EP4100177A1 - Verfahren zur kalibrierung von vertikalrollen eines vertikalwalzgerüsts sowie kalibrieranordnung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur kalibrierung von vertikalrollen eines vertikalwalzgerüsts sowie kalibrieranordnung zur durchführung des verfahrens

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EP4100177A1
EP4100177A1 EP21703693.8A EP21703693A EP4100177A1 EP 4100177 A1 EP4100177 A1 EP 4100177A1 EP 21703693 A EP21703693 A EP 21703693A EP 4100177 A1 EP4100177 A1 EP 4100177A1
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EP
European Patent Office
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vertical
calibration
center line
rolling
slab
Prior art date
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EP21703693.8A
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EP4100177B1 (de
EP4100177C0 (de
Inventor
Stefan Wendt
Hans Günter MUSELLER
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Publication date
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Application granted granted Critical
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Publication of EP4100177C0 publication Critical patent/EP4100177C0/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/06—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged vertically, e.g. edgers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2261/00—Product parameters
    • B21B2261/02—Transverse dimensions
    • B21B2261/06—Width
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2273/00—Path parameters
    • B21B2273/22—Aligning on rolling axis, e.g. of roll calibers

Definitions

  • the invention relates to a method for calibrating vertical rolls or vertical rolls (hereinafter referred to as vertical rolls) of a vertical roll stand for rolling flat metal products, in particular for rolling steel and non-ferrous metals.
  • the calibration of a vertical rolling stand is necessary in order to determine the position of the vertical rollers in relation to the center of the rolling train and, if necessary, to correct it so that the outer edges of the vertical rollers directed towards the center of the rolling train are at the same distance from the center line of the rolling train.
  • a calibration may be necessary, for example, whenever the vertical rolling stand is put back into operation after a repair, when the rolling train is restarted after a standstill or after a loss of signal from the controller or when the rolling result suggests a correction of the position of the vertical rollers.
  • the vertical rollers in vertical rolling stands are calibrated using measuring aids such as tape measure, laser rangefinder or other measuring devices that are used by the operating personnel on the machine or attached to it for calibration.
  • measuring aids such as tape measure, laser rangefinder or other measuring devices that are used by the operating personnel on the machine or attached to it for calibration.
  • a distance is measured from a fixed point on the machine to the respective vertical roller or to a point assigned to it, or the distance between the two vertical rollers or these assigned points is measured in order to determine the position of the vertical rollers and, if necessary, to correct it .
  • This approach has the particular disadvantage that during During the calibration process, people have to stay in the machine area and thus in the hazardous area. This procedure is also relatively time-consuming.
  • CN 102 688 904 A The problem of any measurements required in the machine area is described in CN 102 688 904 A, in which a calibration method is proposed that is carried out with the aid of a wire looped around the hub-shaped heads of the vertical rollers.
  • a method for calibrating the vertical roll gap of a vertical roll stand is also known from CN 102989792 A. The method comprises determining and marking the center line of the rolling train for each of the upper and lower ends of the vertical rollers, determining the distance between the axes of the vertical rollers and the marked center line, and the vertical alignment of the ends of the vertical rollers with the marked center line.
  • the distance between the lower ends of the vertical rollers and the lower end of the marked center line is then compared with the distance between the upper ends of the vertical rollers and the upper end of the marked center line. This is used to set the vertical alignment and centering of the vertical rollers in order to then carry out a calibration by measuring the width of the roll gap. How exactly the distances are measured is not described in this publication.
  • JP 2012218060 A describes a method in which the position of the vertical rollers in a vertical rolling stand is determined exclusively by means of sensors or position encoders which are arranged on the adjusting cylinders and on the resetting cylinders of the vertical roller units.
  • the invention is based on the object of providing a method and an arrangement for calibrating vertical rolls of a vertical rolling stand, with which an at least partial automation of the calibration is possible.
  • the invention is based, in particular, on the object of providing a method and an arrangement for calibrating vertical rollers of a vertical rolling stand, which takes into account the guarantee of work safety when carrying out the method.
  • the method is intended to increase system availability and minimize possible sources of error during calibration.
  • Calibration method in which the position of the vertical rollers is determined in relation to the center line of the rolling train in one step. In this process step, an actual distance between the longitudinal center axes of the vertical rollers in relation to the center line of the rolling train is determined.
  • the use of the longitudinal center axes of the vertical rollers represents a preferred distance reference. If a reference other than the longitudinal center axis is to be used for calculations, this is according to the invention
  • Another reference can be an edge of a
  • This process step is preferably carried out when there is no material, for example rolling stock, between the vertical rollers, for example during a break in rolling, in the repair shop or during maintenance.
  • a calibration slab with a known and specific width is provided and introduced into the vertical rolling stand.
  • the calibration slab can be passed forwards and / or backwards through the vertical roll stand, the vertical rollers of the vertical roll stand being brought into engagement with the calibration slab with a defined adjustment force.
  • the passage of the calibration slab through the vertical roll stand in the sense of the invention can comprise reversing and a forward or backward movement as well as stopping the calibration slab during the forward or backward movement in the vertical roll stand.
  • target distances of the longitudinal center axis of the vertical rollers from the center line of the rolling train are calculated in a control unit.
  • the calibration method proposed according to the invention can be referred to as multi-stage insofar as a calibration stage comprises that the position of the longitudinal center axes of the vertical rollers is determined with respect to the center line of the rolling train.
  • the diameter of the vertical rollers or their state of wear is initially irrelevant.
  • the other calibration stage takes into account the actual width of the calibration slab located between the vertical rollers and thus the actual diameter of the vertical rollers.
  • a separate measurement of the wear-related diameter of the vertical rollers which would represent an additional source of error, is unnecessary.
  • the actual diameter of the vertical rollers, including im worn condition taken into account.
  • the determination of the wear-related diameter of the vertical rollers in a separate method step is not necessary in the method according to the invention.
  • the method according to the invention comprises in particular the following method steps:
  • the rolling stock still has the calibration slab between the vertical rollers,
  • Process step A) can be carried out independently of process steps B) to D).
  • the repetition frequency of method steps B) to D) on the one hand and method step A) on the other hand can be different, due to the The fact that process steps B) to D) can be carried out independently of process step A).
  • Process step A) can also be carried out immediately before process step C) or D).
  • the calibration steps of the method according to the invention are preferably each carried out in an automated manner.
  • the calculation of the target distances between the longitudinal center axes of the vertical rollers and the center line of the rolling train is carried out under the mathematical condition that the target distances between the longitudinal center axes of the vertical rollers are the same.
  • the calculation of the target distances of the longitudinal center axes of the vertical rollers from the center line of the rolling train is carried out under the additional mathematical condition that the sum of the width of the calibration slab and the diameter of a vertical roller is the sum of the target distances of the longitudinal center axes of the Corresponds to vertical rollers.
  • Bist + Dw-Asoiii + Asoii2 or Bi S t-Asoin + Asoii2-Dw should be fulfilled at the same time when calculating the target distances, with Asoin being the target distance of the longitudinal center axis of a first vertical roller and Asoii2 the target distance of the longitudinal center axis of a second
  • the control unit calculates the setpoint distances between the longitudinal center axes of the vertical rollers to the center line of the rolling train based on the calculated diameter of the vertical rollers from the actual distances of the longitudinal center axes of the vertical rollers to the center line of the rolling train and the width of the calibration slab.
  • An actual diameter of the vertical rollers is preferably calculated and recorded in each case in relation to a calibration process. Due to the fact that the calibration method according to the invention inherently takes into account the actual diameter of the vertical rollers in each calibration process, longer-term planning with regard to the service life of the vertical rollers is possible.
  • Process step A) preferably includes the following others
  • the vertical roller units are preferably first moved or adjusted transversely to the center line of the rolling train against at least one stationary stop of the vertical rolling stand which has a certain known position with respect to the center line.
  • This position of the vertical roller units is referred to below as the calibration position.
  • the stop can be designed, for example, as a reference surface that was measured and aligned with respect to the center line when the vertical rolling stand was erected in the rolling train.
  • the vertical roller units are then moved from the calibration position into a defined, relieved position, which roughly corresponds to an intended operating position.
  • the adjustment path to be covered here is recorded or measured for each vertical roller or for each vertical roller unit.
  • the actual distance between the longitudinal center axis of the respective vertical roller and the center line of the rolling train results from the sum of the initial distance between the longitudinal center axis of the vertical roller and the center line of the rolling train and the distance covered by the vertical roller units.
  • the method according to the invention provides reference surfaces on the movable vertical roller units or on a vertical roll stand adjacent or connected components on the one hand and measuring surfaces or reference surfaces on stationary components of the vertical roll stand on the other hand.
  • the position of these reference surfaces relative to the position of the longitudinal center axes of the vertical rollers can be determined relatively easily, as can the position of the reference surfaces to one another and to the center line of the rolling train.
  • the reference surfaces on the movable assemblies of the vertical rolling stand are moved against reference surfaces of the stationary assemblies, so that they touch each other and no further change in position is possible.
  • a calibration process is made for a first vertical roller unit and for an associated second vertical roller unit, with the first and second vertical roller units after the calibration process based on the center line of the rolling train as in the relieved position are moved so that the longitudinal center axes of the first and second vertical rollers are at the same distance from the center line of the rolling train.
  • the position of the reference surfaces on movable components of the vertical rolling stand are determined and known with regard to the distance between the longitudinal center axis of the vertical rollers.
  • the position of the reference surfaces on stationary components of the vertical rolling stand are determined and known with regard to the distance to the center line of the rolling train.
  • the actual distance from the center line of the rolling train to the longitudinal center axis of a vertical roller can be calculated using the following formula: Alst - Abew + Astat + Afahr where Ai st denotes the actual distance between the longitudinal center axis of the relevant vertical roller and the center line of the rolling train,
  • a stat denotes the distance of the stationary reference surface from the center line of the rolling train
  • a bew denotes the distance of the movable reference surface from the longitudinal center axis of the vertical roller
  • a drive denotes the distance of the return movement into the relieved position, measured for example with a position transmitter of a positioning system.
  • the above calculation is based on the assumption that the calibration position is on the side of the vertical rollers facing the rolling stock or the calibration slab.
  • a calibration position which is located in each case on the outer regions of the vertical rolling stand.
  • the reference surfaces would each be located on the outer areas of the vertical rolling stand. Then the reference surfaces would touch, which for example can be provided stationary on the crossheads on the one hand and movable on the crossbars on the other hand.
  • the adjustment of the vertical roller unit into the calibration position and / or the resetting of the vertical roller unit into the relieved position is expediently carried out by means of at least one adjustment system and / or by means of at least one return system.
  • the adjustment system can comprise at least one translationally moved element, for example an adjustment cylinder or an adjustment screw.
  • the return system can also comprise at least one translationally moved element in the form of a screw drive or a return cylinder.
  • the adjustment system and / or the return system are preferably designed as hydraulic systems which include corresponding piston-cylinder arrangements.
  • the adjustment of the vertical roller unit into a defined operating position is expediently carried out by means of at least one adjustment system and / or by means of at least one return system.
  • the calibration process according to method step a) is preferably monitored via at least one measuring element, for example via a position transmitter, in order to be able to carry out a target / actual comparison of the actual position and the desired position of the vertical rollers.
  • at least one position transmitter can be provided in the adjustment system.
  • reaching the defined relieved position of the vertical roller unit can be monitored by means of at least one measuring element, preferably by means of a position transmitter, on at least one hydraulic piston-cylinder arrangement of the at least one hydraulic adjustment system and / or the at least one hydraulic return system.
  • method step a) comprises that initially at least one first reference surface of a defined position on a vertical roller unit or on a component that is movable with the vertical roller unit adjacent to the vertical roller unit with at least one second with respect to the center line of the rolling train, a fixed reference surface of a defined position is brought to bear on the vertical rolling stand, preferably with the application of an adjusting force.
  • Movable component can be, for example, a traverse or a chock of the vertical rolling stand.
  • the adjustment of the vertical roller unit according to method step a) can take place over a first distance at an increased speed and over a second distance at a reduced speed until the first and second reference surfaces touch each other.
  • the adjustment force is preferably increased when the measuring surfaces are in contact with one another, followed by a return of the vertical roller unit with the associated movable components to the defined, relieved position.
  • the increase in the contact force and the duration of the action are preferably each limited individually.
  • the adjustment force of the contacting reference surfaces can be monitored by means of at least one pressure transducer on at least one piston-cylinder arrangement of the hydraulic adjustment system and / or the hydraulic return system and limited to a predetermined maximum value.
  • the pressure transmitter acts like a limit switch.
  • the actual position of the vertical roller can be matched to a target position be compared.
  • the vertical roller unit is adjusted into the relieved position by means of at least one hydraulic adjustment system and / or by means of at least one hydraulic return system hydraulic piston-cylinder arrangement of the at least one hydraulic adjustment system and / or of the at least one hydraulic return system is monitored.
  • the adjustment force according to method step C) is limited to a value which is below the plastic deformation of the calibration slab. This basically makes it possible to use the calibration slab for a large number of calibration processes
  • the adjustment force is preferably limited to at least a value at which the elastic deformation of the calibration slab is below a defined limit value for the calibration result to be expected.
  • the calibration of the vertical rolling stand according to the second stage of the method according to the invention takes place with a calibration slab which is unusable for repeated use.
  • the adjustment force according to method step C) is preferably limited to a value which is above the plastic deformation of the calibration slab.
  • the actual width of the calibration slab can be carried out with at least one width measuring device located in the rolling train or specially introduced for this purpose in the rolling train, which is located in front of and / or behind the vertical rolling stand.
  • the longitudinal section of the calibration slab to be taken into account in the width measurement is determined by the aforementioned strip tracking system.
  • the width of the calibration slab can also be measured, for example, with the aid of at least one inlet side guide of a roll stand provided in the rolling train and / or an outlet side guide of a roll stand or of the vertical roll stand to be calibrated. It is basically possible to measure the width of the calibration slab in a forward and / or backward movement of a sub-area of the calibration slab.
  • the width of the calibration slab can also be determined by means of a manual measurement.
  • the use of a calibration slab can be provided which has at least one exchangeable wear element which is selected from a group comprising at least one exchangeable caliber plate and at least one exchangeable centering plate.
  • the length of the calibration slab can be selected so that it is arranged or centered, for example, over part of its length in a lateral guide upstream or downstream of the vertical rolling stand, whereas another part of the length of the calibration slab is in engagement with the vertical rollers of the vertical rolling stand.
  • the calibration slab is expediently centered in the rolling direction in front of and / or behind the vertical rolling stand with at least one upstream and / or downstream lateral guide with respect to the center line of the rolling train.
  • a calibration arrangement is also provided in a rolling train for rolling metal products.
  • the calibration arrangement according to the present invention can be determined and suitable for carrying out the method described above.
  • the calibration arrangement comprises at least one vertical roll stand with at least two vertical rolls, each mounted in vertical roll units, which define a roll gap and which have at least one preferably hydraulic adjustment system and / or at least one preferably hydraulic return system with respect to a predetermined center line of several in the rolling train arranged components are adjustable, wherein the calibration arrangement comprises at least a first reference surface of a defined position on at least one vertical roller unit or on a component movable therewith, which is movable with the vertical roller unit and at least one second reference surface stationary with respect to the center line and a Control includes, with which with at least one position sensor of the adjustment system and / or the return system an adjustment of the vertical roller Units can be effected transversely to the center line against the second reference surface as a stationary stop of the vertical rolling stand and the vertical roller units can be reset to a defined, relieved position.
  • At least one first reference surface can be provided at least in each case on an upper and / or on a lower chock of the vertical rollers and / or on an adjoining component movable with the vertical roller unit.
  • At least one second stationary reference surface can be provided on at least one upper and / or one lower roll bar of the vertical roll stand and / or on each of the transverse heads of the vertical roll stand.
  • At least one of the first and / or second reference surfaces can be adjustable with regard to its position.
  • the at least one first reference surface and / or the at least one second reference surface are designed as adjustable or adjustable and / or exchangeable measuring plates.
  • the calibration arrangement comprises at least one device which is selected from a group comprising at least one position transmitter PG for monitoring the position of the vertical roller units, at least one pressure transmitter DG, via which a contact force of the at least one first reference surface against the at least a second reference surface can be delimited, at least one width measuring device BM for measuring the actual width of the calibration slab and at least one
  • the calibration arrangement according to the invention can for example comprise a width measuring device which is designed as an inlet side guide and / or an outlet side guide of a roll stand, preferably the vertical roll stand.
  • the measurement of the width of the calibration slab or of a sub-area of the calibration slab can be carried out, for example, by means of position sensors or by placing lateral guide linear guides on the calibration slab sub-area.
  • the inlet side guide and the outlet side guide are preferably moved with preferably hydraulically driven cylinders, the hydraulic drive preferably being monitored with position sensors and / or pressure sensors.
  • FIG. 1 a schematic view of a vertical rolling stand with a calibration arrangement according to the invention, viewed partially in section and in the direction of passage of the rolling stock,
  • Figure 2 is a plan view of the vertical roll stand shown in Figure 1, partially in section,
  • FIG. 3 shows a view corresponding to FIG. 1 with the calibration slab arranged between the vertical rollers during process step C),
  • FIG. 4 shows a side view of part of the rolling train with the vertical rolling stand arranged in the rolling train, partly in section and FIG. 5 shows a schematic plan view of the vertical roll stand and an upstream inlet side guide during method step C).
  • the vertical roll stand 1 with the calibration arrangement according to the invention comprises two adjustable vertical roller units 3 arranged in stationary roll stands.
  • the roll stands are aligned with respect to a center line 2 of several components of a rolling train arranged in a rolling train.
  • the crossheads 4, the stand bars 5 and the upper and lower roll bars 6A and 6B of the vertical rolling stand 1 are shown.
  • the vertical roller units 3 each comprise a vertical roller which is mounted in an upper chock 8A and a lower chock 8B.
  • the chocks 8A, 8B are each connected to one another via cross members 9 and are adjustable with the cross members 9 relative to one another with respect to the center line 2.
  • the vertical roller units 3 are adjusted using a hydraulic adjustment system and a hydraulic return system. Both the adjustment system and the return system can alternatively be at least partially designed as mechanical systems.
  • the adjusting system comprises an upper and a lower adjusting cylinder 10A, 10B on each side of the vertical roll stand 1 (operating side and drive side), which act on the upper and lower chocks 8A, 8B, respectively.
  • the retrieval system comprises a retrieval cylinder 11 on each side, each of which is in operative connection with the traverse 9.
  • the traverses 9 can be moved together with the chocks 8A, 8B.
  • Figure 1 shows the vertical rolling stand 1 during process step A), which includes determining the actual distances of the vertical rollers 7 to the center line 2 of the rolling train in a predetermined operating position, the actual distances being determined when there is no material, for example in the form of Rolled stock, located between the vertical rollers.
  • Process step A in the in The position of the vertical roller units 3 shown in FIG. 1 is in the calibration position according to method step a), in which the vertical roller units 3 are moved against a stationary stop of the vertical rolling stand 1.
  • the stationary stop is formed by stationary reference surfaces which have a specific and known position with respect to the center line 2, against which movable reference surfaces in the position shown in FIG. 1 rest on the vertical roller units 3.
  • the stop is formed by stationary or stationary measuring plates 12A and 12B, which are each provided on both sides of the upper roll bar 6A and the lower roll bar 6B.
  • stationary measuring plates 12A, 12B are each provided on both sides of the upper roll bar 6A and the lower roll bar 6B.
  • upper and lower movable measuring plates 14A, 14B are provided as movable reference surfaces. These movable measuring plates are fastened to the respective chock 8A, 8B, possibly adjustable, and can be moved together with the chocks 8A, 8B.
  • the stationary measuring plates 12A, 12B have a specific known position with respect to the center line 2
  • the movable measuring plates 14A, 14B have a known specific position with respect to the longitudinal center axes 13 of the vertical rollers 7.
  • an automatic calibration of the position of the vertical rollers 7 of the vertical rolling stand 1 with respect to the center line 2 of the rolling train, including the adjustment system and the return system of the vertical rolling stand 1, is provided in one stage of the method according to the invention.
  • the adjustment system and the retrieval system or the associated adjustment cylinders 10A and 10B and retrieval cylinder 11 are controlled via a control S.
  • At least one of the adjusting cylinders 10A includes a position transmitter PG, via which a target / actual comparison of the actual position and the actual position is carried out in the controller S controlled position of the relevant vertical roller 7 can take place.
  • a pressure transducer DG is provided, which can monitor the pressurization of the return cylinder 11.
  • a pressure transducer DG can alternatively or additionally be provided on one or more adjusting cylinders 10A, 10B.
  • the automatic calibration according to the invention is carried out for each side of the vertical rolling stand 1 (operating side and drive side) separately and independently of the other side.
  • the sensors required for this are provided on each side of the vertical rolling stand 1.
  • Figure 1 only a control, position monitoring and pressure monitoring for one side is shown.
  • the exemplary embodiment is to be understood in such a way that such control, position monitoring and pressure monitoring are provided for each of the sides of the vertical rolling stand 1.
  • the controller S first adjusts the upper and lower chocks 8A, 8B with the aid of the adjusting cylinders 10A, 10B and the return cylinder 11 in the direction of the center line 2 until the movable measuring plates 14A, 14B counteract the stationary measuring plates 12A, 12B are in contact.
  • This adjustment movement takes place over a first distance at a relatively high speed and over a second distance at a relatively low speed with the application of a predetermined adjusting force, the increase of which is monitored by the pressure transducer DG.
  • the process is ended when the pressure detected by the pressure transducer DG exceeds a predetermined value.
  • a calibration position can be provided, which is located in each case on the outer areas of the vertical rolling stand 1.
  • the reference surfaces are located on the outer areas of the Vertical roll stand 1.
  • the upper and lower movable measuring plates in this alternative embodiment are labeled 14A 'and 14B'.
  • the upper and lower stationary measuring plates are denoted by 12A 'and 12B' in this alternative embodiment.
  • the upper and lower movable measuring plates 14A ′ and 14B ′ are provided on the sides of the cross members 9 facing away from the vertical rollers 7.
  • the upper and lower stationary measuring plates 12A 'and 12B' are provided on the sides of the crossheads 4 of the vertical rolling stand 1 facing the vertical rollers 7. This means that a calibration position is that position in which the vertical rollers 7 have moved completely apart.
  • the vertical roller units 3 are returned to a defined or predetermined relieved position by means of the adjustment system and / or the return system.
  • the distance covered by the vertical roller units 3 is preferably monitored via the position transmitter PG of the positioning system or via a position transmitter of the return system.
  • the predefined, defined relieved position can correspond approximately to an intended operating position of the vertical rolling stand 1.
  • the actual distance Aist from the center line 2 of the rolling train to the longitudinal center axis 13 of a vertical roller 7 can be calculated using the following formula:
  • a stat denotes the distance of the stationary reference surface from the center line of the rolling train
  • a bew denotes the distance of the movable measuring plates from the longitudinal center axis 13 of the vertical roller
  • a drive denotes the distance of the return movement into the relieved position, for example measured with a position transmitter of the adjustment system.
  • the predetermined relieved position of the vertical roller units 3 or the vertical rollers 7 is determined in such a way that the distances Aisti and Ai st 2 from the center line 2 of the rolling train are the same.
  • This calibration stage comprises the provision of at least one calibration slab 20 with a known and specific width and the introduction of the calibration slab 20 into the vertical roll stand 1 as well as the adjustment of the vertical rollers 7 against the calibration slab 20 with a defined adjustment force while the calibration slab 20 is guided through the vertical roll stand 7 .
  • the illustration in FIG. 3 corresponds to that according to FIG. 1 with the difference that the calibration slab 20 is located between the vertical rollers 7.
  • method step B in this step of the calibration process, the vertical rollers 7 are adjusted against the calibration slab 20 with a defined adjustment force.
  • the adjustment of the vertical rollers 7 against the calibration slab 20 can take place with an adjustment force that is below the plastic deformation of the material, so that the known width of the Calibration slab 20 can be used as a basis. In this case it is not necessary to use the
  • the adjustment of the vertical rollers 7 can take place with a adjustment force that is above the plastic deformation of the calibration slab 20.
  • the adjustment force is selected in such a way that the width of the calibration slab 20 is influenced, so that a subsequent measurement of the width is provided for the purpose of calculating the target distances.
  • the adjustment force is selected such that a subsequent measurement of the width of the calibration slab 20 is no longer necessary.
  • FIG. 4 shows a side view of the rolling train in which the calibration slab is fed to the vertical rolling stand 1 via a first roller table 15.
  • the vertical roll stand 1 is followed by a horizontal roll stand 16 in the rolling direction indicated by an arrow.
  • the vertical roll stand 1 is a
  • Infeed side guide 17 is connected upstream, the horizontal rolling stand 16 is followed by an outfeed side guide 18.
  • the calibration slab 20 first reaches the vertical roll stand 1 via the first roller table 15 with lateral guidance, the vertical rollers 7 being positioned there against the calibration slab 20 or against its side edges. Then the
  • Calibrating slab 20 is fed to the horizontal rolling stand 16 and transported onward via a second roller table 19 through the discharge side guide 18.
  • the inlet side guide 17 and / or the outlet side guide 18 each include rulers and / or optical measuring devices with which the width of the calibration slab is measured via position sensors
  • the width measuring device BM provided for this purpose according to the invention is only shown schematically. This forwards the measured values representative of the width of the calibration slab 20 to the
  • Control device S continues. Depending on whether the calibration slab 20 is passed through the vertical roll stand 1 in a forward pass or in a backward pass, it is necessary to use the horizontal roll stand 16 only to transport the calibration slab 20, since the width of the calibration slab 20 is inevitably influenced during a horizontal roll pass.
  • BV denotes a tape tracking system with which partial areas of the calibration slab 20 can be tracked. This is particularly useful and expedient when a calibration slab 20 is to be used several times to carry out the calibration. Subareas or partial lengths of the calibration slab 20 can then be brought into engagement with the vertical rollers 7 of the vertical rolling stand 1. These partial areas can then be recorded by means of the belt tracking system and their width can be measured in a targeted manner.
  • FIG. 5 illustrates part of the method according to the invention in which, as already mentioned above, a width measurement of the calibration slab 20 is not provided.
  • the same components are provided with the same reference numerals in FIG.
  • the length of the calibration slab 20 is dimensioned such that it can extend at least through the inlet side guide 17 and the vertical roll stand 1 connected downstream in the rolling direction.
  • the rolling direction is indicated in Figure 5 with an arrow.
  • the latter is provided with an exchangeable caliber plate 21.
  • the caliber plate 21, which extends over the height of the calibration slab 20 and protrudes laterally, is dimensioned such that it essentially determines the width of the calibration slab 20 in the area of the engagement of the vertical rollers 7 of the vertical rolling stand 1.
  • the exchangeability of the caliber plate 21 ensures that a wear-related change in the width of the calibration slab 20 can be compensated for in the relevant area.
  • a centering plate 22 is provided which extends over the height of the calibration slab 20 and is arranged protruding laterally.
  • the centering plate 22 is exchangeable and, together with the inlet side guide 17, causes the calibration slab 20 to be centered with respect to the center line 2 of the rolling train between the vertical rollers.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Kalibrierung von Vertikalrollen (7) eines Vertikalwalzgerüsts (1), die jeweils in einer Vertikalrollen-Einheit (3) gelagert sind, welche in Bezug auf eine vorgegebene Mittellinie (2) mehrerer in einer Walzstraße angeordneter Komponenten verstellbar ist, folgende Verfahrensschritte umfassend das Ermitteln von Ist-Abständen der Vertikalrollen (7) zur Mittellinie (2) der Walzstraße in einer vorgegebenen Betriebsstellung, wobei die Ist-Abstände ermittelt werden, wenn sich vorzugsweise kein Material zwischen den Vertikalrollen (7) befindet, das Bereitstellen wenigstens einer Kalibrierbramme (20) mit einer bekannten und bestimmten Breite und Einbringen der Kalibrierbramme (20) in das Vertikalwalzgerüst, das Anstellen der Vertikalrollen (7) gegen die Kalibrierbramme (20) mit einer definierten Anstellkraft während die Kalibrierbramme durch das Vertikalwalzgerüst (1) hindurchgeführt wird, und das Berechnen von Soll-Abständen der Längsmittelachsen (13) der Vertikalrollen (7) in Abhängigkeit der Ist-Abstände der Längsmittelachsen (13) der Vertikalrollen (7) von der Mittellinie (2) der Walzstraße und der Breite der Kalibrierbramme (20).

Description

Verfahren zur Kalibrierung von Vertikalrollen eines Vertikalwalzgerüsts sowie Kalibrieranordnung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung von Vertikalrollen bzw. Vertikalwalzen (im Folgenden nur noch als Vertikalrolle bezeichnet) eines Vertikalwalzgerüsts zum Walzen von metallenen Flachprodukten, insbesondere zum Walzen von Stahl und Nichteisenmetallen. Das Kalibrieren eines Vertikalwalzgerüstes ist erforderlich, um die Position der Vertikalrollen in Bezug auf die Mitte der Walzstraße zu bestimmen und erforderlichenfalls zu korrigieren, sodass die zur Mitte der Walzstraße gerichteten Außenkanten der Vertikalrollen den gleichen Abstand zur Mittellinie der Walzstraße aufweisen. Eine Kalibrierung kann beispielsweise immer dann erforderlich sein, wenn das Vertikalwalzgerüst nach einer Reparatur wieder in Betrieb genommen wird, wenn die Walzstraße nach Stillstand wieder angefahren wird oder nach einem Signalverlust der Steuerung oder wenn das Walzergebnis eine Korrektur der Position der Vertikalrollen nahelegt. Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Kalibrierung von Vertikalwalzgerüsten bekannt. Bei den im Stand der Technik bekannten Verfahren erfolgt die Kalibrierung der Vertikalrollen in Vertikalwalzgerüsten unter Verwendung von Messhilfsmitteln, wie beispielsweise Bandmaß, Laserentfernungsmesser oder anderen Messvorrichtungen, die vom Bedienungspersonal an der Maschine verwendet oder zum Kalibrieren an dieser angebracht werden. Dabei wird in der Regel ein Abstand von einem festen Punkt an der Maschine zu der jeweiligen Vertikalrolle oder zu einem dieser zugeordneten Punkt ausgemessen oder es wird der Abstand zwischen beiden Vertikalrollen oder diesen zugeordneten Punkten ausgemessen, um die Position der Vertikalrollen zu bestimmen und erforderlichenfalls zu korrigieren. Diese Vorgehensweise ist insbesondere mit dem Nachteil behaftet, dass sich während des Kalibriervorgangs Personen im Maschinenbereich und somit im Gefährdungsbereich aufhalten müssen. Diese Vorgehensweise ist außerdem verhältnismäßig zeitaufwendig. Das Problem der etwa erforderlichen Messungen im Maschinenbereich wird in der CN 102688904 A beschrieben, in welcher ein Kalibrierverfahren vorgeschlagen wird, das mithilfe eines um nabenförmige Köpfe der Vertikalrollen geschlungenen Drahtes durchgeführt wird. Aus der CN 102989792 A ist ebenfalls ein Verfahren zur Kalibrierung des Vertikalwalzspalts eines Vertikalwalzgerüsts bekannt. Das Verfahren umfasst das Bestimmen und Markieren der Mittellinie der Walzstraße jeweils für das obere und untere Ende der Vertikalrollen, das Bestimmen des Abstandes der Achsen der Vertikalrollen zu der markierten Mittellinie und die vertikale Ausrichtung der Enden der Vertikalrollen zu der markierten Mittellinie. Anschließend wird der Abstand der unteren Enden der Vertikalrollen zu dem unteren Ende der markierten Mittellinie mit dem Abstand der oberen Enden der Vertikalrollen zu dem oberen Ende der markierten Mittellinie verglichen. Darüber wird die vertikale Ausrichtung und Zentrierung der Vertikalrollen eingestellt, um dann über eine Messung der Weite des Walzspalts eine Kalibrierung vorzunehmen. Wie genau die Vermessung der Abstände erfolgt, ist in dieser Druckschrift nicht beschrieben.
In der JP 2012218060 A wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die Stellung der Vertikalrollen in einem Vertikalwalzgerüst ausschließlich mittels Sensoren bzw. Positionsgebern ermittelt wird, die an den Anstellzylindern und an den Rückstellzylindern der Vertikalrollen-Einheiten angeordnet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Kalibrierung von Vertikalrollen eines Vertikalwalzgerüsts bereitzustellen, mit dem eine zumindest teilweise Automatisierung der Kalibrierung möglich ist. Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Kalibrierung von Vertikalrollen eines Vertikalwalzgerüsts bereitzustellen, das der Gewährleistung der Arbeitssicherheit bei der Durchführung des Verfahrens Rechnung trägt.
Das Verfahren soll insbesondere die Anlagenverfügbarkeit erhöhen und mögliche Fehlerquellen bei der Kalibrierung minimieren.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 19. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Kalibrieranordnung gemäß der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Ein wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung kann dahingehend zusammengefasst werden, dass erfindungsgemäß ein mehrstufiges
Kalibrierverfahren bereitgestellt wird, bei welchem in einem Schritt eine Ermittlung der Lage der Vertikalrollen in Bezug auf die Mittellinie der Walzstraße erfolgt. Bei diesem Verfahrensschritt wird ein Ist-Abstand der Längsmittelachsen der Vertikalrollen in Bezug auf die Mittellinie der Walzstraße ermittelt.
Die Verwendung der Längsmittelachsen der Vertikalrollen stellt eine bevorzugte Abstands-Referenz dar. Wenn eine andere Referenz als die Längsmittelachse zu Berechnungen herangezogen werden soll, ist erfindungsgemäß der
Zusammenhang zwischen der anderen Referenz und der Längsmittelachse herzustellen. Eine andere Referenz kann beispielsweise eine Kante eines
Einbaustücks sein. Sollten andere Referenzen verwendet werden, ist es zwingend erforderlich den Durchmesser der Vertikalrollen zu kennen.
Dieser Verfahrensschritt wird bevorzugt dann durchgeführt, wenn sich kein Material, beispielsweise Walzgut zwischen den Vertikalrollen befindet, beispielsweise während einer Walzpause, im Reparaturbetrieb oder während der Wartung.
In einem anderen Verfahrensschritt wird eine Kalibrierbramme mit einer bekannten und bestimmten Breite bereitgestellt und in das Vertikalwalzgerüst eingebracht. Die Kalibrierbramme kann vorwärts und/oder rückwärts durch das Vertikalwalzgerüst hindurchgeführt werden, wobei die Vertikalrollen des Vertikalwalzgerüsts mit einer definierten Anstellkraft mit der Kalibrierbramme in Eingriff gebracht werden. Das Hindurchführen der Kalibrierbramme durch das Vertikalwalzgerüst im Sinne der Erfindung kann ein Reversieren sowie ein vorwärts oder rückwärts Verfahren sowie jeweils ein Stoppen der Kalibrierbramme während der Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung in dem Vertikalwalzgerüst umfassen.
Mithilfe der Informationen über den ist-Abstand der Vertikalrollen zur Mittellinie der Walzstraße und der bekannten und definierten Breite der Kalibrierbramme werden in einer Steuereinheit Soll-Abstände der Längsmittelachse der Vertikalrollen von der Mittellinie der Walzstraße berechnet.
Das Kalibrierverfahren, welches erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, kann insoweit als mehrstufig bezeichnet werden, als dass eine Kalibrierungsstufe umfasst, dass die Lage der Längsmittelachsen der Vertikalrollen bezüglich der Mittellinie der Walzstraße ermittelt wird. Der Durchmesser der Vertikalrollen bzw. deren Verschleißzustand spielt dabei zunächst keine Rolle. Die andere Kalibrierungsstufe berücksichtigt die tatsächliche Breite der zwischen den Vertikalrollen befindlichen Kalibrierbramme und somit den tatsächlichen Durchmesser der Vertikalrollen. Dadurch ist eine gesonderte Vermessung des verschleißbedingten Durchmessers der Vertikalrollen, die eine zusätzliche Fehlerquelle darstellen würde, entbehrlich. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei der Stufe der Kalibrierung mit der Kalibrierbramme der tatsächliche Durchmesser der Vertikalrollen, auch im verschlissenen Zustand, berücksichtigt. Die Ermittlung des verschleißbedingten Durchmessers der Vertikalrollen in einem separaten Verfahrensschritt ist bei dem Verfahren gemäß der Erfindung nicht erforderlich. Das Verfahren gemäß der Erfindung umfasst insbesondere die folgenden Verfahrensschritte:
A) Ermitteln von Ist-Abständen der Längsmittelachsen der Vertikalrollen zur Mittellinie der Walzstraße in einer vorgegebenen Betriebsstellung, wobei die Ist- Abstände ermittelt werden, bevorzugt wenn sich kein Material weder
Walzgut noch die Kalibrierbramme zwischen den Vertikalrollen befindet,
B) Bereitstellen wenigstens einer Kalibrierbramme mit einer bekannten und bestimmten Breite und Einbringen der Kalibrierbramme in das Vertikalwalzgerüst,
C) Anstellen der Vertikalrollen gegen die Kalibrierbramme mit einer definierten Anstellkraft während die Kalibrierbramme durch das Vertikalwalzgerüst hindurchgeführt wird, und
D) Berechnen von Soll-Abständen der Längsmittelachsen der Vertikalrollen zur Mittellinie der Walzstraße in Abhängigkeit der Ist-Abstände der Längsmittelachsen der Vertikalrollen von der Mittellinie der Walzstraße und der Breite der Kalibrierbramme.
Diese Verfahrensschritte werden vorzugsweise in der Reihenfolge ihrer Aufzählung und gegebenenfalls wiederholt durchgeführt. Verfahrensschritt A) kann unabhängig von den Verfahrensschritten B) bis D) durchgeführt werden.
Die Wiederholhäufigkeit der Verfahrensschritte B) bis D) einerseits und des Verfahrensschritts A) andererseits kann unterschiedlich sein, bedingt durch den Umstand, dass die Verfahrensschritte B) bis D) unabhängig von Verfahrensschritt A) durchgeführt werden können.
Der Verfahrensschritt A) kann auch unmittelbar vor dem Verfahrensschritt C) oder D) durchgeführt werden.
Die Kalibrierungsstufen des Verfahrens gemäß der Erfindung werden vorzugsweise jeweils automatisiert durchgeführt.
Vorzugsweise wird die Berechnung der Soll-Abstände der Längsmittelachsen der Vertikalrollen von der Mittellinie der Walzstraße unter der mathematischen Bedingung durchgeführt, dass die Soll-Abstände der Längsmittelachsen der Vertikalrollen gleich sind.
Weiterhin vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Berechnung der Soll-Abstände der Längsmittelachsen der Vertikalrollen von der Mittellinie der Walzstraße unter der zusätzlichen mathematischen Bedingung durchgeführt wird, dass die Summe der Breite der Kalibrierbramme und des Durchmessers einer Vertikalrolle der Summe der Soll-Abstände der Längsmittelachsen der Vertikalrollen entspricht. Die Zusammenhänge Asoin = Asoii2 und
Bist+Dw-Asoiii+Asoii2 oder BiSt-Asoin+Asoii2-Dw sollen bei der Berechnung der Soll-Abstände gleichzeitig erfüllt sein, wobei Asoin den Soll-Abstand der Längsmittelachse einer ersten Vertikalrolle und Asoii2 den Soll-Abstand der Längsmittelachse einer zweiten Vertikalrolle von der Mitte der Walzstraße bezeichnet, und der Durchmesser der Vertikalrolle berechnet wird aus Dw=Aisti+Aist2-Bist, wobei Dw den Durchmesser der Vertikalrolle, Aisti den Ist-Abstand der Längsmittelachse der ersten Vertikalrolle von der Mitte der Walzstraße, Aist2 den Ist-Abstand der Längsmittelachse der zweiten Vertikalrolle von der Mitte der Walzstraße und Bist die Ist-Breite der Kalibrierbramme bezeichnet. Die Steuereinheit berechnet die Soll-Abstände der Längsmittelachsen der Vertikalrollen zur Mittellinie der Walzstraße unter Zugrundelegung des errechneten Durchmessers der Vertikalrollen aus den Ist-Abständen der Längsmittelachsen der Vertikalrollen zur Mittellinie der Walzstraße und der Breite der Kalibrierbramme.
Bevorzugt wird ein Ist-Durchmesser der Vertikalrollen berechnet und jeweils bezogen auf einen Kalibriervorgang erfasst. Bedingt dadurch, dass das erfindungsgemäße Kalibrierverfahren bei jedem Kalibriervorgang den tatsächlichen Durchmesser der Vertikalrollen inhärent berücksichtigt, ist eine längerfristige Planung hinsichtlich der Standzeiten der Vertikalrollen möglich.
Außerdem ist es möglich, Zusammenhänge zwischen bestimmten
Walzprogrammen und dem Verschleiß der Vertikalrollen herzustellen.
Bestellvorgänge für Ersatzteile werden hierdurch planbarer. Zweckmäßigerweise wird ein Verschleißfortschritt der Vertikalrollen mittels einer Vielzahl von Kalibriervorgängen erfasst und überwacht.
Die Berechnung der Soll-Abstände der Längsmittelachsen der Vertikalrollen kann unter der vereinfachenden Annahme durchgeführt werden, dass der Durchmesser der Vertikalrollen gleich ist. Eine solche Vereinfachung ist zulässig und in der Regel zutreffend, da die eingesetzten Vertikalrollen beim Einbau den gleichen Ausgangsdurchmesser aufweisen und von einem in etwa gleichmäßigen Verschleiß beider Vertikalrollen ausgegangen werden kann. Der Verfahrensschritt A) umfasst vorzugsweise folgende weitere
Verfahrensschritte: a) Verstellen der Vertikalrollen-Einheiten in eine Kalibrierstellung quer zur Mittellinie der Walzstraße gegen wenigstens einen ortsfesten Anschlag des Vertikalwalzgerüsts, der eine bestimmte bekannte Lage bezüglich der
Mittellinie aufweist, wobei die Längsmittelachse der Vertikalrollen in der Kalibrierstellung einen bekannten und bestimmten Anfangsabstand zur Mittellinie der Walzstraße aufweist, und b) Rückstellen der Vertikalrollen-Einheiten in eine definierte entlastete Stellung, und c) Berechnen des Ist-Abstands der Längsmittelachse der Vertikalrollen zur
Mittellinie der Walzstraße aus der Summe des Anfangsabstandes und des zurückgelegten Wegs der Vertikalrollen-Einheiten, der bei der Rückstellbewegung gemessen wird.
In der Kalibrierungsstufe gemäß Verfahrensschritt A) werden bevorzugt zunächst die Vertikalrollen-Einheiten quer zur Mittellinie der Walzstraße gegen wenigstens einen ortsfesten Anschlag des Vertikalwalzgerüsts verfahren bzw. verstellt, der eine bestimmte bekannte Lage bezüglich der Mittellinie aufweist. Diese Stellung der Vertikalrollen-Einheiten wird nachstehend als Kalibrierstellung bezeichnet. Der Anschlag kann beispielsweise als Bezugsfläche ausgebildet sein, die bei Errichtung des Vertikalwalzgerüsts in der Walzstraße bezüglich der Mittellinie eingemessen und ausgerichtet wurde. Danach werden die Vertikalrollen-Einheiten von der Kalibrierstellung in eine definierte entlastete Stellung gefahren, die einer vorgesehenen Betriebsstellung etwa entspricht. Der hierbei zurückzulegende Verstellweg wird für jede Vertikalrolle bzw. für jede Vertikalrollen-Einheit erfasst bzw. gemessen. Aus der Summe des Anfangsabstandes der Längsmittelachse der Vertikalrolle zur Mittellinie der Walzstraße und dem erfassten zurückgelegten Weg der Vertikalrollen-Einheiten ergibt sich der Ist-Abstand der Längsmittelachse der jeweiligen Vertikalrolle zur Mittellinie der Walzstraße.
Dieser Vorgang kann vollständig automatisiert durchgeführt werden und erfordert keine manuellen Messvorgänge im Gefahrenbereich des Vertikalwalzgerüsts. Das Verfahren gemäß der Erfindung sieht vor, an einem Vertikalwalzgerüst Bezugsflächen an den beweglichen Vertikalrollen-Einheiten oder an angrenzenden oder damit verbundenen Bauteilen einerseits und Messflächen bzw. Bezugsflächen an stationären Bauteilen des Vertikalwalzgerüsts andererseits vorzusehen. Die Lage dieser Bezugsflächen relativ zur Lage der Längsmittelachsen der Vertikalrollen kann verhältnismäßig einfach bestimmt werden, ebenso die Lage der Bezugsflächen zueinander und zur Mittellinie der Walzstraße. Die Bezugsflächen an den beweglichen Baugruppen des Vertikalwalzgerüsts werden zwecks Bestimmung einer definierten Ausgangsstellung für weitere Verstellbewegungen gegen Bezugsflächen der stationären Baugruppen gefahren, sodass sie sich berühren und eine weitere Positionsänderung nicht mehr möglich ist.
Bei einer zweckmäßigen Variante des Verfahrens ist vorgesehen, dass jeweils ein Kalibriervorgang für eine erste Vertikalrollen-Einheit und für eine zugehörige zweite Vertikalrollen-Einheit durchgeführt wird, wobei die erste und die zweite Vertikalrollen-Einheit nach dem Kalibriervorgang bezogen auf die Mittellinie der Walzstraße so in die entlastete Stellung verfahren werden, dass die Längsmittelachsen der ersten und zweiten Vertikalrolle einen gleichen Abstand zur Mittellinie der Walzstraße aufweisen. Die Lage der Bezugsflächen an beweglichen Bauteilen des Vertikalwalzgerüsts sind hinsichtlich des Abstands der Längsmittelachse der Vertikalrollen bestimmt und bekannt. Die Lage der Bezugsflächen an stationären Bauteilen des Vertikalwalzgerüsts sind hinsichtlich des Abstandes zur Mittellinie der Walzstraße bestimmt und bekannt.
Für den Fall, dass sich sowohl die stationäre Bezugsfläche als auch die bewegliche Bezugsfläche auf der dem Walzgut bzw der Kalibrierbramme zugewandten Seite der Vertikalrolle befinden, kann der Ist-Abstand von der Mittellinie der Walzstraße bis zu der Längsmittelachse einer Vertikalrolle über folgende Formel berechnet werden: Alst — Abew + Astat + Afahr wobei Aist den Ist-Abstand der Längsmittelachse der betreffenden Vertikalrolle zur Mittellinie der Walzstraße bezeichnet,
Astat den Abstand der stationären Bezugsfläche von der Mittellinie der Walzstraße bezeichnet,
Abew den Abstand der beweglichen Bezugsfläche von der Längsmittelachse der Vertikalrolle bezeichnet und
Afahrdie Wegstrecke der Rückstellbewegung in die entlastete Stellung bezeichnet, beispielsweise gemessen mit einem Positionsgeber eines Anstellsystems.
Die vorstehende Berechnung geht davon aus, dass sich die Kalibrierstellung auf der dem Walzgut bzw. der Kalibrierbramme zugewandten Seite der Vertikalrollen befindet. Genauso funktional und technisch im Rahmen der Erfindung möglich ist eine Kalibrierstellung, die sich jeweils an den äußeren Bereichen des Vertikalwalzgerüstes befindet. In diesem Falle würden sich die Bezugsflächen jeweils an den äußeren Bereichen des Vertikalwalzgerüstes befinden. Dann würden sich die Bezugsflächen berühren, die beispielsweise stationär an den Querhäuptern einerseits und beweglich an den Traversen andererseits vorgesehen sein können.
Das Verstellen der Vertikalrollen-Einheit in die Kalibrierstellung und/oder das Rückstellen der Vertikalrollen-Einheit in die entlastete Stellung erfolgt zweckmäßigerweise mittels wenigstens eines Anstellsystems und/oder mittels wenigstens eines Rückholsystems. Das Anstellsystem kann wenigstens ein translatorisch bewegtes Element, beispielsweise einen Anstellzylinder oder eine Anstellschraube umfassen. Ebenso kann das Rückholsystem wenigstens ein translatorisch bewegtes Element in Form eines Schraubentriebs oder eines Rückholzylinders umfassen.
Das Anstellsystem und/oder das Rückholsystem sind bevorzugt als hydraulische Systeme ausgebildet, die entsprechende Kolben-Zylinderanordnungen umfassen.
Das Anstellen der Vertikalrollen-Einheit in eine definierte Betriebsstellung erfolgt zweckmäßigerweise mittels wenigstens eines Anstellsystems und/oder mittels wenigstens eines Rückholsystems.
Der Kalibriervorgang gemäß Verfahrensschritt a) wird vorzugsweise über wenigstens ein Messglied, beispielsweise über einen Positionsgeber überwacht, um einen Soll/Ist-Abgleich von tatsächlicher Position und gewollter Position der Vertikalrollen durchführen zu können. Hierzu kann in dem Anstellsystem wenigstens ein Positionsgeber vorgesehen sein.
Beispielsweise kann das Erreichen der definierten entlasteten Stellung der Vertikalrollen-Einheit mittels wenigstens eines Messgliedes, vorzugsweise mittels eines Positionsgebers, an wenigstens einer hydraulischen Kolben-Zylinder Anordnung des wenigstens einen hydraulischen Anstellsystems und/oder des wenigstens einen hydraulischen Rückholsystems überwacht werden. Eine bevorzugte Variante des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass der Verfahrensschritt a) umfasst, dass zunächst wenigstens eine erste Bezugsfläche definierter Lage an einer Vertikalrollen-Einheit oder an einem an die Vertikalrollen- Einheit angrenzenden mit der Vertikalrollen-Einheit beweglichem Bauteil mit wenigstens einer zweiten in Bezug auf die Mittellinie der Walzstraße ortsfesten Bezugsfläche definierter Lage an dem Vertikalwalzgerüst, vorzugsweise unter Aufwendung einer Anstellkraft, zur Anlage gebracht wird. Ein solches bewegliches Bauteil kann beispielsweise eine Traverse oder ein Einbaustück des Vertikalwalzgerüsts sein.
Das Verstellen der Vertikalrollen-Einheit gemäß Verfahrensschritt a) kann über eine erste Wegstrecke mit einer erhöhten Geschwindigkeit und über eine zweite Wegstrecke mit einer verringerten Geschwindigkeit erfolgen, bis die erste und die zweite Bezugsfläche einander berühren.
Danach ist vorzugsweise eine Erhöhung der Anstellkraft bei sich berührenden einander zugeordneten Messflächen vorgesehen, gefolgt von einer Rückstellung der Vertikalrollen-Einheit mit zugeordneten beweglichen Bauteilen bis zu der definierten entlasteten Stellung. Die Erhöhung der Anstellkraft als auch die Zeitdauer der Einwirkung werden vorzugsweise jeweils einzeln begrenzt. Die Anstellkraft der einander berührenden Bezugsflächen kann mittels wenigstens eines Druckgebers an wenigstens einer Kolben-Zylinder-Anordnung des hydraulischen Anstellsystems und/oder des hydraulischen Rückholsystems überwacht und auf einen vorgegebenen Höchstwert begrenzt werden. Der Druckgeber wirkt wie ein Endschalter.
Wenn die Bezugsflächen an den beweglichen und stationären Bauteilen des Vertikalwalzgerüsts so zueinander angeordnet sind, dass diese eine Position erreicht haben, in der sich die Bezugsflächen so berühren, dass eine weitere Positionsänderung unmöglich ist, kann die Ist-Position der Vertikalrolle mit einer Soll-Position verglichen werden.
Zweckmäßigerweise erfolgt das Anstellen der Vertikalrollen-Einheit in die entlastete Stellung mittels wenigstens eines hydraulischen Anstellsystems und/oder mittels wenigstens eines hydraulischen Rückholsystems, wobei das Erreichen der entlasteten Stellung mittels wenigstens eines Meßgliedes, vorzugsweise mittels eines Positionsgebers PG an wenigstens einer hydraulischen Kolben-Zylinder Anordnung des wenigstens einen hydraulischen Anstellsystems und/oder des wenigstens einen hydraulischen Rückholsystems überwacht wird. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Anstellkraft gemäß Verfahrensschritt C) auf einen Wert begrenzt wird, der unterhalb der plastischen Verformung der Kalibrierbramme liegt. Dadurch ist es grundsätzlich möglich die Kalibrierbramme für eine Vielzahl von Kalibriervorgängen zu verwenden
Die Anstellkraft wird vorzugsweise wenigstens auf einen Wert begrenzt, bei dem die elastische Verformung der Kalibrierbramme unterhalb eines definierten Grenzwertes für das zu erwartende Kalibrierergebnis liegt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Kalibrieren des Vertikalwalzgerüstes gemäß der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Kalibrierbramme erfolgt, die für die nochmalige Verwendung unbrauchbar wird. Dann ist vorzugsweise die Anstellkraft gemäß Verfahrensschritt C) auf einen Wert begrenzt ist, der oberhalb der plastischen Verformung der Kalibrierbramme liegt.
Wenn eine plastische Verformung der Kalibrierbramme während des Kalibriervorgangs in Kauf genommen wird, kann vorgesehen sein, jeweils bestimmte Teilabschnitte der Länge der Kalibrierbramme für jeweils einen Kalibriervorgang zu verwenden. Hierzu kann ein bestimmter zu kalibrierender Abschnitt der Kalibrierbramme mit einem Bandverfolgungssystem erfasst und verfolgt werden.
Bei der Variante des Verfahrens, bei der eine plastische Verformung der Kalibrierbramme während des Kalibriervorgangs vorgesehen ist bzw. in Kauf genommen wird, kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Verfahren das Ermitteln der Ist-Breite der Kalibrierbramme zeitlich nach dem Eingriff der Vertikalrollen und das Berechnen der Soll-Abstände der Längsmittelachsen der Vertikalrollen umfasst, wobei die Soll-Abstände in Abhängigkeit der Ist-Abstände der Längsmittelachsen der Vertikalrollen von der Mittellinie der Walzstraße unter Berücksichtigung der sich nach dem Eingriff der Vertikalrollen einstellenden Ist- Breite der Kalibrierbramme berechnet werden.
Die Ist-Breite der Kalibrierbramme kann mit mindestens einem in der Walzstraße befindlichen oder für diese Zwecke eigens in die Walzstraße eingebrachten Breitenmessgerät durchgeführt werden, das sich vor und/oder hinter dem Vertikalwalzgerüst befindet. In diesem Fall wird der bei der Breitenmessung zu berücksichtigende Längsabschnitt der Kalibrierbramme durch das zuvor erwähnte Bandverfolgungssystem bestimmt.
Die Messung der Breite der Kalibrierbramme kann beispielsweise auch unter Zuhilfenahme wenigstens einer in der Walzstraße vorgesehenen Einlaufseitenführung eines Walzgerüsts und/oder eine in der Walzstraße vorgesehenen Auslaufseitenführung eines Walzgerüsts oder des zu kalibrierenden Vertikalwalzgerüsts durchgeführt werden. Dabei ist es grundsätzlich möglich, die Breite der Kalibrierbramme in einer Vorwärts- und/oder Rückwärtsbewegung eines Teilbereichs der Kalibrierbramme zu messen.
Die Ermittlung der Breite der Kalibrierbramme kann in diesem Fall auch durch eine manuelle Messung erfolgen. Erfindungsgemäß kann die Verwendung einer Kalibrierbramme vorgesehen sein, die wenigstens ein austauschbares Verschleißelement aufweist, das ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend wenigstens eine austauschbare Kaliberplatte und wenigstens eine austauschbare Zentrierplatte. Durch das Anbringen von wenigstens einer Kaliberplatte bzw. Verschleißplatte an wenigstens einer Seitenkante der Kalibrierbramme, die der Einwirkung einer Vertikalrolle ausgesetzt ist, wird die Möglichkeit geschaffen, den betreffenden Abschnitt der Kalibrierbramme durch Austausch der wenigstens einen Kaliberplatte wieder in den ursprünglichen Zustand in Bezug auf die definierte bzw. vorgegebene Breite zu versetzen.
Die Länge der Kalibrierbramme kann so gewählt sein, dass sie beispielsweise über eine Teillänge in einer dem Vertikalwalzgerüst vorgeschalteten oder nachgeschalteten Seitenführung angeordnet ist bzw. zentriert wird, wohingegen sich eine weitere Teillänge der Kalibrierbramme in Eingriff mit den Vertikalrollen des Vertikalwalzgerüsts befindet.
Zweckmäßigerweise wird die Kalibrierbramme in Walzrichtung vor und/oder hinter dem Vertikalwalzgerüst mit wenigstens einer vor- und/oder nachgeschalteten Seitenführung in Bezug auf die Mittellinie der Walzstraße zentriert. Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Kalibrieranordnung in einer Walzstraße zum Walzen von metallenen Erzeugnissen bereitgestellt. Die Kalibrieranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung kann zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens bestimmt und geeignet sein. Die Kalibrieranordnung gemäß der Erfindung umfasst wenigstens ein Vertikalwalzgerüst mit wenigstens zwei jeweils in Vertikalrollen-Einheiten gelagerten Vertikalrollen, die einen Walzspalt definieren und die mit wenigstens einem vorzugsweise hydraulischen Anstellsystem und/oder wenigstens einem vorzugsweise hydraulischen Rückholsystem in Bezug auf eine vorgegebene Mittellinie mehrerer in der Walzstraße angeordneter Komponenten verstellbar sind, wobei die Kalibrieranordnung wenigstens eine erste Bezugsfläche definierter Lage an wenigstens einer Vertikalrollen-Einheit oder an einem mit dieser beweglichen Bauteil umfasst, die mit der Vertikalrollen-Einheit bewegbar ist und wenigstens eine zweite in Bezug auf die Mittellinie stationäre Bezugsfläche sowie eine Steuerung umfasst, mit welcher mit wenigstens einem Positionsgeber des Anstellsystems und/oder des Rückholsystems ein Verstellen der Vertikalrollen- Einheiten quer zur Mittellinie gegen die zweite Bezugsfläche als ortsfester Anschlag des Vertikalwalzgerüsts und ein Rückstellen der Vertikalrollen-Einheiten in eine definierte entlastete Stellung bewirkt werden kann. Erfindungsgemäß kann wenigstens jeweils an einem oberen und/oder an einem unteren Einbaustück der Vertikalrollen und/oder an einem angrenzenden mit der Vertikalrollen-Einheit beweglichen Bauteil wenigstens eine erste Bezugsfläche vorgesehen sein. An wenigstens einem oberen und/oder an einem unteren Walzbalken des Vertikalwalzgerüsts und/oder jeweils an Querhäuptern des Vertikalwalzgerüsts kann wenigstens eine zweite stationäre Bezugsfläche vorgesehen sein.
Wenigstens eine der ersten und/oder zweiten Bezugsflächen kann bezüglich ihrer Lage justierbar sein.
Bei einer bevorzugten Variante der Kalibrieranordnung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine erste Bezugsfläche und/oder die wenigstens eine zweite Bezugsfläche als verstellbare bzw. einstellbare und/oder austauschbare Messplatten ausgebildet sind.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Kalibrieranordnung wenigstens eine Einrichtung umfasst, die ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend wenigstens einen Positionsgeber PG zur Überwachung der Position der Vertikalrollen- Einheiten, wenigstens einen Druckgeber DG, über welchen eine Anstellkraft der wenigstens einen ersten Bezugsfläche gegen die wenigstens eine zweite Bezugsfläche begrenzbar ist, wenigstens ein Breitenmessgerät BM zur Vermessung der Ist-Breite der Kalibrierbramme und wenigstens ein
Bandverfolgungssystem BV zur Verfolgung von Teilbereichen der Kalibrierbramme. Die Kalibrieranordnung gemäß der Erfindung kann beispielsweise eine Breitenmesseinrichtung umfassen, die als Einlaufseitenführung und/oder Auslaufseitenführung eines Walzgerüsts, vorzugsweise des Vertikalwalzgerüsts ausgebildet ist. Die Messung der Breite der Kalibrierbramme bzw. eines Teilbereichs der Kalibrierbramme kann beispielsweise mittels Positionsgeber oder durch Anstellen von Seitenführungslinearen an den Kalibrierbrammen-Teilbereich durchgeführt werden. Die Einlaufseitenführung bzw. die Auslaufseitenführung werden vorzugsweise mit vorzugsweise hydraulisch angetriebenen Zylindern verfahren, wobei der hydraulische Antrieb vorzugsweise mit Positionsgebern und/oder Druckgebern überwacht wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Ansicht eines Vertikalwalzgerüstes mit einer Kalibrieranordnung gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt und in Durchlaufrichtung des Walzguts betrachtet,
Figur 2 eine Draufsicht auf das in Figur 1 dargestellte Vertikalwalzgerüst, teilweise im Schnitt,
Figur 3 eine der Figur 1 entsprechende Ansicht mit der zwischen den Vertikalrollen angeordneten Kalibrierbramme während des Verfahrensschritts C),
Figur 4 eine Seitenansicht eines Teils der Walzstraße mit dem in der Walzstraße angeordneten Vertikalwalzgerüst, teilweise im Schnitt und Figur 5 eine schematische Draufsicht auf das Vertikalwalzgerüst und eine vorgeschaltete Einlaufseitenführung während des Verfahrensschritts C). Das Vertikalwalzgerüst 1 mit der Kalibrieranordnung gemäß der Erfindung umfasst zwei in ortsfesten Walzenständern verstellbar angeordnete Vertikalrollen-Einheiten 3. Die Walzenständer sind bezüglich einer Mittellinie 2 mehrerer in einer Walzstraße angeordneter Komponenten einer Walzstraße ausgerichtet. In der Zeichnung sind die Querhäupter 4, die Ständerholme 5 und der obere und untere Walzbalken 6A und 6B des Vertikalwalzgerüsts 1 dargestellt. Die Vertikalrollen- Einheiten 3 umfassen jeweils eine Vertikalrolle, die in einem oberen Einbaustück 8A und einem unteren Einbaustück 8B gelagert ist. Die Einbaustücke 8A, 8B sind jeweils über Traversen 9 miteinander verbunden und mit den Traversen 9 relativ zueinander bezüglich der Mittellinie 2 verstellbar. Die Verstellung der Vertikalrollen-Einheiten 3 erfolgt über ein hydraulisches Anstellsystem und über ein hydraulisches Rückholsystem. Sowohl das Anstellsystem als auch das Rückholsystem können alternativ wenigstens teilweise als mechanische Systeme ausgebildet sein. Das Anstellsystem umfasst auf jeder Seite des Vertikalwalzgerüsts 1 (Bedienseite und Antriebsseite) einen oberen und einen unteren Anstellzylinder 10A, 10B, die jeweils auf das obere und das untere Einbaustück 8A, 8B einwirken.
Das Rückholsystem umfasst auf jeder Seite einen Rückholzylinder 11, der jeweils mit der Traverse 9 in Wirkverbindung steht. Die Traversen 9 sind gemeinsam mit den Einbaustücken 8A, 8B bewegbar.
Figur 1 zeigt das Vertikalwalzgerüst 1 während des Verfahrensschritts A), der das Ermitteln von Ist-Abständen der Vertikalrollen 7 zur Mittellinie 2 der Walzstraße in einer vorgegebenen Betriebsstellung umfasst, wobei die Ist- Abstände ermittelt werden, wenn sich kein Material, beispielsweise in Form von Walzgut, zwischen den Vertikalrollen befindet. Der Verfahrensschritt A In der in Figur 1 gezeigten Position der Vertikalrollen-Einheiten 3 befinden diese sich in der Kalibrierstellung gemäß Verfahrensschritt a), in der die Vertikalrollen-Einheiten 3 gegen einen ortsfesten Anschlag des Vertikalwalzgerüsts 1 verfahren sind. Der ortsfeste Anschlag wird durch stationäre Bezugsflächen gebildet, die eine bestimmte und bekannte Lage bezüglich der Mittellinie 2 aufweisen, gegen die in der in Figur 1 gezeigten Stellung bewegliche Bezugsflächen an den Vertikalrollen- Einheiten 3 anliegen. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Anschlag durch ortsfeste bzw. stationäre Messplatten 12A und 12B gebildet, die jeweils beiderseits des oberen Walzbalkens 6A und des unteren Walzbalkens 6B vorgesehen sind. Für die Funktionsweise der Kalibrieranordnung ist es ausreichend, nur stationäre Messplatten 12A, 12B an dem oberen Walzbalken 6A oder an dem unteren Walzbalken 6B vorzusehen.
An den oberen Einbaustücken 8A und an den unteren Einbaustücken 8B der Vertikalrollen-Einheiten 3 sind jeweils auf der der Mittellinie 2 zugewandten Seite der Einbaustücke 8A, 8B als bewegliche Bezugsflächen obere und untere bewegliche Messplatten 14A, 14B vorgesehen. Diese beweglichen Messplatten sind an dem jeweiligen Einbaustück 8A, 8B, gegebenenfalls verstellbar befestigt, und gemeinsam mit den Einbaustücken 8A, 8B beweglich. Die stationären Messplatten 12A, 12B besitzen eine bestimmte bekannte Lage bezüglich der Mittellinie 2, die beweglichen Messplatten 14A, 14B besitzen eine bekannte bestimmte Lage bezüglich der Längsmittelachsen 13 der Vertikalrollen 7.
Erfindungsgemäß ist in einer Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung eine automatische Kalibrierung der Lage der Vertikalrollen 7 des Vertikalwalzgerüsts 1 bezüglich der Mittellinie 2 der Walzstraße unter Einbeziehung des Anstellsystems und des Rückholsystems des Vertikalwalzgerüsts 1 vorgesehen. Das Anstellsystem und das Rückholsystem bzw. die dazugehörigen Anstellzylinder 10A und 10B und Rückholzylinder 11 werden über eine Steuerung S angesteuert. Wenigstens einer der Anstellzylinder 10A umfasst einen Positionsgeber PG, über den in der Steuerung S ein Soll/Ist Abgleich von tatsächlicher Position und angesteuerter Position der betreffenden Vertikalrolle 7 erfolgen kann. Weiterhin ist ein Druckgeber DG vorgesehen, der die Druckbeaufschlagung des Rückholzylinders 11 überwachen kann. Jeweils ein Druckgeber DG kann alternativ oder zusätzlich an einem oder mehreren Anstellzylindern 10A, 10B vorgesehen sein. Die automatische Kalibrierung gemäß der Erfindung wird für jede Seite des Vertikalwalzgerüsts 1 (Bedienseite und Antriebsseite) separat und unabhängig von der jeweils anderen Seite durchgeführt. Die hierfür erforderliche Sensorik ist auf jeder Seite des Vertikalwalzgerüsts 1 vorgesehen. In Figur 1 ist jedoch nur eine Steuerung, Positionsüberwachung und Drucküberwachung für eine Seite eingezeichnet. Das Ausführungsbeispiel ist so zu verstehen, dass eine solche Steuerung, Positionsüberwachung und Drucküberwachung für jede der Seiten des Vertikalwalzgerüsts 1 vorgesehen ist. Hierzu bewirkt die Steuerung S bei nicht im Walzbetrieb befindlichem Vertikalwalzgerüst 1 zunächst eine Verstellung der oberen und unteren Einbaustücke 8A, 8B unter Zuhilfenahme der Anstellzylinder 10A, 10B und des Rückholzylinders 11 in Richtung auf die Mittellinie 2 solange, bis die beweglichen Messplatten 14A, 14B gegen die stationären Messplatten 12A, 12B anliegen. Diese Verstellbewegung erfolgt über eine erste Wegstrecke mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit und über eine zweite Wegstrecke mit einer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit unter Aufbringung einer vorgegebenen Anstellkraft, deren Anstieg über den Druckgeber DG überwacht wird. Der Vorgang wird beendet, wenn der von dem Druckgeber DG detektierte Druck einen vorgegebenen Wert überschreitet. Damit wird eine Endlage der Vertikalrollen-Einheit 3 in der Kalibrierstellung detektiert, in der der anfängliche Abstand der Längsmittelachsen 13 der Vertikalrollen 7 zur Mittellinie 2 der Summe aus dem Abstand der Längsmittelachsen 13 von den unteren und/oder oberen beweglichen Messplatten 14A, 14B und dem Abstand zwischen den oberen und/oder unteren stationären Messplatten 12A, 12B zur Mittellinie 2 entspricht.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Kalibrierstellung vorgesehen sein, die sich jeweils an den äußeren Bereichen des Vertikalwalzgerüstes 1 befindet. In diesem Fall befinden sich die Bezugsflächen jeweils an den äußeren Bereichen des Vertikalwalzgerüstes 1. Dies ist in den Figuren nur andeutungsweise mit gestrichelten Linien dargestellt. Die oberen und die unteren beweglichen Messplatten in dieser alternativen Ausgestaltung sind mit 14A' und 14B' bezeichnet. Die oberen und die unteren stationären Messplatten sind in dieser alternativen Ausgestaltung mit 12A' und 12B' bezeichnet. Die oberen und die unteren beweglichen Messplatten 14A' und 14B' sind bei der alternativen Ausgestaltung auf den den Vertikalrollen 7 abgewandten Seiten der Traversen 9 vorgesehen. Die oberen und unteren stationären Messplatten 12A' und 12B' sind hingegen auf den den Vertikalrollen 7 zugewandten Seiten der Querhäupter 4 des Vertikalwalzgerüsts 1 vorgesehen. Daraus ergibt sich, dass eine Kalibrierstellung diejenige Stellung ist, in der die Vertikalrollen 7 vollständig auseinandergefahren sind.
In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt eine Rückstellung der Vertikalrollen- Einheiten 3 in eine definierte bzw. vorgegebene entlastete Position mittels des Anstellsystems und/oder des Rückholsystems. Dabei wird vorzugsweise die zurückgelegte Wegstrecke der Vertikalrollen-Einheiten 3 über den Positionsgeber PG des Anstellsystems oder über einen Positionsgeber des Rückholsystems überwacht. Die vorgegebene, definierte entlastete Position kann etwa einer vorgesehenen Betriebsstellung des Vertikalwalzgerüsts 1 entsprechen.
Der Ist-Abstand Aist von der Mittellinie 2 der Walzstraße bis zu der Längsmittelachse 13 einer Vertikalrolle 7 kann über folgende Formel berechnet werden:
Alst — Abew + Astat + Afahr wobei Astat den Abstand der stationären Bezugsfläche von der Mittellinie der Walzstraße bezeichnet,
Abew den Abstand der beweglichen Messplatten von der Längsmittelachse 13 der Vertikalrolle bezeichnet und
Afahrdie Wegstrecke der Rückstellbewegung in die entlastete Stellung bezeichnet, beispielsweise gemessen mit einem Positionsgeber des Anstellsystems. Die vorgegebene entlastete Stellung der Vertikalrollen-Einheiten 3 bzw. der Vertikalrollen 7 wird so bestimmt, dass die Abstände Aisti und Aist2 von der Mittellinie 2 der Walzstraße gleich sind.
Die andere Kalibrierungsstufe des Verfahrens gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 5 erläutert. Diese Kalibrierungsstufe umfasst das Bereitstellen wenigstens einer Kalibrierbramme 20 mit einer bekannten und bestimmten Breite und das Einbringen der Kalibrierbramme 20 in das Vertikalwalzgerüst 1 sowie das Anstellen der Vertikalrollen 7 gegen die Kalibrierbramme 20 mit einer definierten Anstellkraft während die Kalibrierbramme 20 durch das Vertikalwalzgerüst 7 hindurch geführt wird. Die Darstellung in Figur 3 entspricht derjenigen gemäß Figur 1 mit dem Unterschied, dass sich die Kalibrierbramme 20 zwischen den Vertikalrollen 7 befindet. Gemäß dem Verfahrensschritt B) erfolgt in dieser Stufe des Kalibrierverfahrens ein Anstellen der Vertikalrollen 7 gegen die Kalibrierbramme 20 mit einer definierten Anstellkraft. Wie eingangs bereits ausgeführt wurde, kann das Anstellen der Vertikalrollen 7 gegen die Kalibrierbramme 20 mit einer Anstellkraft erfolgen, die unterhalb der plastischen Verformung des Materials angesiedelt ist, sodass für eine folgende Berechnung der Soll-Abstände der Längsmittelachsen 13 der Vertikalrollen 7 die bekannte Breite der Kalibrierbramme 20 zugrunde gelegt werden kann. In diesem Falle ist es nicht erforderlich, die
Breite der Kalibrierbramme 20 zu messen. Alternativ kann das Anstellen der Vertikalrollen 7 mit einer Anstellkraft erfolgen, die oberhalb der plastischen Verformung der Kalibrierbramme 20 angesiedelt ist. Bei der in Figur 4 dargestellten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird davon ausgegangen, dass die Anstellkraft so gewählt ist, dass die Breite der Kalibrierbramme 20 dadurch beeinflusst wird, sodass eine anschließende Messung der Breite zwecks Berechnung der Soll-Abstände vorgesehen ist.
Bei der anhand von Figur 5 dargestellten Verfahrensvariante ist vorgesehen, dass die Anstellkraft so gewählt ist, dass eine anschließende Messung der Breite der Kalibrierbramme 20 nicht mehr erforderlich ist.
Figur 4 zeigt eine Seitenansicht der Walzstraße, in der über einen ersten Rollgang 15 die Kalibrierbramme dem Vertikalwalzgerüst 1 zugeführt wird. Dem Vertikalwalzgerüst 1 ist in Walzrichtung, die mit einem Pfeil bezeichnet ist, ein Florizontalwalzgerüst 16 nachgeschaltet. Dem Vertikalwalzgerüst 1 ist eine
Einlaufseitenführung 17 vorgeschaltet, dem Florizontalwalzgerüst 16 ist eine Auslaufseitenführung 18 nachgeschaltet. Die Kalibrierbramme 20 gelangt zunächst über den ersten Rollgang 15 unter seitlicher Führung in das Vertikalwalzgerüst 1, wobei dort die Vertikalrollen 7 gegen die Kalibrierbramme 20 bzw. gegen deren Seitenkanten angestellt werden. Sodann wird die
Kalibrierbramme 20 dem Florizontalwalzgerüst 16 zugeführt und über einen zweiten Rollgang 19 durch die Auslaufseitenführung 18 weitertransportiert. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel umfassen die Einlaufseitenführung 17 und/oder die Auslaufseitenführung 18 jeweils Lineale und/oder optische Messeinrichtungen, mit denen über Positionsgeber die Breite der Kalibrierbramme
20 gemessen wird. Die hierzu erfindungsgemäß vorgesehene Breitenmesseinrichtung BM ist nur schematisch dargestellt. Diese leitet die für die Breite der Kalibrierbramme 20 repräsentativen Messwerte an die
Steuereinrichtung S weiter. Je nachdem, ob die Kalibrierbramme 20 in einem Vorwärtsstich oder in einem Rückwärtsstich durch das Vertikalwalzgerüst 1 hindurchgeführt wird, ist es erforderlich, das Horizontalwalzgerüst 16 nur zum Transport der Kalibrierbramme 20 zu verwenden, da während eines Horizontalwalzstichs zwangsläufig die Breite der Kalibrierbramme 20 beeinflusst wird.
Mit BV ist ein Bandverfolgungssystem bezeichnet, mit dem Teilbereiche der Kalibrierbramme 20 verfolgbar sind. Dies ist insbesondere dann sinnvoll und zweckmäßig, wenn eine Kalibrierbramme 20 mehrfach zur Durchführung der Kalibrierung verwendet werden soll. Dann können jeweils Teilbereiche bzw. Teillängen der Kalibrierbramme 20 mit den Vertikalrollen 7 des Vertikalwalzgerüsts 1 in Eingriff gebracht werden. Diese Teilbereiche können dann mittels des Bandverfolgungssystems erfasst werden und deren Breite kann gezielt gemessen werden.
Figur 5 veranschaulicht einen Teil des Verfahrens gemäß der Erfindung, bei dem, wie vorstehend bereits erwähnt, eine Breitenmessung der Kalibrierbramme 20 nicht vorgesehen ist. Gleiche Bauteile sind in Figur 5 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Länge der Kalibrierbramme 20 ist so bemessen, dass diese sich wenigstens durch die Einlaufseitenführung 17 und das in Walzrichtung nachgeschaltete Vertikalwalzgerüst 1 erstrecken kann. Die Walzrichtung ist in Figur 5 mit einem Pfeil angedeutet. An dem in Walzrichtung führenden Ende der Kalibrierbramme 20 ist diese mit einer auswechselbaren Kaliberplatte 21 versehen. Die Kaliberplatte 21, die sich über die Höhe der Kalibrierbramme 20 erstreckt und seitlich vorstehend ausgebildet ist, ist so bemessen, dass diese im Wesentlichen die Breite der Kalibrierbramme 20 im Bereich des Eingriffs der Vertikalrollen 7 des Vertikalwalzgerüsts 1 bestimmt. Die Auswechselbarkeit der Kaliberplatte 21 gewährleistet, dass eine verschleißbedingte Veränderung der Breite der Kalibrierbramme 20 in dem betreffenden Bereich ausgeglichen werden kann. An dem in Walzrichtung nacheilenden Ende der Kalibrierbramme 20 ist eine Zentrierplatte 22 vorgesehen, die sich über die Höhe der Kalibrierbramme 20 erstreckt und seitlich vorstehend angeordnet ist. Die Zentrierplatte 22 ist auswechselbar und bewirkt zusammen mit der Einlaufseitenführung 17 eine Zentrierung der Kalibrierbramme 20 bezüglich der Mittellinie 2 der Walzstraße zwischen den Vertikalrollen.
Bezugszeichenliste
I Vertikalwalzgerüst 2 Mittellinie der Walzstraße
3 Vertikalrollen-Einheit
4 Querhäupter des Vertikalwalzgerüsts
5 Ständerholme
6A oberer Walzbalken 6B unterer Walzbalken
7 Vertikalrollen
8A obere Einbaustücke
8B untere Einbaustücke
9 T raversen 10A obere Anstellzylinder
10B untere Anstellzylinder
I I Rückholzylinder
12A obere stationäre Messplatten
12B untere stationäre Messplatten 12A' obere stationäre Messplatten, alternative Anordnung
12B' untere stationäre Messplatten, alternative Anordnung 13 Längsmittelachse der Vertikalrollen
14A obere bewegliche Messplatten 14B untere bewegliche Messplatten 14A' obere bewegliche Messplatten, alternative Anordnung
14B' untere bewegliche Messplatten, alternative Anordnung
15 erster Rollgang
16 Horizontalwalzgerüst
17 Einlaufseitenführung 18 Auslaufseitenführung
19 zweiter Rollgang 20 Kalibrierbramme
21 Kaliberplatte
22 Zentrierplatte
S Steuerung PG Positionsgeber DG Druckgeber BM Breitenmesseinrichtung BV Bandverfolgungssystem

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Kalibrierung von Vertikalrollen (7) eines Vertikalwalzgerüsts (1), die jeweils in einer Vertikalrollen-Einheit (3) gelagert sind, welche in Bezug auf eine vorgegebene Mittellinie (2) mehrerer in einer Walzstraße angeordneter Komponenten verstellbar ist, folgende Verfahrensschritte umfassend:
A) Ermitteln von Ist-Abständen der Längsmittelachsen der Vertikalrollen (7) zur Mittellinie (2) der Walzstraße in einer vorgegebenen Betriebsstellung, wobei die Ist- Abstände ermittelt werden, bevorzugt wenn sich kein Material zwischen den Vertikalrollen (7) befindet,
B) Bereitstellen wenigstens einer Kalibrierbramme (20) mit einer bekannten und bestimmten Breite und Einbringen der Kalibrierbramme (20) in das Vertikalwalzgerüst,
C) Anstellen der Vertikalrollen (7) gegen die Kalibrierbramme mit einer definierten Anstellkraft während die Kalibrierbramme (20) durch das Vertikalwalzgerüst (1) hindurchgeführt wird, und
D) Berechnen von Soll-Abständen der Längsmittelachsen (13) der Vertikalrollen (7) zur Mittellinie (2) der Walzstraße in Abhängigkeit der Ist-Abstände der Längsmittelachsen (13) der Vertikalrollen (7) von der Mittellinie (2) der Walzstraße und der Breite der
Kalibrierbramme.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der Soll-Abstände der Längsmittelachsen (13) der Vertikalrollen (7) von der Mittellinie (2) der Walzstraße (1) unter der mathematischen Bedingung durchgeführt wird, dass die Soll-Abstände der Längsmittelachsen (13) der Vertikalrollen (7) gleich sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der Soll-Abstände der Längsmittelachsen (13) der Vertikalrollen (7) unter der zusätzlichen mathematischen Bedingung durchgeführt wird, dass die Summe der Breite der Kalibrierbramme (20) und des Durchmessers einer Vertikalrolle (7) der Summe der Soll-Abstände der Längsmittelachsen (13) der Vertikalrollen (7) von der Mittellinie (2) der Walzstraße entspricht
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ist-Durchmesser der Vertikalrollen (7) berechnet und jeweils bezogen auf einen Kalibriervorgang erfasst wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Verschleißfortschritt der Vertikalrollen (7) mittels einer Vielzahl von Kalibriervorgängen erfasst und überwacht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der Soll-Abstände der Längsmittelachsen (13) der
Vertikalrollen (7) von der Mittellinie (2) der Walzstraße unter der vereinfachenden Annahme durchgeführt wird, dass der Durchmesser der Vertikalrollen (7) untereinander gleich ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt A) folgende weitere Verfahrensschritte umfasst: a) Verstellen der Vertikalrollen-Einheiten (3) in eine Kalibrierstellung quer zur Mittellinie (2) der Walzstraße gegen wenigstens einen ortsfesten Anschlag des Vertikalwalzgerüsts (1), der eine bestimmte bekannte Lage bezüglich der Mittellinie (2) aufweist, wobei die Längsmittelachse der Vertikalrollen in der Kalibrierstellung einen bekannten und bestimmten Anfangsabstand zur Mittellinie (2) der Walzstraße aufweist, und b) Rückstellen der Vertikalrollen-Einheiten (3) in eine definierte entlastete Stellung, und c) Berechnen des Ist-Abstands der Längsmittelachse (13) der Vertikalrollen (7) zur Mittellinie (2) der Walzstraße aus der Summe des Anfangsabstandes und des zurückgelegten Wegs der Vertikalrollen-Einheiten (3), der bei der Rückstellbewegung gemessen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster und ein zweiter Ist-Abstand der Vertikalrollen (7) für eine erste und eine zweite jeweils gegenüberliegende Vertikalrolle (7) separat und unabhängig voneinander ermittelt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung der Vertikalrollen-Einheit (3) gemäß Verfahrensschritt a) mithilfe wenigstens eines Anstellsystems und/oder mithilfe wenigstens eines Rückholsystems erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Erreichen der definierten entlasteten Stellung mittels wenigstens eines Messgliedes, vorzugsweise mittels eines Positionsgebers (PG) an wenigstens einer hydraulischen Kolben-Zylinder Anordnung des wenigstens einen Anstellsystems und/oder des wenigstens einen Rückholsystems überwacht wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt a) weiterhin umfasst, dass zunächst wenigstens eine erste Bezugsfläche definierter Lage an einer Vertikalrollen-Einheit (3) oder an einem an die Vertikalrollen-Einheit (3) angrenzenden mit der Vertikalrollen-Einheit (3) beweglichen Bauteil mit wenigstens einer zweiten in Bezug auf die Mittellinie (2) ortsfesten Bezugsfläche definierter Lage an dem Vertikalwalzgerüst (1), vorzugsweise unter Aufwendung einer Anstellkraft, zur Anlage gebracht wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellen der Vertikalrollen-Einheit (3) gemäß Verfahrensschritt a) über eine erste Wegstrecke mit einer erhöhten Geschwindigkeit und über eine zweite Wegstrecke mit einer verringerten Geschwindigkeit erfolgt, bis die erste und die zweite Bezugsfläche einander berühren.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anstellkraft der einander berührenden Bezugsflächen mittels wenigstens eines Druckgebers (DG), vorzugsweise an wenigstens einer Kolben-Zylinder-Anordnung des hydraulischen Anstellsystems und/oder des hydraulischen Rückholsystems, überwacht und auf einen vorgegebenen
Höchstwert begrenzt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Anstellen der Vertikalrollen-Einheit (3) in die entlastete Stellung mittels wenigstens eines hydraulischen Anstellsystems und/oder mittels wenigstens eines hydraulischen Rückholsystems erfolgt, wobei das Erreichen der entlasteten Stellung mittels wenigstens eines Meßgliedes, vorzugsweise mittels eines Positionsgebers (PG) an wenigstens einer hydraulischen Kolben-Zylinder Anordnung des wenigstens einen hydraulischen Anstellsystems und/oder des wenigstens einen hydraulischen Rückholsystems überwacht wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anstellkraft gemäß Verfahrensschritt C) auf einen Wert begrenzt wird, der unterhalb der plastischen Verformung der Kalibrierbramme (20) liegt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anstellkraft gemäß Verfahrensschritt C) auf einen Wert begrenzt ist, der oberhalb der plastischen Verformung der Kalibrierbramme (20) liegt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass dieses weiterhin das Ermitteln der Ist-Breite der Kalibrierbramme in Walzrichtung hinter dem Eingriff der Vertikalrollen und das Berechnen der Soll-Abstände der Längsmittelachsen (13) der Vertikalrollen (7) in Abhängigkeit der Ist- Abstände der Längsmittelachsen (13) der Vertikalrollen (7) von der Mittellinie (2) der Walzstraße und der Ist-Breite der Kalibrierbramme (20) umfasst.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierbramme (20) in Walzrichtung vor und/oder hinter dem Vertikalwalzgerüst (1) mit wenigstens einer vor- und/oder nachgeschalteten
Seitenführung in Bezug auf die Mittellinie (2) der Walzstraße zentriert wird.
19. Kalibrieranordnung in einer Walzstraße zum Walzen von metallenen
Erzeugnissen, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 18, mit wenigstens einem
Vertikalwalzgerüst (1) mit wenigstens zwei jeweils in Vertikalrollen- Einheiten (3) gelagerten Vertikalrollen (7), die einen Walzspalt definieren und die mit wenigstens einem vorzugsweise hydraulischen Anstellsystem und/oder wenigstens einem vorzugsweise hydraulischen Rückholsystem in Bezug auf eine vorgegebene Mittellinie (2) mehrerer in der Walzstraße angeordneter Komponenten verstellbar sind, wobei die Kalibrieranordnung wenigstens eine erste Bezugsfläche definierter Lage an wenigstens einer Vertikalrollen-Einheit (3) oder an einem mit dieser beweglichen Bauteil umfasst, die mit der Vertikalrollen-Einheit (3) bewegbar ist und wenigstens eine zweite in Bezug auf die Mittellinie (2) stationäre Bezugsfläche sowie eine Steuerung (S) umfasst, mit welcher mit wenigstens einem Positionsgeber (PG) des Anstellsystems und/oder des Rückholsystems ein Verstellen der Vertikalrollen-Einheiten quer zur Mittellinie (2) gegen die zweite Bezugsfläche als ortsfester Anschlag des Vertikalwalzgerüsts (1) und ein Rückstellen der Vertikalrollen-Einheiten (3) in eine definierte entlastete Stellung bewirkt werden kann.
20. Kalibrieranordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens jeweils an einem oberen und/oder an einem unteren Einbaustück (8A, 8B) der Vertikalrollen (7) und/oder an einem angrenzenden mit der Vertikalrollen-Einheit (3) beweglichen Bauteil wenigstens eine erste Bezugsfläche vorgesehen ist.
21. Kalibrieranordnung nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens an einem oberen und/oder an einem unteren Walzbalken (6A,6B) des Vertikalwalzgerüsts (1) und/oder jeweils an Querhäuptern (4) des Vertikalwalzgerüsts (1) wenigstens eine zweite stationäre Bezugsfläche vorgesehen ist.
22. Kalibrieranordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der ersten und/oder zweiten Bezugsflächen bezüglich ihrer Lage justierbar ist.
23. Kalibrieranordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste Bezugsfläche und/oder die wenigstens eine zweite Bezugsfläche als verstellbare bzw. einstellbare und/oder austauschbare Messplatten (12A,12B;14A,14B) ausgebildet sind.
24. Kalibrieranordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, gekennzeichnet durch eine Kalibrierbramme (20) mit definierten Abmessungen, insbesondere mit einer definierten und bekannten Breite, die wenigstens ein austauschbares Verschleißelement aufweist, das ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend wenigstens eine austauschbare Kaliberplatte (21) und wenigstens eine austauschbare Zentrierplatte (22).
25. Kalibrieranordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens eine Einrichtung umfasst, die ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend wenigstens einen
Positionsgeber (PG) zur Überwachung der Position der Vertikalrollen- Einheiten (3), wenigstens einen Druckgeber (DG), über welchen eine Anstellkraft der wenigstens einen ersten Bezugsfläche gegen die wenigstens eine zweite Bezugsfläche begrenzbar ist, wenigstens ein Breitenmessgerät (BM) zur Vermessung der Ist-Breite der Kalibrierbramme
(20) und wenigstens ein Bandverfolgungssystem (BV) zur Verfolgung von Teilbereichen der Kalibrierbramme (20).
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