EP4504434A1 - Führungsvorrichtung für einbaustücke von arbeitswalzen in einem walzgerüst - Google Patents

Führungsvorrichtung für einbaustücke von arbeitswalzen in einem walzgerüst

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EP4504434A1
EP4504434A1 EP23715046.1A EP23715046A EP4504434A1 EP 4504434 A1 EP4504434 A1 EP 4504434A1 EP 23715046 A EP23715046 A EP 23715046A EP 4504434 A1 EP4504434 A1 EP 4504434A1
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EP
European Patent Office
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bending
piston
roll stand
rolling
guide
Prior art date
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EP23715046.1A
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EP4504434C0 (de
EP4504434B1 (de
Inventor
Edgar Filk
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Publication date
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Publication of EP4504434B1 publication Critical patent/EP4504434B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B29/00—Counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load, e.g. backing rolls ; Roll bending devices, e.g. hydraulic actuators acting on roll shaft ends
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2269/00—Roll bending or shifting
    • B21B2269/02—Roll bending; vertical bending of rolls
    • B21B2269/04—Work roll bending
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/02—Rolling stand frames or housings; Roll mountings ; Roll chocks

Definitions

  • the invention relates to a device for guiding chocks, which are set up to support work rolls of a roll stand that form a roll gap, and to a roll stand for rolling a strip-shaped rolled product, preferably for rolling a cold strip in a cold rolling mill.
  • a roll stand has at least two work rolls aligned in parallel, which form a roll gap through which the strip passes to reduce the thickness.
  • the roll stand usually has support and/or intermediate rolls, which interact with the work rolls for various reasons, such as stabilizing the work rolls, power transmission, etc.
  • the work rolls can bend under load, meaning that the rolled metal strip does not have a constant thickness across the strip.
  • various measures are known, such as crowning, axial displacement or bending of the work rolls by forces acting on the roll neck.
  • Systems for bending the work rolls are described, for example, in DE 39 06 618 C2 and WO 2008/080476 A1.
  • the systems are in an i Cassette design, comprising bending blocks guided on rods that hold and guide chocks for supporting the work rolls.
  • They are usually tensioned against the respective support rolls via piston-Z-cylinder units, whereby the work rolls, in cooperation with a suitable support roll profile, experience the desired positive bend, ie convex bending in relation to the rolling surface of the rolled product.
  • a negative bend of the work rolls i.e. a concave one with respect to the rolling surface of the rolled product, is desired, for example in temper rolling with low rolling forces.
  • negative bending concepts are not possible with the previous cassette-type devices or are limited to very low negative bending forces. This applies in particular to systems with small roller diameters.
  • An object of the invention is to provide an improved device for guiding chocks which are set up to support work rolls of a roll stand forming a roll gap, as well as an improved roll stand for rolling a strip-shaped rolled product, in particular to increase the range of applications of the roll stand.
  • the device according to the invention also referred to herein as a “guiding device”, is used to guide chocks for work rolls in one Roll stand.
  • the rolling stand is set up for rolling a strip-shaped rolled product, preferably for rolling a cold strip in a cold rolling mill.
  • the rolled product is preferably a steel sheet; However, other metals and alloys can also be considered, such as aluminum, copper and magnesium.
  • the device comprises two bending blocks for receiving one chock each and at least one guide on which the bending blocks are guided, so that the bending blocks can be displaced relative to one another along the guide.
  • the device further has a plurality of bending actuators which are set up to move the bending blocks relative to one another along the guide.
  • the bending actuators are set up to apply bending forces to the work rolls when installed between the two bending blocks.
  • These can be positive bending forces in which the bending blocks are moved apart along the guide(s), whereby the work rolls, in cooperation with any support rolls, tend to be bent convexly, seen in relation to the rolling surfaces of the rolled product.
  • negative bending forces can be achieved, in which the bending blocks are moved towards each other. Rolling under negative bending forces can take place under a raised upper support roll, i.e. exclusively with the negative bending force as the rolling force, for example in the skin pass operation.
  • the guide device with several bending actuators enables rolling with comparatively high negative bending forces for special rolling tasks. Furthermore, common rolling applications can be carried out with positive and low negative bending forces, which increases the range of applications of a roll stand equipped with one or more guide devices with only a small additional structural effort, ie without special adjusting cylinders or similar systems.
  • the bending system is also particularly low-friction. Preferably, exactly three bending actuators are provided per guide device, whereby the range of applications can be maximized with only minor structural modifications and while maintaining conventional devices.
  • the bending actuators are each constructed as a piston-Z-cylinder unit, each comprising a bending cylinder and a bending piston displaceably mounted therein, the bending cylinder being arranged or introduced in one of the two bending blocks, while the associated bending piston is attached to the other bending block via a bending piston rod.
  • the piston-cylinder units are preferably actuated hydraulically. The use of piston-cylinder units installed in this way allows a cassette design in which the bending actuators act vertically on the positively guided bending blocks, which in turn accommodate the chocks. The cassette design saves space and allows for flexible and modular construction.
  • three piston-Z-cylinder units are arranged in the axial direction of the work rolls in such a way that the arrangement has two outer piston-Z-cylinder units and a middle piston-Z-cylinder unit, the middle piston-Z-cylinder unit preferably being installed in the opposite direction to the outer piston-Z-cylinder units, whereby the The force effect when applying bending forces can be increased and a particularly space-saving installation of the piston-cylinder units is also possible.
  • the piston-Z-cylinder units can be used either together or selectively; in particular, in the case of three piston-Z-cylinder units, only the outer piston-Z-cylinder units or only the inner piston-Z-cylinder unit can be used.
  • the piston ring side of the piston-Z-cylinder units can also be acted upon for power transmission. This means that, for example, in the case of three piston-Z-cylinder units, the negative bending force can be achieved from the piston surface of the middle piston-Z-cylinder unit and the piston ring surface of the outer piston-Z-cylinder units, or alternatively only from the piston surface of the middle piston-Z-cylinder unit. The reverse applies to the positive bend.
  • the two bending blocks are arranged vertically in their installed position, i.e. viewed in the direction of gravity, one above the other, so that an upper bending block and a lower bending block are defined.
  • the bending blocks are assigned to an upper work roll and a lower work roll.
  • the bending cylinders of the outer piston-Z-cylinder units are now preferably arranged in the lower bending block, while the bending cylinder of the middle piston-Z-cylinder unit is arranged in the upper bending block.
  • the bending blocks each have at least one guide bushing, which is in sliding contact with the guide, whereby reliable guidance of the bending blocks is achieved in a structurally simple manner.
  • the one or more guides are designed as round guides, ie rod-shaped or cylindrical bodies.
  • the use of round guides ensures that there are clear guidance relationships without the risk of overdetermination that occurs with any nested flat guides, and that trouble-free lubrication is guaranteed and that only a small amount of mechanical engineering work has to be done to seal the guide device.
  • the round guides can be manufactured cost-effectively with little design effort and are easy to install and maintain.
  • a roll stand for rolling a strip-shaped rolled product preferably for rolling a cold strip in a cold rolling plant
  • the roll stand having at least one guide device, preferably two guide devices, according to one of the embodiment variants set out above.
  • the roll stand comprises two chocks, corresponding to two work rolls mounted therein, which form a roll gap in which the rolled product that can be transported in a conveying direction can be formed, and two guide devices.
  • the work rolls are held and guided on both sides by guide devices via the associated chocks.
  • the roll stand preferably also has two support rolls which can be brought into contact with the work rolls in order to support the work rolls.
  • the roll stand is therefore preferably designed as a four-roll stand (four-roll stand).
  • the guide device(s) can also be used in the same way in a six-roll stand (six-high roll stand).
  • the roll stand preferably has two roll stands, each defining a stand window, with the stand window on both sides of each of the Roll stand holding pieces are attached or formed in one piece with this and the holding pieces hold the one or more guides.
  • the roller stands function as a scaffold or frame for attaching the guide device(s) via appropriate holding pieces.
  • the roll stand is set up for temper rolling, with at least one of the work rolls being able to have a structured rolling surface.
  • a special way of using the rolling stand is in skin pass with low rolling forces. While rolling forces are currently between 11,000 kN and 35,000 kN in reducing operation, rolling forces of only approx. 400 kN may be required in skin-passing operation. These can be achieved with the described new bending blocks with three piston-Z-cylinder units. The actual roller position is then not used for this. During skin pass operation, the upper support roll can be lifted off and the rolled product can be formed using only the negative bending force as the rolling force.
  • the chocks each comprise two guide surfaces, each of which is essentially completely in contact with a corresponding bending block. When installed, the chocks always rest on their entire guide surface.
  • Figure 1 shows a stepped section of the side view of a roll stand with bending blocks for bending the work rolls
  • Figure 2 is a perspective view of a device for guiding chocks, comprising a combination of an upper and a lower bending block which are adjustable relative to one another;
  • Figure 3 is a perspective, sectional view of the device according to the exemplary embodiment of Figure 2.
  • Figure 1 shows a roll stand 1 in the form of a stepped cut.
  • the roll stand 1 is used for rolling a strip-shaped rolled product that can be transported in a conveying direction (horizontal direction of FIG. 1), in particular for rolling a cold strip in a cold rolling mill.
  • the rolled product is preferably a steel sheet; However, other metals and alloys can also be considered, such as aluminum, copper and magnesium.
  • the roll stand 1 is designed as a four-roll stand (four-roll stand), comprising two parallel, opposite work rolls 10, which form a roll gap, and two associated support rolls 11, which are correspondingly in contact with the work rolls 10 in order to support the work rolls 10.
  • the work rolls 10 can have a flat rolling surface or be structured, i.e. their rolling surfaces can include a texture that is transferred to the rolled product through rolling.
  • temper rolling the rolled product usually only experiences a slight reduction and elongation.
  • Temper rolling can change the mechanical properties of the rolled product, for example improving the formability (deep-drawing and/or stretch-forming properties) of the product. In this way, any unevenness of the strip, for example caused during an annealing process or rolling, can be eliminated.
  • the desired roughness and surface structure of the rolled product can also be adjusted through temper rolling by using appropriately structured work rolls 10.
  • the work rolls 10 are held and rotatably mounted by chocks 12.
  • the chocks 12 are, on the one hand, adapted to the work rolls 10 and, on the other hand, are compatible for use with the bending blocks 20 described in detail below, so that the roll stand 1 can be used modularly for work rolls 10 of different diameters, shapes and properties. In this sense, the chocks 12 form an installation interface between the work rolls 10 and the bending blocks 20.
  • the roll stand 1 has two roll stands 13 (only one roll stand 13 is shown in the section of Figure 1), which acts as a stand or frame for fastening the various components and defines a stand window.
  • holding pieces 14 are attached to the roll stand 13 on both sides or are connected in one piece to it.
  • the holding pieces 14 each hold one or more guides 15, which are preferably designed as round guides, ie rod-shaped or cylindrical bodies.
  • the bending blocks 20 for the chocks 12 are guided on the guides 15.
  • the bending blocks 20 have corresponding guide bushings 21 which are in sliding contact with the guides 15.
  • Each bending block 20 preferably has an anti-twist device on the back of the bending block 20, for example in the form of slide strips.
  • an upper chock 12 which is set up to support the upper work roll 10
  • a lower chock 12 which is set up to support the lower work roll 10.
  • two lower and two upper bending blocks 20 are provided, which hold the corresponding chocks on both sides and guide them along the guides 15 in the vertical direction.
  • Figures 2 and 3 show in perspective a device 2, also referred to herein as a “guide device”, for guiding chocks 12.
  • the guide device 2 comprises a combination of an upper bending block 20 and a lower bending block 20, which are positioned relative to one another along the guide (en) 15 are adjustable.
  • Figure 3 is a sectioned, perspective view to show the configuration of bending actuators 30 for adjusting or displacing the bending blocks 20 in detail.
  • the bending actuators 30 are set up to move the upper bending block 20 and the lower bending block 20 relative to one another along the guides 15, ie to apply bending forces between the two bending blocks 20 in the installed state.
  • These can be positive bending forces in which the bending blocks 20 move apart along the guides 15 are, whereby the work rolls 10 tend to be convexly bent in cooperation with the back-up rolls 11, seen relative to the rolling surfaces of the rolled product.
  • negative bending forces can be applied, in which the bending blocks 20 are moved towards one another. Rolling under negative bending forces can take place under a raised upper support roll 12 (shown on the left side in FIG. 1), that is to say exclusively with the negative bending force as the rolling force and thus usually with comparatively low rolling forces, for example in the skin pass operation.
  • the bending actuators 30 are preferably implemented as piston-cylinder units, each comprising a bending cylinder 31 in which a bending piston 32 is slidably mounted.
  • the bending cylinders 31 are each introduced or arranged in a corresponding bending block 20, while the associated bending piston 32 is attached to the corresponding bending block 20 via a bending piston rod 33.
  • the piston and cylinder units are preferably actuated hydraulically.
  • the bending actuators 30 can also be constructed differently, for example electromotive, magnetic, pneumatic.
  • the bending actuators 30 act vertically on positively guided bending blocks 20, which in turn accommodate the chocks 12.
  • the chocks 12 When installed, the chocks 12 preferably rest on their entire guide surface 12a, i.e. they are in contact with the corresponding bending block 20 essentially with the entire guide surface 12a, as shown in Figure 1. Any axial displacement of the work roll 10 takes place in the bending blocks 20, i.e. the bending system does not have to be displaced.
  • exactly three bending actuators 30 are installed per combination of an upper and lower bending block 20, which allows the negative bending forces to be significantly increased.
  • the bending actuators 30 are preferably arranged on the guide surface side and are located on a line parallel to the axial direction of the work rolls 10.
  • the middle piston/cylinder unit is preferably installed in the opposite direction to the outer piston-Z-cylinder units, which allows the force effect when applying bending forces to be increased and also enables a particularly space-saving installation of the piston-Z-cylinder units. Furthermore, it is possible to use only the outer piston-Z-cylinder units or only the inner piston-Z-cylinder unit.
  • the piston ring side of the piston-Z-cylinder units can also be acted upon for power transmission. This means that the negative bending force can be achieved from the piston surface of the middle piston-Z-cylinder unit and the piston ring surface of the outer piston-Z-cylinder units, or alternatively only from the piston surface of the middle piston-Z-cylinder unit. The reverse applies to the positive bend.
  • the bending cylinders 31 of the outer piston-Z-cylinder units are preferably located in the lower bending block 20, while the bending cylinder 31 of the middle piston-Z-cylinder unit is installed in the upper bending block 20.
  • the rolling stand 1 presented here enables rolling with comparatively high negative bending forces for special rolling tasks. Furthermore, common rolling applications with positive and negative bending forces can be carried out, which increases the application flexibility of the rolling stand with only little additional structural effort, i.e. without special adjusting cylinders or similar systems.
  • the bending system is also particularly low-friction.
  • a special type of use of the rolling stand 1 is skin pass with low rolling forces, for example 400kN to 500kN.
  • the upper support roll 11 is lifted off and the rolled product is trained exclusively with the negative bending force as the rolling force.
  • a position measuring system (not shown in the figures) is preferably installed on the bending blocks 20, whereby a skin pass force control can be carried out without separate adjusting cylinders.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Abstract

Vorrichtung (2) zum Führen von Einbaustücken (12), die zur Lagerung von zwei einen Walzspalt ausbildenden Arbeitswalzen (10) eines Walzgerüsts (1) eingerichtet sind, sowie Walzgerüst. Die Vorrichtung (2) weist auf: zwei Biegeblöcke (20) zur Aufnahme je eines Einbaustücks (12); zumindest eine Führung (15), auf der die Biegeblöcke (20) geführt sind, so dass die Biegeblöcke (20) entlang der Führung (15) relativ zueinander verschiebbar sind; und mehrere Biegeaktuatoren (30), die eingerichtet sind, um die Biegeblöcke (20) entlang der Führung (15) relativ zueinander zu verschieben.

Description

Führungsvorrichtung für Einbaustücke von Arbeitswalzen in einem Walzgerüst
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen von Einbaustücken, die zur Lagerung von einen Walzspalt ausbildenden Arbeitswalzen eines Walzgerüsts eingerichtet sind, sowie ein Walzgerüst zum Walzen eines bandförmigen Walzprodukts, vorzugsweise zum Walzen eines Kaltbandes in einer Kaltwalzanlage.
Hintergrund der Erfindung
Bei der Herstellung flachgewalzter Metallprodukte werden Brammen oder Bänder durch ein oder mehrere Walzgerüste gefahren. Ein Walzgerüst weist zumindest zwei parallel ausgerichtete Arbeitswalzen auf, die einen Walzspalt ausbilden, durch den das Band zur Dickenreduktion tritt. Zumeist weist das Walzgerüst neben den Arbeitswalzen Stütz- und/oder Zwischenwalzen auf, die aus verschiedenen Gründen, etwa zur Stabilisierung der Arbeitswalzen, zur Kraftübertragung usw., mit den Arbeitswalzen Zusammenwirken.
Die Arbeitswalzen können sich unter Last verbiegen, wodurch das gewalzte Metallband keine konstante Dicke über die Bandbreite aufweist. Um die Planheit des Walzprodukts zu verbessern oder allgemein dessen Querprofil zu beeinflussen, sind verschiedene Maßnahmen bekannt, wie beispielsweise das Bombieren, axiale Verschieben oder Biegen der Arbeitswalzen durch an den Walzenzapfen angreifende Kräfte.
Systeme zum Biegen der Arbeitswalzen sind beispielsweise in der DE 39 06 618 C2 und WO 2008/080476 A1 beschrieben. Die Systeme sind in einer i Kassettenbauweise ausgeführt, umfassend auf Stangen geführte Biegeblöcke, die Einbaustücke zur Lagerung der Arbeitswalzen halten und führen. Zum Biegen der Arbeitswalzen werden diese über Kolben-ZZylinderaggregate in der Regel gegen die jeweiligen Stützwalzen gespannt, wodurch die Arbeitswalzen in Zusammenwirkung mit einem geeigneten Stützwalzenprofil die gewünschte positive, d.h. in Bezug auf die Walzfläche des Walzprodukts konvexe Biegung erfahren.
In besonderen Fällen wird jedoch eine negative, d.h. in Bezug auf die Walzfläche des Walzprodukts konkave Biegung der Arbeitswalzen angestrebt, beispielsweise beim Dressierwalzen mit geringen Walzkräften. Solche negativen Biegekonzepte sind mit den bisherigen Vorrichtungen in Kassettenbauweise jedoch nicht möglich oder auf sehr geringe negative Biegekräfte beschränkt. Dies gilt insbesondere für Anlagen mit kleinen Walzendurchmessern.
Darstellung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung zum Führen von Einbaustücken, die zur Lagerung von einen Walzspalt ausbildenden Arbeitswalzen eines Walzgerüsts eingerichtet sind, sowie ein verbessertes Walzgerüst zum Walzen eines bandförmigen Walzprodukts bereitzustellen, insbesondere das Anwendungsspektrum des Walzgerüsts zu erhöhen.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Walzgerüst mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Weiterbildungen folgen aus den Unteransprüchen, der folgenden Darstellung der Erfindung sowie der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung, hierin auch als „Führungsvorrichtung“ bezeichnet, dient zum Führen von Einbaustücken für Arbeitswalzen in einem Walzgerüst. Das Walzgerüst ist zum Walzen eines bandförmigen Walzprodukts eingerichtet, vorzugsweise zum Walzen eines Kaltbandes in einer Kaltwalzanlage. Das Walzprodukt ist vorzugsweise ein Stahlblech; allerdings kommen auch andere Metalle und Legierungen in Betracht, beispielsweise Aluminium, Kupfer und Magnesium.
Die Vorrichtung umfasst zwei Biegeblöcke zur Aufnahme je eines Einbaustücks und zumindest eine Führung, auf der die Biegeblöcke geführt sind, so dass die Biegeblöcke entlang der Führung relativ zueinander verschiebbar sind. Die Vorrichtung weist ferner mehrere Biegeaktuatoren auf, die eingerichtet sind, um die Biegeblöcke entlang der Führung relativ zueinander zu verschieben.
In anderen Worten, die Biegeaktuatoren sind eingerichtet, um im eingebauten Zustand zwischen den beiden Biegeblöcken Biegekräfte auf die Arbeitswalzen aufzubringen. Hierbei kann es sich um positive Biegekräfte handeln, bei denen die Biegeblöcke entlang der Führung(en) auseinandergefahren werden, wodurch die Arbeitswalzen in Zusammenwirkung mit etwaigen Stützwalzen tendenziell konvex gebogen werden, in Bezug auf die Walzflächen des Walzprodukts gesehen. Alternativ können negative Biegekräfte erzielt werden, bei denen die Biegeblöcke aufeinander zu gefahren werden. Das Walzen unter negativen Biegekräften kann unter einer abgehobenen oberen Stützwalze, d.h. ausschließlich mit der negativen Biegekraft als Walzkraft, beispielsweise im Dressierbetrieb, erfolgen.
Die Führungsvorrichtung mit mehreren Biegeaktuatoren ermöglicht ein Walzen mit vergleichsweise hohen negativen Biegekräften für besondere Walzaufgaben. Ferner sind übliche Walzanwendungen mit positiven und geringen negativen Biegekräften durchführbar, wodurch das Anwendungsspektrum eines mit einer oder mehreren Führungsvorrichtungen ausgestatteten Walzgerüsts mit einem nur geringen baulichen Zusatzaufwand, d.h. ohne spezielle Anstellzylinder oder ähnliche Systeme, erhöht wird. Das Biegesystem ist zudem besonders reibungsarm. Vorzugsweise sind genau drei Biegeaktuatoren je Führungsvorrichtung vorgesehen, wodurch das Anwendungsspektrum mit nur geringen baulichen Modifikationen und unter Beibehaltung herkömmlicher Einrichtungen maximiert werden kann.
Vorzugsweise sind die Biegeaktuatoren jeweils als Kolben-ZZylinderaggregat aufgebaut, umfassend je einen Biegezylinder und einen darin verschiebbar gelagerten Biegekolben, wobei der Biegezylinder in einem der beiden Biegeblöcke angeordnet bzw. eingebracht ist, während der zugehörige Biegekolben über eine Biegekolbenstange am anderen Biegeblock befestigt ist. Die Betätigung der Kolben-ZZylinderaggregate erfolgt vorzugsweise hydraulisch. Die Anwendung so installierter Kolben-ZZylinderaggregate erlaubt eine Kassettenbauweise, bei der die Biegeaktuatoren vertikal auf die zwangsgeführten Biegeblöcke wirken, die wiederum die Einbaustücke aufnehmen. Die Kassettenbauweise ist platzsparend und erlaubt eine flexible und modulare Bauweise.
Vorzugsweise sind drei Kolben-ZZylinderaggregate in Axialrichtung der Arbeitswalzen gesehen so angeordnet, dass die Anordnung zwei äußere Kolben- ZZylinderaggregate und ein mittleres Kolben-ZZylinderaggregat aufweist, wobei das mittlere Kolben-ZZylinderaggregat vorzugsweise umgekehrt zu den äußeren Kolben-ZZylinderaggregaten installiert ist, wodurch sich die Kraftwirkung beim Aufbringen von Biegekräften erhöhen lässt und ferner eine besonders platzsparende Installation der Kolben-ZZylinderaggregate möglich ist.
Die Kolben-ZZylinderaggregate können entweder gemeinsam oder selektiv verwendet werden, insbesondere können im Fall von drei Kolben- ZZylinderaggregate nur die äußeren Kolben-ZZylinderaggregate oder nur das innere Kolben-ZZylinderaggregat verwendet werden. Die Kolbenringseite der Kolben-ZZylinderaggregate kann auch zur Kraftübertragung beaufschlagt werden. Dies bedeutet, dass etwa im Fall von drei Kolben-ZZylinderaggregaten die negative Biegekraft aus der Kolbenfläche des mittleren Kolben-ZZylinderaggregats und der Kolbenringfläche der äußeren Kolben-ZZylinderaggregate erzielbar ist, oder alternativ nur aus der Kolbenfläche des mittleren Kolben-ZZylinderaggregats. Für die positive Biegung gilt dies entsprechend umgekehrt.
Vorzugsweise sind die beiden Biegeblöcke in ihrer Einbaulage vertikal, d.h. in Schwerkraftrichtung gesehen übereinander angeordnet, so dass ein oberer Biegeblock und ein unterer Biegeblock definiert sind. Die Biegeblöcke sind somit im eingebauten Zustand entsprechend einer oberen Arbeitswalze und einer unteren Arbeitswalze zugeordnet. Die Biegezylinder der äußeren Kolben- ZZylinderaggregate sind nun vorzugsweise im unteren Biegeblock angeordnet, während der Biegezylinder des mittleren Kolben-ZZylinderaggregats im oberen Biegeblock angeordnet ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass Bezeichnungen räumlicher Beziehungen wie „oben“, „unten“, „übereinander“, „oberhalb“, „unterhalb“, „horizontal“, „vertikal“ usw. durch die bestimmungsgemäße Einbaulage der Führungsvorrichtung im Walzgerüst eindeutig definiert sind.
Vorzugsweise weisen die Biegeblöcke jeweils zumindest eine Führungsbuchse auf, die mit der Führung in Gleitkontakt stehen, wodurch auf baulich einfache Weise eine zuverlässige Führung der Biegeblöcke realisiert wird.
Vorzugsweise ist die eine oder sind die mehreren Führungen als Rundführungen, d.h. stabförmige bzw. zylindrische Körper ausgebildet. Durch die Anwendung von Rundführungen wird erreicht, dass klare Führungsverhältnisse ohne die bei etwaigen verschachtelten Flachführungen auftretende Gefahr der Überbestimmung vorliegen, dass eine problemlose Schmierung gewährleistet ist und dass nur ein geringer maschinenbaulicher Aufwand für die Abdichtung der Führungsvorrichtung betrieben werden muss. Die Rundführungen lassen sich bei einem geringen konstruktiven Aufwand kostengünstig herstellen und sind montage- und wartungsfreundlich.
Die oben genannte Aufgabe wird ferner durch ein Walzgerüst zum Walzen eines bandförmigen Walzprodukts, vorzugsweise zum Walzen eines Kaltbandes in einer Kaltwalzanlage, gelöst, wobei das Walzgerüst zumindest eine Führungsvorrichtung, vorzugsweise zwei Führungsvorrichtungen, gemäß einer der vorstehend dargelegten Ausführungsvarianten aufweist.
Die Merkmale, technischen Wirkungen, Vorteile sowie Ausführungsbeispiele, die in Bezug auf die Führungsvorrichtung beschrieben wurden, gelten analog für das Walzgerüst.
Besonders bevorzugt umfasst das Walzgerüst zwei Einbaustücke, entsprechend zwei darin gelagerte Arbeitswalzen, die einen Walzspalt ausbilden, in dem das in einer Förderrichtung transportierbare Walzprodukt umformbar ist, und zwei Führungsvorrichtungen. In anderen Worten, die Arbeitswalzen werden über die zugehörigen Einbaustücke beidseitig durch Führungseinrichtungen gehalten und geführt.
Vorzugsweise weist das Walzgerüst ferner zwei Stützwalzen auf, die entsprechend mit den Arbeitswalzen in Kontakt bringbar sind, um die Arbeitswalzen zu stützen. Das Walzgerüst ist somit vorzugsweise als Vierwalzen- Gerüst (Quarto-Walzgerüst) konzipiert. Die Führungsvomchtung(en) können aber auch in einem Sechswalzen-Gerüst (Six-high-Walzgerüst) in gleicher Art und Weise eingesetzt werden.
Vorzugsweise weist das Walzgerüst zwei, jeweils ein Ständerfenster definierenden Walzenständer auf, wobei im Ständerfenster beidseitig an jedem der Walzenständer Haltestücke befestigt oder einstückig mit diesem ausgebildet sind und die Haltestücke die eine oder mehreren Führungen halten. Die Walzenständer fungieren hierbei als Gerüst oder Rahmen zur Befestigung der Führungseinrichtung(en) über entsprechende Haltestücke.
Vorzugsweise ist das Walzgerüst für ein Dressierwalzen eingerichtet, wobei zumindest eine der Arbeitswalzen hierbei eine strukturierte Walzfläche aufweisen kann. Eine besondere Art der Nutzung des Walzgerüsts liegt im Dressieren mit niedrigen Walzkräften. Während im Reduzierbetrieb Walzkräfte aktuell zwischen 11000 kN und 35000 kN liegen, können im Dressierbetrieb Walzkräfte von lediglich ca. 400 kN erforderlich werden. Diese können mit den beschriebenen neuen Biegeblöcken mit drei Kolben-ZZylinderaggregaten erzielt werden. Die eigentliche Walzenanstellung wird dafür dann nicht genutzt. Im Dressierbetrieb kann die obere Stützwalze abgehoben und das Walzprodukt ausschließlich mit der negativen Biegekraft als Walzkraft umgeformt werden.
Vorzugsweise umfassen die Einbaustücke jeweils zwei Führungsflächen, die jeweils im Wesentlichen vollständig mit einem entsprechenden Biegeblock in Kontakt stehen. Die Einbaustücke liegen im eingebauten Zustand somit immer auf ihrer gesamten Führungsfläche auf.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ersichtlich. Die darin beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben erwähnten Merkmale umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele erfolgt dabei unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Figuren Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 einen abgesetzten Schnitt der Seitenansicht eines Walzgerüsts mit Biegeblöcken zum Biegen der Arbeitswalzen;
Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Führen von Einbaustücken, umfassend eine Kombination aus einem oberen und einem unteren Biegeblock, die relativ zueinander verstellbar sind; und
Figur 3 eine perspektivische, geschnittene Ansicht der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 2.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei sind gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholende Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanz zu vermeiden.
Die Figur 1 zeigt ein Walzgerüst 1 in Form eines abgesetzten Schnitts. Das Walzgerüst 1 dient zum Walzen eines in einer Förderrichtung (horizontale Richtung der Figur 1 ) transportierbaren, bandförmigen Walzprodukts, insbesondere zum Walzen eines Kaltbandes in einem Kaltwalzwerk. Das Walzprodukt ist vorzugsweise ein Stahlblech; allerdings kommen auch andere Metalle und Legierungen in Betracht, beispielsweise Aluminium, Kupfer und Magnesium.
Das Walzgerüst 1 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel als Vierwalzen-Gerüst (Quarto-Walzgerüst) konzipiert, umfassend zwei parallel verlaufende, gegenüberliegende Arbeitswalzen 10, die einen Walzspalt ausbilden, sowie zwei zugehörige Stützwalzen 11 , die entsprechend mit den Arbeitswalzen 10 in Kontakt stehen, um die Arbeitswalzen 10 zu stützen.
Die Arbeitswalzen 10 können eine plane Walzfläche aufweisen oder strukturiert sein, d.h. deren Walzflächen können eine Textur umfassen, die durch das Walzen auf das Walzprodukt übertragen wird. Beim Dressierwalzen erfährt das Walzprodukt in der Regel nur eine geringe Reduktion und Längung. Das Dressierwalzen kann die mechanischen Eigenschaften des Walzprodukts verändern, beispielsweise die Umformfähigkeit (Tiefzieh- und/oder Streckzieheigenschaften) des Produkts verbessern. So lassen sich etwaige Bandunplanheiten, beispielsweise entstanden während eines Glühprozesses oder des Walzens, beseitigen Durch das Dressierwalzen lässt sich zudem die gewünschte Rauigkeit und Oberflächenstruktur des Walzprodukts durch Verwendung entsprechend strukturierter Arbeitswalzen 10 einstellen.
Die Arbeitswalzen 10 werden durch Einbaustücke 12 gehalten und drehbar gelagert. Die Einbaustücke 12 sind einerseits an die Arbeitswalzen 10 angepasst und andererseits zur Verwendung mit den nachstehend im Detail beschriebenen Biegeblöcken 20 kompatibel, so dass das Walzgerüst 1 modular für Arbeitswalzen 10 unterschiedlicher Durchmesser, Formen und Beschaffenheit genutzt werden kann. Die Einbaustücke 12 bilden in diesem Sinne eine Einbauschnittstelle zwischen den Arbeitswalzen 10 und den Biegeblöcken 20.
Das Walzgerüst 1 weist zwei Walzenständer 13 auf (im Schnitt der Figur 1 ist nur ein Walzenständer 13 gezeigt), der als Gerüst oder Rahmen zur Befestigung der verschiedenen Bauteile fungiert und ein Ständerfenster definiert. Im Ständerfenster sind beidseitig am Walzenständer 13 Haltestücke 14 befestigt oder einstückig mit diesem verbunden. Die Haltestücke 14 halten jeweils eine oder mehrere Führungen 15, die vorzugsweise als Rundführungen, d.h. stabförmige bzw. zylindrische Körper ausgebildet sind. Auf den Führungen 15 sind die Biegeblöcke 20 für die Einbaustücke 12 geführt. Die Biegeblöcke 20 weisen entsprechend Führungsbuchsen 21 auf, die mit den Führungen 15 in Gleitkontakt stehen. Jeder Biegeblock 20 weist vorzugsweise eine Verdrehsicherung auf der Rückseite des Biegeblocks 20 auf, beispielsweise in der Form von Gleitleisten.
Es wird hierin zwischen einem oberen Einbaustück 12, das zur Lagerung der oberen Arbeitswalze 10 eingerichtet ist, und einem unteren Einbaustück 12, das zur Lagerung der unteren Arbeitswalze 10 eingerichtet ist, unterschieden. Analog sind jeweils zwei untere und zwei obere Biegeblöcke 20 vorgesehen, welche die entsprechenden Einbaustücke beidseitig halten und entlang der Führungen 15 in vertikaler Richtung führen.
Die Figuren 2 und 3 zeigen auf perspektivische Weise eine Vorrichtung 2, hierin auch als „Führungsvorrichtung“ bezeichnet, zum Führen von Einbaustücken 12. Die Führungsvorrichtung 2 umfasst eine Kombination aus einem oberen Biegeblock 20 und einem unteren Biegeblock 20, die relativ zueinander entlang der Führung(en) 15 verstellbar sind. Die Figur 3 ist hierbei eine geschnittene, perspektivische Ansicht, um die Konfiguration von Biegeaktuatoren 30 zur Verstellung bzw. Verschiebung der Biegeblöcke 20 im Detail zu zeigen.
Aus den Figuren 2 und 3 geht hervor, dass je Vorrichtung 2, d.h. je Kombination aus einem oberen und unteren Biegeblock 20, mehrere - im vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel genau drei - Biegeaktuatoren 30 installiert sind.
Die Biegeaktuatoren 30 sind eingerichtet, um den oberen Biegeblock 20 und den unteren Biegeblock 20 relativ zueinander entlang der Führungen 15 zu verschieben, d.h. im eingebauten Zustand zwischen den beiden Biegeblöcken 20 Biegekräfte aufzubringen. Hierbei kann es sich um positive Biegekräfte handeln, bei denen die Biegeblöcke 20 entlang der Führungen 15 auseinandergefahren werden, wodurch die Arbeitswalzen 10 in Zusammenwirkung mit den Stützwalzen 11 tendenziell konvex gebogen werden, relativ zu den Walzflächen des Walzprodukts gesehen. Alternativ können negative Biegekräfte aufgebracht werden, bei denen die Biegeblöcke 20 aufeinander zu gefahren werden. Das Walzen unter negativen Biegekräften kann unter einer abgehobenen oberen Stützwalze 12 (in der Figur 1 auf der linken Seite gezeigt) erfolgen, d.h. ausschließlich mit der negativen Biegekraft als Walzkraft und somit üblicherweise mit vergleichsweise geringen Walzkräften, beispielsweise im Dressierbetrieb.
Die Biegeaktuatoren 30 sind vorzugsweise als Kolben-ZZylinderaggregate implementiert, umfassend je einen Biegezylinder 31 , in dem ein Biegekolben 32 verschiebbar gelagert ist. Die Biegezylinder 31 sind jeweils in einem entsprechenden Biegeblock 20 eingebracht bzw. angeordnet, während der zugehörige Biegekolben 32 über eine Biegekolbenstange 33 am korrespondierenden Biegeblock 20 befestigt ist. Die Betätigung der Kolben- ZZylinderaggregate erfolgt vorzugsweise hydraulisch. Allerdings können die Biegeaktuatoren 30 auch anders aufgebaut sein, beispielsweise elektromotorisch, magnetisch, pneumatisch.
In der hierin dargelegten Kassettenbauweise wirken die Biegeaktuatoren 30 vertikal auf zwangsgeführte Biegeblöcke 20, die wiederum die Einbaustücke 12 aufnehmen. Die Einbaustücke 12 liegen im eingebauten Zustand vorzugsweise auf ihrer gesamten Führungsfläche 12a auf, d.h. sie stehen jeweils im Wesentlichen mit der gesamten Führungsfläche 12a mit dem entsprechenden Biegeblock 20 in Kontakt, wie in Figur 1 gezeigt. Eine etwaige axiale Verschiebung der Arbeitswalze 10 erfolgt in den Biegeblöcken 20, d.h. das Biegesystem muss nicht mit verschoben werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind genau drei Biegeaktuatoren 30 je Kombination aus einem oberen und unteren Biegeblock 20 installiert, wodurch sich die negativen Biegekräfte signifikant erhöhen lassen. Die Biegeaktuatoren 30 sind vorzugsweise führungsflächenseitig angeordnet und befinden sich auf einer Linie parallel zur axialen Richtung der Arbeitswalzen 10.
Im Fall von drei Kolben-ZZylinderaggregaten ist das mittlere Kolben- /Zylinderaggregat vorzugsweise umgekehrt zu den äußeren Kolben- ZZylinderaggregaten installiert, wodurch sich die Kraftwirkung beim Aufbringen von Biegekräften erhöhen lässt und ferner eine besonders platzsparende Installation der Kolben-ZZylinderaggregate möglich ist. Ferner ist es möglich, nur die äußeren Kolben-ZZylinderaggregate oder nur das innere Kolben-ZZylinderaggregat zu verwenden.
Die Kolbenringseite der Kolben-ZZylinderaggregate kann auch zur Kraftübertragung beaufschlagt werden. Dies bedeutet, dass die negative Biegekraft aus der Kolbenfläche des mittleren Kolben-ZZylinderaggregats und der Kolbenringfläche der äußeren Kolben-ZZylinderaggregate erzielbar ist, oder alternativ nur aus der Kolbenfläche des mittleren Kolben-ZZylinderaggregats. Für die positive Biegung gilt dies entsprechend umgekehrt.
Vorzugsweise befinden sich die Biegezylinder 31 der äußeren Kolben- ZZylinderaggregate im unteren Biegeblock 20, während der Biegezylinder 31 des mittleren Kolben-ZZylinderaggregats im oberen Biegeblock 20 eingebaut ist.
Das hierin dargelegte Walzgerüst 1 ermöglicht das Walzen mit vergleichsweise hohen negativen Biegekräften für besondere Walzaufgaben. Ferner sind übliche Walzanwendungen mit positiven und negativen Biegekräften durchführbar, wodurch die Anwendungsflexibilität des Walzgerüsts mit einem nur geringen baulichen Zusatzaufwand, d.h. ohne spezielle Anstellzylinder oder ähnliche Systeme, erhöht wird. Das Biegesystem ist zudem besonders reibungsarm.
Eine besondere Art der Nutzung des Walzgerüsts 1 liegt im Dressieren mit geringen Walzkräften, beispielsweise 400kN bis 500kN. Im Dressierbetrieb mit diesen niedrigen Walzkräften wird die obere Stützwalze 11 abgehoben und das Walzprodukt ausschließlich mit der negativen Biegekraft als Walzkraft dressiert. Vorzugsweise ist zu diesem Zweck ein in den Figuren nicht dargestelltes Wegmesssystem an den Biegeblöcken 20 installiert, wodurch eine Dressierkraftregelung ohne separate Anstellzylinder durchführbar ist.
Soweit anwendbar können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste
1 Walzgerüst
2 Vorrichtung zum Führen von Einbaustücken 10 Arbeitswalze
11 Stützwalze
12 Einbaustück
12a Führungsfläche
13 Walzenständer 14 Haltestück
15 Führung
20 Biegeblock
21 Führungsbuchse
30 Biegeaktuator 31 Biegezylinder
32 Biegekolben
33 Biegekolbenstange

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (2) zum Führen von Einbaustücken (12), die zur Lagerung von einen Walzspalt ausbildenden Arbeitswalzen (10) eines Walzgerüsts (1) eingerichtet sind, wobei die Vorrichtung (2) aufweist: zwei Biegeblöcke (20) zur Aufnahme je eines Einbaustücks (12); zumindest eine Führung (15), auf der die Biegeblöcke (20) geführt sind, so dass die Biegeblöcke (20) entlang der Führung (15) relativ zueinander verschiebbar sind; und mehrere Biegeaktuatoren (30), die eingerichtet sind, um die Biegeblöcke (20) entlang der Führung (15) relativ zueinander zu verschieben.
2. Vorrichtung (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass genau drei Biegeaktuatoren (30) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeaktuatoren (30) jeweils als Kolben-ZZylinderaggregat aufgebaut sind, umfassend je einen Biegezylinder (31 ) und einen darin verschiebbar gelagerten Biegekolben (32), wobei der Biegezylinder (31 ) in einem der beiden Biegeblöcke (20) vorgesehen ist, während der zugehörige Biegekolben (32) über eine Biegekolbenstange (33) am anderen Biegeblock (20) befestigt ist.
4. Vorrichtung (2) nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Kolben-ZZylinderaggregate (30) in Axialrichtung der Arbeitswalzen (10) gesehen so angeordnet sind, dass die Anordnung zwei äußere Kolben- ZZylinderaggregate (30) und ein mittleres Kolben-ZZylinderaggregat (30) aufweist, wobei das mittlere Kolben-ZZylinderaggregat (30) umgekehrt zu den äußeren Kolben-ZZylinderaggregaten (30) installiert ist.
5. Vorrichtung (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Biegeblöcke (20) in ihrer Einbaulage vertikal übereinander angeordnet sind, so dass ein oberer Biegeblock (20) und ein unterer Biegeblock (20) definiert sind, wobei die Biegezylinder (31 ) der äußeren Kolben-ZZylinderaggregate
(30) im unteren Biegeblock (20) angeordnet sind, während der Biegezylinder
(31 ) des mittleren Kolben-ZZylinderaggregats (30) im oberen Biegeblock (20) angeordnet ist.
6. Vorrichtung (2) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeblöcke (20) jeweils zumindest eine Führungsbuchse (21 ), vorzugsweise zwei Führungsbuchsen (21 ) aufweisen, die mit den entsprechenden Führungen (15) in Gleitkontakt stehen.
7. Vorrichtung (2) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Führungen (15) vorgesehen sind.
8. Vorrichtung (2) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren Führungen (15) als Rundführungen ausgebildet sind.
9. Walzgerüst (1 ) zum Walzen eines bandförmigen Walzprodukts, vorzugsweise zum Walzen eines Kaltbandes in einer Kaltwalzanlage, wobei das Walzgerüst (1 ) zumindest eine Vorrichtung (2) nach einem der vorigen Ansprüche aufweist.
10. Walzgerüst (1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzgerüst zwei Einbaustücke (12), zwei darin gelagerte Arbeitswalzen (10), die einen Walzspalt ausbilden, in dem das in einer Förderrichtung transportierbare Walzprodukt umformbar ist, sowie zwei Vorrichtungen (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist, wobei das Walzgerüst (1) vorzugsweise ferner zwei Stützwalzen (11 ) aufweist, die entsprechend mit den Arbeitswalzen (10) in Kontakt bringbar sind. Walzgerüst (1 ) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzgerüst zwei, jeweils ein Ständerfenster definierenden Walzenständer (13) aufweist, wobei im Ständerfenster beidseitig am Walzenständer (13) Haltestücke (14) befestigt oder einstückig mit diesem ausgebildet sind und die Haltestücke (14) die eine oder mehreren Führungen (15) halten. Walzgerüst (1 ) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Walzgerüst für ein Dressierwalzen eingerichtet ist, wobei vorzugsweise zumindest eine der Arbeitswalzen (10) eine strukturierte Walzfläche aufweist. Walzgerüst (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbaustücke (12) jeweils zwei Führungsflächen (12a) aufweisen, die jeweils im Wesentlichen vollständig mit einem entsprechenden Biegeblock (20) in Kontakt stehen.
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