DE2605723A1 - Walzanlage fuer kontinuierlich laufende band-prozess-linien - Google Patents

Walzanlage fuer kontinuierlich laufende band-prozess-linien

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Description

BWG Bergwerk- und Walzwerk-Maschinenbau G.m.b.H. & Co,
Kommanditgesellschaft
Mercatorstraße 74 4100 Duisburg
'Walzanlage für kontinuierlich laufende Band-Prozeß-Linien"
Die Erfindung betrifft eine Walzanlage für kontinuierlich laufende Band-Prozeß-Linien, mit einem zwischen Spannrollensätzen angeordneten Kaltnachwalzgerüst in Duo- oder Quarto-Bauweise, dessen Oberwalze und Unterwalze unabhängig voneinander arbeitende Antriebsmotoren zugeordnet sind, ggf. mit dem Kaltnachwalzgerüst nachgeordneter Streckbiege-Richtanlage.
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Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen
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Kaltnachwalzgerüste werden häufig in kontinuierlich laufende Band-Prozeß-Linien wie Verζinkungslinien, Aluminierungslinien, Glühlinien usw. eingesetzt. Der Einsatz erfolgt zwischen einem treibenden und einem ziehenden Spannrollensatz, ggf. in Kombination mit einer nachgeordneten Streckbiege-llichtanlage. Auf diese Weise wird ein getrennter Walzvorgang mit Zwischenlagerung, Transport usw. vermieden. Darüber hinaus werden solche Band-Prozeß-Linien in zunehmendem Maße im Auslaufbereich mit Tafelscheren versehen, so daß das Nachwalzen vorher erfolgen muß. Das Nachwalzen ist erforderlich, um auf der Bandoberfläche eine bestimmte Struktur oder Rauhigkeit ai erreichen, oder auch z. B. in Verzinkungslinien die Kristallstrukturen der Zinkschicht zu eliminieren.
Die in Band-Prozeß-Linien eingesetzten Kaltnachwalzgerüste können nicht mit ihrer vollen Walzleistung geschwindigkeitsgeregelt arbeiten, da eine absolute Übereinstimmung der geschwindigkeitsgeregelten Antriebe der Band-Prozeß-Linie und des Kaltnachwalzgerüstes nicht zu erreichen ist. Deshalb ist man dazu übergegangen, Kaltnachwalzgerüste als geschleppte Walzwerke einzusetzen, d. h. ohne Eigenantrieb für Oberwalze und ünterwalze. Da das durchlaufende Band aus aneinandergeschweißten Metallbändern besteht, müssen Oberwalze und Unterxvalze beim Durchlauf der Schweißnähte zur Vermeidung einer Beschädigung der Walzenoberflächen angehoben und anschließend wieder angestellt werden. Damit die beiden Walzen annähernd die Bandgeschwindigkeit beibehalten, hat man im Schlepp betriebene Kaltnachwalzgerüste bereits mit Beschleunigungsantrieben versehen, die nur bei angehobenen Wälzen wirksam sind und von Hand auf die Bandgeschwindigkeit eingestellt werden müssen. Werden bei erneutem Anstellen von Oberwalze und Unterwalze deren Walzenumfangsgeschwindigkeiten nicht genau einge-
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halten, so kann es beim Aufsetzen zwischen Band und Walzen infolge Schlupfes zu Oberflächenschäden kommen, bei dünnem Metallband kann das Band reißen.
Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die Walzleistung dem Kaltnachwalzgerust von dem die geschleppte Oberwalze und Unterwalze durchlaufenden Band unter Berücksichtigung eines entsprechend hohen Bandzuges zugeführt werden muß. Insbesondere bei dünnen Bändern, die sehr hohe Walzdrücke verlangen, reicht der Bandquerschnitt im allgemeinen jedoch nicht aus, um die Walζleistung auf das Kaltnachwalzgerust zu übertragen. Die Bänder reißen.
Eine weitere Schwierigkeit besteht dann, wenn ein Kaltnachwalzgerust mit einer Streckbiege-Richtanlage kombiniert ist, weil aus den zur Übertragung der Walzleistung erforderlichen hohen Bandzügen zu große Streckgrade resultieren. Eine Verkleinerung der Streckgrade durch Verringerung der Eintauchtiefe der Streckbiegerolle ist kaum möglich, da sich dadurch verhältnismäßig kleine Biegespannungen einstellen und folglich eine unerwünscht große Einschnürung des betreffenden Bandes eintritt. Weiterhin werden bei zu geringen Biegespannungen die vorhandenen Eigenspannungen im Band nicht egalisiert und wird die gewünschte positive Beeinflussung der planaren Anisotropie und des Formänderungsvermögens, wie auch der Alterungseigenschaften, insbesondere bei kohlenstoffarmen Stahlbändern, nicht erzielt. Es kann also der für das Streckbiegerichten gewünschte Bandzug nicht beliebig eingestellt werden. Man ist deshalb dazu übergegangen, dem Kaltwalzgerüst gesonderte Brems- und Zug-Spannsätze zuzuordnen und die Streckbiege-Richtanlage ebenfalls mit getrennten Spannrollensätzen zu versehen. Diese Maßnahmen sind
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außerordentlich teuer und aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walzanlage für kontinuierlich laufende Band-Prozeß-Linien mit einem Kaltnachwalzgerüst zu schaffen,"welches sich im Walzbetrieb unter Verzicht auf hohe Zugspannungen im Band bzw. hohen Bandzug an die Liniengeschwindigkeit bzw. Bandgeschwindigkeit anpassen kann, bei dem ferner im Zuge des Anstellens von Oberwalze und Unterwalze an das durchlaufende Band Walzenschäden und Bandrisse vermieden werden. Außerdem soll ungünstiger Einfluß auf nachgeschaltete Bearbeitungsanlagen, wie z.B. Streckbiege-Richtanlagen, verhindert werden.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Walzanlage dadurch, daß die Antriebsmotoren wahlweise geschwindigkeitsgeregelt oder momentengeregelt und dazu an einen Regelkreis angeschlossen sind, der bei von dem durchlaufenden Band abgehobenen Walzen im Wege der Motorgeschwindigkeitsregelung die Walzenumfangsgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von der jeweiligen Bandgeschwindigkeit auf diese Bandgeschwindigkeit regelt sowie nach Erreichen der Bandgeschwindigkeit zum bzw. im Zuge des Anstellens der Walzen gegen das Band auf Momentenregelung umschaltet, worauf die Antriebsmotoren über Oberwalze und Unterwalze die Walzleistung in vorgegebener Größe auf das Band übertragen. Bei Momentenregelung werden die Momente in proportionaler Abhängigkeit von dem jeweiligen Walzdruck geregelt. - Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß Oberwalze und Unterwalze eines Kaltnachwalzgerüstes zugeordnete Antriebsmotoren verschiedene Funktionen er-
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-er können, nämlich einerseits bei von dem durchlaufenden Band abgehobener Oberwalze und Unterwalze für deren Beschleunigung auf Bandgeschwindigkeit Sorge tragen können, und zwar nicht im Wege der manuellen Geschwindigkeitseinstellung, sondern automatischen Geschwindigkeitsregelung in Abhängigkeit von der Bandgeschwindigkeit, andererseits bei gegen das durchlaufende Band angestellter Oberwalze und Unterwalze für deren Antrieb Sorge tragen können, so daß im Wege der Momentenregelung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Walzdruck ein echter Walzenantrieb verwirklicht wird, welcher den größten Teil der Walzleistung des Kaltnachwalzgerüstes zu decken in der Lage ist. In diesem Zusammenhang ist von besonderer Bedeutung, daß sich bei Momentenregelung der Antriebsmotoren deren Drehzahlen und damit die Walzenumfanggeschwindigkeiten unschwer an die Band- bzw. Liniengeschwindigkeiten anpassen können. Soweit die Walzleistung durch die Antriebsmotoren nicht gedeckt ist, folgt Deckung über den Bandzug. Dieser Anteil ist jedoch verhältnismäßig gering, so daß mit entsprechend niedrigem Bandzug bzw. niedrigen Zugspannungen im Band gearbeitet werden kann.
Nach einem Vorschlag der Erfindung, dem selbständige Bedeutung zukommt, ist vorgesehen, daß die Antriebsmotoren als Hydromotoren ausgebildet und an einen Hydraulikkreis mit Pumpe angeschlossen sind, der einerseits unter Zwischenschaltung von digitalen oder analogen Geschwindigkeitsgebern, ggf. Operationsverstärkern, und Mengenreglern mit spannungs- oder stromgeregeltem Reglerantrieb für Motorgeschwindigkeitsregelung, andererseits unter Zwischenschaltung zumindest eines Walzdruckzylinders mit digitalem oder analogem Druckgeber, ggf. eines Operationsverstärkers, und eines spannungs- oder stromgeregelten Druckreglers für Momentenregelung eingerichtet ist. Den
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digitalen oder analogen Geschwindigkeitsgebern können an dem Umfang von Oberwalze, Unterwalze und an dem Band angeordneten Meßräder oder andere Geschwindigkeitsmesser zugeordnet sein. Vorzugsweise sind in den Hydraulikkreis der Pumpe nachgeordnet zwei elektromagnetisch betätigbare Mehrwegeventile zum Umschalten von Menge- bzw. Geschwindigkeitsregelung auf Druckbzw. Momentenregelung eingesetzt. Endlich sieht die Erfindung vor, daß die Hydromotoren bei Momentenregelung bis zu 90 % der Walzleistung decken, während die restliche Deckung von ca. 10 % über Bandzug erfolgt.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß eine Walzanlage für kontinuierlich laufende Band-Prozeß-Linien mit einem Kaltnachwalzgerüst und ggf. einer nachgeordneten Streckbiege-Richtanlage verwirklicht wird, bei welcher sich das Kaltnachwalzgerüst bzw. seine Oberwalze und Unterwalze im Walzbetrieb unschwer an die Band- bzw. Liniengeschwindigkeit anpassen können, weil während des Walzbetriebes lediglich eine Momentenregelung über die zugeordneten Antriebsmotore erfolgt. Diese Momentenregelung ist primär von der Walzleistung abhängig, nicht dagegen von der Bandgeschwin-. digkeit, so daß die angestellten Walzen eine entsprechende Walzenumfanggeschwindigkeit annehmen können. Da darüber hinaus bei von dem durchlaufenden Band abgehobener Oberwalze und Unterwalze lediglich eine Geschwindigkeitsregelung der Antriebsmotoren und damit beider Walzen stattfindet, jedoch eben eine Regelung durch vergleichende Messung der Walzenumfanggeschwindigkeiten mit der jeweiligen Bandgeschwindigkeit, wird eine einwandfreie Anpassung der Walzenumfanggeschwindigkeiten an eben diese Bandgeschwindigkeit erreicht und bis zum Aufsetzen
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auf das durchlaufende Band aufrecht erhalten, so daß nicht länger Walzenschäden und Bandrisse im Zuge des Anstellens von Oberwalze und Unterwalze des Kaltnachwalzgerüstes zu befürchten sind. - Schließlich wird ungünstiger Einfluß auf nachgeschaltete Bearbeitungsanlagen, wie z.B. Streckbiege-Richtanlagen, ausgeschaltet, weil mit verhältnismäßig niedrigen Bandzügen gearbeitet werden kann. Niedrige Bandzüge bedeuten, daß sich zu hohe Streckgrade selbst bei großer Eintauchtiefe der Streckbiegerollen vermeiden bzw. die verlangten Streckgrade einhalten lassen. Große Eintauchtiefe der Streckbiegerollen wird angestrebt, um einen hohen Biegespannungsanteil zu erhalten. Ein hoher Biegespannungsanteil verhindert unerwünschte Bandeinschnürungen und ist insbesondere erforderlich, um die im Band vorhandenen Eigenspannungen zu egalisieren und die gewünschte positive Beeinflussung der planaran Anisotropie und des Formänderungsvermögens, wie auch der Alterungseigenschaften, insbesondere bei kohlenstoffarmen Stahlbändern, zu erzielen. Stets kann der für das Streckbiegerichten gewünschte Bandzug eingestellt werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Walzanlage in schematischer Seitenansicht und
Fig. 2 einen Regelkreis für den Gegenstand nach Fig. 1.
In den Figuren ist eine Walzanlage für kontinuierlich laufende Band-Prozeß-Linien dargestellt, die in ihrem grundsätzlichen
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Aufbau ein zwischen Spannrollensätzen 1 angeordnetes Kaltnachwalzgerüst 2 in Duo-Bauweise aufweist, dessen Oberwalze 3 und Unterwalze 4 unabhängig voneinander arbeitende Antriebsmotoren 5 zugeordnet sind. Darüber hinaus kann dem Kaltnachwalzgerüst 2 eine Streckbiege-Richtanlage nachgeordnet sein, was jedoch nicht gezeigt ist. Die Antriebsmotoren 5 sind wahlweise geschwindigkeitsgeregelt oder momentengeregelt. Dazu sind die Antriebsmotoren 5 an einen Regelkreis angeschlossen, der bei von dem durchlaufenden Band 6 abgehobenen Walzen 3, 4 im Wege der Motorengeschwindigkeitsregelung die Walzenumfangsgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von der jeweiligen Bandgeschwindigkeit auf diese Bandgeschwindigkeit regelt sowie nach Erreichen der Bandgeschwindigkeit zum bzw. im Zuge des Anstellens der Walzen 3, 4 gegen das Band 6 auf Momentenregelung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Walzdruck umschaltet, worauf die Antriebsmotoren 5 über Oberwalze 3 und Unterwalze 4 Walzleistung in vorgegebener Größe, nämlich bis zu 90 %, auf das Band übertragen. In diesem Fall funktionieren die Antriebsmotoren 5 also als 9O%iger Walzenantrieb, während die restlichen 10 % durch den Bandzug gedeckt werden. Die Antriebsmotoren 5 sind als Hydromotoren ausgebildet und an einen Hydraulikkreis 7 mit Pumpe 8 als Regelkreis angeschlossen, der einerseits unter Zwischenschaltung von digitalen oder analogen Geschwindigkeitsgebern 9, ggf. Operationsverstärkern 1O, und Mengenreglern 11 mit spannungs- oder stromgeregeltem Reglerantrieb 12 für Motorgeschwindigkeitsregelung, andererseits unter Zwischenschaltung zumindest eines Walzdruckzylinders 13 mit digitalem oder analogem Druckgeber 14, ggf. eines Operationsverstärkers 15, und eines spannungs- oder stromgeregelten Druckreglers 16 für Mo-
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mentenregelung eingerichtet ist. Hydromotoren werden wegen ihrer geringen Größe bevorzugt und lassen sich daher unmittelbar an die Einbaustücke der Walzen anschließen sowie mit diesen ein- und ausbauen. Den digitalen oder analogen Geschwindigkeitsgebern 9 sind an dem Umfang von Oberwalze 3, Unterwalze 4 und an dem Band 6 angeordnete Meßräder zugeordnet. In den Hydraulikkreis 7 der Pumpe 8 nachgeordnet sind zwei elektromagnetisch betätigbare Mehrwegeventile 18, 17 zum Umschalten von Mengen- bzw. Geschwindigkeitsregelung auf Druck- bzw. Momentenregelung eingesetzt. Stets ist also entweder nur der Regelkreis für Geschwindigkeitsregelung geöffnet oder der Regelkreis für Momentenregelung. Eine weitergehende Erläuterung des dargestellten als im wesentlichen Hydraulikkreis 7 ausgeführten Regelkreises und seine Funktionsweise dürfte sich erübrigen, weil sie aus der Zeichnung unmittelbar verständlich sind. - Selbstverständlich lassen sich die Antriebe auch als Gleichstromantriebe ausführen, wobei die Regelung in entsprechender Weise erfolgen kann.
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Claims (6)

260b723 Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen -46 - Patentansprüche :
1.)Walzanlage für kontinuierlich laufende Band-Prozeß-Linien, mit einem zwischen Spannrollensätzen angeordneten Kaltnachwalzgerüst in Duo- oder Quarto-Bauweise, dessen Oberwalze und Unterwalze unabhängig voneinander arbeitende Antriebsmotoren zugeordnet sind, ggf. mit einer dem Kaltnachwalzgerüst nachgeordneten Streckbiege-Richtanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotoren (5) wahlweise geschwindigkeitsgeregelt oder momentengeregelt und dazu an einen Regelkreis (7) angeschlossen sind, der bei von dem durchlaufenden Band (6) abgehobenen Walzen (3, 4) im Wege der Motorgeschwindigkeitsregelung die Walzenumfangsgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von der jeweiligen Bandgeschwindigkeit auf diese Bandgeschwindigkeit regelt sowie nach Erreichen der Bandgeschwindigkeit zum bzw. im Zuge des Anstellens der Walzen (3, 4) gegen das Band (6) auf Momentenregelung umschaltet, worauf die Antriebsmotoren (5) über Oberwalze (3) und Unterwalze (4) Walzleistung in vorgegebener Größe auf das Band (6) übertragen.
2. Walzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Momentenregelung, die Momente in proportionaler Abhängigkeit von dem jeweiligen Walzdruck geregelt sind.
3. Walzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotoren (5) als Hydromotoren ausgebildet und an einen Hydraulikkreis (7) mit Pumpe (8) als Regelkreis angeschlossen sind, der einerseits unter Zwischenschaltung von digitalen oder analogen Geschwindigkeitsgebern (9), ggf. Operationsverstärkern (10), und Mengenreglern (11) mit spannungs- oder
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stromgeregeltem Reglerantrieb (12) für Motorgeschwindigkeitsregelung, andererseits unter Zwischenschaltung zumindest eines Walzdruckzylinders (13) mit digitalem oder analogem Druckgeber (14), ggf. eines Operationsverstärkers (15), und eines spannungs- oder stromgeregelten Druckreglers (16) für Momentenregelung eingerichtet ist.
4. Walzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den digitalen oder analogen Geschwindigkeitsgebern (9) an dem Umfang von Oberwalze (3), Unterwalze (4) und an dem Band (6) angeordnete Meßräder zugeordnet sind.
5. Walzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hydraulikkreis (7) der Pumpe (8) nachgeordnet zwei elektromagnetisch betätigbare Mehrwegeventile (17, 18) zum Umschalten von Mengen- bzw. Geschwindigkeitsregelung auf Druck bzw. Momentenregelung eingesetzt sind.
6. Walzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotoren (5) bei Momentenregelung bis zu 90 % der Walzleistung decken.
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