DE10037004B4

DE10037004B4 - Walzgerüst für bandkantenorientiertes Verschieben der Zwischenwalzen in einem 6-Walzen-Gerüst

Info

Publication number: DE10037004B4
Application number: DE10037004A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Haberkamm; Andreas Ritter; Rüdiger Holz
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2000-07-29
Filing date: 2000-07-29
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2020-07-30
Also published as: ES2236294T3; RU2266796C2; EP1305123B1; ATE289230T1; BR0112838A; DE10037004A1; US7181949B2; KR100796255B1; CN1254323C; CN1444513A; US20030164020A1; EP1305123A1; KR20030038676A; DE50105380D1; WO2002009896A1

Abstract

Walzgerüst für bandkantenorientiertes Verschieben beidseits verlängerter Walzenballen der Zwischenwalzen (11, 11'), in einem 6-Walzen-Gerüst, umfassend jeweils ein Paar Arbeitswalzen (10, 10'), Zwischenwalzen (11, 11') und Stützwalzen (12, 12'), wobei zumindest die Zwischen- (11, 11') und Arbeitswalzen (10, 10') mit Vorrichtungen zum axialen Verschieben zusammenwirken und jede Zwischenwalze (11, 11') einen um den CVC-Verschiebehub verlängerten Ballen mit einseitigem Rückschliff (x) im Bereich der Bandkante (14') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ballen der Zwischenwalze (11) der Bedienungsseite (BS) mit einem Rückschliff (x) versehen ist, dessen Länge (l) in zwei aneinander gesetzte Bereiche a und b unterteilt ist, die sich aus den folgenden Gleichungen ergeben:
Bereich a:
x = √R² – (R – d)²
y(x) = R – √(R² – (l – x)²)
Bereich b:
x = l – a
y(x) = d = const.

Description

Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst für bandkantenorientiertes Verschieben beidseits verlängerter Walzenballen der Zwischenwalzen in einem 6-Walzen-Gerüst, umfassend jeweils ein Paar Arbeitswalzen, Zwischenwalzen und Stützwalzen, wobei zumindest die Zwischen- und Arbeitswalzen mit Vorrichtungen zum axialen Verschieben zusammenwirken und jede Zwischenwalze einen um den CVC-Verschiebehub verlängerten Ballen mit einseitigem Rückschliff im Bereich der Bandkante aufweist.

Anforderungen an die Qualität von kaltgewalztem Band hinsichtlich Dickentoleranzen, erreichbaren Enddicken, Bandprofile, Bandplanheit etc. sind im Laufe der Entwicklung stetig gestiegen. Aufgrund dieser Entwicklung wird die Forderung nach flexibleren Gerüstkonzeptionen und Fahrweisen immer stärker erhoben, optimal angepasst an ein zu walzendes Endprodukt zu sein.

Für die klassischen Geüstbauarten Quarto und Sexto existieren neben Basiskonzepten mit Biegesystemen und festen Walzenballigkeiten als Walzspalt beeinflussenden Stellgliedern, im wesentlichen zwei weitere Gerüstkonzeptionen, die durch Verschieben von Arbeitswalzen bzw. Zwischenwalzen, basierend auf unterschiedlichen Wirkprinzipien, den Walzspalt zusätzlich beeinflussen. Diese sind:

– CVC/CVC-plus-Technologie
– Technologie des bandkantenorientierten Verschiebens von Walzen

Bisher erfordern beide Technologien für sich getrennte Gerüstkonzepte, weil für diese unterschiedliche Walzengeometrien erforderlich sind.

In der klassischen CVC-Technologie sind die Ballenlängen der verschiebbaren Walzen stets um den axialen Verschiebehub länger als die feststehenden, unverschobenen Walzen. Dadurch wird erreicht, dass die verschiebbaren Walzen nicht mit ihren Ballenkanten unter die feststehenden Walzenballen geschoben werden können. Somit werden Oberflächenschäden/-markierungen vermieden.

Demgegenüber werden bei der Technologie des bandkantenorientierten Verschiebens im gesamten Walzensatz Walzen mit gleichen Ballenlängen verwendet. Die verschiebbaren Walzen sind dabei einseitig im Ballenkantenbereich entsprechend geometrisch gestaltet, insbesondere mit einem Taper versehen. Hierdurch sollen lokal auftretende Lastspitzen reduziert werden.

Das Wirkprinzip beruht auf dem bandkantenorientierten Nachschieben der Gallenkante, entweder vor, oder auf, oder sogar bis hinter die Bandkante. Insbesondere bei 6-Walzen-Gerüsten führt das Verschieben der Zwischenwalze unter die Stützwalze zur gezielten Beeinflussung der Wirksamkeit der positiven Arbeitswalzenbiegung.

Eine ausführliche Beschreibung der CVC Technik wird in einem Sonderdruck der SMS Schloemann-Siemag AG „Der Einsatz von CVC-Walzen in Warm- und Kaltbandstraßen", (vorgetragen auf der 37^th Mechanical Working and Steel Processing Conference, Iron and Steel Society, Hamilton, Ontario, Canada, 1995) gegeben, wobei darauf verwiesen wird, dass ein wichtiger Aspekt im Zusammenhang mit den Kontaktkraftverteilungen in der Frage der Kantenbelastungen von Stützwalzen besteht.

Um die Kantenbelastungen abzusenken, wird an Stützwalzen in der Regel ein Rückschliff vorgenommen, wobei die vorherrschende Praxis dabei darin besteht, einen kegelförmigen Rückschliff oder zur weiteren Reduzierung der Kantenbelastungen einen Rückschliff mit Radius anzuwenden. Die Absenkung der Kantenbelastung erfolgt dabei in gleicher Weise bei Walzen mit zylindrischer Bombierung und bei Walzen mit einem CVC-Schliff.

In der AT 14 849 E wird eine Stützwalze beschrieben, deren axialer Endabschitt ein gekrümmtes Profil aufweist, dessen Durchmesser zum axial äußeren Ende hin allmählich abnimmt, wobei die Radiusverkleinerung, gemessen vom Ausgangspunkt des axialen Endabschitts zum axialen Ende hin wenigstens 0,3 mm beträgt. Die allmähliche Radiusverkleinerung beginnt dabei am Ausgangspunkt mit einem Krümmungsradius von größer 200 mm und kann wahlweise in mehrere andere Krümmungsradien oder einen konischen Profilabschnitt übergehen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zwischenwalze anzugeben, deren Ausgestaltung des Walzenballens sich besonders positiv auf die Walzenbiegung und die Kantenbelastung auswirkt.

Zur Lösung der Aufgabe wird daher bei einem Verfahren zum bandkantenorientierten Verschieben der Zwischenwalzen in einem 6-Walzen-Gerüst der im Oberbegriff von Anspruch 1 bezeichneten Art mit der Erfindung vorgeschlagen, dass der Ballen der Zwischenwalze der Bedienungsseite (BS) mit einem Rückschliff (x) versehen ist, dessen Länge (l) in zwei aneinandergesetzte Bereiche a und b unterteilt ist, die sich aus den folgenden Gleichungen ergeben:
Bereich a:
x = √R² – (R – d)²
y(x) = R – √(R² – (l – x)²)
Bereich b:
x = l – a
y(x) = d = const.

Damit werden lokal auftretende Lastspitzen reduziert, wobei das Wirkprinzip auf dem bandkantenorientierten Nachschieben der Gallenkante, entweder vor, oder auf, sogar bis hinter die Bandkante beruht. Insbesondere bei 6-Walzen-Gerüsten führt das Verschieben der Zwischenwalze unter die Stützwalze zur gezielten Beeinflussung der Wirksamkeit der positiven Arbeitswalzenbiegung.

Eine Zwischenwalze ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang des Rückschliffs (x) zwischen den Bereichen a bzw. b beispielsweise bei einer vorgegebenen Länge a von 100 mm mit einer sequentiellen Rücknahme des Maßes d nach der folgenden Tabelle vorgenommen wird:
Über a:
x
10 d/512
20 d/256
30 d/128
40 d/64
50 d/32
60 d/16
70 d/8
80 d/4
90 d/2
100 d

Und schließlich wird mit der Ausgestaltung des Gerüstes nach der Erfindung vorgesehen, dass sich der einseitige Rückschliff (x) an der oberen Zwischenwalze bevorzugt auf der Bedienungsseite (BS) und an der unteren Zwischenwalze auf der Antriebsseite (AS) befindet bzw. umgekehrt.

Durch Verwendung von Zwischenwalzen mit ausgefülltem Rückschliff sowie durch bandbreitenabhängiges Optimieren der axialen Verschiebeposition lässt sich die Wirksamkeit der positiven Arbeitswalzen-Biegung gezielt beeinflussen, so dass der Walzspalt optimal eingestellt werden kann. Dabei ist vorgesehen, dass durch das Verschieben jeder Zwischenwalze der Beginn des Rückschliffs außerhalb, auf oder innerhalb der Bandkante, d. h. innerhalb der Bandbreite, positioniert wird.

Weiterhin ist vorgesehen, dass die Verschiebeposition in unterschiedlichen Bandbreitenbereichen durch stückweise lineare Ansatzfunktionen vorgegeben wird, welchen unterschiedliche Positionen des Beginns des Rückschliffs relativ zur Bandkante zugrunde liegen.

Eine Zwischenwalze für bandkantenorientiertes Verschieben mit beidseitig verlängerten Walzenballen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, ist dadurch gekennzeichnet, dass sie je einen um den CVC-Vorschub längeren Ballen besitzt, der sich für die neutrale Verschiebeposition (S_ZW = 0 mm) symmetrisch in Gerüstmitte befindet.

Als Basis für das Gerüstkonzept mit Zwischenwalzen für bandkantenorientiertes Verschieben mit beidseitig verlängerten Walzenballen wird die Walzenkonfiguration aus der CVC/CVC-plus-Technologie für ein 6-Walzen-Gerüst verwendet.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung einiger in den Zeichnungen schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele.

Es zeigen:
1 die Geometrie der Zwischenwalze ohne Walzenschliff,
2 einen einseitigen Rückschliff im Bereich der Gallenkante der Zwischenwalze,
3 eine Gerüstkonzeption für bandkantenorientiertes Verschieben mit verlängerten Zwischenwalzenballen,
4 unterschiedliche Positionierungen des Zwischenwalzenrückschliffs der Zwischenwalzen.
Die in 1 dargestellte Zwischenwalze ist dem Gerüstkonzept für die Walzenkonfiguration aus der CVC/CVC-plus-Technolgie für ein 6-Walzen-Gerüst entnommen. 1 zeigt eine Arbeitswalze 10, eine Zwischenwalze 11 und eine Stützwalze 12. Die verschiebbare Zwischenwalze 11 besitzt einen um den CVC-Verschiebehub längeren Ballen, der sich für die neutrale Verschiebeposition in Gerüstmitte der Ebene y-y befindet.
2 zeigt einen einseitigen Rückschliff x im Bereich der Gallenkante 13 der Zwischenwalze 11. Der Rückschliff x besitzt die Länge l und der Ballen der Zwischenwalze 11 besitzt von der Ballenkante 13 bis zur Gallenmitte die Länge B. Die Länge des Rückschliffs x teilt sich in zwei aneinander gesetzte Abschnitte auf. Im ersten Abschnitt a folgt der Rückschliff der Kreisgleichung (l – x)2 + y2 = R2
Wird eine in Abhängigkeit der äußeren Randbedingungen, beispielsweise Walzkraft und daraus resultierende Walzenverformung, vorgegebene, minimal erforder liche Durchmesserreduzierung 2d erreicht, so läuft der Rückschliff x linear bis zur Gallenkante 13 aus. Die Durchmesserreduzierung wird so vorgegeben, dass sich die Arbeitswalze frei um den Rückschliff x der Zwischenwalze biegen kann, ohne dass ein Kontakt im Bereich b entsteht. Somit teilt sich die Länge l des Rückschliffs in die Bereiche a und b auf, die sich aus den im Anspruch 1 angegebenen Gleichungen errechnen.
Der Übergang zwischen Bereich a und b kann mit oder ohne stetig differenzierbaren Übergangs ausgeführt werden.
Bei einer anderen Übergangsfunktion wird bei einer vorgegebenen Länge a von 100 mm eine spezielle Rücknahme des aus der Abblattung resultierenden Maßes d nach der in Anspruch 2 angegebenen Tabelle vorgenommen. Die hiermit vorgegebene Funktion ist im Übergangsbereich flacher als ein Radius, und am Ende sehr viel steiler. Aus schleiftechnischen Gründen ist der Übergang zum zylindrischen Teil über einen entsprechend größeren Absatz im Übergang zwischen a und b auszuführen (ca. 2⋅d).
Wie aus 3 erkennbar ist, befindet sich im Normalfall der einseitige Rückschliff an der oberen Zwischenwalze 11 auf der Bedienungsseite BS und an der unteren Zwischenwalze 11' auf der Antriebsseite AS, wobei sich jedoch am Wirkprinzip nichts ändert, wenn man den Rückschliff x an der oberen Zwischenwalze 11 auf der Antriebsseite AS und an der unteren Zwischenwalze 11' auf der Bedienungsseite BS anbringt.
Durch das axiale Verschieben der Zwischenwalze 11, 11' wird der Beginn des Rückschliffs x außerhalb, auf oder innerhalb der Bandkante 14, 14' positioniert, wie dies 4 zeigt. Diese Positionierung erfolgt in Abhängigkeit der Bandbreite und Materialeigenschaften, wodurch gezielt die Wirksamkeit der positiven Arbeitswalzenbiegung eingestellt werden kann. Positives Verschieben der Zwischenwalze 11 bedeutet, dass die obere Zwischenwalze 11 in Richtung AS, und die untere Zwischenwalze in BS verschoben wird, wie dies der 3 zu entnehmen ist.
Die 4 zeigt Positionierungen des Zwischenwalzenrückschliffs mit:

– Verschiebung der Zwischenwalze außerhalb der Bandkante (m = "+")
– Verschieben der Zwischenwalze auf die Bandkante (m = 0)
– Verschieben der Zwischenwalze innerhalb der Bandkante (m = "–")

In verschiedenen Bandbreitenbereichen wird die Verschiebeposition durch stückweise lineare Ansatzfunktionen vorgegeben, welchen unterschiedliche Positionen des Beginns des Rückschliffes x relativ zur Bandbreite zugrunde liegen.
Wesentlicher Vorteil der beschriebenen Gerüstkonzeption ist, dass mit nur einem geometrisch gleichen Walzensatz wie CVC/CVC-plus-Technologie sowie die Technologie des bandkantenorientierten Verschiebens realisiert werden kann. Es sind keine unterschiedlichen Walzentypen mehr erforderlich. Unterschiede bestehen nur noch im aufgebrachten Walzenschliff, entweder einem CVC plus- oder einem Rückschliff x nach oben gearteten Vorgaben.

Claims

Walzgerüst für bandkantenorientiertes Verschieben beidseits verlängerter Walzenballen der Zwischenwalzen (11, 11'), in einem 6-Walzen-Gerüst, umfassend jeweils ein Paar Arbeitswalzen (10, 10'), Zwischenwalzen (11, 11') und Stützwalzen (12, 12'), wobei zumindest die Zwischen- (11, 11') und Arbeitswalzen (10, 10') mit Vorrichtungen zum axialen Verschieben zusammenwirken und jede Zwischenwalze (11, 11') einen um den CVC-Verschiebehub verlängerten Ballen mit einseitigem Rückschliff (x) im Bereich der Bandkante (14') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ballen der Zwischenwalze (11) der Bedienungsseite (BS) mit einem Rückschliff (x) versehen ist, dessen Länge (l) in zwei aneinander gesetzte Bereiche a und b unterteilt ist, die sich aus den folgenden Gleichungen ergeben: Bereich a: x = √R² – (R – d)² y(x) = R – √(R² – (l – x)²) Bereich b: x = l – a y(x) = d = const.
Walzgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang des Rückschliffs (x) zwischen den Bereichen a bzw. b, beispielsweise bei einer vorgegebenen Länge von 100 mm für a, mit einer sequentiellen Rücknahme des Maßes d nach der folgenden Tabelle vorgenommen wird: Über a: x 10 d/512 20 d/256 30 d/128 40 d/64 50 d/32 60 d/16 70 d/8 80 d/4 90 d/2 100 d
Walzgerüst nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der einseitige Rückschliff (x) an der oberen Zwischenwalze bevorzugt auf der Bedienungsseite (BS), und an der unteren Zwischenwalze auf der Antriebsseite (AS) befindet bzw. umgekehrt.