EP4415898A1 - Ringwalzwerk und verfahren zum betreiben eines solchen - Google Patents

Ringwalzwerk und verfahren zum betreiben eines solchen

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Publication number
EP4415898A1
EP4415898A1 EP22808970.2A EP22808970A EP4415898A1 EP 4415898 A1 EP4415898 A1 EP 4415898A1 EP 22808970 A EP22808970 A EP 22808970A EP 4415898 A1 EP4415898 A1 EP 4415898A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
axial
rolling
ring
rolling stock
rolling mill
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22808970.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dennis Michl
Abdelouahed Arrache
Koos VAN PUTTEN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP4415898A1 publication Critical patent/EP4415898A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
    • B21H1/06—Making articles shaped as bodies of revolution rings of restricted axial length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H8/00—Rolling metal of indefinite length in repetitive shapes specially designed for the manufacture of particular objects, e.g. checkered sheets
    • B21H8/02—Rolls of special shape

Definitions

  • the invention relates to a ring rolling mill comprising a machine table for receiving the rolling stock and an axial stand which carries at least one axial roll, preferably two axial rolls, for rolling the end faces of the rolling stock. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a ring rolling mill.
  • a ring rolling mill of this type is known from US Pat. No. 2,307,191 A and is shown in FIG. 1 (once in a side view and once in a plan view).
  • the ring rolling mill 1 has a machine table 2 on which the rolling stock 3 is placed in the form of a ring to be rolled.
  • the ring 3 is radially rolled by a main roll 12 which cooperates with a dome roll 13 .
  • the ring 3 is rolled axially by means of two axial rolls 5 and 6 which are mounted in an axial stand 4 . Accordingly, the outer periphery 11 of the rolled stock is rolled by the main roll 12, while the end faces 7 and 8 of the rolled stock are rolled by the two axial rolls 5 and 6.
  • Centering rollers 14 and 15 are also provided, which are arranged on centering arms 17 and 18 and with which the rolling stock 3 is centered with respect to a longitudinal axis L of the machine.
  • the axial frame also has rollers for contacting the outer circumference of the ring; however, these are firmly mounted on the axial stand and therefore move in the direction of the longitudinal axis of the machine together with the same.
  • the invention is based on the object of developing a ring rolling mill of the type mentioned at the beginning and a method for its operation in such a way that it is possible to enable a quick product change without complex set-up or without converting the rolling mill.
  • the solution to this problem provided by the invention is characterized in that at least one pressure roller, preferably two pressure rollers, is also arranged on the axial stand for rolling the outer circumference of the rolling stock, with the at least one pressure roller being arranged so as to be translationally displaceable relative to the axial stand.
  • the ring rolling mill also includes the usual main roll and a dome roll, between which the rolling stock can be rolled. Furthermore, centering rollers can also be provided, with which the rolling stock can be centered with respect to a longitudinal machine axis.
  • control and/or regulation means are arranged, with which the at least one pressure roller can be pressed against the rolling stock with a predetermined force or according to a predetermined translational infeed.
  • Measuring means can also be arranged on the axial stand, with which the outside diameter of the rolling stock can be measured.
  • the measuring means are formed by the two pressure rollers and a further measuring element.
  • the further measuring element is preferably a roller or a laser measuring device.
  • Advantageous rolling of the rolling stock is made possible by an embodiment of the invention in such a way that the direction of the translatory displacement of the at least one pressure roller and the longitudinal machine axis enclose an angle, the angle being between 0° and 55°, preferably between 25° and 55°.
  • Another particularly advantageous mode of operation is possible in that the direction of the translational displacement of the at least one pressure roller intersects the longitudinal machine axis at a first point, with the at least one axial roller having an axis which intersects the longitudinal machine axis at a second point, the first point being closer on the axial frame is the second point.
  • the proposed method for operating a ring rolling mill comprising a machine table for receiving the rolling stock, a main roll and a dome roll between which the rolling stock can be rolled, and an axial stand which carries at least one axial roll, preferably two axial rolls, for rolling the end faces of the rolling stock , is characterized according to the invention in that the rolling stock is rolled by means of the at least one axial roll and by means of at least one pressure roller, preferably by means of two pressure rollers, for rolling the outer circumference of the rolling stock, the at least one pressure roller being displaced translationally relative to the axial stand when the rolling stock is rolled and wherein when the rolling stock is rolled, the main roll and the dome roll do not contact the rolling stock.
  • This procedure can be further developed by the above-mentioned design of the ring rolling mill.
  • an additional device for axially profiled flow-forming is provided for a previously known ring rolling mill, ie for radial-axial ring rolling.
  • the proposed additional device can be used to expand the product range of a ring rolling mill.
  • This is a pressure roller device that is mounted in or on the axial frame.
  • radially and axially symmetrical and asymmetrical disc or ring products can be manufactured by a combined axial and radial deformation taking place in the axial stand.
  • the radial slide ie the arrangement with main roll and mandrel roll for forming the nip for the radial rolling of the ring
  • the radial slide is not engaged according to a preferred embodiment of the operation of the proposed ring rolling mill.
  • the additional device is a process combination of spinning and ring rolling.
  • an essential aspect of the proposed solution is the positioning of the pressure rollers, through which the outer wall thickness of the rolling stock is reduced in its cross section. This positioning is effected in particular in relation to displacement and force, in that the pressure rollers position the rolling stock against the flanks of the axial tool, thereby reducing the wall thickness and thereby deforming the rolling stock.
  • the two pressure rollers are positioned on the so-called entry/exit side of the axial caliber. Due to the independent positioning of the pressure rollers, the rolling stock - clamped in the axial caliber (i.e. between the axial rollers) - can be shifted. This influence has a significant impact on the achievable rolling stock geometry.
  • the outer diameter of the rolling stock is preferably recorded.
  • the forming process is switched off.
  • the diameter is usually recorded by measuring the distance between the stationary main roll and the ring position in the axial caliber with the help of a measuring point (usually using a feeler roller or using a laser).
  • a measuring point usually using a feeler roller or using a laser.
  • a different measuring method is therefore proposed for this purpose, which is necessary for detecting the diameter.
  • at least three specific positions on the circumference of the ring are recorded, two of which are specified by the two pressure rollers; the position of the ring within the axial stand is used as the third signal.
  • the third signal preferably comes from a feeler roller or a laser, which are usually already present in the ring rolling mill.
  • the proposed additional device thus enables a quick product change without complex set-up or without converting the machine.
  • the preferred arrangement of the pressure rollers in relation to their direction of displacement relative to the axial frame and in relation to the geometry of the axial rollers enables the continuous reduction of the outer wall thickness through which the forming process takes place.
  • the separate delivery of the pressure rollers enables the product to be shifted to increase the quality of the rolled product geometry. Due to the mentioned geometry between the displacement direction of the pressure rolls, the wall thickness of the rolling stock can be actively reduced - even without the use of main and dome rolls. A displacement of the rolling stock clamped in the axial roll gap (i.e. between the two axial rolls) is possible.
  • the outer diameter can be recorded in a simple manner by using another measuring element in addition to the pressure rollers.
  • the necessary power requirement on the pressure rollers can be specified via the process control.
  • FIG. 2 shows a schematic perspective representation of the axial stand of the ring rolling mill according to an embodiment of the invention, in which two pressure rollers are arranged displaceably in or on the axial stand,
  • FIG. 3 is a schematic top view of the axial frame according to FIG. 2 showing relevant geometric parameters
  • FIG. 4 shows a schematic plan view of the axial stand according to FIG. 2, showing a measuring arrangement for determining the outside diameter of the rolling stock.
  • FIG. 2 it can be seen that, in contrast to the previously known solution mentioned, (preferably two) pressure rollers 9 and 10 are now also arranged on the axial stand 4, which are used for rolling the outer circumference 11 of the Rolling stock 3 are used. What is essential here is that the pressure rollers 9 and 10 are arranged so as to be translationally displaceable relative to the axial stand 4 .
  • the translatory infeed with which the pressure rollers 9 and 10 are moved relative to the axial frame is marked in FIG. 2 with Z1 and Z2.
  • Figure 3 illustrates which geometric conditions are particularly preferred in order to roll the rolling stock 3 and thereby reduce the area of the wall thickness of the rolling stock 3 in such a way that the cross section is stretched, leading to an increase in the outer diameter D (see Figure 4) leads.
  • the axial stand 4 carries the axial rollers 5 and 6 and the two pressure rollers 9 and 10, which are each displaced in a translatory direction T relative to the axial stand 4 (this is done by means of actuators that are not shown).
  • the direction of the axis a of the axial rollers 5, 6 coincides with the longitudinal axis L of the machine in the plan view.
  • the direction T encloses an angle a with the longitudinal machine axis L, which is approximately 35° in the exemplary embodiment. Values for the angle a between 25° and 55° are preferred.
  • the point of intersection between the direction T and the machine longitudinal axis L is entered as the first point P1 in FIG.
  • first point P1 is closer to the axial stand 4 than the second point P2.
  • the pressure rollers 9, 10 are thus arranged outside of the longitudinal axis L of the machine.
  • the angle a between the direction T and the longitudinal machine axis L is an essential parameter when rolling the Ring relevant.
  • Another relevant parameter is the relative position between the first point P1 and the second point P2 in relation to the axial stand 4. If this is done in the manner described and shown in Figure 3, a continuous infeed of the pressure rollers 9, 10 in Direction T against the ring cross-section.
  • the area of the wall thickness of the rolling stock can be reduced, from which an elongation of the cross section leads to an increase in diameter.
  • the rolling of the ring is stopped as soon as a desired outside diameter D of the rolling stock 3 has been reached. Reference is made to FIG. 4 for the relevant measurement.
  • FIG. 4 shows that there is a further measuring element 16, here in the form of a measuring roller, with which a third measuring point M3 can be detected.
  • the pressure rollers 9, 10 can be continuously advanced in the direction of delivery Z1, Z2, while at the same time the outer diameter D of the rolling stock 3 increases.
  • the pressure rollers can be arranged on the side walls of the axial stand, but alternatively also between the side walls or outside of them.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ringwalzwerk (1), umfassend einen Maschinentisch (2) zur Aufnahme des Walzguts (3) sowie ein Axialgerüst (4), welches mindestens eine Axialwalze, vorzugsweise zwei Axialwalzen (5, 6), zum Walzen der Stirnseiten (7, 8) des Walzguts (3) trägt. Um ein solches Ringwalzwerk sowie ein Verfahren zu dessen Betrieb so fortzubilden, dass es möglich ist, einen schnellen Produktwechsel ohne aufwändiges Rüsten bzw. ohne Umbau des Walzwerks zu ermöglichen, sieht die Erfindung vor, dass am Axialgerüst (4) weiterhin mindestens eine Druckrolle, vorzugsweise zwei Druckrollen (9, 10), zum Walzen des Außenumfangs (11) des Walzguts (3) angeordnet ist, wobei die mindestens eine Druckrolle (9, 10) relativ zum Axialgerüst (4) translatorisch verschieblich angeordnet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Ringwalzwerks.

Description

Ringwalzwerk und Verfahren zum Betreiben eines solchen
Die Erfindung betrifft ein Ringwalzwerk, umfassend einen Maschinentisch zur Aufnahme des Walzguts sowie ein Axialgerüst, welches mindestens eine Axialwalze, vorzugsweise zwei Axialwalzen, zum Walzen der Stirnseiten des Walzguts trägt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Ringwalzwerks.
Ein gattungsgemäßes Ringwalzwerk ist aus der US 2 307 191 A bekannt und in Figur 1 (einmal in der Seitenansicht und einmal in der Draufsicht) dargestellt. Das Ringwalzwerk 1 weist einen Maschinentisch 2 auf, auf dem das Walzgut 3 in Form eines zu walzenden Rings platziert wird. Das radiale Walzen des Rings 3 erfolgt durch eine Hauptwalze 12, die mit einer Domwalze 13 zusammenwirkt. Das axiale Walzen des Rings 3 erfolgt mittels zweier Axialwalzen 5 und 6, die in einem Axialgerüst 4 gelagert sind. Demgemäß wird der Außenumfang 11 des Walzguts von der Hauptwalze 12 gewalzt, während die Stirnseiten 7 und 8 des Walzguts von den beiden Axialwalzen 5 und 6 gewalzt werden. Vorgesehen sind noch Zentnerrollen 14 und 15, die an Zentnerarmen 17 bzw. 18 angeordnet sind und mit denen das Walzguts 3 in Bezug auf eine Maschinenlängsachse L zentriert wird.
Bei der genannten US 2 307 191 A weist das Axialgerüst zwar auch Rollen zur Kontaktierung des Außenumfangs des Rings auf; diese sind allerdings fest auf dem Axialgerüst montiert und verfahren mithin in Richtung der Maschinenlängsachse zusammen mit demselben.
Ein unabhängiges Verlagern der genannten Rollen kann somit nicht stattfinden. Sowohl der radiale als auch axiale Walzspalt sind stets im Eingriff. Das Erfassen des Durchmessers oder der Ringhöhe erfolgen nicht. Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, ein Ringwalzwerk der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zu dessen Betrieb so fortzubilden, dass es möglich ist, einen schnellen Produktwechsel ohne aufwändiges Rüsten bzw. ohne Umbau des Walzwerks zu ermöglichen.
Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass am Axialgerüst weiterhin mindestens eine Druckrolle, vorzugsweise zwei Druckrollen, zum Walzen des Außenumfangs des Walzguts angeordnet ist, wobei die mindestens eine Druckrolle relativ zum Axialgerüst translatorisch verschieblich angeordnet ist.
Zumeist umfasst das Ringwalzwerk weiterhin die übliche Hauptwalze sowie eine Domwalze, zwischen denen das Walzgut gewalzt werden kann. Ferner können auch Zentrierrollen vorgesehen werden, mit denen das Walzgut zu einer Maschinenlängsachse zentriert werden kann.
Eine bevorzugte Fortbildung sieht vor, dass Steuer- und/oder Regelungsmittel angeordnet sind, mit denen die mindestens eine Druckrolle mit vorgegebener Kraft oder gemäß einer vorgegebenen translatorischen Zustellung gegen das Walzgut gedrückt werden kann.
Am Axialgerüst können weiterhin Messmittel angeordnet sein, mit denen der Außendurchmesser des Walzguts gemessen werden kann. Dabei sieht eine besonders bevorzugte Weiterbildung vor, dass die Messmittel durch die beiden Druckrollen und ein weiteres Messelement gebildet werden. Das weitere Messelement ist dabei bevorzugt eine Rolle oder ein Lasermessgerät.
Ein vorteilhaftes Walzen des Walzguts wird durch eine Ausgestaltung der Erfindung in der Weise ermöglicht, dass die Richtung der translatorischen Verschiebung der mindestens einen Druckrolle und die Maschinenlängsachse einen Winkel einschließen, wobei der Winkel zwischen 0° und 55°, vorzugsweise zwischen 25° und 55°, beträgt.
Eine weitere besonders vorteilhafte Betriebsweise wird dadurch möglich, dass die Richtung der translatorischen Verschiebung der mindestens einen Druckrolle die Maschinenlängsachse an einem ersten Punkt schneidet, wobei die mindestens eine Axialwalze eine Achse aufweist, die die Maschinenlängsachse an einem zweiten Punkt schneidet, wobei der erste Punkt näher am Axialgerüst liegt als der zweite Punkt.
Das vorgeschlagene Verfahren zum Betreiben eines Ringwalzwerks, umfassend einen Maschinentisch zu Aufnahme des Walzguts, eine Hauptwalze und eine Domwalze, zwischen denen das Walzgut gewalzt werden kann, und ein Axialgerüst, welches mindestens eine Axialwalze, vorzugsweise zwei Axialwalzen, zum Walzen der Stirnseiten des Walzguts trägt, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass das Walzgut mittels der mindestens einen Axialwalze und mittels mindestens einer Druckrolle, vorzugsweise mittels zweier Druckrollen, zum Walzen des Außenumfangs des Walzguts gewalzt wird, wobei die mindestens eine Druckrolle beim Walzen des Walzguts relativ zum Axialgerüst translatorisch verschoben wird und wobei beim Walzen des Walzguts die Hauptwalze und die Domwalze das Walzgut nicht kontaktiert.
Diese Verfahrensweise kann durch die oben genannte Ausgestaltung des Ringwalzwerks fortgebildet werden.
Somit wird für ein vorbekanntes Ringwalzwerk eine Zusatzeinrichtung zum axialprofilierten Drückwalzen bereitgestellt, also für das Radial-Axial-Ringwalzen.
Mit der vorgeschlagenen Zusatzeinrichtung kann eine Erweiterung des Produktspektrums eines Ringwalzwerks realisiert werden. Dabei handelt es sich um eine Druckrolleneinrichtung, die im bzw. am Axialgerüst montiert wird. Hiermit können radial und axial symmetrische und asymmetrische Scheiben- bzw. Ringprodukte hergestellt werden, indem eine kombinierte axiale und radiale Umformung im Axialgerüst stattfindet. Der Radialschlitten (d. h. die Anordnung mit Hauptwalze und Dornwalze zur Bildung des Walzspalts für das radiale Walzen des Rings) ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Betriebs des vorgeschlagenen Ringwalzwerks nicht im Eingriff.
Bei der Zusatzeinrichtung handelt es sich um eine Verfahrenskombination aus Drück- und Ringwalzen.
Ein unter anderem wesentlicher Aspekt der vorgeschlagenen Lösung besteht in der Positionierung der Druckrollen, durch die die äußere Wanddicke des Walzgutes in seinem Querschnitt reduziert wird. Diese Positionierung erfolgt insbesondere weg-kraftgebunden, indem die Druckrollen das Walzgut gegen die Flanken des axialen Werkzeuges positionieren, hierdurch die Wanddicke reduziert und das Walzgut dadurch umgeformt wird.
Die beiden Druckrollen sind auf der sogenannten Ein-/Auslaufseite des Axialkalibers positioniert. Aufgrund der voneinander unabhängigen Positionierung der Druckrollen kann das Walzgut - eingespannt im Axialkaliber (d. h. zwischen den Axialwalzen) - verlagert werden. Dieser Einfluss hat einen wesentlichen Einfluss auf die erreichbare Walzgutgeometrie.
Zusätzlich wird sichergestellt, dass die geforderte Walzgutabmessung erreicht wird. Dafür wird bevorzugt der Außendurchmesser des Walzguts erfasst. Bei Erreichen des vorgegebenen Durchmesserwert wird der Umformprozess abgeschaltet.
Die Durchmessererfassung erfolgt bei Ringwalzwerken üblicherweise durch das Messen des Abstandes zwischen der ortfesten Hauptwalze bis zur Ringposition im Axialkaliber mit Hilfe eines Messpunktes (zumeist mittels einer Tastrolle oder mittels eines Lasers). Bei Einsatz der vorgeschlagenen Zusatzeinrichtung kann - insbesondere bei dem bevorzugten Betrieb ohne Nutzung der Hauptwalze und der Domwalze - der Kontakt des Walzguts zur Hauptwalze nicht garantiert werden. Somit wird hierfür ein anderes Messverfahren vorgeschlagen, welches für die Durchmessererfassung notwendig ist. Konkret werden mindestens drei spezifische Positionen am Ringumfang erfasst, von denen zwei Positionen durch die beiden Druckrollen vorgegeben werden; als drittes Signal wird die Position des Ringes innerhalb des Axialgerüstes eingesetzt. Das dritte Signal stammt hierbei bevorzugt von einer Tastrolle oder einem Laser, die üblicherweise im Ringwalzwerk bereits vorhanden sind.
Sehr vorteilhaft ist dabei, dass das vorgeschlagene Ringwalzwerk bei Deaktivierung der Zusatzeinrichtung weiterhin nach dem bekannten Stand der Technik eingesetzt werden kann.
Die vorgeschlagene Zusatzeinrichtung ermöglicht somit einen schnellen Produktwechsel ohne aufwändiges Rüsten bzw. ohne Umbau der Maschine. Die bevorzugte Anordnung der Druckrollen in Bezug auf deren Verschieberichtung relativ zum Axialgerüst und in Relation zur Geometrie der Axialwalzen ermöglicht die kontinuierliche Reduzierung der äußeren Wanddicke, durch die der Umformprozess stattfindet. Die separate Zustellung der Druckrollen ermöglicht das Verlagern des Produktes zur qualitativen Steigerung der Walzgutgeometrie. Aufgrund der genannten Geometrie zwischen der Verschieberichtung der Druckrollen kann die Wanddicke des Walzgutes aktiv reduziert werden - auch ohne Einsatz von Haupt- und Domwalze. Eine Verlagerung des im Axialwalzspalt eingespannten Walzguts (d. h. zwischen den beiden Axialwalzen) ist möglich.
Es kann in einfacher Weise der Außendurchmessers erfasst werden, indem neben den Druckrollen ein weiteres Messelement zum Einsatz kommt. Der notwendige Kraftbedarf an den Druckrollen kann über die Prozesssteuerung vorgegeben werden.
Mit der vorgeschlagenen Lösung wird es auch möglich, teilweise Walzgut zu bearbeiten, welches auf vorbekannten Ringwalzwerken nicht gewalzt werden konnte, d.h. das Produktspektrum von Ringwalzwerken kann erweitert werden. Schließlich ist ein schnelles Wechseln von einem Produkt auf ein anderes möglich.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1a in der Seitenansicht und
Fig. 1 b in der Draufsicht ein Ringwalzwerk nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 in perspektivischer Darstellung schematisch das Axialgerüst des Ringwalzwerks gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, bei der zwei Druckwalzen verschieblich im bzw. am Axialgerüst angeordnet sind,
Fig. 3 schematisch die Draufsicht auf das Axialgerüst gemäß Figur 2 mit der Darstellung relevanter geometrischer Parameter und
Fig. 4 schematisch die Draufsicht auf das Axialgerüst gemäß Figur 2 mit der Darstellung einer Messanordnung zur Ermittlung des Außendurchmessers des Walzguts.
Auf Figur 1 wurde bereits oben eingegangen, wo eine Lösung nach dem Stand der Technik dargestellt ist.
Mit Blick auf Figur 2 ist ersichtlich, dass im Unterschied zu der genannten vorbekannten Lösung am Axialgerüst 4 jetzt weiterhin (vorzugsweise zwei) Druckrollen 9 und 10 angeordnet sind, die zum Walzen des Außenumfangs 11 des Walzguts 3 dienen. Wesentlich dabei ist, dass die Druckrollen 9 und 10 relativ zum Axialgerüst 4 translatorisch verschieblich angeordnet ist. Die translatorische Zustellung, mit der die Druckrollen 9 bzw. 10 relativ zum Axialgerüst bewegt werden, ist in Figur 2 mit Z1 und Z2 markiert.
Hierzu ist in Figur 3 illustriert, welche geometrischen Verhältnisse besonders bevorzugt vorgeschlagen werden, um ein Walzen des Walzguts 3 zu bewerkstelligen und hierbei den Bereich der Wanddicke des Walzguts 3 so zu reduzieren, dass eine Streckung des Querschnitts erhalten wird, die zu einer Zunahme des Außendurchmessers D (s. Figur 4) führt.
Wie in Figur 3 (in der Draufsicht) zu sehen, trägt das Axialgerüst 4 die Axialwalzen 5 bzw. 6 sowie die beiden Druckrollen 9 und 10, die jeweils in eine translatorische Richtung T relativ zum Axialgerüst 4 verschoben werden (was mittels Aktuatoren erfolgt, die nicht dargestellt sind). Die Richtung der Achse a der Axialwalzen 5, 6 fällt in der Draufsicht mit der Maschinenlängsachse L zusammen.
Die Richtung T schließt in der Draufsicht mit der Maschinenlängsachse L einen Winkel a ein, der im Ausführungsbeispiel bei ca. 35° liegt. Bevorzugt sind Werte für den Winkel a zwischen 25° und 55°. Der Schnittpunkt zwischen der Richtung T und der Maschinenlängsachse L ist als erster Punkt P1 in Figur 3 eingetragen.
Wenn man die Achse a der Axialwalzen 5 bzw. 6 mit der Maschinenlängsachse L schneidet, erhält man einen zweiten Punkt P2.
Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass der erste Punkt P1 näher am Axialgerüst 4 liegt als der zweite Punkt P2.
Somit ist die Anordnung der Druckrollen 9, 10 außerhalb der Maschinenlängsachse L vorgesehen. Der Winkel a zwischen der Richtung T und der Maschinenlängsachse L ist als ein wesentlicher Parameter beim Walzen des Rings relevant. Als weiterer relevanter Parameter ergibt sich die relative Lage zwischen dem ersten Punkt P1 und dem zweiten Punkt P2 in Bezug auf das Axialgerüst 4. Erfolgt dies in der beschriebenen und in der in Figur 3 dargestellten Weise, kann eine kontinuierliche Zustellung der Druckrollen 9, 10 in Richtung T gegen den Ringquerschnitt erfolgen. Hierdurch kann der Bereich der Wanddicke des Walzguts reduziert werden, woraus eine Streckung des Querschnittes zu einer Durchmesserzunahme führt.
Das Walzen des Rings wird abgebrochen, sobald ein gewünschter Außendurchmesser D des Walzguts 3 erreicht ist. Zur diesbezüglichen Messung wird auf Figur 4 Bezug genommen.
Hier ist zu sehen, dass konzeptbedingt die beiden Druckrollen 9 und 10 während des Walzprozesses in Kontakt mit dem Außenumfang 11 des Walzguts 3 sind und infolge der bekannten Geometrie der Druckrollen 9, 10 somit ein erster Messpunkt M1 sowie ein zweiter Messpunkt M2 während des Walzprozesses ständig bekannt sind. In Figur 4 ist weiter zu erkennen, dass ein weiteres Messelement 16, hier in Form einer Messrolle, vorhanden ist, mit der ein dritter Messpunkt M3 erfasst werden kann. In Kenntnis der drei Messpunkte M1 , M2 und M3 kann somit in einfacher Weise der Außendurchmesser D des (kreisförmigen) Walzguts bestimmt werden.
Soll ein Rohteil des Walzguts 3 von einem Ausgangsdurchmesser auf einen vergrößerten Außendurchmesser D gewalzt werden, erlaubt die beschriebene geometrische Anordnung unter Zugrundelegung des genannten Bereichs für den Winkel a sowie für die relative Lage der beiden Punkte P1 und P2 bezüglich des Axialgerüsts 4, dass bei einer Zustellung Z1 bzw. Z2 (s. Figur 2) und damit bei abnehmenden x-Werten für die beiden Druckrollen 9, 10 (s. hierzu das Koordinatensystem in den Figuren 3 und 4) dennoch ein sich vergrößernden Ringdurchmesser ergibt; die Wanddicke des Rings wird somit reduziert, Ringwachstum kann stattfinden. Würden die erläuterten geometrischen Verhältnisse nicht eingehalten, könnte sich bei einer Zustellung Z1 bzw. Z2 in der in Figur 2 dargestellten Richtung, d. h. bei abnehmenden x-Werten für die beiden Druckrollen 9 und 10 kein Wachstum im Außendurchmesser D ergeben. Daher haben für den Fall, dass besagtes Ringwachstum gewünscht bzw. benötigt wird, die oben beschriebenen geometrischen Relationen bzw. Parameter besondere Bedeutung. Demgemäß können hierbei die Druckrollen 9, 10 in Richtung der Zustellung Z1 , Z2 kontinuierlich zugestellt werden, während sich gleichzeitig der Außendurchmesser D des Walzguts 3 vergrößert.
Dies gilt insbesondere bei der bevorzugten Verfahrensweise, gemäß der die Hauptwalze 12 sowie die Dornwalze 13 nicht in Eingriff sind, d.h. das Walzgut nicht kontaktieren.
In Abhängigkeit der Größe des Ringwalzwerks können die Druckrollen an den Seitenwangen des Axialgerüsts angeordnet werden, alternativ aber auch zwischen den Seitenwangen oder außerhalb derselben.
Bezugszeichenliste:
1 Ringwalzwerk
2 Maschinentisch
3 Walzgut (Ring)
4 Axialgerüst
5 Axialwalze
6 Axialwalze
7 Stirnseite des Walzguts
8 Stirnseite des Walzguts
9 Druckrolle
10 Druckrolle
11 Außenumfang des Walzguts
12 Hauptwalze
13 Domwalze
14 Zentnerrolle
15 Zentnerrolle
16 Messelement
17 Zentrierarm
18 Zentrierarm
L Maschinenlängsachse
T Richtung der translatorischen Verschiebung der Druckrolle
Z1 translatorische Zustellung
Z2 translatorische Zustellung a Winkel a Achse der Axialwalze
P1 erster Punkt
P2 zweiter Punkt D Außendurchmesser des Walzguts
M1 Messpunkt
M2 Messpunkt
M3 Messpunkt

Claims

Patentansprüche:
1. Ringwalzwerk (1 ), umfassend einen Maschinentisch (2) zur Aufnahme des Walzguts (3) sowie ein Axialgerüst (4), welches mindestens eine Axialwalze, vorzugsweise zwei Axialwalzen (5, 6), zum Walzen der Stirnseiten (7, 8) des Walzguts (3) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass am Axialgerüst (4) weiterhin mindestens eine Druckrolle, vorzugsweise zwei Druckrollen (9, 10), zum Walzen des Außenumfangs (11 ) des Walzguts (3) angeordnet ist, wobei die mindestens eine Druckrolle (9, 10) relativ zum Axialgerüst (4) translatorisch verschieblich angeordnet ist.
2. Ringwalzwerk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin eine Hauptwalze (12) und eine Domwalze (13) umfasst, zwischen denen das Walzgut (3) gewalzt werden kann.
3. Ringwalzwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin Zentnerrollen (14, 15) umfasst, mit denen das Walzgut (3) zu einer Maschinenlängsachse (L) zentriert werden kann.
4. Ringwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Steuer- und/oder Regelungsmittel angeordnet sind, mit denen die mindestens eine Druckrolle (9, 10) mit vorgegebener Kraft oder gemäß einer vorgegebenen translatorischen Zustellung gegen das Walzgut (3) gedrückt werden kann.
5. Ringwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Axialgerüst (4) Messmittel (9, 10, 16) angeordnet sind, mit denen der Außendurchmesser des Walzguts (3) gemessen werden kann.
6. Ringwalzwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (9, 10 16) durch die beiden Druckrollen (9, 10) und ein weiteres Messelement (16) gebildet werden.
7. Ringwalzwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Messelement (16) eine Rolle oder ein Lasermessgerät ist.
8. Ringwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung (T) der translatorischen Verschiebung der mindestens einen Druckrolle (9, 10) und die Maschinenlängsachse (L) einen Winkel (a) einschließen, wobei der Winkel (a) zwischen 0° und 55°, vorzugsweise zwischen 25° und 55°, beträgt.
9. Ringwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung (T) der translatorischen Verschiebung der mindestens einen Druckrolle (9, 10) die Maschinenlängsachse (L) an einem ersten Punkt (P1 ) schneidet und dass die mindestens eine Axialwalze (5, 6) eine Achse (a) aufweist, die die Maschinenlängsachse (L) an einem zweiten Punkt (P2) schneidet, wobei der erste Punkt (P1) näher am Axialgerüst (4) liegt als der zweite Punkt (P2).
10. Verfahren zum Betreiben eines Ringwalzwerks (1 ), umfassend einen Maschinentisch (2) zu Aufnahme des Walzguts (3), eine Hauptwalze (12) und eine Dornwalze (13), zwischen denen das Walzgut (3) gewalzt werden kann, und ein Axialgerüst (4), welches mindestens eine Axialwalze, vorzugsweise zwei Axialwalzen (5, 6), zum Walzen der Stirnseiten (7, 8) des Walzguts (3) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzgut (3) mittels der mindestens einen Axialwalze (5, 6) und mittels mindestens einer Druckrolle, vorzugsweise mittels zweier Druckrollen (9, 10), zum Walzen des Außenumfangs (11 ) des Walzguts (3) gewalzt wird, wobei die mindestens eine Druckrolle (9, 10) beim Walzen des Walzguts (3) relativ zum Axialgerüst (4) translatorisch verschoben wird und wobei beim Walzen des Walzguts (3) die Hauptwalze (12) und die Dornwalze (13) das Walzgut (3) nicht kontaktiert.
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