DE2919105A1

DE2919105A1 - Walzwerk

Info

Publication number: DE2919105A1
Application number: DE19792919105
Authority: DE
Inventors: John W Turley; Robert C Verbickas
Original assignee: T Sendzimir Inc
Current assignee: T Sendzimir Inc
Priority date: 1978-05-19
Filing date: 1979-05-11
Publication date: 1979-11-22
Also published as: JPS5530390A; JPS5910848B2; DE2919105C2; IN150120B; JPS54151543A; JPS6260162B2

Description

Walzwerk
Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen von Metallkaltwalzwerken, und sie hat die Aufgabe, deren Produktivität und die Güte des erzeugten Walzgutes zu verbessern und eine Xostensenkung zu bewirken.
Bei üblichen Vierwalzen-Walzwerken (1-1) und Sechswalzen-Walzwerken (1-1-1) ist es im allgemeinen nicht möglich, den Arbeitswalzendurchmesser unter etwa einem Viertel der Bandbreite zu verringern. Dies deshalb, da bei Walzwerken mit angetriebenen Arbeitswalzen der Walzenzapfen die für die Ubertragung des zum Walzen nötigen Drehmomentes ausreichende Stärke haben muß, w9Xend bei Walzwerken mit angetriebenen Zwischen- oder Abstützwalzen die Reaktionskräfte des Walzdrehmomentes und die Spannungskräfte eine seitliche Verbiegung des Arbeitswalzenkörpers bewirken, wodurch die Walze überbeansprucht oder die Ebenheit des Walzgutes beeinträchtigt wird, wenn der Arbeitswalzendurchmesser zu klein ist.
Die Erfindung hat ein Achtzehnwalzen-Gerüst zum Gegenstand, das auch als verbessertes Sechswalzen-Gerüst beschrieben werden kann. Die Verbesserung besteht in der Anordnung von zwei seitlichen Stützwalzengruppen für jede Arbeitswalze, die es ermöglichen, die Arbeitswalzendurchmesser etwa auf ein Drittel der bei üblichen Vier- und Sechswalzen-Walzwerken erforderlichen Mindestdurchmesser zu verringern. Die seitlichen Stützwalzengruppen geben eine Abstützung über die ganze Länge der Arbeitswalzen, was notwendig ist, damit seitliche Durchbiegungen der trbeitswalsen unter dem Einfluß der Reaktionskräfte des Antriebsmomentes und der Spannungskräfte vermieden werden. Bei einem Walwerk gemäß der Erfindung werden entweder die Zwischenwalzen oder die Stützwalzen angetrieben.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Brfilldung, und zwar sind: Fig. 1 eine schematische Vorderansicht des Achtzehnwalzen-Walzwerks gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Vorderansicht einer praktischen Ausführun;sform des Achtzehnwalzen-Walzwerkes gemäß der Erfindung, Fig. 3 eine geschnittene teilweise Vorderansicht der oberen Hälfte der Ausführungsform nach Fig. 2, woraus sich die Anordnung und Einstellung der seitlichen Stützanordnungen erkennen läßt, Fig. 4 ein Schnitt nach Linie 4-4 in Fig. 3, Fig. 5 ein Schnitt nach Linie 5-5 in Fig. ^ Fig. 6 eine teilweise nach Linie 6-6 in den Fig. 2 und 7 geschnittene Ansicht, woraus parabolische Verjüngungen an den Enden der Zwischenwalzen und die Anordnung eines axialen Einstellmechanismusses ersichtlich sind, Fig. 7 ein Schnitt nach Linie 7-7 in Fig. 6, woraus man die Mittel zur tibertragung von Bieg»kräften auf die Enden der Walzen erkennen kann, und Fig. 8 ein Schnitt nach Linie 8-8 in Fig. 6, woraus der Mechanismus zur axialen Verschiebung einer Zwischenwalze ersichtlich ist.
Der Grundaufbau des Achtzehnwalzen-Walzwerks nach Fig. 1 enthält zwei Gruppen, von denen sich jede aus der Arbeitswalze 30, der senkrecht darüber bzw. darunter befindlichen Zwischenwalze 27 und Abstützwalze 23, den seitlichen Zwischenwalzen 28 und 29 und den seitlichen Stützrollen 21, 22 bzw. 25, 26 zur senkrechten und seitlichen Abstützung zusammensetzt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Zwischenwalzen drehbar in Blöcken 38 und die Stützwalzen drehbar in Blöcken 24 gelagert. Die Blöcke sind miteinander verbunden und verschiebbar in dem Gehäuse 32 untergebracht. Zur Einstellung des Walzspaltes können in bekannter Weise Abstandsstücke 34 und Schrauben 33 vorgesehen sein. Der Antrieb kann sowohl an den Stützwalzen als auch an den Zwischenwalzen erfolgen. Die Arbeitswalzen 30 sind nicht in Blöcken gelagert, sondern wie bei Gruppenwalzwerken in der Gruppe frei beweglich. Seitliche Bewegungen derselben werden jedoch durch die Zwischenwalzen 28 und 29 begrenzt, die ihrerseits durch die seitlichen Stützrollen 21 und 22 bzw. 25 und 26 voll abgestützt sind.
Aus den Fig. 3 und 4 ist ersichtlich, daß die Stützrollen in seitlichen Stützbalken 40 gelagert sind, woran die Arme 48 angreifen, die auf den Blöcken 24 der Stützwalzen mit Hilfe von Schwenkzapfen 59, Lagerhülsen 39 und Abstandsstücken 44 schwenkbar verbunden sind. Zur Begrenzung der axialen Bewegung der Arbeitswalzen sind jedem der Arbeitswalzenenden Drucklagerrollen 50 und 51 zugeordnet, wie aus Fig. 5 zu ersehen ist. Die vordere Drucklagerrolle 50 ist auf einer ortsfesten Achse 55 gelagert, die in der vorderen Tür 52 untergebracht ist. Diese vordere Tür ist auf der Vorderseite des Gehäuses 32 mittels einer Scharnierstange 53 und eines Beschlages 54 schwenkbar gelagert. Die hintere Drucklagerrolle 51 ist auf einer ortsfesten Achse 56 gelagert, die in der hinteren Platte 57 untergebracht ist, welche durch Bolzen 58 mit dem hinteren Teil des Gehäuses 35 in Verbindung steht.
Die seitlichen Zwischenwalzen 28 und 29 sind in ihrer axialen Bewegung durch Drucklager 60 und Lagerkappen 61 begrenzt, welche an jedem Ende der seitlichen Zwischenwalzen vorgesehen sind. Die Lagerkappen 61 liegen an der vorderen Tür 52 bzw. der hinteren Platte 57 an, wodurch sie jegliche Axialbewegung der seitlichen Zwischenwalzen verhindern.
Die vorstehend beschriebene Anordnung zur axialen Abstützung der Arbeitswalzen und der seitlichen Zwischenwalzen entspricht den bekannten Sendzimir-Gruppenwalzwerkswalzen.
Die Fig. 3 und 5 zeigen, wie eine seitliche Stützrolle 21 mit Hilfe von Nadellagern 47 auf einer Achse 46 gelagert ist. Die seitlichen Stützrollen befinden sich in Ausschnitten des seitlichen Stützbalkens 40, auf dem sie, wie gesagt, mit Hilfe der Achsen 46 drehbar gelagert sind. Abstandsscheiben 45 dienen dazu, um die Rollen innerhalb der Aussparungen des seitlichen Stützbalkens zu zentrieren, und die Achsen 46 sind innerhalb des seitlichen Stützbalkens mit Hilfe von Muttern 49 eingespannt. Jeder der seitlichen Stützbalken ist waagerecht durch Stößel 41 und senkrecht durch die schwenkbare Verbindung mit den vorstehend beschriebenen Blöcken 24 der Stützwalzen abgestützt. Die Stößel 41 befinden sich in Bohrungen des Abstandsbalkens 43, der mit Hilfe von Bolzen 44 mit dem Vorderteil des Gehäuses 32 und dem hinteren Teil des Gehäuses 35 in starrer Verbindung steht. Jede seitliche Belastung der seitlichen Stützbalken 40 wird so über die Stößel 41 auf Stellschrauben 42 übertragen, die in den Abstandsbalken angeordnet sind.
Alle vier Sätze von seitlichen Stützanordnungen sowie deren Halterungs- und Einstellmechanismen entsprechen den vorstehenden Angaben.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform stellt nur ein Beispiel der Erfindung dar, welche dadurch nicht begrenzt werden soll.
Der Beschreibung des Ausführungsbeispiels ist zu entnehmen, daß die Arbeitswalzen über ihre ganze Länge durch seitliche Zwischenwalzen und die seitlichen Zwischenwalzen ihrerseits sowohl in einer horizontalen als auch in einer vertikalen Ebene durch die seitlichen Stützanqrdnungen voll abgestützt sind. Andererseits sind die Zwischenwalzen und die Stützwalzen wie bei üblichen Vierwalzen- und Sechswalzen-Walzwerken in Blöcken gelagert. Die Lagerung in Blöcken ist für diese großen Walzen zufriedenstellend, aber nur die durch die seitlichen Zwischenwalzen und die seitlichen Abstützanordnungen gewährte volle Abstützung macht es möglich, kleinere Arbeitswalzen zu verwenden, als dies bei üblichen Walzwerken geschieht.
Bemerkt sei, daß bei Walzwerken gemäß der Erfindung auch die Mitverwendung von Merkmalen sowohl von üblichen Vierwalzen-Walzwerken als auch von Gruppenwalzwerken möglich ist. Beispielsweise kann die Konstruktion der Arbeitswalzen und der seitlichen Stützanordnungen der Bauart der Sendzimir-Gruppenwalzwerke ähneln, während die Zwischen- und die Stützwalzen und das Gehäuse der Konstruktion üblicher Vierwalzen-Walzwerke nahekommen. Auch andere Merkmale des Walzwerkes können einer beliebigen bekannten Technologie entsprechen. Spritzvorrichtungen für den Walzspalt können den Gruppenwalzwerken und der Antrieb, die Lagerung der Abstütz-und der Zwischenwalzen, die Walzenanstellung und die Vorrichtungen zum Walzenaustausch können etwa der Technologie der Vierwalzen-Walzwerke en-tnommen werden.
In vielen Fällen wird es möglich sein, vorhandene Vierwalzen-und Sechswalzen-Walzwerke in das neue Achtzehnwalzen-Walzwerk umzuwandeln, indem die vorhandenen Walzen- und Blockanordnungen durch Walzen- und Blockanordnungen gemäß der Erfindung ersetzt und die vordere Tür, die hintere Platte und Abstands balken an den Walzwerksgehäusen angebracht werden.
Nachfolgend wird für einen sehr großen Materialbereich gezeigt, daß das Walzwerk gemäß der Erfindung größere Stichabnahmen und das Auswalzen zu leichteren Profilen ermöglicht, als dies ein Vierwalzen-Walzwerk ähnlicher Größe vermag. Außerdem wird gezeigt, daß gleiche Stichabnahmen mit einer kleineren und infolgedessen billigeren Anlage erzielbar sind, wenn ein Walzwerk gemäß der Erfindung Verwendung findet.
Nachfolgend seien einige theoretische Angaben für Vorwalzstiche gemacht: (max) = 1)2/100 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ (i) RSF = KD2/14,14 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~ (ii) v = KD2/33,000 - (iii) RSF/V = 2333 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ (iv) Die Gleichungen (ii) bis Qv) beziehen sich auf ein Walzwerk, das die Reduktion 8 max in einem Stich mit gleichen nach vorn und hinten gerichteten Zugspannungen ausführt. Hierbei sind: c3 = H1 - H2 = Eintrittsprofil - Austrittsprofil (Zoll) RSF = spezifische Walzentrennkraft (Pfund/Zoll) D2 = Arbeitswalzendurchmesser (Zoll²) K = Verformungswiderstand (Härte) des gewalzten Bandes (Pfund/Zoll2) v = spezifische Walzleistung/Zoll Bandbreite bei 100 Fuß/min. (HP/100 Fuß/min./ Zoll).
Ferner bestehen beim Vorwalzen mehr allgemein die folgenden Beziehungen: Für Vierwalzen-Walzwerke gibt es folgende Grundbeziehungen: W = D1 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ (vii) Max. RSF = 1500D1'/W = 1500D1 ~~~~~~~~~~~~ (viii) D2 = 1)1/3 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ (ix) W = maximale Bandbreite (Zoll) D1 = Stützwalzendurchmesser (Zoll).
Diese Beziehungen werden nun dazu benutzt, das Leistungsvermögen eines typischen Vierwalzen-Walzwerkes aufzuzeigen.
Tabelle 1 Bandbreite (Zoll) 72 60 48 36 24 18 D1 Zoll (vii) 72 60 48 36 24 18 D2 Zoll (ix) 24 20 16 12 8 6 max.RSF x 1000 Pfund/Zoll 108 90 72 54 36 27 (viii) 5 max (i) (viii) 0,24 0,20 0,16 0,12 0,08 0,06 Wert von K 64 (x 1000 Pfund/Zoll') bei obigemmax (ii) Bei Untersuchungen über Beanspruchungen von Arbeitswalzenzapfen bei über die Arbeitswalzen angetriebenen Vierwalzen-Walzwerken wurde festgestellt, daß die folgenden Beziehungen zur Ermittlung der Leistungsübertragungskapazität der Arbeitswalzen von Vierwalzen-Wålzwerken angewendet werden können: max = 6 D22 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ (x) wobei 0 max ist = max. verfügbare Walzleistung bei 100 Fuß/min (HP/100 Fuß/min).
Tabelle 1 kann dann erweitert werden, um die maximalen Reduktionen anzugeben, die bei typischen Vierwalzen-Walzwerken für verschiedene Materialhärten erzielbar sind.
Tabelle 1 (Fortsetzung) Bandbreite (Zoll) 72 60 48 36 24 18 Umax (HP/100 Fuß/min 3456 2400 1536 864 384 216 (x) K=64,000 Pfund/Zoll2 max Zoll (v) 0,24 0,20 0,16 0,12 0,08 0,06 # HP/100 Fuß/Zoll (vi)46,55 38,79 31,03 23,27 15,52 11,64 L)=VxW HP.100 Fuß/min 3351 2327 1489 838 372 209 K = 100,000 Pf'and/Zoll2 max. Zoll (v) 0,097 0,081 0,065 0,049 0,032 0,024 V HP/100 Fuß/min/Zoll 29,4 24,5 19,7 4,8 9,7 7,3 (vi) VxW HP/100 Fuß/min 2116 1473 945 534 233 131 # = 150,000 Pfund/Zoll² max. Zoll (v) 0,043 0,036 0,029 0,022 0,014 0,011 HP/100 Fuß/min/Zoll 19,6 16,36 13,09 9,82 6,55 4,91 (vi) U = VxW HP.100 Fuß/min 1414 982 628 353 157 88 K = 2000,000 Pfund/Zoll max. Zoll (v) 0,024 0,020 0,016 0,012 0,008 0,006 V HP/100 Fuß/min/Zoll 14,6 12,1 9,7 7,3 4,8 3,7 (vi) Für den Fall des Walzwerkes gemäß der Erfindung können die entsprechenden Werte ebenfalls angegeben werden.
Hier ist es notwendig, einige der Gleichungen wie folgt zu ändern, während andere Gleichungen unverändert bleiben.
W = D0 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ (viia) RSF = 1500 D02/W ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ (viiia) D1 = D0/3 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ (ixa) U Max = 6D12 (xa) Darin sind: D0 = Durchmesser der Stützwalze 23 (Fig. 1) D1 = Durchmesser der Zwischenwalze 27 (Fig. 1) D2 = Durchmesser der Arbeitswalze 30 (Fig. 1).
Es ist auch notwendig, den Durchmesser der Arbeitswalze anzugeben, welche erforderlich ist, damit die seitlichen Abstützanordnungen (die seitlichen Zwischenwalzen 28, 29 und die seitlichen Stützrollen 21, 22, 25 und 26, Fig. 1) gerade stark genug sind, um die Reaktionskräfte des Drehmomentes aufzunehmen, ohne daß die Lagerkapazitäten der seitlichen Stützrollen überfordert werden.
Es hat sich ergeben, daß der geringste Arbeitswalzendurchmesser, der bei einem gegebenen Durchmesser der Zwischenwalzen und einer bestimmten Walzleistung erforderlich ist, um den obigen Bedingungen zu genügen, aus der folgenden empirischen Formel ermittelt werden kann.
Es ist nunmehr möglich, für das Walzwerk gemäß der Erfindung nachstehend über dessen Konstruktions- und Leistungsgrößen Angaben zu machen.
Tabelle 2 Bandbreite (Zoll) 72 60 48 36 24 18 D0 Zoll (viia) 72 60 48 36 24 18 D1 Zoll (ixa) 24 20 16 12 8 6 Max. RSF x 108 90 72 54 36 27 1000 Pfund/Zoll (viii) U max. (HP/100 Fuß/min (x) 3456 2400 1536 864 384 216 Vmax = V max/W (HP/100 Fuß/min/Zoll 48 40 32 24 16 12 D2(min) Zoll (xi) 9,0 7,5 6,0 4,5 3,0 2,25 X = 170,000 Pfund/Zoll2 r5 max. Zoll (v) 090 0,075 0,060 0,045 0,030 0,0225 V (HP/100 Buß/min/Zoll (vi) 46,2 38,5 30,8 23,1 15,1 11,5 # =VxW(HP/100 Fuß/min 332.6 2310 1478 832 369 208 K = 200,000 Pfund/Zoll2 max. Zoll (v) 0,065 0,054 0,043 0,052 0,022 0,Oló g (HP/100 Fuß/min/Zoll) (vi) 39,3 32,7 2G,2 19,6 13,1 9,8 U = V X W (HP/100 Fuß/min) 2828 1964 12:>6 707 314 177 Bemerkt sei, daß bei Härten von weniger als 170 000 Pfund/Zoll2 die maximale Reduktion bei einer Härteverminderung nicht s1-steigt, sondern bei D2/100 verbleibt (i). Dagegen vermindert sich die Leistung in Abhängigkeit von einer Verringerung der Materialhärte unter 170 000 Pfund/Zoll2.
Der Tabelle 2 kann entnommen werden, daß der Mindest-Arbeitswalzendurchmesser D2 (min) etwa 37,5-% des Durchmessers D1 der Zwischen- (Antriebs-)walze beträgt. In diesem Fall ist das Walzwerk optimal für eine Materialhärte von 170 000 Pfund/ Zoll2, da nur dann die maximale Reduktion erreicht wird, während in dem Walzwerk eine volle RSF und im wesentlichen eine volle Leistung entwickelt wird. Bei weicheren Materialien und der maximalen Reduktion e5 max = D2/100 wird weder eine maximale RSF noch eine maximale Leistung entwickelt, da beide in Abhängigkeit von der Materialhärte abnehmen.(s. (ii) und (iii)). Für das Walzen von weicheren Materialien kann der Arbeitswalzendurchmesser beliebig vergrößert werden. Es kommt etwa eine obere Grenze von D2 = 0,6 D1 infrage. Für diesen Grenzfall kann die Tabelle 2 wie folgt erweitert werden: Tabelle 2 (Fortsetzung) Bandbreite (Zoll) 72 60 48 36 24 18 D2 (Max) Zoll (0,6dz) 14,4 12 9,6 7,2 4,8 3,6 K=1 06.000 Pfund/Zoll2 r) max. Zoll (v) 0,144 0,12 0,096 0,072 0,048 0,036 V(HP/100 Fuß/min/Zoll) (vi) 46,3 38,6 30,9 23,2 15,4 11,G U = VxW (HP/100 i'u /min) 3334 2315 1482 834 370 208 K = 134,000 Pfund/Zoll2 6 max. Zoll (v) 0,090 0,075 0,060 0,045 0,030 0,023 V(HP/100 Buß/min/Zoll (vi) 36,6 30,5 24,4 18,3 12,2 9,2 U = VxW (HP/100 Fuß/min) 2637 1832 1172 660 293 165 K=200, 000 Pfund/Zoll2 max. Zoll (v) 0,041 0,034 0,027 0,020 0,014 0,010 V (HP/100 Fuß/min/Zoll) (vi) 24,8 20,6 16,4 12,1 8,5 6,1 U = VxW (HP/100 Fuß/min) 1789 1236 785 436 204 109 Der Tabelle 2 ist zu entnehmen, daß bei Materialhärten unter 134 000 Pfund/Zoll2 die maximale Arbeitswalze größere maximale Reduktionen ergibt als die minimale Arbeitswalze, während bei Materialhärten über 134 000 Pfund/Zoll das Umgekehrte der Fall ist.
Mit dem Walzwerk gemäß der Erfindung kann also innerhalb der obigen Bereiche eine Arbeitswalzengröße gewählt werden, die mit dem zu walzenden Material in jedem besonderen Fall beste Ergebnisse liefert.
Durch Vergleich der Tabellen 1 und 2 kommt man zu folgenden Ergebnissen: (A) Bei Materialien mit einer Härte von weniger als etwa 100 000 Pfund/Zoll² kann das Vierwalzen-Walzwerk größere Reduktionen erzielen als das Walzwerk gemäß der Erfindung.
In der Praxis werden å jedoch selten starke Reduktionen gefordert, wenn diese weicheren Materialien kaltgewalzt werden. Da diese Materialien auch bei hoher Temperatur verhältnismäßig weich sind, so werden sie zu leichteren Profilen im Gegensatz zu den härteren Materialien normalerweise warmgewalzt. Beispielsweise beträgt die Anfangs stärke beim Kaltwalzen von 48" breitem niedriggekohltem Stahl (wofür angenähert K = 80 000 Pfund/Zoll2 ist) normalerweise höchstens 0,10" und eine Reduktion von mehr als etwa 35 ffi davon oder 0,035" wird selten gefordert.
(B) Bei Materialien mit einer Härte von über 100 000 Pfund/ Zoll2 kann das Walzwerk gemäß der Erfindung größere Reduktionen liefern als ein Vierwalzen-Walzwerk ähnlicher Größe.
Der Vorteil liegt also besonders auf dem Gebiet der härteren Materialien.
Da das Walzwerk gemäß der Erfindung mit einer kleineren Arbeitswalze arbeiten kann als das Vierwalzen-Walzwerk, so entwickelt es eine geringere Walzspalttrennkraft und dies ermöglicht in der Regel die Verwendung eines kleineren Walzwerkes zur Durchführung einer bestimmten Walzarbeit. Als Beispiel dafür dienen die besonderen Fälle, in denen 48" breite Materialien mit einer Härte K in dem Bereich 50 000 bis 200 000 Pfund/Zoll2 mit den geforderten maximalen Reduktionen gewalzt werden, worüber Angaben der nachfolgenden Tabelle 3 zu entnehmen sind.
Tabelle 3 Vierwalzen-Walzwerk Materialhärte K x1000 Pfund/Zoll² 50 100 150 200 max (nominal) Zoll 0,05 0,04 0,03 0,025 Stützwalzendurchmesser Zoll 32 42 48 54 Max RSF (viii) x1000 Pfund/Zoll 32 55,125 72 91,125 Arbeitswalzendurchmesser Zoll 16 16 16 16 Maximale Reduktion (v) Zoll 0,051 0,038 0,029 0,026 V (vi) (HP/100 Fuß/min/Zoll) 7,76 11,5 13,1 15,7 Leistung 0 = V x W HP/100 Fuß/min 372 552 628 755 Walzwerksleistunz llmax (x) HP/100 Fuß/min - 1536 Achtzehnwalsen-Walzwerk Stützwalzendurchmesser D0 Zoll 24 32 36 42 Max.zulässige RSF (viiia) x 1000 Pfund/Zoll 18 32 40,5 55,125 Zwischenwalzendurchmesser D1 (ixa) 16 16 16 16 D2 (xi) (oder bis zu 0,6 D1) 5 5 5 6 Max. Reduktion (v) Zoll 0,050 0,041 0,029 0,025 V (vi) 7,58 12,4 13,3 15,3 Leistung 0 = V x W HP/100 Fuß/min 364 596 636 737 Walzwerksleistung t)max (x) HP/100 Fuß/min 1536 Aus Tabelle 3 kann man entnehmen, daß bei einem bestimmten Walzprogramm bei dem Walzwerk gemäß der Erfindung eine kleinere Anlage Verwendung finden kann, als dies unbeachtet der Materialhärte bei einem Vierwalzen-Walzwerk der Fall ist.
Es ergibt sich aus der Tabelle weiterhin, daß mit einem gegebenen Stützwalzendurchmesser (der in der Hauptsache für die Walzwerksgröße maßgebend ist) das Walzwerk gemäß der Erfindung ein breiteres Band walzen kann als ein Vierwalzen-Walzwerk. Es ist zu erwarten, daß die sich aus der allgemeinen Verminderung der Walzwerksgröße ergebenden Kostenersparnisse die Kosten der zusätzlichen Teile mehr als ausgleichen, welche das Walzwerk gemäß der Erfindung gegenüber dem Vierwalzen-Walzwerk aufweist.
Aus der Gleichung (xi) und den Tabellen 2 und 3 ist ersichtlich, daß das Verhältnis der Arbeitswalzengröße zu der Zwischenwalzengröße von dem geforderten Antriebsmoment abhängt und zwischen 30 und 60 % betragen kann.
Ein anderer Vorteil des Walzwerks gemäß der Erfindung gegenüber dem Vierwalzen-Walzwerk besteht darin, daß es die Mögliclikeit bietet, ein bestimmtes Material auf ein leichteres Profil absuwalæen, wobei die Reduktion auf das kleinste Profil im wesentlichen der Verminderung des Arbeitswalzendurchmessers proportional ist.
Das Walzwerk gemäß der Erfind-ung beinhaltet auch ein verbessertes Verfahren für die Profilierung und~~a-x-iale Einstellung der Zwischenwalzen, um für eine Reihe von Bandbreiten das richtige Walzwerksprofil zu erzielen. Zu einer weiteren Verbesserung der Profileinstellung sind Mittel vorgesehen, um auf die Enden der Zwischenwalzen Biegemomente zu übertragen. Wie aus den Fig. 6 und 7 ersichtlich, sind in den unteren Zwischenwalzenblöcken 72 und 73 hydraulische Pressen 71 angeordnet, welche gegen die oberen Zwischenwalzenblöcke 38 und 39 drücken. Durch die Betätigung dieser Pressen mit einstellbarer konstanter Drucküberwachung wird ein Biegemoment erzeugt, welches die Enden der Zwischenwalzen 27 von dem Band weg biegt, wodurch der Walzdruck auf die Bandkanten eine Verringerung erfährt. Eine zweite Gruppe von hydraulischen Pressen 74 ist in den Zwischenwalzenblöcken 38, 39, 72 und 73 angeordnet. Diese Pressen drücken gegen die Stützwalzenblöcke 24 und 70, wenn den Pressen durch Speiseöffnungen Hydrauliköl zugeleitet wird. Ölleckagen sind durch Dichtungen 75 vermieden. Durch die Betätigung dieser Pressen wird bei einstellbarer konstanter Drucküberwachung ein Biegemoment erzeugt, welches die Enden der Zwischenwalzen nach dem Band hin abbiegt, wodurch der Walzdruck auf die Bandkanten gesteigert wird. Auf diese Weise kann entsprechend der Biegerichtung der Zwischenwalzen eine mehr oder weniger große Balligkeit erzielt werden.
In den unteren Stützwalzenblocks 70 sind vier weitere hydraulische Pressen 76 angeordnet, die gegen die oberen Stützwalzenblöcke 24 drücken, um für die obere Stützwalzenanordnung entsprechend dem Stand der Technik einen Ausgleich zu schaffen.
Es ist bekannt, die Enden der axial verstellbaren Zwischenwalzen so ZU bearbeiten, daß sie eine kegelige Gestalt erhalten, wie sich dies aus der US-Patentschrift 2 776 580 ergibt, nach der der kegelige Abschnitt gerade innerhalb der Bandkante beginnt. Obwohl diese Walzenausbildung sich sehr bewährt hat und auch von anderen Herstellern benutzt wird, hat sich doch herausgestellt, daß insbesondere bei der Bearbeitung von wenig streckbaren Materialien eine ungenaue Einstellung zu örtlichen Brüchen des Walzgutes führen kann, und zwar nahe den Bandkanten an Stellen, wo die kegelige Verjüngung der Walzenenden beginnt. Ferner haben Untersuchungen der Walzenverformung ergeben, daß die abgebogene Arbeitswalzenform nahe der Bandkante parabolisch ist. Deshalb ist in dem Walzwerk gemäß der Erfindung eine parabolische Verjüngung anstelle der konischen Verjüngung vorgesehen, um so das richtige Profil entsprechend der abgebogenen Form der Arbeitswalze zu erhalten und der Neigung zu Walzgutbrüchen durch plötzlichen Wechsel von zylindrischen zu verjüngten Abschnitten der Zwischenwalze am Beginn der Verjüngung abzuhelfen. Natürlich kann es infolge beschränkter Walzenschleifeinrichtungen notwendig sein, sich der parabolischen Verjüngung nur anzunähern. Brauchbare Annäherungen wären kreisbogenförmige oder sinuswellenförmige Verjüngungen.
In Fig. 6 ist dargestellt, wie die verhältnismäßig dünnen Arbeitswalzen 30,die normalerweise gerade sind, sich unter der Einwirkung der Walzentrennkraft gebogen haben und so der Gestalt der Zwischenwalzen 27 folgen. Man kann leicht erkennen, wie sowohl durch die axiale Einstellung als auch durch die Abbiegungen der Enden der Zwischenwalzen das Profil des Walzenbandes 95 beeinflußt wird.
Es wurde auch gefunden, daß die bekannten Verfahren zur axialen Einstellung der Walzen ziemlich umständlich und kostspielig sind. Die Erfindung sieht daher eine neue und einfachere Konstruktion vor, bei welcher der Einstellmechanismus in den Zwischenwalzenblöcken untergebracht ist. Eine Ausführungsform dieser Konstruktion ist in den Fig. 6 und 8 für die Einstellung der oberen Zwischenwalze dargestellt.
Bei dieser Konstruktion wird ein Schlüssel verwendet, mit welchem die Bedienungsperson die Welle 80 drehen kann, auf welcher ein Ritzel 81 aufgekeilt ist. Das Ritzel 81 steht mit dem Zahnkranz 88 in Eingriff, der sich an der Hülse 82 befindet. Durch Drehung der Hülse schraubt sich diese mit ihrem Gewinde 90 in das Gewinde 89 des Blockes 38 in axialer Richtung hinein bzw. wieder aus ihm heraus. Die Zwischenwalze 27 kann sich in dem Block 38 auf dem Radiallager 83 frei drehen. Die axiale Stellung der Walze 27 wird mittels der in der Hülse 82 untergebrachten Drucklager 84 eingestellt. Radiallager 85 sorgen dafür, daß die Hülse und der Zapfen der Zwischenwalze ihre konzentrische Stellung beibehalten, während eine auf das Ende der Zwischenwalze aufgeschraubte Mutter 86 den Walzenzapfen innerhalb der Hülse 82 hält. Wird durch Drehung des Ritzels 81 eine axiale Verschiebung der Hülse 82 vorgenommen, so nimmt diese die Zwischenwalze ebenfalls in axialer Richtung mit. Die Zwischenwalze ist mit besonders langen dem Antrieb dienenden Abflachungen 87 versehen, welche die Möglichkeit bieten, daß die Walze bei voller Übertragung des Antriebsdrehmoments bei der axialen Verstellung einwärts bzw. auswärts gerichtete Verschiebungsbewegungen innerhalb der Antriebskupplung 96 ausführen kann. Die Walzenzapfen 91 und 92 der Zwischenwalzen sind ebenfalls besonders lang, um der Zwischenwalze zu ermöglichen, sich axial zu den Lagern 83 zu verschieben. Die parabolische Verjüngung 93 ist an der oberen Zwischenwalze 27 an deren einem Ende vorgesehen, während eine ähnliche Verjüngung 94 sich an dem entgegengesetzten Ende der unteren Zwischenwalze befindet. Halteplatten 77, die an den Stützwalzenblöcken 24 (Fig. 2) angebracht sind, stehen mit Nuten 78 in den Zwischenwalzenblöcken 38 und 39 in Eingriff, um diese Blöcke axial in Stellung zu halten.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Mittel zur axialen Einstellung der unteren Zwischenwalze in gleicher Weise ausgebildet wie die beschriebenen Mittel zur Einstellung der oberen Zwischenwalze. Die Einstellung des Bandprofils nahe der einen Kante wird durch die obere Zwischenwalzenverstellung und die Einstellung des Bandprofils nahe der anderen Kante durch die untere Zwischenwalzenverstellung bewirkt. Bei einer anderen Ausführungsform der Mittel zur axialen Verstellung der Zwischenwalze wird die Ritzelwelle 80 durch einen Hydraulikmotor gedreht, wodurch eine Fernsteuerung möglich ist.
In gleicher Weise wie die parabolischen Verjüngungen an den Zwischenwalzen dazu benutzt werden, um Verbiegungen der Arbeitswalzen nahe den Bandkanten zu kompensieren, kann die Abbiegung der Zwischenwalzen auch dazu benutzt werden, um eine verbogene Form der Zwischenwalzen auszugleichen. Solche Abbiegungen können auch dazu dienen, das Walzwerk so zu gestalten, daß es dem Profil des einlaufenden Bandes folgt.
Eine solche Kombination von axialer Einstellung und Abbiegung der Zwischenwalzen ermöglicht es, das Walzwerksprofil so einzustellen, daß es sehr verschieden« Walzbedingungen entsprechen kann.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Walzwerk, gekennzeichnet durch achtzehn Walzen verteilt auf eine obere und eine untere Gruppe von neun Walzen, jeweils bestehend aus einer Arbeitswalze, einer Zwischenwalze und einer Stützwalze, die in der gleichen Vertikalebene angeordnet sind, zwei seitlichen Zwischenwalzen, die die Arbeitswalze auf gegenüberliegenden Seiten berühren, und zwei seitlichen Stützwalzen oder -rollen, die mit den seitlichen Zwischenwalzen in Berührung stehen.
2. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Gruppe die Zwischenwalze und die Stützwalze in Blöcken gelagert sind, die Arbeitswalze und die seitlichen Zwischenwalzen in der Gruppe frei schwimmend angeordnet sind und die seitlichen Stützwalzen jeweils aus mehreren, auf festen Achsen drehbar gelagerten Rollen bestehen, wobei diese Achsen in Abständen von einem einstellbaren starren Stützbalken getragen werden.
3. Sechswalzen (1-1-1)-Walzwerk, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite jeder Arbeitswalze seitliche Stützwalzenanordnungen vorgesehen sind und daß durch die so erzielte Verhinderung eines durch die Reaktionskräfte des Antriebsdrehmomentes bewirkten Verbiegens der Arbeitswalzen kleinere Arbeitswalzen als üblich verwendbar sind.
4. Walzwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede seitliche Stützwalzenanordnung eine Zwischenwalze enthält, die ihrerseits sowohl in senkrechter als auch in waagerechter Ebene über ihre ganze Länge durch zwei Stützrollenanordnungen abgestützt ist, welche jeweils aus mehreren, auf ortsfesten Achsen drehbar gelagerten Rollen bestehen, wobei diese Achsen über ihre Länge in Abständen auf einem einstellbaren starren Tragbalken gelagert sind.
5. Walzwerk nach Anspruch 1 mit angetriebenen Zwischenwalzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Stützwalzen und der Zwischenwalzen denjenigen der Stütz- und Arbeitswalen von Vierwalzen-Walzwerken ähnlich sind, wobei der Arbeitswalzendurclimesser zwischen 30 % und 60 % des Zwischenwalzendurchmessers liegt.
6. Walzwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Einstellung des Walzprofils durch Übertragung von Biegemomenten auf die Enden der Zwischenwalze jeder Gruppe vorgesehen sind.
7. Walzwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Enden der Zwischenwalzen Biegemomente durch einen ersten Satz von innerhalb der Blöcke der Zwischenwalzen angeordneten hydraulischen Pressen übertragen werden, welche gegen die Stützwalzenblöcke drücken und so die Zwischenwalzenenden nach dem gewalzten Band hin drücken und/oder daß auf den unteren Zwischenwalzenblöcken ein zweiter Satz von hydraulischen Pressen angeordnet ist, die gegen die oberen Zwischenwalzenblöcke drücken und so die Zwischenwalzenenden von dem gewalzten Band wegbiegen.
8. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Einstellung des Walzprofils durch axial verstellbare Zwischenwalzen vorgesehen sind, wobei ein Ende einer und das entgegengesetzte Ende der anderen Zwischenwalze eine parabolische Verjüngung aufweisen.
9. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzprofil durch axial verstellbare Zwischenwalzen einstellbar ist, wobei sich die Antriebe für die axiale Einstellung der Zwischenwalzen innerhalb der Zwischenwalzenblöcke befinden.
10. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Walzprofils eine erste axial verstellbare Zwischenwalze mit einer parabolischen Verjüngung an einem Ende und eine zweite axial verstellbare Zwischenwalze mit einer parabolischen Verjüngung an dem entgegengesetzten Ende vorhanden ist und daß sich in Kombination damit zur Übertragung eines gegen das Walzgut gerichteten Biegemomentes auf die Enden der Zwischenwalzen in den Zwischenwalzenblöcken ein erster Satz von hydraulischen Pressen befindet, die gegen die Stützwalzenblöcke drücken, während sich auf den unteren Zwischenwalzenblöcken ein zweiter Satz von hydraulischen Pressen befindet, die gegen die oberen Zwischenwalzenblöcke drücken und die Zwischenwalzenenden von dem Walzgut wegdrücken.