WO1993015854A1 - Kühl- und schmiermittelanlage für walzwerke - Google Patents

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WO1993015854A1
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Bernd Berger
Karl Drinkuth
Peter Reinthal
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    • B01D37/00—Processes of filtration
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    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Definitions

  • the invention relates to a coolant and lubricant system for rolling mills, consisting of a coolant and lubricant supply, a coolant and 'lubricant return and a coolant and lubricant preparation, which has a collecting container for the returned coolant and lubricant and a filter system, wherein the coolant and lubricant preparation has a storage container into which coolant and lubricant removed from the collecting tank and cleaned in the main flow through the filter system can be conveyed continuously.
  • Such a coolant and lubricant system serves to cool the rolls, in particular the work rolls, and the rolling stock, to lubricate the roll gap and to lubricate the support bearings in a multi-roll stand during the rolling process. This is done by means of spray nozzles distributed in the roll stand. Large volumes of coolant and lubricant are required for this. After spraying, this is collected in the rolling mill and fed back into a collecting tank. During this operation, the coolant and lubricant becomes contaminated with contaminants already on the belt before rolling and during the rolling process, for example due to abrasion contaminated. This means that the coolant and lubricant must first be filtered before it can be sprayed again in the rolling mill, because otherwise it is not possible to obtain a rolling stock with a high surface quality.
  • the invention has for its object to provide a coolant and lubricant system for rolling mills, which ensures complete filtering of the coolant and lubricant to be returned to the rolling mill with comparatively little effort.
  • a coolant and lubricant system of the type mentioned at the outset in that the filter system is designed for a volume flow which is smaller than the maximum volume flow of coolant and lubricant to be supplied to the rolling mill from the storage container during the roll pass and greater / equal is the mean volume flow of coolant and lubricant to be fed to the rolling mill during a rolling process of a rolling stock, and that the volume flow of the coolant and lubricant to be supplied to the rolling mill is reduced in the reversing times compared to the roll nip times.
  • the invention is based on the knowledge that the maximum volume flow of coolant and lubricant does not have to be fed to the rolling mill for cooling and lubrication over the entire rolling process of a rolling stock, but that significantly less volume of coolant and lubricant is required in the reversing times. Therefore, the coolant and lubricant that is not required in the reversing times can be stored and can be used together with the continuously filtered coolant and lubricant during the next roller pass. This means that the filter system does not have to be designed for the maximum volume flow.
  • an additional container namely the storage container, is required for storing the coolant and lubricant in the reversing times, but the effort required for this is small compared to filter systems designed for maximum volume flow.
  • a cooling device can be provided on one of the containers, in particular the storage container.
  • the cooling device in the bypass is preferably connected to the container.
  • the coolant and lubricant supply can be connected to the collecting container on the outlet side of the rolling mill.
  • the supply of unfiltered coolant and lubricant to the outlet side is not critical - except for the so-called finish stitch - because dirt particles contained therein do not get into the roll gap.
  • Finished stitch should also be fed filtered rolling oil on the outlet side.
  • the volume of coolant and lubricant can also be reduced by interventions dependent on operating parameters on the rolling stock and rolling mill.
  • the volume flow is controlled as a function of the temperature of the rolling stock and / or the rolling speed and / or the rolling motor output.
  • the spray volume of the various spray nozzles can also be set as a function of such parameters, in particular individual spray nozzles or spray nozzle groups can be switched on or off to control the spray volume.
  • Figure 1 shows a coolant and lubricant system on a rolling mill in a schematic representation
  • FIG. 2 shows a diagram for the volume of coolant and lubricant required during the rolling process, for the volume difference between the required coolant and lubricant and the filter system and for the fill level of the storage container.
  • the twelve-roll rolling mill 1 shown in the drawing is used for rolling a strip 2 in reversing operation.
  • spray nozzles 3, ⁇ »5» 6 are assigned to the upper and lower roller set, via which a coolant and lubricant are sprayed onto the strip 2, into the roll gap and onto the rolls becomes.
  • These spray nozzles 3 to 6 can be blocked via valves, not shown.
  • the valves 3 to 6 shown in the drawing each represent a plurality of spray nozzles which can be arranged in a distributed manner in accordance with the requirements of the cooling and lubrication.
  • the coolant and lubricant located in the storage container 8 is cooled by means of a cooling device 9 connected in the bypass.
  • the coolant and lubricant supplied to the rolling mill 1 is collected by collecting trays 13 and via a return
  • the coolant and lubricant provided with impurities is fed to a filter system 12, which it delivers in a clean manner to the storage container 8.
  • a line 7a starting from the collecting tank 11 is shown in broken lines, via which, alternatively, coolant and lubricant from the collecting container 11 are supplied or mixed to the outlet-side spray nozzles 5 > 6 can.
  • volume flow VSt to be supplied to the rolling mill 1 is relatively large during the individual passes I-VII and in the intermediate reversing times as well as during a
  • Filter system needs to be designed for a volume flow that needs to be equal to or only slightly above the average volume flow.
  • the middle representation of the diagram shows the volume difference V between the volume fed to the rolling mill 1 and the volume fed to the filter system. It can be seen that the volume difference increases during the passes in the course of the rolling time in order to decrease again in the reversing times. At the end of the rolling time, the volume difference is zero.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühl- und Schmiermittelanlage für Walzwerke (1), in denen im Reversierbetrieb Walzgut, insbesondere Band (2), gewalzt wird. Um dem Walzwerk (1) Kühl- und Schmiermittel hohen Reinheitsgrades mit einer wenig aufwendigen Kühl- und Schmiermittelanlage zuführen zu können, wird das in einen Sammelbehälter (11) vom Walzwerk (1) rückgeführte Kühl- und Schmiermittel über eine Filteranlage (12) im Hauptstrom gereinigt und in einen Vorratsbehälter (8) gefördert, aus dem gereinigtes Kühl- und Schmiermittel dem Walzwerk (1) wieder zuführbar ist. Dem Walzwerk (1) wird nur so viel Kühl- und Schmiermittel zugeführt wie für die Kühlung und Schmierung benötigt wird und auch nur dann, wenn es tatsächlich benötigt wird. Die Filteranlage (12) ist an den mittleren, dem Walzwerk (1) zuzuführenden Volumenstrom an gereinigtem Kühl- und Schmiermittel angepaßt.

Description

Kühl- und Schmiermittelanlage für Walzwerke
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühl- und Schmiermittelanlage für Walzwerke, bestehend aus einer Kühl- und Schmiermittelzuführung, einer Kühl- und ' Schmiermittelrückführung und einer Kühl- und Schmiermittelaufbereitung, die einen Sammelbehälter für das rückgeführte Kühl- und Schmiermittel und eine Filteranlage aufweist, wobei die Kühl- und Schmiermittelaufbereitung einen Vorratsbehälter aufweist, in den aus dem Sammeltank entnommenes und im Hauptstrom durch die Filteranlage gereinigtes Kühl- und Schmiermittel kontinuierlich förderbar ist.
Eine solche Kühl- und Schmiermittelanlage dient dazu, während des Walzprozesses die Walzen, insbesondere die Arbeitswalzen, und das Walzgut zu kühlen sowie den Walzspal zu schmieren und bei einem Mehrrollengerüst die Stützlager zu schmieren. Dies geschieht mittels verteilt im Walzgerüst angeordneter Spritzdüsen. Dafür werden große Volumina an Kühl- und Schmiermittel benötigt. Dieses wird nach dem Verspritzen im Walzwerk aufgefangen und über eine Rückführung in einen Sammeltank geleitet. Bei diesem Einsat wird das Kühl- und Schmiermittel durch auf dem Band vor dem Walzen schon befindliche Verunreinigungen und während des Walzens, z.B. durch Abrieb, entstehende Partikel verunreinigt. Das bedeutet, daß das Kühl- und Schmiermittel erst gefiltert werden muß, bevor es erneut im Walzwerk verspritzt werden kann, weil andernfalls es nicht möglich ist, ein Walzgut mit hoher Oberflächenqualität zu erhalten.
Bei einer bekannten Kühl- und Schmiermittelanlage der eingangs genannten Art wird das in den Sammeltank rückgeführte Kühl- und Schmiermittel mittels einer am Sammeltank im Bypass angeschlossenen Filteranlage gereinigt. Eine solche Reinigung bleibt aber unzureichend, jedenfalls lassen sich mit derart gereinigtem Kühl- und Schmiermittel Bänder mit den heute geforderten hohen Oberflächenqualitäten nicht erhalten. Diese hohen Oberflächenqualitäten lassen sich nur erhalten, wenn das gesamte Kühl- und Schmiermittel vor der Wiederverwendung mit Hauptstromfilteranlagen gereinigt wird. Solche Hauptstromfilteranlagen erfordern im Vergleich zu Bypass-Filteranlagen große Filtereinheiten, weil sie dafür ausgelegt sein müssen, das dem Walzwerk maximal zuzuführende Kühl- und Schmiermittel filtern zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühl- und Schmiermittelanlage für Walzwerke zu schaffen, die bei vergleichsweise geringem Aufwand eine vollständige Filterung des dem Walzwerk wieder zuzuführenden Kühl- und Schmiermittels gewährleistet.
Diese Aufgabe wird bei einer Kühl- und Schmiermittelanlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Filteranlage für einen Volumenstrom ausgelegt ist, der kleiner als der dem Walzwerk aus dem Vorratsbehälter während des Walzenstiches zuzuführende, maximale Volumenstrom an Kühl- und Schmiermittel und größer/gleich dem dem Walzwerk während eines Walzprozesses eines Walzgutes zuzuführende mittlere Volumenstrom an Kühl- und Schmiermittel ist, und daß der Volumenstrom des dem Walzwerk zuzuführenden Kühl- und Schmiermittels in den Reversierzeiten gegenüber dem Walzenstichzeiten reduziert ist.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß nicht über den gesamten Walzprozeß eines Walzgutes der maximale Volumenstrom an Kühl- und Schmiermittel dem Walzwerk für die Kühlung und Schmierung zugeführt werden muß, sondern daß in den Reversierzeiten wesentlich weniger Volumen an Kühl- und Schmiermittel benötigt wird. Deshalb läßt sich das in den Reversierzeiten nicht benötigte Kühl- und Schmiermittel speichern und kann zusammen mit dem weiter kontinuierlich gefilterten Kühl- und Schmiermittel während des nächsten Walzenstiches eingesetzt werden. Das bedeutet, daß die Filteranlage nicht für den maximalen Volumenstrom ausgelegt zu sein braucht. Zwar wird bei der Erfindung für die Speicherung des Kühl- und Schmiermittels in den Reversierzeiten ein zusätzlicher Behälter, und zwar der Vorratsbehälter benötigt, doch ist der dafür zu tragende Aufwand im Vergleich zu für maximalen Volumenstrom ausgelegten Filteranlagen klein.
Um Volumen an Kühl- und Schmiermittel einzusparen, kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung an einem der Behälter, insbesondere dem Vorratsbehälter, eine Kühleinrichtung vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die Kühleinrichtung im Bypass an dem Behälter angeschlossen. Darüber hinaus kann die Kühl- und Schmiermittelzuführung auf der Auslaufseite des Walzwerkes mit dem Sammelbehälter verbunden sein. Die Zuführung von nichtgefiltertem Kühl- und Schmiermittel auf der Auslaufseite ist - ausgenommen beim sogenannten Fertigstich - unkritisch, weil darin enthaltene Schmutzpartikel nicht in den Walzspalt gelangen. Beim - 1 ~
Fertigstich sollte auch auf der Auslaufseite gefiltertes Walzöl zugeführt werden.
Weiter läßt sich durch von Betriebsparametern am Walzgut und Walzwerk abhängige Eingriffe das Volumen an Kühl- und Schmiermittel reduzieren. So ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Volumenstrom in Abhängigkeit von der Walzguttemperatur und/oder der Walzgeschwindigkeit und/oder der Walzmotor-Leistung gesteuert wird. Auch lassen sich die verschiedenen Spritzdüsen in ihrem Spritzvolumen in Abhängigkeit von solche Parametern einstellen, insbesondere lassen sich einzelne Spritzdüsen oder Spritzdüsengruppen zur Steuerung des Spritzvolumens zu- oder abschalten. Es ist allerdings auch möglich, die Walzgutgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Walzguttemperatur zu steuern, und zwar dann, wenn das zur Verfügung stehende Kühl- und Schmiermittel nicht ausreicht, um die gewünschte Kühlwirkung zu erzielen. Wird diese Maßnahme nur in einer kurzen Phase des Walzprozesses eingesetzt, ist dies wirtschaftlich vernünftiger als allein danach die Filteranlage und/oder die Kühlanlage zu dimensionieren.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
Figur 1 eine Kühl- und Schmiermittelanlage an einem Walzwerk in schematischer Darstellung
u d
Figur 2 ein Diagramm für das während des Walz¬ prozesses benötigte Volumen an Kühl- und Schmiermittel, für die Volumendifferenz zwischen dem benötigten Kühl- und Schmier¬ mittel und der Filteranlage und für den Füllstand des Vorratsbehälters.
Das in der Zeichnung dargestellte Zwölfrollenwalzwerk 1 dient zum Walzen eines Bandes 2 im Reversierbetrieb. Sowohl an der Einlaufseite E als auch an der Auslaufseite A des Walzwerkes 1 sind dem oberen und unteren Walzensatz Spritzdüsen 3,^»5»6 zugeordnet, über die ein Kühl- und Schmiermittel auf das Band 2, in den Walzspalt und auf die Walzen gespritzt wird. Diese Spritzdüsen 3 bis 6 sind über nicht dargestellte Ventile sperrbar. Es versteht sich, daß die in der Zeichnung dargestellten Ventile 3 bis 6 jeweils mehrere Spritzdüsen repräsentieren, die entsprechend den Erfordernissen der Kühlung und Schmierung verteilt angeordnet sein können.
Die Spritzdüsen 3 bis 6 bilden zusammen mit einer Leitung 7 eine Kühl- und Schmiermittelzuführung, über die aus einem Vorratsbehälter 8 gefiltertes Kühl- und Schmiermittel dem Walzwerk 1 zugeführt wird. Das in dem Vorratsbehälter 8 befindliche Kühl- und Schmiermittel wird mittels einer im Bypass angeschlossenen Kühleinrichtung 9 gekühlt.
Das dem Walzwerk 1 zugeführte Kühl- und Schmiermittel wird durch Auffangwannen 13 aufgefangen und über eine Rückführung
10 in einen Sammeltank 11 gefördert. Aus diesem Sammeltank
11 wird das mit Verunreinigungen versehene Kühl- und Schmiermittel einer Filteranlage 12 zugeführt, die es gereinigt in den Vorratsbehälter 8 abgibt.
In Figur 1 ist eine von dem Sammeltank 11 ausgehende Leitung 7a gestrichelt dargestellt, über die alternativ den auslaufseitigen Spritzdüsen 5>6 Kühl- und Schmiermittel aus dem Sammelbehälter 11 zugeführt oder zugemischt werden kann .
Aus dem Diagramm der Figur 2, und zwar der oberen
Darstellung, ergibt sich, daß während eines Walzprozesses der dem Walzwerk 1 zuzuführende Volumenstrom VSt während der einzelnen Stiche I-VII verhältnismäßig groß ist und in den dazwischenliegenden Reversierzeiten sowie während eines
Wechsels des Walzgutes Null ist. Über die gesamte Walzzeit
W eines Bandes ergibt sich somit ein mittlerer t Volumenstrom (im Beispiel 15% ) . der erheblich unter dem maximalen Volumenstrom liegt. Das bedeutet, daß die
Filteranlage für einen Volumenstrom ausgelegt zu sein braucht, der gleich dem mittleren Volumenstrom oder nur geringfügig darüber zu liegen braucht.
In der mittleren Darstellung des Diagramms ist die Volumendifferenz V zwischen dem dem Walzwerk 1 zugeführten Volumen und dem der Filteranlage zugeführten Volumen dargestellt. Es ist zu erkennen, daß im Verlauf der Walzzeit die Volumendifferenz während der Stiche anwächst, um in den Reversierzeiten wieder abzunehmen. Am Ende der Walzzeit ist die Volumendifferenz gleich Null.
Ein entsprechendes Bild ergibt sich für den Füllstand des Vorratsbehälters 8, der in der unteren Darstellung des Diagramms wiedergegeben ist. Das Behältervolumen V nimmt zunächst ab und erreicht sein Minimum im Bereich des 4. Stiches, um dann allmählich wieder bis zum Ende der Walzzeit auf volles Volumen anzuwachsen. In jedem Fall ist gewährleistet, daß unter Berücksichtigung der Kapazität des Vorratsbehälters 8 über die Filteranlage 12 so viel gefiltertes Volumen an Kühl- und Schmiermittel nachgeliefert wird, daß zu keinem Zeitpunkt der Walzzeit der Vorrat im Vorratsbehälter 8 erschöpft ist.

Claims

A N S P R Ü C H E
1. Kühl- und Schmiermittelanlage für Walzwerke (1), bestehend aus einer Kühl- und Schmiermittelzuführung (3-7), einer Kühl- und Schmiermittelrückführung (10) und einer Kühl- und Schmiermittelaufbereitung (8,9,11,12), die einen Sammelbehälter (11) für das rückgeführte Kühl- und Schmiermittel und eine Filteranlage (12) aufweist, wobei die Kühl- und Schmiermittelaufbereitung einen Vorratsbehälter (8) aufweist, in den aus dem Sammeltank (11) entnommenes und im Hauptstrom durch die Filteranlage (12) gereinigtes Kühl- und Schmiermittel kontinuierlich förderbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Filteranlage (12) für einen Volumenstrom ausgelegt ist, der kleiner als der dem Walzwerk (1) aus dem Vorratsbehälter (8) während des Walzenstiches zuzuführende, maximale Volumenstrom an Kühl- und Schmiermittel und größer/gleich dem dem Walzwerk (1) während eines Walzprozesses eines Walzgutes (2) zuzuführende mittlere Volumenstrom an Kühl- und Schmiermittel ist, und daß die Kühl- und Schmiermittelzuführung (3-7) derart steuerbar ist, daß der Volumenstrom des dem Walzwerk (1) zuzuführenden Kühl- und Schmiermittels in den Reversierzeiten gegenüber den Walzenstichzeiten reduziert ist.
2. Kühl- und Schmiermittelanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß einem der Behälter (8,11), insbesondere dem Vorratsbehälter (8), eine Kühleinrichtung (9) zugeordnet ist.
3. Kühl- und Schmiermittelanlage nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kühleinrichtung (9) im Bypass an dem Behälter (8) angeschlossen ist.
4. Kühl- und Schmiermittelanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3. d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kühl- und Schmiermittelzuführung (5,6,7a) auf der Auslaufseite des Walzwerkes (1) mit dem Sammelbehälter (11) verbunden ist.
5. Steuereinrichtung für die Kühl- und Schmiermittelzufuhr an einer Kühl- und Schmiermittelanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Volumenstrom beim Kühl- und Schmiermittel in Abhängigkeit von der Walzguttemperatur und/oder der Walzgeschwindigkeit und/oder der Walzmotor-Leistung gesteuert wird.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Volumenstrom beim Kühl- und Schmiermittel durch Zu- oder Abschaltung einzelner Spritzdüsen oder Spritzdüsengruppen gesteuert wird.
7. Steuereinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Walzgutgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Walzguttemperatur gesteuert wird.
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