DE1809260A1 - Walzwerk - Google Patents

Description

DR. MÜLLER-BORE DIPL.-ΙΝβ. GRALFS 1 8 0 9 2 6 Π

DIPL.-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL

PATENTANWÄLTE

München, den 14. November 1968 Bol/S -.B 627

THE BRITISH IRON AND STEEL RESEARCH

ASSOCIATION 24- Buckingham Gate, London S.W.1., England

Walzwerk

Die Erfindung bezieht sich auf Walzwerke und betrifft insbesondere, jedoch nicht ausschliesslich ein Stangenoder Stab- bzw. Drahtwalzwerk.

Beim Walzen von Stangen oder Stäben beispielsweise in einem Stahlwerk hängt die Breite der Stange oder des Stabes, die bzw. der das letzte Walzengerüst verlässt , zu einem gewissen Ausmaß von der Höhe der Stange oder des Stabes ab, der das vorletzte Walzengerüst verlässt. Falls die Höhe und Breite des das letzte Walzengerüst verlassenden Materials beide innerhalb enger Grenzen eines erwünschten Wertes gehalten werden sollen, ist es folglich erwünscht, die Walzenspalthöhe des letzten und vorletzten Walzengerüstes zu steuern.

Um dieses zu erreichen, ist es erforderlich, die entsprechenden Abmessungen des Materials, welches gewalzt wird, zu messen, und dann mittels einer Servo-Einrichtung oder einem ähnlichen System die entsprechenden

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Walzenspalten einzustellen, um ^jede Abweichung von der erwünschten Höhe und Breite zu korrigieren.

Wenn eine solche Einstellung wirksam sein soll, insbesondere bei den hohen Walzgeschwindigkeiten, welche bei Materialien mit einem kleinen Querschnitt angewendet werden, ist es wichtig, dass die Trägheit der Walzen in ihren Anbringungen an dem Walzwerk niedrig ist, so dass der Frequenzgang oder das Ansprechvermögen des Walzenspalts__einstell-Servosystems angemessen ist, um Fehler in dem erzeugten Stangen- oder Stabmaterial auszuschalten oder zumindest zu verringern.

Ein Ziel der Erfindung besteht daher- in der Schaffung einer Anordnung für ein Walzwerkgerüst«, insbesondere, .jedoch nidLu ausschliesslich für das letzte und vor™ .letzte Valzenkaliber bzw» den letzten und vorletzten Walzenständer, bei dem die Arbeitswalzen des Gerüstes einstellbar an dem Walzwerkrahmen angebracht sind, so dass der Walzenspalt eingestellt werden kann, und bei dem die beim Einstellen des Walzenspaltes zu überwindende Trägheit niedrig ist unter Berücksichtigung der Massen der zugeordneten Maschinenelemente zur Schaffung einer ausreichenden Konstruktionsfestigkeit und Starrheit, um den Walzbelastungen zu widerstehen.

Ein Walzwerkgerüst mit einem Ständer und zwei Arbeitswalzen, die drehbar an dem Ständer antriebsmässig gelagert sind, kennzeichnet sich gemäss der Erfindung dadurch, dass wenigstens eine der Arbeitswalzen drehbar in einem Arm gelagert ist, der schwenkbar an dem Ständer angelenkt ist, um eine Einstellung des Walzenspaltes zwischen den Walzen zu ermöglichen.

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Die Arbeitswalzen werden vorzugsweise gestützt durch Stützwalzen oder Gegenwalzen, von denen die eine Stützoder Gegenwalze drehbar mit ihrer zugeordneten Arbeitswalze in dem Arm gelagert ist.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung erläutert; in dieser zeigen:

Figur 1 eine allgemeine Ansicht eines eng gekuppelten Doppelständer-Vierwalzen-Stangen- oder Stabwalzwerks gemäss der Erfindung, gesehen entlang der Materialdurchgangslinie (Einstichlinie),

Figur 2 eine Draufsicht des Walzwerks,

Figur 3 eine Teilschnittansicht nach Linie A-A der Fig. 2,

Figur 4- eine Teilschnittansicht nach linie B-B der Fig. 2,

Figur 5 eine Ansicht nach Linie D-D der Fig. 3$

Figur 6 eine Ansicht nach Linie E-E der Fig. 3 und

Figur 7 eine senkrechte Teilschnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Stützwalzenanbringung.

Wie aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, weist die dargestellte Ausführungsform zwei eng gekuppelte Walzenständer 10 und 11 auf, die jeweils in üblicher Weise angetrieben werden von einem entsprechenden Elektromotor über ein Untersetzungsgetriebe 12 bzw. 13.

Die beiden Walzenständer oder Walzengerüste K υ- j 1 dieser Ausführungsform sind jeweils als letzter und vorletzter Walzensatz bzw. Walzengang beim Walzen eines Stab- oder Stangenmaterials 14 angeordnete». Die beiden

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Ständer 10 und 11 sind an einem gemeinsamen Gerüst 15 angeordnet in einer solchü Weise, die als Arbeitsweise "ohne Verdrehung oder Verwindung" bekannt ist, da es nicht notwendig ist, das zu walzende Material zwischen den beiden Kalibern um seine Achse zu drehen. Dieses wird selbstverständlich erreicht durch die Anordnung der beiden Ständer in einem Winkel von 90° zueinander, so dass ihre Angriffs- oder Wirkungslinien ebenfalls um 90° zueinander liegen.

Die beiden Walzenständer 10 und 11 weisen jeweils ein Paar Arbeitswalzen 20 und 21 auf, welche durch die Stützwalzen 22 bzw. 23 gestützt werden. Die Arbeitswalze 20 und ihre zugeordnete Stützwalze 22 an jedem der Ständer 10 und 11 sind jeweils drehbar in einem Arm 24 gelagert, und die Arbeitswalze 21 und ihre zugeordnete Stützwalze 23 eines jeden Ständers 10 und sind jeweils drehbar in einem Arm 25 gelagert. Ein bevorzugtes Verfahren zur Anbringung der Arbeitswalzen 20 und 21 zur Drehung an ihren jeweiligen Wellen in den Armen 24 und 25 ist in der gleichzeitig laufenden Patentanmeldung der Anmelderin beschrieben, welche unter dem Titel "Walzwerk-Walzenanbringung" unter demselben Datum eingereicht wurde.

Um den Walzenspalt zwischen den Arbeitswalzen 20 und einstellen zu können, sind die Arme 24 und 25 jeweils schwenkbar als Kragträger um eine Achse 26 in dem Gerüst 15 gelagert, welches für beide Ständer 10 und gemeinsam ist. Eine Öffnung 28 mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt ist in dem Gerüst 15 in dem Teil des Gerüstes vorgesehen, welches jeden der Ständer 10 und 1.1 bildet. Die Arme 24 und 25 eines jeden Ständers sind mit einer engen Gleitpassung seitlich in den

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entsprechenden Öffnungen 28 angeordnet, so dass sie eng axial angeordnet sind in bezug auf die Schwenkachse 26, sich jedoch frei inn-erhalb der Öffnung 28 um die Achse 26 schwenkbar bewegen können. Der enge Glei^sit? bzw. die enge Gleitpassung ist am besten aus den Pig. 5 und 6 zu ersehen.

Der obere Arm 24 ist mit einem im allgemeinen nacü unten gerichteten gabelartigen Bauteil 40 versehen, und der untere Arm ist mit einem im allgemeinen nach oben gerichteten gabelartigen Bauteil 41 versehen, welches das Bauteil 40 eng spreizartig seitlich umfasst. Jeder der beiden Arme eines jeden Bauteiles 40 und 41 ist mit übereinstimmenden seitlichen Bohrungen 42 bzw. 45 versehen. Die Bohrungen 42 und 43 stimmen überein mir Bohrungen 44, welche durch gegenüberliegende Seitenwände 45 und 46 des Walzwerkständers hindurchgehen. Massive Schwenkstifte 47 erstrecken sich durch die Bohrungen 44, 43 und 42 von jeder Seitenwand 45 und Die Stifte 47 sind seitlich durch die Köpfe 48 in ihrer Stellung angeordnet, welche in Aussparungen 49 in den Seitenwänden 45 und 46 aufgenommen werden. Die Arme 24 und 25 sind somit beide schwenkbar an den Bolzen oder Stiften 47 gelagert.

Der Arm 24 ist weiterhin an dem Ständer 15 mittels eines Kraftmesselementes (load cell) 50 gestützt, dessen Angriffs- oder Wirkungslinie näher zu den Walzwerkwalzen 20 und 21 verläuft als die Schwenkachse 26.

Um die tatsächliche Walzkraft zwischen den Arbeitswalzen 20 und 21 zu erzeugen, wird der Arm 24, der der obere in jedem der Ständer 10 und 11 ist, nach unten gedrückt durch eine Hydraulikzylinder-Kolbeneinrichtung 51 ·> oder einer anderen Einrichtung, wie z.B.

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siner Schraubenspixidel, deren Angriffs- oder Wirkungslinie eng der des Er&ftmesselementes 50 entspricht * Bas Kraftmesselement 50 und die Eydraulikzy lind er-EoIb eneinrichtiing 51 sind mit sphärischen Auflagerflächen an ihren jeweiligen Armen 25 und 24 versehen, um die geringfügigen Winkelfehlausrichtungen zu ermöglichen, welche bei dem Betrieb oder der Wirkung zwischen ihnen eintreten

Eine hydraulische Koibenzylindertrenneinrichtung 52 ist vorgesehen, welche in wirksamer Weise zwischen den Armen 24- und 2.5 (oder vorzugsweise zwische-n den Arbeit s--= walzenwellenlagerblöcken 53) wtr-lrfc ■ ι fl so pcgcordnet ist, dass sie die Lrr.e 24 \md 25 ^.--iinf-rd.,: · weg g-äger. die Wirkung der Hjdiai.lik.-yiindPr-rolbrnai.-'X'iehtuns 51 Schwenker·.

ü:!^ Ar^ordnung ist folglich so gtreffen, dass der untere 4r.m ;"5 VvL. Ism Ibaftmesselement 50 gestützt xfird und :"Vrir c'oai ,. --.'-?.tt 2'- von dem unteren Ariu 25 weg gedrückt F dnrc> die Hylrat.liktrenneinriefctung 52, jeöoch nach un* es ir. Eichtung auf den Arm 25 zu gedruckt wird durch die :r .astringsh^draalike'nrichtung 51* ^ie Hydrauliktrennainrichvxng 52 wird mit einem unter Druck stehenden tjuraLlJ .:.strömungsmittel versorgt, dessen Er-iick so gewählt werden kann» dass jedes Spiel zwischen den verschiedenen Elementen und Teilen, d.h.den beiden Armen 24 und 25 j dem Kraftmesselement 50, der hydraulischen Belastungsvorrichtung 51 und der hydraulischen Trennvorrichtung 52 zusammen mit jeder fiachgiebigkeit oder Federung in dem Gerüst 15 aufgenommen wird«, Alle Flächen mit einer Lastbahn sind folglich vorgespannt. Die hydraulische Belastungsvorrichtung 51 wird mit einem unter Druck stehenden hydraulischen Strömungsmittel versorgt, dessen Druck so gewählt wird, dass der obere Arm 24 nach unten gegen die Wirkung der Trciinvoi-richtung 52 und gegen die Wirkung der Trennbelastungen gedrückt

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wird, welche den Walzen 20 und 21 durch das Material erteilt wird, wenn die tatsächliche Walzung stattfindet, um den erwünschten Walzenspalt aufrechtzuerhalten.

Es ist folglich zu ersehen, dass eine Anordnung geschaffen ist, durch die der Spalt zwischen den Walzen 20 und 21 gesteuert werderfocann durch die Tätigkeit der hydraulischen Beiastungsvorrichtung 51 j und durch die die tatsächlich aufgebrachte Walzbelastung gemessen werden kann durch das Kraftmesselement 50· Wenn die an dem Material 14 entweder durch den Ständer 10 oder die Ständer 11 erzeugte Abmessung gemessen wird mittels einer geeigneten nicht dargestellten Kaliberlehre oder Messvorrichtung kann folglich der Walzenspalt für den entsprechenden Walzenständer 10 oder 11 hydraulisch eingestellt werden durch die Belastungsvorrichtung 51 j so dass jeder Fehler, der durch den Ständer erzeugt wird in der erwünschten Materialabmessung fortlaufend korrigiert werden kann für das nachfolgende Teil des zu walzenden Materials.

Ein wichtiges Merkmal dieser Anordnung der Anbringung der Walzen. 20 und 21 zur Einstellung des Walzenspaltes besteht darin, dass die Arme 24 und 25 schwenkbar in dem Gerüst 15 gelagert sind, anstatt dass sie gleitbar in einer linearen Art angebracht sind, vLe es bei üblichen Walzwerken der Fall ist, wodurch sie eine beträchtlich gering'ere Trägheit (beispielsweise nur fünf Achtel soviel) der hydraulischen Belastungsvorrichtung 51 für eine gegebene Gesamtmasse der Arme 24 und 25 bilden. Dadurch ergibt sich ein höherer Frequaazgang oder ein Ansprechen mit höherer Frequenz für eine gegebene Kapazität der Belastungsvorrichtung 51» wodurch nicht nur eine schnellere Korrektur d ^ "■·=»j dem Walzvorgang in dem Ständer erzeugten Fehler ermöglicht

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wird, sondern auch eine genauere Steuerung der hervorgerufenen Fehler.

Ein weite_jfes Merkmal dieser Ausfuhrungsform der Erfindung besteht darin, dass durch Herausnahme der Bolzen oder Stifte 47 Jeder Arm 24 oder 25 leicht aus dem Gerüst 15 durch die öffnung 28 entfernt werden kann. Dieses ermöglicht es, den gesamten Walzenaufbau an jedem Arm 24 oder 25 herauszunehmen zur Wartung, falls/erwünscht ist. Allgemein betrachtet wird durch die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform eine klare oder übersichtliche und hindernisfreie Arbeitsebenenhöhe für das Walzwerk erreicht (wie es bei 30 angedeutet ist). Ausserdem kann der Arbeitswalzen- und -wellenaufbau leicht herausgenommen werden zur Wartung.

Die Art und Weise, in der die Wellen, an denen die Walzen 20 und 21 drehbar gelagert sind, in den Armen 24 und 25 bei dieser Ausführungsform angeordnet sind, gestattet eine begrenzte Schwenkbewegung der Wellen in einer Ebene, welche die Linie des Materials 14 einschliesst, gegen ein Kraftmesselement 60 (Fig. 5)> wodurch die in demMaterial 14 durch den entsprechenden Walzenständer erzeugte Spannung oder Druckkraft ermittelt oder gemessen werden kann. Diese Art und Weise der Anbringung der Arbeitswalzenwelle ist genauer in der gleichzeitig laufenden Patentanmeldung der Anmelderin beschriebaa, welche unter dem Titel "Materialspannungssteuerung bei Walzwerken" unter demselben Datum eingereicht wurde.

Es ist zu ersehen, dass, falls es nicht erforderlich ist, die zwischen den beiden Walzen 20 und 21 aufgebrachte Walzbelastung direkt zu messen, der untere Arm 25 nicht schwenkbar in dem Gerüst 15 gelagert zu werden braucht,

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sondern fest auf einem einstellbaren Anschlag anstelle des Elementes 50 ruhen kann, wobei nur der obere Arm 24-schwenkbar angelenkt äsb zur Walzenspalt einst el lung.

Die Trennvorrichtung 52 kann auch benutzt werden, um die Arbeitswalzen zu trennen, wenn kein Material sich zwischen ihnen befindet, um ihr Herausnehmen zwecks Auswechslung zu erleichtern.

Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass nur eine einzige Walzenspalt-Betätigungseinrichtung in jedem Ständer erforderlich ist, wodurch die Notwendigkeit für ein System zur Synchronisierung der Tätigkeit zweier Betätigungseinrichtungen fortfällt, welches normalerweise erforderlich sein würde bei einem üblichen Walzwerkaufb au.

Nach Pig. 4 ist jede Stützwalze 22 und 23 drehbar an ihrem Gerüstarm 24 und 25 mittels einer Stummelwelle 60 gelagert. Diese Art der Anbringung dient dazu, die Trag-

walzen^
heit der Stütztei zu verri__ngern. Jede Stummelwelle trägt eine teilsphärische Lagerfläche 61, welche mit einer Lagerfläche 62 zusammenwirkt, die an der inneren Fläche des Innenlauf ring es 63 eines Kugel- oder Rollenlagers 64· gebildet ist, dessen Aussentlaufring 65 in der Walze 22 angebracht ist. Die Lagerfläche 61 ist mit einer Keilnut 66 versehen, welche in einer zusammenpassenden Nut 67 in der Lagerfläche 62 bewegbar ist. Es ist zu ersehen, dass durch die zusammenwirkenden Flächen 61 und 62 eine Selbsteinstellung der Stützwalzen an ihren zugeordneten Arbeitswalzen geschaffen ist.

Diese Selbsteinstellungsanordnung würde normalerweise nur verwendet bei einem Walzwerk für Kohlenstoffstahlstangen oder -stäbe. Für höhere Belastungen, welche

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auftreten beim Walzen von Legierungsstählen brauchen die Stützwalzen 22 und 23 nicht selbsteinstellend zu sein, stattdessen wurden gewölbte Stütz- und Arbeitswalzen benutzt werden.

7 zeigt eine abgewandelte Ausf ührungsf ο ιέ , bei der die Arbeitswalzen 20, 21 an schwenkbar gelageerer. C-e™ rüstarmen 24, 25 wie vorher angebracht sind, wobei jedoch Jede Stützwalze drehbar an dem Walzwerkgerüst 15 gelagert; ist. Wie dargestellt ist, ist die Walze selbst mit einstückigen massiven Stummelwellen 70 versehen, die jeweils drehbar in Kegelrollenlagern 71 ur-d 72 ge^egsrt sind, Anstelle der einzigen selbst einst e__e:.lin Betätigungseinrichtung 51 für die Walzenüipalteir.soellung sxnd zwei Schraubspindel-Betätigungseini'.iohtungen 73, 74- vorgesehen, die auf die Aussenlaufringe der Lager 71 und wirken. Die Trägheit dieser Anordnung ist höher als die der ersten Ausführungsform, jedoch noch beträchtlich geringer als die üblicher Systeme. Diese Anordnung bildet ein Walzwerk, welches steifer oder starrer ist und grossere Walzbelastungen aufnehmen kann.

Ein alternatives Verfahren zum Einstellen oder Aussteuern ies <\j?bei"üswalzenspaltes ist wie folgt. Die Stützwa-zenachsen sLnd jeweils in derselben Richtung von der Ebene versetzt, welche die Arbeiiaralzenachsen einschliesst. Wenn sich die Arbeitswalzen als ein Paar zu der und von der Ebene weg bewegen, welche die Stützwalzenachsen einschliesst, werden folglich die Arbeitswalzen an den Stützwalzen nach unten bzw. nach oben sich entlangbewegen, wodurch der Walzenspalt eingestellt oder ausgesteuert wird.

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Weitere Merkmale und Vorteile des beschriebenen Walzwerks sind in den beiden he\Lr erwähnten gleichzeitig laufenden Anmeldungen der Anmelder in beschrieben. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass eine konstante Materialdurchgangslinie erreicht wird aufgrund der Einstellbarkeit der Winkelstellung der Arme 24-, 25 um die Achse 25. Dieses erleichtert das Aufstellen und Einstellen vor Walzwerken mit zwei oder mehr Gerüsten, wodurch es nichJc/bei üblichen Walzwerken erforderlich ist, eine genaue Einstellung der Materialführungen nahe Jedem Gerüst vorzunehmen.

- Patentansprüche -

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Claims (9)

Patentansprüche sssssssssss

1. Walzwerkgerüst mit einem Ständer und zwei Arbeitswalzen, die drehbar an dem Ständer gelagert sind, dadurch gekennzeichnet , dass wenigstens eine der Arbeitswalzen drehbar in einem Arm gelagert ist, der schwenkbar an dem Ständer angebracht ist, wodurch eine Einstellung des Arbeitsspaltes zwischen den Walzen ermöglicht wird.

2. Walzwerkgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Arbeitswalzen gestützt werden durch Stützwalzen, und dass wenigstens eine der Stützwalzen drehbar mit ihrer zugeordneten Arbeitswalze an dem Arm gelagert ist.

3. Walzwerkgerüst nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass jede Arbeitswalze mit ihrer zugeordneten Stützwalze in einem einzelnen oder getrennten Arm gelagert ist, der schwenkbar an dem Ständer gelagert ist.

4·. Walzwerkgerüst nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass die beiden Arme um eine gemeinsame Schwenkachse schwenkbar gelagert sind.

5. Walzwerkgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Arbeitswalzen von Stützwalzen gestützt sind und dass die Stützwalzen drehbar an dem Ständer in einer solchen Weise angebracht sind, dass eine relative Bewegung der Stützwalzen zueinander und voneinander weg möglich ist.

6. Walzwerkgerüst nach einem der Ansprüche 2-4-, dadurch gekennzeichnet , dass die Stützwalze drehbar an einer StummelwelLe gelagert ist, die an dem Arm gebildet ist. 9038 3 0/0218

7· Walzwerkgerüst nach Anspruch 6, dadurch g e k en η zeichnet , dass die Stützwalze an der Stummelwelle mittels eines selbsteinsteilenden Lagers gelagert ist.

8. Walzwerkgerüst nach Anspruch 6 oder 7_? dadurch gekennzeichnet , dass Einrichtungen vorgesehen sind zur Einstellung des Arbeitswalzenspaltes und dass die Einrichtungen eine einstellbare Betätigungseinrichtung aufweisen, welche auf die Stummelwelle wirkt.

9. Walzwerkgerüst nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , dass eine Lastmesseinrichtung zwischen der einen Stummelwelle und dem Ständer angebracht ist zur Erzeugung eines die Walzbelastung anzeigenden Signals.·

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