (3) in der Transportrichtung des Walzguts (TR) vor der Arbeitswalze (1) angeordnet sind, wobei jede erste hydraulische Anpresseinheit (6) einen Kolben (8) mit einer Kolbenstange (9) und eine Druckplatte (10) aufweist, wobei der Kolben (8) und die Kolbenstange (9) in den Biegeblock (4a) integriert sind und die Druckplatte (10) hydraulisch an ein Arbeitswalzeneinbaustück (4) angepresst werden kann;
    - pro Gerüstständer (3) zumindest eine zweite hydraulische Anpresseinheit (7) zum Stabilisieren der Stützwalzen (2) in dem Gerüstständer (3), wobei die zweite hydraulische Anpresseinheit (7) in der Transportrichtung des Walzguts (TR) nach der Stützwalze (2) angeordnet ist, wobei die zweite hydraulische Anpresseinheit (7) einen Kolben (8) mit einer Kolbenstange (9) und eine Druckplatte (10) aufweist, wobei der Kolben (8) und die Kolbenstange (9) in den Gerüstständer (3) integriert sind und die Druckplatte (10) hydraulisch an das Stützwalzeneinbaustück (5) angepresst werden kann.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine, bevorzugt jede, erste hydraulische Anpresseinheit (6) einen Schwingungstilger (11) enthält, der auftretende Druckschwingungen in einem Druckraum, vorzugsweise einem kolbenseitigen Druckraum, der ersten hydraulischen Anpresseinheit (6) reduziert.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine, bevorzugt jede, zweite hydraulische Anpresseinheit (7) einen Schwingungstilger (11) enthält, der auftretende Druckschwingungen in einem Druckraum, vorzugsweise einem kolbenseitigen Druckraum, der zweiten hydraulischen Anpresseinheit (7) reduziert.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (9) einer ersten und/oder zweiten hydraulischen Anpresseinheit (6, 7) zwei Längsbohrungen (14) aufweist, wobei eine erste Längsbohrung (14) mit dem kolbenseitigen Druckraum verbunden ist und eine zweite Längsbohrung (14) mit dem stangenseitigen Druckraum verbunden ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kolbenstange (9) einer ersten hydraulischen Anpresseinheit (6) an einem Biegeblock (4a) abstützt und/oder dass sich die Kolbenstange (9) einer zweiten hydraulischen Anpresseinheit (7) an einem Gerüstständer (3) abstützt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger (11) als ein Helmholtz Resonator (15) mit einem eine hydraulische Induktivität (L) ausbildenden Längskanal (16) und einem eine hydraulische Kapazität (C) ausbildenden Volumen (17) ausgebildet ist, wobei ein Druckraum der ersten oder zweiten hydraulischen Anpresseinheit (6, 7) mit dem Längskanal (16) und der Längskanal (16) mit dem Volumen (17) des Helmholtz Resonators (15) verbunden sind.
  7. Vorrichtung nach einem Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Längskanal (16) eine einstellbare Drossel aufweist, sodass die Dämpfung des Schwingungstilgers (11) eingestellt werden kann.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger (11) als ein λ/4-Resonator (19) ausgebildet ist, wobei ein Druckraum der ersten oder zweiten hydraulischen Anpresseinheit (6, 7) mit dem λ/4-Resonator (19) verbunden ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger (11) als ein Feder-Masse-Schwinger ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die Eigenfrequenz fT des Schwingungstilger (11) gilt 0,75*fT ≤ fC ≤ 1,33*fT, wobei fc eine im Walzgerüst (30) auftretende charakteristische Frequenz ist.
  11. Verfahren zur Stabilisierung der Arbeitswalzen (1) und Stützwalzen (2) eines Walzgerüsts (30), vorzugsweise eines Warmwalzgerüsts, während des Walzens, vorzugsweise Warmwalzens, eines Walzguts (31) zu einem Band (32) in dem Walzgerüst (30), insbesondere mit einer Vorrichtung zur Stabilisierung der Arbeitswalzen (1) und Stützwalzen (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Verfahrensschritte:
    - Einstellen eines Walzspalts in vertikaler Richtung zwischen der unteren und der oberen Arbeitswalze (1);
    - Stabilisieren der Arbeitswalzen (1) durch das Beaufschlagen der ersten hydraulischen Anpresseinheiten (6) mit einem ersten hydraulischen Druck, wobei die ersten hydraulischen Anpresseinheiten (6) an die Arbeitswalzeneinbaustücke (4) angepresst werden;
    - Stabilisieren der Stützwalzen (2) durch das Beaufschlagen der zweiten hydraulischen Anpresseinheiten (7) mit einem zweiten hydraulischen Druck, wobei die zweiten hydraulischen Anpresseinheiten (7) an die Stützwalzeneinbaustücke (5) angepresst werden;
    - Tilgung von Druckschwingungen in einem Druckraum, vorzugsweise einem kolbenseitigen Druckraum, der ersten hydraulischen Anpresseinheiten (6) mittels mehrerer Schwingungstilger (11),
    - Tilgung von Druckschwingungen in einem Druckraum, vorzugsweise einem kolbenseitigen Druckraum, der zweiten hydraulischen Anpresseinheiten (7) mittels mehrerer Schwingungstilger (11).
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzgerüst (30) einen n-ten Walzstich in einer Fertigwalzstraße durchführt und die Schwingungstilger (11) auf eine Eigenfrequenz zwischen fLow und fHigh eingestellt sind n-ter Walzstich fLow [Hz] fHigh [Hz] 1 22 40 2 48 87 3 75 133
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkraft einer ersten hydraulischen Anpresseinheit (6) während des Betriebs über einen Druckregler mit einem Stetigventil (38) eingestellt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkraft einer zweiten hydraulischen Anpresseinheit (7) während des Betriebs über einen Druckregler mit einem Stetigventil (38) eingestellt wird.
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