DE2743130A1 - DEVICE FOR ROLLING STRIP OR TABLE-SHAPED ROLLED MATERIAL - Google Patents
DEVICE FOR ROLLING STRIP OR TABLE-SHAPED ROLLED MATERIALInfo
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Description
Anmelderin: Stuttgart, den 23.9.1977 Applicant: Stuttgart, September 23, 1977
Vereinigte österreichische Eisen- P 5^36 Rp und Stahlwerke - Alpine Montan AG in WienUnited Austrian Iron P 5 ^ 36 Rp and steel works - Alpine Montan AG in Vienna
A-4010 Linz, WerksgeländeA-4010 Linz, factory premises
Vertreter:Representative:
Kohler - Schwindling - SpäthKohler - Schwindling - Späth
PatentanwältePatent attorneys
Hohentwielstraße 4-1Hohentwielstrasse 4-1
D-7OOO Stuttgart 1D-7OOO Stuttgart 1
Vorrichtung zum Walzen von band- oder tafelförmigem WalzgutDevice for rolling strip or sheet-shaped rolling stock
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Walzen von band- oder tafelförmigem Walzgut zwischen zwei Arbeitswalzen, wobei zur Regelung des Walzgutquerprofils Mittel zur örtlichen thermischen Beeinflussung im Walzbereich vorgesehen sind.The invention relates to a device for rolling strip or plate-shaped rolling stock between two work rolls, with means for local thermal influence to regulate the cross-sectional profile of the rolling stock are provided in the rolling area.
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Beim Walzen von Blechbändern od.dgl. wird immer mehr Wert auf eine entsprechende Planheit gelegt, wobei geringfügige Dickenunterschiede in Kauf genommen werden. Von der bei einer äußeren Spannung auf das Band auftretenden Zugspannungsverteilung über dessen Breite läßt sich auf die Planheit des Bandes schließen, so daß über solche Zugspannungsmessungen der Walzspalt entsprechend beeinflußt werden kann, um mit dem Längen der größere Zugspannungen aufweisenden Bandlängszonen eine konstante Zugspannung über die Breite des Bandes und damit plane Bänder zu erreichen. Durch Veränderung der Walzspaltgeometrie lassen sich natürlich auch Dickenunterschiede ausgleichen, doch kann dadurch wiederum die Planheit des Bandes ungünstig beeinflußt werden.When rolling sheet metal strips or the like. will always placed more emphasis on a corresponding flatness, whereby slight differences in thickness can be accepted. From that which occurs when there is an external tension on the belt Tensile stress distribution over its width allows conclusions to be drawn about the flatness of the strip, so that such tensile stress measurements can be used the roll gap can be influenced accordingly to keep up with the lengths of the greater tensile stresses having a constant tensile stress over the longitudinal belt zones to achieve the width of the belt and thus flat belts. By changing the roll gap geometry, of course also compensate for differences in thickness, but this in turn can have an unfavorable effect on the flatness of the strip.
Um das Band über die Breite unterschiedlich stark zu walzen, werden im allgemeinen die Arbeitswaisen entsprechend beeinflußt. Zu diesem Zweck ist es bekannt, die Arbeitswalzen mit Hilfe von Stützwalzen zu verbiegen, was jedoch nicht nur Probleme hinsichtlich der Steuerung, sondern auch hinsichtlich der Beschränkung der Verformung auf schmale Bereiche mit sich bringt. Die Beeinflussung schmalbandiger Materialzonen erfolgt daher üblicherweise durch eine Ballenzonenkühlung der Arbeitswalzen mittels Kühlflüssigkeit, die über Spritzduschsegmente gezielt den einzelnen Abschnitten der Arbeitswalzen zugeführt werden kann. Diese Ballenzonenkühlung mit Hilfe von Kühlflüssigkeit arbeitet Jedoch vergleichsweise träge, wobei der Wirkbereich keineswegs ge nügend scharf abgegrenzt werden kann. Der Streubereich derIn order to roll the strip differently across the width, the work orphans are generally influenced accordingly. For this purpose it is known to bend the work rolls with the aid of back-up rolls, which, however, not only entails problems in terms of control, but also in terms of limiting the deformation to narrow areas. The influencing of narrow-band material zones is therefore usually carried out by cooling the work rolls in the balloons by means of cooling liquid, which can be fed to the individual sections of the work rolls in a targeted manner via spray shower segments. However, this ball zone cooling with the aid of cooling liquid works comparatively sluggishly, whereby the effective area can by no means be delimited sufficiently sharply. The spread of the
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Duschen, die Überschneidung benachbarter Kühleinheiten und die Änderung des Sprühfeldes bei Verschmutzung einzelner Düsenbohrungen sind als Hauptursachen für die Unbestimmtheit der Verformungsbreite der Arbeitswalzen auf Grund der zonenweisen Kühlung anzugeben. Insbesondere bei Verschmutzung ist die Gefahr gegeben, daß es zu sehr unterschiedlichen Reibungsverhältnissen und einer Abweichung der Walzspaltgeometrie zwischen benachbarten Zonen kommt, was zu einer Verformung führt, die beim Walzen des Bandes schmalzonige Unplanheiten hervorruft.Showers, the overlapping of neighboring cooling units and the change in the spray field when individual units are soiled Nozzle bores are the main reason for the uncertainty of the deformation width of the work rolls the zone-wise cooling. Particularly when it is soiled, there is a risk that it will be very different Friction conditions and a deviation in the roll gap geometry between adjacent zones, which leads to a deformation which causes narrow-zone unevenness when the strip is rolled.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, diese Mangel zu vermeiden und eine Vorrichtung zum Walzen von band- oder tafelförmigem Walzgut zu schaffen, in der das Walzgut in ausreichend scharf abgegrenzten Längszonen mehr als im übrigen Bereich beeinflußt werden kann, wobei bei einer entsprechenden Regelung ein günstiges Zeitverhalten bezüglich der Änderung der Walzspaltgeometrie gegeben sein soll. Außerdem soll die Störanfälligkeit gering und die Beeinflußbarkeit der Walzspaltgeometrie hoch sein.The invention is therefore based on the object of avoiding this deficiency and a device for rolling to create of strip or plate-shaped rolling stock in which the rolling stock can be influenced more in sufficiently sharply defined longitudinal zones than in the rest of the area, with given a suitable control, a favorable time behavior with regard to the change in the roll gap geometry should be. In addition, the susceptibility to failure should be low and the ability to influence the roll gap geometry should be high.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß für das Walzgut in dessen Durchlaufrichtung vor den Arbeitswalzen bzw. für wenigstens eine Arbeitswalze über die Breite des Walzgutes bzw. über die Länge der Arbeitswalzen verteilt angeordnete Heizelemente vorgesehen sind, die jeweils für sich in Abhängigkeit von der Längszugspannungsvertei^ng bzw. von der Dickenverteilung über die Walzgutbreite ansteuerbar sind. Durch das zonenweise Aufheizen der Arbeitswalzen bzw. des Bandes selbst ergibt sich nicht nur die Möglichkeit, die Bedingungen für die Walzspaltgeometrie in genügend genau abgegrenzten Längs- zonen zu ändern, sondern auch der Vorteil einer ausreichend raschen Änderung, weil lediglich entsprechende Wärmeenergie den einzelnen Längszonen zugeführt werden muß. Dabei können die Arbeitswalzen entsprechend beeinflußt und damit die Walzspaltabmessungen verändert werden. Es ist aber auch möglich, durch Zuführung von Wärmeenergie das The invention solves the problem in that for the rolling stock in its direction of passage in front of the work rolls or for at least one work roll over the width of the rolling stock or over the length of the work rolls arranged heating elements are provided, each depending on the Longitudinal tensile stress distribution or can be controlled by the thickness distribution over the width of the rolled material. The zone-wise heating of the work rolls or the strip itself results not only in the possibility of changing the conditions for the roll gap geometry in sufficiently precisely delimited longitudinal zones, but also the advantage of a sufficiently rapid change because only the appropriate thermal energy is supplied to the individual longitudinal zones must become. The work rolls can be influenced accordingly and the roll gap dimensions can be changed. But it is also possible by supplying thermal energy
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Walzgut selbst zu beeinflussen, so daß durch Wärmedehnungen dickere Walzgutlängszonen stärker als die übrigen Längszonen beim Walzvorgang beeinflußt werden. Durch gleichzeitiges Anwenden beider Möglichkeiten kann eine entsprechend gesteigerte Wirkung erzielt werden. Das Aufheizen des Walzgutes selbst besitzt außerdem den Vorteil, daß sich durch Wärmeleitung nicht das Walzgut über seine Breite gleichmäßig aufheizen kann, weil das Band ja mit einer bestimmten Geschwindigkeit gefördert wird. Beim Aufheizen der Arbeitswalzen kann unter Umständen jedoch ein solcher Effekt auftreten. Um dies zu verhindern, kann ein Spritzduschenbalken zusätzlich eingebaut werden, wobei jedoch üblicherweise mit konstanter Kühlung über die Walzenlänge gearbeitet werden kann, weil die Beeinflussung der Walzenkontur eben über die wesentlich schneller und genauer arbeitenden Heizelemente erfolgt.To influence rolling stock itself, so that thicker rolling stock longitudinal zones stronger than the other longitudinal zones due to thermal expansion can be influenced during the rolling process. By using both options at the same time, one can accordingly increased effect can be achieved. The heating of the rolling stock itself also has the advantage of that the rolling stock cannot heat up evenly across its width due to thermal conduction, because the strip is with it a certain speed is promoted. When the work rolls heat up, however, a such effect occur. To prevent this, a spray shower bar can also be installed, however It is usually possible to work with constant cooling over the length of the roll, because this affects the The roller contour takes place via the heating elements, which work much faster and more precisely.
Grundsätzlich könnten verschiedenst aufgebaute Heizelemente Verwendung finden, wenn nur gesichert ist, daß die Wärmeenergie lediglich in bestimmten Bereichen übertragen wird. Bei elektrisch leitenden Bändern ist es dabei besonders günstig, die Heizelemente als induktive Heizelemente auszubilden, weil durch die im Walzgut induzierten Wirbelströme alle Bedingungen besonders gut erfüllt werden.In principle, the most varied of constructed heating elements could be used if it is only ensured that the Heat energy is only transferred in certain areas. It is special with electrically conductive tapes It is advantageous to design the heating elements as inductive heating elements because of the eddy currents induced in the rolling stock all conditions are met particularly well.
Es ist zwar bereits bekannt, das Walzgut oder die Arbeitswalzen durch induktive Heizelemente aufzuheizen, doch wurden diese Heizelemente bisher nur eingesetzt, um die unterschiedlichen Wärmeverluste des Walzgutes auszugleichen und gleiche Walztemperaturen sowohl am Bandanfang als auch am Bandende sicherzustellen. Aus diesem Grunde werden die Arbeitswalzen und das Walzgut auch über die Breite gleichmäßig erwärmt, weil es ja gilt, Temperaturunterschiede des Walzgutes in dessen Längsrichtung auszugleichen. Da diesem bekannten Heize1ementeneinsatz eine völlig andere Aufgabe zugrunde liegt und mit Hilfe der bekannten Heizelementenanordnung die erfindungsgemäße Problemstellung keineswegs gelöst werden kann, kann durch dieseAlthough it is already known to heat the rolling stock or the work rolls by inductive heating elements, these heating elements have so far only been used to compensate for the different heat losses of the rolling stock and to ensure the same rolling temperatures at both the start and end of the strip. For this reason, the work rolls and the rolling stock are heated evenly across the width, because it is important to compensate for temperature differences in the rolling stock in its longitudinal direction. Since this known heating floor 1 is ementeneinsatz a completely different object and the problem according to the invention can by no means solved with the help of the known heating element array can be produced by this
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bekannten Anordnungen auch die Erfindung nicht nahegelegt werden, die ein gewollt ungleichmäßiges Erwärmen über die Breite des Walzgutes zum Gegenstand hat.Known arrangements also do not suggest the invention that deliberately uneven heating over the object is the width of the rolling stock.
Um eine gute Steuerung der Walzspaltgeometrie zu erhalten, ist es vorteilhaft, die zugeführte Wärmeenergie zu regeln. Dies kann bei induktiven Heizelementen durch Steuerung des Erregerstromes geschehen. Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich jedoch, wenn in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen ist, daß in Durchlaufrichtung des Walzgutes bzw. in Umfangsrichtung der Arbeitswalzen jeweils wenigstens zwei je für sich einschaltbare Heizelemente hintereinander angeordnet sind. Durch diese Maßnahme kann nämlich nicht nur eine höhere Heizleistung erzielt werden, weil auf eine Längszone mehr als ein Heizelement einwirken kann, sondern auch die Heizleistung durch Zu- und Abschalten von Heizelementen für Steuerungszwecke geändert werden.In order to obtain good control of the roll gap geometry, it is advantageous to use the heat energy supplied to regulate. With inductive heating elements, this can be done by controlling the excitation current. Particularly However, favorable conditions arise when it is provided in a further embodiment of the invention that in the direction of passage of the rolling stock or, in the circumferential direction of the work rolls, at least two each which can be switched on individually Heating elements are arranged one behind the other. This measure not only enables a higher heating output can be achieved because more than one heating element can act on a longitudinal zone, but also the heating power through Switching on and off heating elements can be changed for control purposes.
Um das Walzgut stark beeinflussen zu können, können die Heizelemente selbstverständlich auch auf beiden Walzgutseiten angeordnet sein.In order to be able to strongly influence the rolling stock, the heating elements can of course also be on both sides of the rolling stock be arranged.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigenIn the drawing, the subject matter of the invention is shown, for example. Show it
Fig.1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Walzen von band- oder tafelförmigem Walzgut im Blockschaltbild,1 shows a side view of a device according to the invention for rolling strip or sheet-shaped rolling stock in Block diagram,
Fig.2 die Vorrichtung nach Fig.1 in Draufsicht, Fig.3 eine der Pig.1 entsprechende Darstellung einer Konstruktionsvariante
der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig.4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig.3·FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 in a top view, FIG. 3 shows a representation of a construction variant of the device according to the invention, corresponding to Pig. 1, and FIG
4 shows a plan view of the device according to FIG.
Wie aus der Zeichnung klar hervorgeht, wird das zu walzende Band 1 über Umlenkrollen 2, die als Zugspannungsmeßrollen ausgebildet sind, gezogen, um über die Zugspannungsverteilung über die Breite des Bandes 1 die Planheit des Bandes vor und nach dem Walzvorgang zu erfassen. Gemäß Fig.1 undAs can be clearly seen from the drawing, the strip 1 to be rolled is via deflection rollers 2, which act as tension measuring rollers are designed, drawn to the tensile stress distribution over the width of the tape 1, the flatness of the tape to be recorded before and after the rolling process. According to Fig.1 and
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sind den einzelnen Meßzonen der Rollen 2 jeweils induktive Heizelemente 3 für die Arbeitswalzen 4 zugeordnet, wobei die Heizelemente 3 über eine Regeleinrichtung 5> beispielsweise über einen entsprechenden Prozeßrechner, in Abhängigkeit von den durch die Rollen 2 erfaßten Zugspannungen angesteuert werden. Außerdem wird durch entsprechende Dickenmeßgeräte 6 auch die Dicke des Bandes vor und nach dem Walzen erfaßt und zur Regelung der Heizelemente 3 verwendet. Wird über die Eingangsrolle 2 eine ungleichmäßige Zugspannungsverteilung über die Breite des Bandes 1 festgestellt, so werden über die Regeleinrichtung 5 die in den Zonen mit der größten Zugspannung liegenden Heizelemente aktiviert, wodurch die Arbeitswalzen in diesem Bereich verformt werden. Das Band 1 wird daher im Bereich dieser Zonen größerer Zugspannungen stärker als in den übrigen Bereichen verformt, um die Zugspannungsverteilung zu vergleichmäßigen und Planheit zu erzielen. Die erreichte Zugspannungsverteilung wird mit der auslaufseitigen Meßrolle 2 kontrolliert, wobei über diese Meßrolle 2 und über die Regeleinrichtung 5 notwendige Korrekturen erreicht werden können. Damit die gewünschte Dickentoleranz eingehalten werden kann, wird auch die Dicke nach dem Walzvorgang bestimmt.are the individual measuring zones of the rollers 2 each inductive Heating elements 3 assigned for the work rolls 4, the heating elements 3 via a control device 5> for example via a corresponding process computer, depending on the tensile stresses detected by the rollers 2 can be controlled. In addition, the thickness of the tape is also measured before and after by means of appropriate thickness gauges detected the rolling and used to control the heating elements 3. If the input roll 2 is an uneven Tension distribution determined over the width of the strip 1, the control device 5 in the Activated zones with the greatest tensile stress lying heating elements, whereby the work rolls deformed in this area will. The band 1 is therefore stronger in the area of these zones of greater tensile stress than in the other areas deformed in order to even out the tensile stress distribution and achieve flatness. The achieved tensile stress distribution is checked with the measuring roller 2 on the outlet side, with this measuring roller 2 and the control device 5 necessary corrections can be achieved. So that the desired thickness tolerance can be maintained also determines the thickness after the rolling process.
Der Unterschied zwischen der Vorrichtung nach den Fig.1 und 2 und der in den Fig.3 und 4 dargestellten Vorrichtung besteht lediglich darin, daß bei der Vorrichtung gemäß den Fig.3 und 4 die induktiven Heizelemente 3 nicht auf die Arbeitswalzen 4, sondern auf das Band 1 selbst einwirken und dessen Querschnittsform beeinflussen. Auch durch diese Maßnahme kann das Band in einzelnen Zonen mehr als in anderen Zonen gelängt werden.The difference between the device according to FIGS. 1 and 2 and the device shown in FIGS consists only in the fact that in the device according to FIGS. 3 and 4, the inductive heating elements 3 are not act on the work rolls 4, but on the strip 1 itself and influence its cross-sectional shape. Also through this measure allows the tape to be lengthened more in individual zones than in other zones.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So ist natürlich selbstverständlich eine Kombination von auf die Arbeitswalzen und auf das Band einwirkenden Heizelementen möglich. Die Heizelemente brauchen dabei nicht auf beide Arbeitswalzen oder auf beide Bandseiten einzuwirken. Außerdem sind The invention is of course not restricted to the exemplary embodiments shown. Of course, a combination of heating elements acting on the work rolls and on the strip is possible. The heating elements do not need to act on both work rolls or on both sides of the belt. Also are
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auch andere Steuerungen der Heizelemente möglich, wobei die Heizelemente nicht nur ein- und auszuschalten sind, sondern auch in ihrer Heizleistung regelbar sein können. Die bereichsweise Beeinflussung könnte auch durch Verschieben von Heizelementen sichergestellt werden. Zusätzlich zu den Heizelementen könnte schließlich noch eine Kühleinrichtung für die Arbeitswalzen vorgesehen sein, um ein gleichmäßiges Aufheizen der Arbeitswalzen bei längerem Betrieb zu vermeiden.other controls of the heating elements are also possible, with the heating elements not only having to be switched on and off, but can also be adjustable in their heating power. The area-wise influencing could also be done by moving ensured by heating elements. Finally, in addition to the heating elements, there could be a Cooling device for the work rolls can be provided in order to ensure that the work rolls are heated evenly for longer periods of time Avoid operation.
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