DE102020213243A1

DE102020213243A1 - Verfahren und Kalibrierung von Vertikalrollen eines Vertikalwalzgerüsts sowie Kalibrieranordnung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102020213243A1
Application number: DE102020213243.7A
Authority: DE
Inventors: Stefan Wendt; Hans Günter Museller
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2020-02-06
Filing date: 2020-10-20
Publication date: 2021-08-12
Also published as: US20230048632A1; WO2021156424A1; JP7429302B2; DE102020213241A1; DE102020213239A1; EP4100177B1; EP4100178C0; EP4100178A1; JP2023513183A; EP4100177C0; WO2021156425A1; EP4100178B1; EP4100177A1; WO2021156427A1; CN115103727A

Abstract

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

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung von Vertikalrollen bzw. Vertikalwalzen (im Folgenden nur noch als Vertikalrolle bezeichnet) eines Vertikalwalzgerüsts zum Walzen von metallenen Flachprodukten, insbesondere zum Walzen von Stahl und Nichteisenmetallen.
Das Kalibrieren eines Vertikalwalzgerüstes ist erforderlich, um die Position der Vertikalrollen in Bezug auf die Mitte der Walzstraße zu bestimmen und erforderlichenfalls zu korrigieren, sodass die zur Mitte der Walzstraße gerichteten Außenkanten der Vertikalrollen den gleichen Abstand zur Mittellinie der Walzstraße aufweisen. Eine Kalibrierung kann beispielsweise immer dann erforderlich sein, wenn das Vertikalwalzgerüst nach einer Reparatur wieder in Betrieb genommen wird, wenn die Walzstraße nach Stillstand wieder angefahren wird oder nach einem Signalverlust der Steuerung oder wenn das Walzergebnis eine Korrektur der Position der Vertikalrollen nahelegt.
Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Kalibrierung von Vertikalwalzgerüsten bekannt. Bei den im Stand der Technik bekannten Verfahren erfolgt die Kalibrierung der Vertikalrollen in Vertikalwalzgerüsten unter Verwendung von Messhilfsmitteln, wie beispielsweise Bandmaß, Laserentfernungsmesser oder anderen Messvorrichtungen, die vom Bedienungspersonal an der Maschine verwendet oder zum Kalibrieren an dieser angebracht werden. Dabei wird in der Regel ein Abstand von einem festen Punkt an der Maschine zu der jeweiligen Vertikalrolle oder zu einem dieser zugeordneten Punkt ausgemessen oder es wird der Abstand zwischen beiden Vertikalrollen oder diesen zugeordneten Punkten ausgemessen, um die Position der Vertikalrollen zu bestimmen und erforderlichenfalls zu korrigieren. Diese Vorgehensweise ist insbesondere mit dem Nachteil behaftet, dass sich während des Kalibriervorgangs Personen im Maschinenbereich und somit im Gefährdungsbereich aufhalten müssen. Diese Vorgehensweise ist außerdem verhältnismäßig zeitaufwendig.
Das Problem der etwa erforderlichen Messungen im Maschinenbereich wird in der CN 102688904 A beschrieben, in welcher ein Kalibrierverfahren vorgeschlagen wird, das mithilfe eines um nabenförmige Köpfe der Vertikalrollen geschlungenen Drahtes durchgeführt wird.
Aus der CN 102989792 A ist ebenfalls ein Verfahren zur Kalibrierung des Vertikalwalzspalts eines Vertikalwalzgerüsts bekannt. Das Verfahren umfasst das Bestimmen und Markieren der Mittellinie der Walzstraße jeweils für das obere und untere Ende der Vertikalrollen, das Bestimmen des Abstandes der Achsen der Vertikalrollen zu der markierten Mittellinie und die vertikale Ausrichtung der Enden der Vertikalrollen zu der markierten Mittellinie. Anschließend wird der Abstand der unteren Enden der Vertikalrollen zu dem unteren Ende der markierten Mittellinie mit dem Abstand der oberen Enden der Vertikalrollen zu dem oberen Ende der markierten Mittellinie verglichen. Darüber wird die vertikale Ausrichtung und Zentrierung der Vertikalrollen eingestellt, um dann über eine Messung der Weite des Walzspalts eine Kalibrierung vorzunehmen. Wie genau die Vermessung der Abstände erfolgt, ist in dieser Druckschrift nicht beschrieben.
In der JP 2012218060 A wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die Stellung der Vertikalrollen in einem Vertikalwalzgerüst ausschließlich mittels Sensoren bzw. Positionsgebern ermittelt wird, die an den Anstellzylindern und an den Rückstellzylindern der Vertikalrollen-Einheiten angeordnet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Kalibrierung von Vertikalrollen eines Vertikalwalzgerüsts bereitzustellen, mit dem eine zumindest teilweise Automatisierung der Kalibrierung möglich ist.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Kalibrierung von Vertikalrollen eines Vertikalwalzgerüsts bereitzustellen, das der Gewährleistung der Arbeitssicherheit bei der Durchführung des Verfahrens Rechnung trägt.
Das Verfahren soll insbesondere die Anlagenverfügbarkeit erhöhen und mögliche Fehlerquellen bei der Kalibrierung minimieren.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 19. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Kalibrieranordnung gemäß der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Ein wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung kann dahingehend zusammengefasst werden, dass erfindungsgemäß ein mehrstufiges Kalibrierverfahren bereitgestellt wird, bei welchem in einem Schritt eine Ermittlung der Lage der Vertikalrollen in Bezug auf die Mittellinie der Walzstraße erfolgt. Bei diesem Verfahrensschritt wird ein Ist-Abstand der Längsmittelachsen der Vertikalrollen in Bezug auf die Mittellinie der Walzstraße ermittelt.
Die Verwendung der Längsmittelachsen der Vertikalrollen stellt eine bevorzugte Abstands-Referenz dar. Wenn eine andere Referenz als die Längsmittelachse zu Berechnungen herangezogen werden soll, ist erfindungsgemäß der Zusammenhang zwischen der anderen Referenz und der Längsmittelachse herzustellen. Eine andere Referenz kann beispielsweise eine Kante eines Einbaustücks sein. Sollten andere Referenzen verwendet werden, ist es zwingend erforderlich den Durchmesser der Vertikalrollen zu kennen.
Dieser Verfahrensschritt wird bevorzugt dann durchgeführt, wenn sich kein Material, beispielsweise Walzgut zwischen den Vertikalrollen befindet, beispielsweise während einer Walzpause, im Reparaturbetrieb oder während der Wartung.
In einem anderen Verfahrensschritt wird eine Kalibrierbramme mit einer bekannten und bestimmten Breite bereitgestellt und in das Vertikalwalzgerüst eingebracht. Die Kalibrierbramme kann vorwärts und/oder rückwärts durch das Vertikalwalzgerüst hindurchgeführt werden, wobei die Vertikalrollen des Vertikalwalzgerüsts mit einer definierten Anstellkraft mit der Kalibrierbramme in Eingriff gebracht werden. Das Hindurchführen der Kalibrierbramme durch das Vertikalwalzgerüst im Sinne der Erfindung kann ein Reversieren sowie ein vorwärts oder rückwärts Verfahren sowie jeweils ein Stoppen der Kalibrierbramme während der Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung in dem Vertikalwalzgerüst umfassen.
Mithilfe der Informationen über den ist-Abstand der Vertikalrollen zur Mittellinie der Walzstraße und der bekannten und definierten Breite der Kalibrierbramme werden in einer Steuereinheit Soll-Abstände der Längsmittelachse der Vertikalrollen von der Mittellinie der Walzstraße berechnet.
Das Kalibrierverfahren, welches erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, kann insoweit als mehrstufig bezeichnet werden, als dass eine Kalibrierungsstufe umfasst, dass die Lage der Längsmittelachsen der Vertikalrollen bezüglich der Mittellinie der Walzstraße ermittelt wird. Der Durchmesser der Vertikalrollen bzw. deren Verschleißzustand spielt dabei zunächst keine Rolle. Die andere Kalibrierungsstufe berücksichtigt die tatsächliche Breite der zwischen den Vertikalrollen befindlichen Kalibrierbramme und somit den tatsächlichen Durchmesser der Vertikalrollen. Dadurch ist eine gesonderte Vermessung des verschleißbedingten Durchmessers der Vertikalrollen, die eine zusätzliche Fehlerquelle darstellen würde, entbehrlich.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei der Stufe der Kalibrierung mit der Kalibrierbramme der tatsächliche Durchmesser der Vertikalrollen, auch im verschlissenen Zustand, berücksichtigt. Die Ermittlung des verschleißbedingten Durchmessers der Vertikalrollen in einem separaten Verfahrensschritt ist bei dem Verfahren gemäß der Erfindung nicht erforderlich.
Das Verfahren gemäß der Erfindung umfasst insbesondere die folgenden Verfahrensschritte:

A) Ermitteln von Ist-Abständen der Längsmittelachsen der Vertikalrollen zur Mittellinie der Walzstraße in einer vorgegebenen Betriebsstellung, wobei die Ist- Abstände ermittelt werden, bevorzugt wenn sich kein Material weder Walzgut noch die Kalibrierbramme zwischen den Vertikalrollen befindet,
B) Bereitstellen wenigstens einer Kalibrierbramme mit einer bekannten und bestimmten Breite und Einbringen der Kalibrierbramme in das Vertikalwalzgerüst,
C) Anstellen der Vertikalrollen gegen die Kalibrierbramme mit einer definierten Anstellkraft während die Kalibrierbramme durch das Vertikalwalzgerüst hindurchgeführt wird, und
D) Berechnen von Soll-Abständen der Längsmittelachsen der Vertikalrollen zur Mittellinie der Walzstraße in Abhängigkeit der Ist-Abstände der Längsmittelachsen der Vertikalrollen von der Mittellinie der Walzstraße und der Breite der Kalibrierbramme.

Diese Verfahrensschritte werden vorzugsweise in der Reihenfolge ihrer Aufzählung und gegebenenfalls wiederholt durchgeführt. Verfahrensschritt A) kann unabhängig von den Verfahrensschritten B) bis D) durchgeführt werden.
Die Wiederholhäufigkeit der Verfahrensschritte B) bis D) einerseits und des Verfahrensschritts A) andererseits kann unterschiedlich sein, bedingt durch den Umstand, dass die Verfahrensschritte B) bis D) unabhängig von Verfahrensschritt A) durchgeführt werden können.
Der Verfahrensschritt A) kann auch unmittelbar vor dem Verfahrensschritt C) oder D) durchgeführt werden.
Die Kalibrierungsstufen des Verfahrens gemäß der Erfindung werden vorzugsweise jeweils automatisiert durchgeführt.
Vorzugsweise wird die Berechnung der Soll-Abstände der Längsmittelachsen der Vertikalrollen von der Mittellinie der Walzstraße unter der mathematischen Bedingung durchgeführt, dass die Soll-Abstände der Längsmittelachsen der Vertikalrollen gleich sind.
Weiterhin vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Berechnung der Soll-Abstände der Längsmittelachsen der Vertikalrollen von der Mittellinie der Walzstraße unter der zusätzlichen mathematischen Bedingung durchgeführt wird, dass die Summe der Breite der Kalibrierbramme und des Durchmessers einer Vertikalrolle der Summe der Soll-Abstände der Längsmittelachsen der Vertikalrollen entspricht.
Die Zusammenhänge $\begin{array}{l} A_{Soll1} = A_{Asoll2} und \\ B_{ist} + D_{w} = A_{Soll1} + A_{Soll2} {oder B}_{ist} = A_{Soll1} + A_{Soll2} - D_{w} \end{array}$
sollen bei der Berechnung der Soll-Abstände gleichzeitig erfüllt sein,
wobei A_Soll1 den Soll-Abstand der Längsmittelachse einer ersten Vertikalrolle und A_Soll2 den Soll-Abstand der Längsmittelachse einer zweiten Vertikalrolle von der Mitte der Walzstraße bezeichnet, und der Durchmesser der Vertikalrolle berechnet wird aus D_W=A_lst1+A_lst2-B_ist, wobei D_W den Durchmesser der Vertikalrolle, A_lst1, den Ist-Abstand der Längsmittelachse der ersten Vertikalrolle von der Mitte der Walzstraße, A_lst2 den Ist-Abstand der Längsmittelachse der zweiten Vertikalrolle von der Mitte der Walzstraße und Bist die Ist-Breite der Kalibrierbramme bezeichnet. Die Steuereinheit berechnet die Soll-Abstände der Längsmittelachsen der Vertikalrollen zur Mittellinie der Walzstraße unter Zugrundelegung des errechneten Durchmessers der Vertikalrollen aus den Ist-Abständen der Längsmittelachsen der Vertikalrollen zur Mittellinie der Walzstraße und der Breite der Kalibrierbramme.
Bevorzugt wird ein Ist-Durchmesser der Vertikalrollen berechnet und jeweils bezogen auf einen Kalibriervorgang erfasst. Bedingt dadurch, dass das erfindungsgemäße Kalibrierverfahren bei jedem Kalibriervorgang den tatsächlichen Durchmesser der Vertikalrollen inhärent berücksichtigt, ist eine längerfristige Planung hinsichtlich der Standzeiten der Vertikalrollen möglich. Außerdem ist es möglich, Zusammenhänge zwischen bestimmten Walzprogrammen und dem Verschleiß der Vertikalrollen herzustellen. Bestellvorgänge für Ersatzteile werden hierdurch planbarer.
Zweckmäßigerweise wird ein Verschleißfortschritt der Vertikalrollen mittels einer Vielzahl von Kalibriervorgängen erfasst und überwacht.
Die Berechnung der Soll-Abstände der Längsmittelachsen der Vertikalrollen kann unter der vereinfachenden Annahme durchgeführt werden, dass der Durchmesser der Vertikalrollen gleich ist. Eine solche Vereinfachung ist zulässig und in der Regel zutreffend, da die eingesetzten Vertikalrollen beim Einbau den gleichen Ausgangsdurchmesser aufweisen und von einem in etwa gleichmäßigen Verschleiß beider Vertikalrollen ausgegangen werden kann.
Der Verfahrensschritt A) umfasst vorzugsweise folgende weitere Verfahrensschritte:

a) Verstellen der Vertikalrollen-Einheiten in eine Kalibrierstellung quer zur Mittellinie der Walzstraße gegen wenigstens einen ortsfesten Anschlag des Vertikalwalzgerüsts, der eine bestimmte bekannte Lage bezüglich der Mittellinie aufweist, wobei die Längsmittelachse der Vertikalrollen in der Kalibrierstellung einen bekannten und bestimmten Anfangsabstand zur Mittellinie der Walzstraße aufweist, und
b) Rückstellen der Vertikalrollen-Einheiten in eine definierte entlastete Stellung, und
c) Berechnen des Ist-Abstands der Längsmittelachse der Vertikalrollen zur Mittellinie der Walzstraße aus der Summe des Anfangsabstandes und des zurückgelegten Wegs der Vertikalrollen-Einheiten, der bei der Rückstellbewegung gemessen wird.

In der Kalibrierungsstufe gemäß Verfahrensschritt A) werden bevorzugt zunächst die Vertikalrollen-Einheiten quer zur Mittellinie der Walzstraße gegen wenigstens einen ortsfesten Anschlag des Vertikalwalzgerüsts verfahren bzw. verstellt, der eine bestimmte bekannte Lage bezüglich der Mittellinie aufweist. Diese Stellung der Vertikalrollen-Einheiten wird nachstehend als Kalibrierstellung bezeichnet. Der Anschlag kann beispielsweise als Bezugsfläche ausgebildet sein, die bei Errichtung des Vertikalwalzgerüsts in der Walzstraße bezüglich der Mittellinie eingemessen und ausgerichtet wurde. Danach werden die Vertikalrollen-Einheiten von der Kalibrierstellung in eine definierte entlastete Stellung gefahren, die einer vorgesehenen Betriebsstellung etwa entspricht. Der hierbei zurückzulegende Verstellweg wird für jede Vertikalrolle bzw. für jede Vertikalrollen-Einheit erfasst bzw. gemessen. Aus der Summe des Anfangsabstandes der Längsmittelachse der Vertikalrolle zur Mittellinie der Walzstraße und dem erfassten zurückgelegten Weg der Vertikalrollen-Einheiten ergibt sich der Ist-Abstand der Längsmittelachse der jeweiligen Vertikalrolle zur Mittellinie der Walzstraße.
Dieser Vorgang kann vollständig automatisiert durchgeführt werden und erfordert keine manuellen Messvorgänge im Gefahrenbereich des Vertikalwalzgerüsts. Das Verfahren gemäß der Erfindung sieht vor, an einem Vertikalwalzgerüst Bezugsflächen an den beweglichen Vertikalrollen-Einheiten oder an angrenzenden oder damit verbundenen Bauteilen einerseits und Messflächen bzw. Bezugsflächen an stationären Bauteilen des Vertikalwalzgerüsts andererseits vorzusehen. Die Lage dieser Bezugsflächen relativ zur Lage der Längsmittelachsen der Vertikalrollen kann verhältnismäßig einfach bestimmt werden, ebenso die Lage der Bezugsflächen zueinander und zur Mittellinie der Walzstraße. Die Bezugsflächen an den beweglichen Baugruppen des Vertikalwalzgerüsts werden zwecks Bestimmung einer definierten Ausgangsstellung für weitere Verstellbewegungen gegen Bezugsflächen der stationären Baugruppen gefahren, sodass sie sich berühren und eine weitere Positionsänderung nicht mehr möglich ist.
Bei einer zweckmäßigen Variante des Verfahrens ist vorgesehen, dass jeweils ein Kalibriervorgang für eine erste Vertikalrollen-Einheit und für eine zugehörige zweite Vertikalrollen-Einheit durchgeführt wird, wobei die erste und die zweite Vertikalrollen-Einheit nach dem Kalibriervorgang bezogen auf die Mittellinie der Walzstraße so in die entlastete Stellung verfahren werden, dass die Längsmittelachsen der ersten und zweiten Vertikalrolle einen gleichen Abstand zur Mittellinie der Walzstraße aufweisen.
Die Lage der Bezugsflächen an beweglichen Bauteilen des Vertikalwalzgerüsts sind hinsichtlich des Abstands der Längsmittelachse der Vertikalrollen bestimmt und bekannt. Die Lage der Bezugsflächen an stationären Bauteilen des Vertikalwalzgerüsts sind hinsichtlich des Abstandes zur Mittellinie der Walzstraße bestimmt und bekannt.
Für den Fall, dass sich sowohl die stationäre Bezugsfläche als auch die bewegliche Bezugsfläche auf der dem Walzgut bzw der Kalibrierbramme zugewandten Seite der Vertikalrolle befinden, kann der Ist-Abstand von der Mittellinie der Walzstraße bis zu der Längsmittelachse einer Vertikalrolle über folgende Formel berechnet werden: $A_{Ist} = A_{bew} + A_{stat} + A_{fahr}$
wobei
A_Ist den Ist-Abstand der Längsmittelachse der betreffenden Vertikalrolle zur Mittellinie der Walzstraße bezeichnet,
A_stat den Abstand der stationären Bezugsfläche von der Mittellinie der Walzstraße bezeichnet,
A_bew den Abstand der beweglichen Bezugsfläche von der Längsmittelachse der Vertikalrolle bezeichnet und
A_fahr die Wegstrecke der Rückstellbewegung in die entlastete Stellung bezeichnet, beispielsweise gemessen mit einem Positionsgeber eines Anstellsystems.
Die vorstehende Berechnung geht davon aus, dass sich die Kalibrierstellung auf der dem Walzgut bzw. der Kalibrierbramme zugewandten Seite der Vertikalrollen befindet. Genauso funktional und technisch im Rahmen der Erfindung möglich ist eine Kalibrierstellung, die sich jeweils an den äußeren Bereichen des Vertikalwalzgerüstes befindet. In diesem Falle würden sich die Bezugsflächen jeweils an den äußeren Bereichen des Vertikalwalzgerüstes befinden. Dann würden sich die Bezugsflächen berühren, die beispielsweise stationär an den Querhäuptern einerseits und beweglich an den Traversen andererseits vorgesehen sein können.
Das Verstellen der Vertikalrollen-Einheit in die Kalibrierstellung und/oder das Rückstellen der Vertikalrollen-Einheit in die entlastete Stellung erfolgt zweckmäßigerweise mittels wenigstens eines Anstellsystems und/oder mittels wenigstens eines Rückholsystems.
Das Anstellsystem kann wenigstens ein translatorisch bewegtes Element, beispielsweise einen Anstellzylinder oder eine Anstellschraube umfassen. Ebenso kann das Rückholsystem wenigstens ein translatorisch bewegtes Element in Form eines Schraubentriebs oder eines Rückholzylinders umfassen.
Das Anstellsystem und/oder das Rückholsystem sind bevorzugt als hydraulische Systeme ausgebildet, die entsprechende Kolben-Zylinderanordnungen umfassen.
Das Anstellen der Vertikalrollen-Einheit in eine definierte Betriebsstellung erfolgt zweckmäßigerweise mittels wenigstens eines Anstellsystems und/oder mittels wenigstens eines Rückholsystems.
Der Kalibriervorgang gemäß Verfahrensschritt a) wird vorzugsweise über wenigstens ein Messglied, beispielsweise über einen Positionsgeber überwacht, um einen Soll/Ist-Abgleich von tatsächlicher Position und gewollter Position der Vertikalrollen durchführen zu können. Hierzu kann in dem Anstellsystem wenigstens ein Positionsgeber vorgesehen sein.
Beispielsweise kann das Erreichen der definierten entlasteten Stellung der Vertikalrollen-Einheit mittels wenigstens eines Messgliedes, vorzugsweise mittels eines Positionsgebers, an wenigstens einer hydraulischen Kolben-Zylinder Anordnung des wenigstens einen hydraulischen Anstellsystems und/oder des wenigstens einen hydraulischen Rückholsystems überwacht werden.
Eine bevorzugte Variante des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass der Verfahrensschritt a) umfasst, dass zunächst wenigstens eine erste Bezugsfläche definierter Lage an einer Vertikalrollen-Einheit oder an einem an die Vertikalrollen-Einheit angrenzenden mit der Vertikalrollen-Einheit beweglichem Bauteil mit wenigstens einer zweiten in Bezug auf die Mittellinie der Walzstraße ortsfesten Bezugsfläche definierter Lage an dem Vertikalwalzgerüst, vorzugsweise unter Aufwendung einer Anstellkraft, zur Anlage gebracht wird. Ein solches bewegliches Bauteil kann beispielsweise eine Traverse oder ein Einbaustück des Vertikalwalzgerüsts sein.
Das Verstellen der Vertikalrollen-Einheit gemäß Verfahrensschritt a) kann über eine erste Wegstrecke mit einer erhöhten Geschwindigkeit und über eine zweite Wegstrecke mit einer verringerten Geschwindigkeit erfolgen, bis die erste und die zweite Bezugsfläche einander berühren.
Danach ist vorzugsweise eine Erhöhung der Anstellkraft bei sich berührenden einander zugeordneten Messflächen vorgesehen, gefolgt von einer Rückstellung der Vertikalrollen-Einheit mit zugeordneten beweglichen Bauteilen bis zu der definierten entlasteten Stellung. Die Erhöhung der Anstellkraft als auch die Zeitdauer der Einwirkung werden vorzugsweise jeweils einzeln begrenzt.
Die Anstellkraft der einander berührenden Bezugsflächen kann mittels wenigstens eines Druckgebers an wenigstens einer Kolben-Zylinder-Anordnung des hydraulischen Anstellsystems und/oder des hydraulischen Rückholsystems überwacht und auf einen vorgegebenen Höchstwert begrenzt werden. Der Druckgeber wirkt wie ein Endschalter.
Wenn die Bezugsflächen an den beweglichen und stationären Bauteilen des Vertikalwalzgerüsts so zueinander angeordnet sind, dass diese eine Position erreicht haben, in der sich die Bezugsflächen so berühren, dass eine weitere Positionsänderung unmöglich ist, kann die Ist-Position der Vertikalrolle mit einer Soll-Position verglichen werden.
Zweckmäßigerweise erfolgt das Anstellen der Vertikalrollen-Einheit in die entlastete Stellung mittels wenigstens eines hydraulischen Anstellsystems und/oder mittels wenigstens eines hydraulischen Rückholsystems, wobei das Erreichen der entlasteten Stellung mittels wenigstens eines Meßgliedes, vorzugsweise mittels eines Positionsgebers PG an wenigstens einer hydraulischen Kolben-Zylinder Anordnung des wenigstens einen hydraulischen Anstellsystems und/oder des wenigstens einen hydraulischen Rückholsystems überwacht wird.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Anstellkraft gemäß Verfahrensschritt C) auf einen Wert begrenzt wird, der unterhalb der plastischen Verformung der Kalibrierbramme liegt. Dadurch ist es grundsätzlich möglich die Kalibrierbramme für eine Vielzahl von Kalibriervorgängen zu verwenden.
Die Anstellkraft wird vorzugsweise wenigstens auf einen Wert begrenzt, bei dem die elastische Verformung der Kalibrierbramme unterhalb eines definierten Grenzwertes für das zu erwartende Kalibrierergebnis liegt.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Kalibrieren des Vertikalwalzgerüstes gemäß der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Kalibrierbramme erfolgt, die für die nochmalige Verwendung unbrauchbar wird. Dann ist vorzugsweise die Anstellkraft gemäß Verfahrensschritt C) auf einen Wert begrenzt ist, der oberhalb der plastischen Verformung der Kalibrierbramme liegt.
Wenn eine plastische Verformung der Kalibrierbramme während des Kalibriervorgangs in Kauf genommen wird, kann vorgesehen sein, jeweils bestimmte Teilabschnitte der Länge der Kalibrierbramme für jeweils einen Kalibriervorgang zu verwenden. Hierzu kann ein bestimmter zu kalibrierender Abschnitt der Kalibrierbramme mit einem Bandverfolgungssystem erfasst und verfolgt werden.
Bei der Variante des Verfahrens, bei der eine plastische Verformung der Kalibrierbramme während des Kalibriervorgangs vorgesehen ist bzw. in Kauf genommen wird, kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Verfahren das Ermitteln der Ist-Breite der Kalibrierbramme zeitlich nach dem Eingriff der Vertikalrollen und das Berechnen der Soll-Abstände der Längsmittelachsen der Vertikalrollen umfasst, wobei die Soll-Abstände in Abhängigkeit der Ist-Abstände der Längsmittelachsen der Vertikalrollen von der Mittellinie der Walzstraße unter Berücksichtigung der sich nach dem Eingriff der Vertikalrollen einstellenden Ist-Breite der Kalibrierbramme berechnet werden.
Die Ist-Breite der Kalibrierbramme kann mit mindestens einem in der Walzstraße befindlichen oder für diese Zwecke eigens in die Walzstraße eingebrachten Breitenmessgerät durchgeführt werden, das sich vor und/oder hinter dem Vertikalwalzgerüst befindet. In diesem Fall wird der bei der Breitenmessung zu berücksichtigende Längsabschnitt der Kalibrierbramme durch das zuvor erwähnte Bandverfolgungssystem bestimmt.
Die Messung der Breite der Kalibrierbramme kann beispielsweise auch unter Zuhilfenahme wenigstens einer in der Walzstraße vorgesehenen Einlaufseitenführung eines Walzgerüsts und/oder eine in der Walzstraße vorgesehenen Auslaufseitenführung eines Walzgerüsts oder des zu kalibrierenden Vertikalwalzgerüsts durchgeführt werden. Dabei ist es grundsätzlich möglich, die Breite der Kalibrierbramme in einer Vorwärts- und/oder Rückwärtsbewegung eines Teilbereichs der Kalibrierbramme zu messen.
Die Ermittlung der Breite der Kalibrierbramme kann in diesem Fall auch durch eine manuelle Messung erfolgen.
Erfindungsgemäß kann die Verwendung einer Kalibrierbramme vorgesehen sein, die wenigstens ein austauschbares Verschleißelement aufweist, das ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend wenigstens eine austauschbare Kaliberplatte und wenigstens eine austauschbare Zentrierplatte.
Durch das Anbringen von wenigstens einer Kaliberplatte bzw. Verschleißplatte an wenigstens einer Seitenkante der Kalibrierbramme, die der Einwirkung einer Vertikalrolle ausgesetzt ist, wird die Möglichkeit geschaffen, den betreffenden Abschnitt der Kalibrierbramme durch Austausch der wenigstens einen Kaliberplatte wieder in den ursprünglichen Zustand in Bezug auf die definierte bzw. vorgegebene Breite zu versetzen.
Die Länge der Kalibrierbramme kann so gewählt sein, dass sie beispielsweise über eine Teillänge in einer dem Vertikalwalzgerüst vorgeschalteten oder nachgeschalteten Seitenführung angeordnet ist bzw. zentriert wird, wohingegen sich eine weitere Teillänge der Kalibrierbramme in Eingriff mit den Vertikalrollen des Vertikalwalzgerüsts befindet.
Zweckmäßigerweise wird die Kalibrierbramme in Walzrichtung vor und/oder hinter dem Vertikalwalzgerüst mit wenigstens einer vor- und/oder nachgeschalteten Seitenführung in Bezug auf die Mittellinie der Walzstraße zentriert. Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Kalibrieranordnung in einer Walzstraße zum Walzen von metallenen Erzeugnissen bereitgestellt. Die Kalibrieranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung kann zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens bestimmt und geeignet sein.
Die Kalibrieranordnung gemäß der Erfindung umfasst wenigstens ein Vertikalwalzgerüst mit wenigstens zwei jeweils in Vertikalrollen-Einheiten gelagerten Vertikalrollen, die einen Walzspalt definieren und die mit wenigstens einem vorzugsweise hydraulischen Anstellsystem und/oder wenigstens einem vorzugsweise hydraulischen Rückholsystem in Bezug auf eine vorgegebene Mittellinie mehrerer in der Walzstraße angeordneter Komponenten verstellbar sind, wobei die Kalibrieranordnung wenigstens eine erste Bezugsfläche definierter Lage an wenigstens einer Vertikalrollen-Einheit oder an einem mit dieser beweglichen Bauteil umfasst, die mit der Vertikalrollen-Einheit bewegbar ist und wenigstens eine zweite in Bezug auf die Mittellinie stationäre Bezugsfläche sowie eine Steuerung umfasst, mit welcher mit wenigstens einem Positionsgeber des Anstellsystems und/oder des Rückholsystems ein Verstellen der Vertikalrollen-Einheiten quer zur Mittellinie gegen die zweite Bezugsfläche als ortsfester Anschlag des Vertikalwalzgerüsts und ein Rückstellen der Vertikalrollen-Einheiten in eine definierte entlastete Stellung bewirkt werden kann.
Erfindungsgemäß kann wenigstens jeweils an einem oberen und/oder an einem unteren Einbaustück der Vertikalrollen und/oder an einem angrenzenden mit der Vertikalrollen-Einheit beweglichen Bauteil wenigstens eine erste Bezugsfläche vorgesehen sein.
An wenigstens einem oberen und/oder an einem unteren Walzbalken des Vertikalwalzgerüsts und/oder jeweils an Querhäuptern des Vertikalwalzgerüsts kann wenigstens eine zweite stationäre Bezugsfläche vorgesehen sein.
Wenigstens eine der ersten und/oder zweiten Bezugsflächen kann bezüglich ihrer Lage justierbar sein.
Bei einer bevorzugten Variante der Kalibrieranordnung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine erste Bezugsfläche und/oder die wenigstens eine zweite Bezugsfläche als verstellbare bzw. einstellbare und/oder austauschbare Messplatten ausgebildet sind.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Kalibrieranordnung wenigstens eine Einrichtung umfasst, die ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend wenigstens einen Positionsgeber PG zur Überwachung der Position der Vertikalrollen-Einheiten, wenigstens einen Druckgeber DG, über welchen eine Anstellkraft der wenigstens einen ersten Bezugsfläche gegen die wenigstens eine zweite Bezugsfläche begrenzbar ist, wenigstens ein Breitenmessgerät BM zur Vermessung der Ist-Breite der Kalibrierbramme und wenigstens ein Bandverfolgungssystem BV zur Verfolgung von Teilbereichen der Kalibrierbramme.
Die Kalibrieranordnung gemäß der Erfindung kann beispielsweise eine Breitenmesseinrichtung umfassen, die als Einlaufseitenführung und/oder Auslaufseitenführung eines Walzgerüsts, vorzugsweise des Vertikalwalzgerüsts ausgebildet ist. Die Messung der Breite der Kalibrierbramme bzw. eines Teilbereichs der Kalibrierbramme kann beispielsweise mittels Positionsgeber oder durch Anstellen von Seitenführungslinearen an den Kalibrierbrammen-Teilbereich durchgeführt werden. Die Einlaufseitenführung bzw. die Auslaufseitenführung werden vorzugsweise mit vorzugsweise hydraulisch angetriebenen Zylindern verfahren, wobei der hydraulische Antrieb vorzugsweise mit Positionsgebern und/oder Druckgebern überwacht wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Vertikalwalzgerüstes mit einer Kalibrieranordnung gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt und in Durchlaufrichtung des Walzguts betrachtet,
2 eine Draufsicht auf das in 1 dargestellte Vertikalwalzgerüst, teilweise im Schnitt,
3 eine der 1 entsprechende Ansicht mit der zwischen den Vertikalrollen angeordneten Kalibrierbramme während des Verfahrensschritts C),
4 eine Seitenansicht eines Teils der Walzstraße mit dem in der Walzstraße angeordneten Vertikalwalzgerüst, teilweise im Schnitt und
5 eine schematische Draufsicht auf das Vertikalwalzgerüst und eine vorgeschaltete Einlaufseitenführung während des Verfahrensschritts C).

Das Vertikalwalzgerüst 1 mit der Kalibrieranordnung gemäß der Erfindung umfasst zwei in ortsfesten Walzenständern verstellbar angeordnete Vertikalrollen-Einheiten 3. Die Walzenständer sind bezüglich einer Mittellinie 2 mehrerer in einer Walzstraße angeordneter Komponenten einer Walzstraße ausgerichtet. In der Zeichnung sind die Querhäupter 4, die Ständerholme 5 und der obere und untere Walzbalken 6A und 6B des Vertikalwalzgerüsts 1 dargestellt. Die Vertikalrollen-Einheiten 3 umfassen jeweils eine Vertikalrolle, die in einem oberen Einbaustück 8A und einem unteren Einbaustück 8B gelagert ist. Die Einbaustücke 8A, 8B sind jeweils über Traversen 9 miteinander verbunden und mit den Traversen 9 relativ zueinander bezüglich der Mittellinie 2 verstellbar. Die Verstellung der Vertikalrollen-Einheiten 3 erfolgt über ein hydraulisches Anstellsystem und über ein hydraulisches Rückholsystem. Sowohl das Anstellsystem als auch das Rückholsystem können alternativ wenigstens teilweise als mechanische Systeme ausgebildet sein. Das Anstellsystem umfasst auf jeder Seite des Vertikalwalzgerüsts 1 (Bedienseite und Antriebsseite) einen oberen und einen unteren Anstellzylinder 10A, 10B, die jeweils auf das obere und das untere Einbaustück 8A, 8B einwirken.
Das Rückholsystem umfasst auf jeder Seite einen Rückholzylinder 11, der jeweils mit der Traverse 9 in Wirkverbindung steht. Die Traversen 9 sind gemeinsam mit den Einbaustücken 8A, 8B bewegbar.
1 zeigt das Vertikalwalzgerüst 1 während des Verfahrensschritts A), der das Ermitteln von Ist-Abständen der Vertikalrollen 7 zur Mittellinie 2 der Walzstraße in einer vorgegebenen Betriebsstellung umfasst, wobei die Ist-Abstände ermittelt werden, wenn sich kein Material, beispielsweise in Form von Walzgut, zwischen den Vertikalrollen befindet. Der Verfahrensschritt A In der in 1 gezeigten Position der Vertikalrollen-Einheiten 3 befinden diese sich in der Kalibrierstellung gemäß Verfahrensschritt a), in der die Vertikalrollen-Einheiten 3 gegen einen ortsfesten Anschlag des Vertikalwalzgerüsts 1 verfahren sind. Der ortsfeste Anschlag wird durch stationäre Bezugsflächen gebildet, die eine bestimmte und bekannte Lage bezüglich der Mittellinie 2 aufweisen, gegen die in der in 1 gezeigten Stellung bewegliche Bezugsflächen an den Vertikalrollen-Einheiten 3 anliegen. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Anschlag durch ortsfeste bzw. stationäre Messplatten 12A und 12B gebildet, die jeweils beiderseits des oberen Walzbalkens 6A und des unteren Walzbalkens 6B vorgesehen sind. Für die Funktionsweise der Kalibrieranordnung ist es ausreichend, nur stationäre Messplatten 12A, 12B an dem oberen Walzbalken 6A oder an dem unteren Walzbalken 6B vorzusehen.
An den oberen Einbaustücken 8A und an den unteren Einbaustücken 8B der Vertikalrollen-Einheiten 3 sind jeweils auf der der Mittellinie 2 zugewandten Seite der Einbaustücke 8A, 8B als bewegliche Bezugsflächen obere und untere bewegliche Messplatten 14A, 14B vorgesehen. Diese beweglichen Messplatten sind an dem jeweiligen Einbaustück 8A, 8B, gegebenenfalls verstellbar befestigt, und gemeinsam mit den Einbaustücken 8A, 8B beweglich. Die stationären Messplatten 12A, 12B besitzen eine bestimmte bekannte Lage bezüglich der Mittellinie 2, die beweglichen Messplatten 14A, 14B besitzen eine bekannte bestimmte Lage bezüglich der Längsmittelachsen 13 der Vertikalrollen 7.
Erfindungsgemäß ist in einer Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung eine automatische Kalibrierung der Lage der Vertikalrollen 7 des Vertikalwalzgerüsts 1 bezüglich der Mittellinie 2 der Walzstraße unter Einbeziehung des Anstellsystems und des Rückholsystems des Vertikalwalzgerüsts 1 vorgesehen. Das Anstellsystem und das Rückholsystem bzw. die dazugehörigen Anstellzylinder 10A und 10B und Rückholzylinder 11 werden über eine Steuerung S angesteuert. Wenigstens einer der Anstellzylinder 10A umfasst einen Positionsgeber PG, über den in der Steuerung S ein Soll/Ist Abgleich von tatsächlicher Position und angesteuerter Position der betreffenden Vertikalrolle 7 erfolgen kann. Weiterhin ist ein Druckgeber DG vorgesehen, der die Druckbeaufschlagung des Rückholzylinders 11 überwachen kann. Jeweils ein Druckgeber DG kann alternativ oder zusätzlich an einem oder mehreren Anstellzylindern 10A, 10B vorgesehen sein. Die automatische Kalibrierung gemäß der Erfindung wird für jede Seite des Vertikalwalzgerüsts 1 (Bedienseite und Antriebsseite) separat und unabhängig von der jeweils anderen Seite durchgeführt. Die hierfür erforderliche Sensorik ist auf jeder Seite des Vertikalwalzgerüsts 1 vorgesehen. In 1 ist jedoch nur eine Steuerung, Positionsüberwachung und Drucküberwachung für eine Seite eingezeichnet. Das Ausführungsbeispiel ist so zu verstehen, dass eine solche Steuerung, Positionsüberwachung und Drucküberwachung für jede der Seiten des Vertikalwalzgerüsts 1 vorgesehen ist. Hierzu bewirkt die Steuerung S bei nicht im Walzbetrieb befindlichem Vertikalwalzgerüst 1 zunächst eine Verstellung der oberen und unteren Einbaustücke 8A, 8B unter Zuhilfenahme der Anstellzylinder 10A, 10B und des Rückholzylinders 11 in Richtung auf die Mittellinie 2 solange, bis die beweglichen Messplatten 14A, 14B gegen die stationären Messplatten 12A, 12B anliegen. Diese Verstellbewegung erfolgt über eine erste Wegstrecke mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit und über eine zweite Wegstrecke mit einer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit unter Aufbringung einer vorgegebenen Anstellkraft, deren Anstieg über den Druckgeber DG überwacht wird. Der Vorgang wird beendet, wenn der von dem Druckgeber DG detektierte Druck einen vorgegebenen Wert überschreitet. Damit wird eine Endlage der Vertikalrollen-Einheit 3 in der Kalibrierstellung detektiert, in der der anfängliche Abstand der Längsmittelachsen 13 der Vertikalrollen 7 zur Mittellinie 2 der Summe aus dem Abstand der Längsmittelachsen 13 von den unteren und/oder oberen beweglichen Messplatten 14A, 14B und dem Abstand zwischen den oberen und/oder unteren stationären Messplatten 12A, 12B zur Mittellinie 2 entspricht.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Kalibrierstellung vorgesehen sein, die sich jeweils an den äußeren Bereichen des Vertikalwalzgerüstes 1 befindet. In diesem Fall befinden sich die Bezugsflächen jeweils an den äußeren Bereichen des Vertikalwalzgerüstes 1. Dies ist in den Figuren nur andeutungsweise mit gestrichelten Linien dargestellt. Die oberen und die unteren beweglichen Messplatten in dieser alternativen Ausgestaltung sind mit 14A' und 14B' bezeichnet. Die oberen und die unteren stationären Messplatten sind in dieser alternativen Ausgestaltung mit 12A' und 12B' bezeichnet. Die oberen und die unteren beweglichen Messplatten 14A' und 14B' sind bei der alternativen Ausgestaltung auf den den Vertikalrollen 7 abgewandten Seiten der Traversen 9 vorgesehen. Die oberen und unteren stationären Messplatten 12A' und 12B' sind hingegen auf den den Vertikalrollen 7 zugewandten Seiten der Querhäupter 4 des Vertikalwalzgerüsts 1 vorgesehen. Daraus ergibt sich, dass eine Kalibrierstellung diejenige Stellung ist, in der die Vertikalrollen 7 vollständig auseinandergefahren sind.
In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt eine Rückstellung der Vertikalrollen-Einheiten 3 in eine definierte bzw. vorgegebene entlastete Position mittels des Anstellsystems und/oder des Rückholsystems. Dabei wird vorzugsweise die zurückgelegte Wegstrecke der Vertikalrollen-Einheiten 3 über den Positionsgeber PG des Anstellsystems oder über einen Positionsgeber des Rückholsystems überwacht. Die vorgegebene, definierte entlastete Position kann etwa einer vorgesehenen Betriebsstellung des Vertikalwalzgerüsts 1 entsprechen.
Der Ist-Abstand A_lst von der Mittellinie 2 der Walzstraße bis zu der Längsmittelachse 13 einer Vertikalrolle 7 kann über folgende Formel berechnet werden: $A_{Ist} = A_{bew} + A_{stat} + A_{fahr}$
wobei
A_stat den Abstand der stationären Bezugsfläche von der Mittellinie der Walzstraße bezeichnet,
A_bew den Abstand der beweglichen Messplatten von der Längsmittelachse 13 der Vertikalrolle bezeichnet und
A_fahr die Wegstrecke der Rückstellbewegung in die entlastete Stellung bezeichnet, beispielsweise gemessen mit einem Positionsgeber des Anstellsystems.
Die vorgegebene entlastete Stellung der Vertikalrollen-Einheiten 3 bzw. der Vertikalrollen 7 wird so bestimmt, dass die Abstände A_Ist1 und A_Ist2 von der Mittellinie 2 der Walzstraße gleich sind.
Die andere Kalibrierungsstufe des Verfahrens gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 erläutert. Diese Kalibrierungsstufe umfasst das Bereitstellen wenigstens einer Kalibrierbramme 20 mit einer bekannten und bestimmten Breite und das Einbringen der Kalibrierbramme 20 in das Vertikalwalzgerüst 1 sowie das Anstellen der Vertikalrollen 7 gegen die Kalibrierbramme 20 mit einer definierten Anstellkraft während die Kalibrierbramme 20 durch das Vertikalwalzgerüst 7 hindurch geführt wird. Die Darstellung in 3 entspricht derjenigen gemäß 1 mit dem Unterschied, dass sich die Kalibrierbramme 20 zwischen den Vertikalrollen 7 befindet. Gemäß dem Verfahrensschritt B) erfolgt in dieser Stufe des Kalibrierverfahrens ein Anstellen der Vertikalrollen 7 gegen die Kalibrierbramme 20 mit einer definierten Anstellkraft. Wie eingangs bereits ausgeführt wurde, kann das Anstellen der Vertikalrollen 7 gegen die Kalibrierbramme 20 mit einer Anstellkraft erfolgen, die unterhalb der plastischen Verformung des Materials angesiedelt ist, sodass für eine folgende Berechnung der Soll-Abstände der Längsmittelachsen 13 der Vertikalrollen 7 die bekannte Breite der Kalibrierbramme 20 zugrunde gelegt werden kann. In diesem Falle ist es nicht erforderlich, die Breite der Kalibrierbramme 20 zu messen.
Alternativ kann das Anstellen der Vertikalrollen 7 mit einer Anstellkraft erfolgen, die oberhalb der plastischen Verformung der Kalibrierbramme 20 angesiedelt ist. Bei der in 4 dargestellten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird davon ausgegangen, dass die Anstellkraft so gewählt ist, dass die Breite der Kalibrierbramme 20 dadurch beeinflusst wird, sodass eine anschließende Messung der Breite zwecks Berechnung der Soll-Abstände vorgesehen ist.
Bei der anhand von 5 dargestellten Verfahrensvariante ist vorgesehen, dass die Anstellkraft so gewählt ist, dass eine anschließende Messung der Breite der Kalibrierbramme 20 nicht mehr erforderlich ist.
4 zeigt eine Seitenansicht der Walzstraße, in der über einen ersten Rollgang 15 die Kalibrierbramme dem Vertikalwalzgerüst 1 zugeführt wird. Dem Vertikalwalzgerüst 1 ist in Walzrichtung, die mit einem Pfeil bezeichnet ist, ein Horizontalwalzgerüst 16 nachgeschaltet. Dem Vertikalwalzgerüst 1 ist eine Einlaufseitenführung 17 vorgeschaltet, dem Horizontalwalzgerüst 16 ist eine Auslaufseitenführung 18 nachgeschaltet. Die Kalibrierbramme 20 gelangt zunächst über den ersten Rollgang 15 unter seitlicher Führung in das Vertikalwalzgerüst 1, wobei dort die Vertikalrollen 7 gegen die Kalibrierbramme 20 bzw. gegen deren Seitenkanten angestellt werden. Sodann wird die Kalibrierbramme 20 dem Horizontalwalzgerüst 16 zugeführt und über einen zweiten Rollgang 19 durch die Auslaufseitenführung 18 weitertransportiert. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel umfassen die Einlaufseitenführung 17 und/oder die Auslaufseitenführung 18 jeweils Lineale und/oder optische Messeinrichtungen, mit denen über Positionsgeber die Breite der Kalibrierbramme 20 gemessen wird. Die hierzu erfindungsgemäß vorgesehene Breitenmesseinrichtung BM ist nur schematisch dargestellt. Diese leitet die für die Breite der Kalibrierbramme 20 repräsentativen Messwerte an die Steuereinrichtung S weiter.
Je nachdem, ob die Kalibrierbramme 20 in einem Vorwärtsstich oder in einem Rückwärtsstich durch das Vertikalwalzgerüst 1 hindurchgeführt wird, ist es erforderlich, das Horizontalwalzgerüst 16 nur zum Transport der Kalibrierbramme 20 zu verwenden, da während eines Horizontalwalzstichs zwangsläufig die Breite der Kalibrierbramme 20 beeinflusst wird.
Mit BV ist ein Bandverfolgungssystem bezeichnet, mit dem Teilbereiche der Kalibrierbramme 20 verfolgbar sind. Dies ist insbesondere dann sinnvoll und zweckmäßig, wenn eine Kalibrierbramme 20 mehrfach zur Durchführung der Kalibrierung verwendet werden soll. Dann können jeweils Teilbereiche bzw. Teillängen der Kalibrierbramme 20 mit den Vertikalrollen 7 des Vertikalwalzgerüsts 1 in Eingriff gebracht werden. Diese Teilbereiche können dann mittels des Bandverfolgungssystems erfasst werden und deren Breite kann gezielt gemessen werden.
5 veranschaulicht einen Teil des Verfahrens gemäß der Erfindung, bei dem, wie vorstehend bereits erwähnt, eine Breitenmessung der Kalibrierbramme 20 nicht vorgesehen ist. Gleiche Bauteile sind in 5 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Länge der Kalibrierbramme 20 ist so bemessen, dass diese sich wenigstens durch die Einlaufseitenführung 17 und das in Walzrichtung nachgeschaltete Vertikalwalzgerüst 1 erstrecken kann. Die Walzrichtung ist in 5 mit einem Pfeil angedeutet. An dem in Walzrichtung führenden Ende der Kalibrierbramme 20 ist diese mit einer auswechselbaren Kaliberplatte 21 versehen. Die Kaliberplatte 21, die sich über die Höhe der Kalibrierbramme 20 erstreckt und seitlich vorstehend ausgebildet ist, ist so bemessen, dass diese im Wesentlichen die Breite der Kalibrierbramme 20 im Bereich des Eingriffs der Vertikalrollen 7 des Vertikalwalzgerüsts 1 bestimmt. Die Auswechselbarkeit der Kaliberplatte 21 gewährleistet, dass eine verschleißbedingte Veränderung der Breite der Kalibrierbramme 20 in dem betreffenden Bereich ausgeglichen werden kann.
An dem in Walzrichtung nacheilenden Ende der Kalibrierbramme 20 ist eine Zentrierplatte 22 vorgesehen, die sich über die Höhe der Kalibrierbramme 20 erstreckt und seitlich vorstehend angeordnet ist. Die Zentrierplatte 22 ist auswechselbar und bewirkt zusammen mit der Einlaufseitenführung 17 eine Zentrierung der Kalibrierbramme 20 bezüglich der Mittellinie 2 der Walzstraße zwischen den Vertikalrollen.
Bezugszeichenliste

1: Vertikalwalzgerüst
2: Mittellinie der Walzstraße
3: Vertikalrollen-Einheit
4: Querhäupter des Vertikalwalzgerüsts
5: Ständerholme
6A: oberer Walzbalken
6B: unterer Walzbalken
7: Vertikalrollen
8A: obere Einbaustücke
8B: untere Einbaustücke
9: Traversen
10A: obere Anstellzylinder
10B: untere Anstellzylinder
11: Rückholzylinder
12A: obere stationäre Messplatten
12B: untere stationäre Messplatten
12A': obere stationäre Messplatten, alternative Anordnung
12B': untere stationäre Messplatten, alternative Anordnung
13: Längsmittelachse der Vertikalrollen
14A: obere bewegliche Messplatten
14B: untere bewegliche Messplatten
14A': obere bewegliche Messplatten, alternative Anordnung
14B': untere bewegliche Messplatten, alternative Anordnung
15: erster Rollgang
16: Horizontalwalzgerüst
17: Einlaufseitenführung
18: Auslaufseitenführung
19: zweiter Rollgang
20: Kalibrierbramme
21: Kaliberplatte
22: Zentrierplatte
S: Steuerung
PG: Positionsgeber
DG: Druckgeber
BM: Breitenmesseinrichtung
BV: Bandverfolgungssystem

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

CN 102688904 A [0004]
CN 102989792 A [0005]
JP 2012218060 A [0006]

Claims

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