DE3038865C1

DE3038865C1 - Walzgeruest mit axial verschiebbaren Walzen

Info

Publication number: DE3038865C1
Application number: DE3038865A
Authority: DE
Inventors: Gerd 4000 Düsseldorf Beisemann; Hugo Dr. 5110 Alsdorf Feldmann; Horst 4040 Neuss Gärtner; Friedrich Dr. 4048 Grevenbroich Hollmann
Original assignee: SMS Schloemann Siemag AG; Schloemann Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1980-10-15
Filing date: 1980-10-15
Publication date: 1982-12-23
Also published as: EP0049798B1; ATE7114T1; JPS5791807A; JPH0411281B2; JPH01266901A; DE3163226D1; SU1306468A3; US4440012A; JPH0669578B2; EP0049798A3; EP0049798A2; JPH0616885B2; JPH01266902A

Description

Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst mit zwei Arbeitswalzen, von denen sich gegebenenfalls jede unmittelbar oder über eine Zwischenwalze an einer Stützwalze abstützt, wobei die Walzen eines Walzenpaares gegensinnig axial verschiebbar sind und jede der verschiebbaren Walzen mindestens über einen Teil der Länge des Walzenballens eine von einer achsparallelen Geraden abweichende, gekrümmte Kontur aufweist.

Ein Walzgerüst dieser Art ist bereits durch die DE-OS 19 105 bekannt. Es ist so ausgelegt, daß sich im Walzbetrieb durch die axiale Verschiebung der eine gekrümmte Kontur aufweisenden Walze und eine gleichzeitig auf diese zur Einwirkung gebrachte Biegebeanspruchung die Gestalt des Walzspaltes und damit das Profil des Walzbandes beeinflussen läßt.

Nachteilig bei diesem Walzgerüst ist jedoch, daß den über einen Teil der Ballenlänge eine gekrümmte Kontur aufweisenden Walzen außer der Vorrichtung zur Axialverschiebung noch zusätzliche Walzenbiegevorrichtungen zugeordnet werden müssen. Dabei sind einerseits Walzenbiegevorrichtungen erforderlich, um die Enden der mit der gekrümmten Kontur versehenen Walzen vom Walzspalt bzw. vom Walzband weg biegen ") zu können (positive Biegung), und andererseits sind auch Walzenbiegevorrichtungen notwendig, die das Biegen der Enden der mit der gekrümmten Kontur versehenen Walzen gegen den Walzspalt bzw. das Walzband hin gewährleisten (negative Biegung). Im einen Falle wird ι ο hierdurch der Walzdruck auf die Bandkanten verringert, während im anderen Falle eine Walzdrucksteigerung im Bereich der Bandkanten erreichbar ist.

Eine Veränderung der Walzspaltkontur ist bei dem vorbekannten Walzgerüst ohne Walzenbiegevorrich- '■> tungen nur in beschränktem Umfang und überhaupt nur im Sinne einer konkaven Bandform möglich.

Es liegt auf der Hand, daß ein solchermaßen ausgestaltetes Walzgerüst nicht nur einen hohen Anlagenaufwand erfordert, sondern daß auch die 2» richtige Einstellung der Walzspalt- bzw. Walzbandkontur Schwierigkeiten bereitet, weil die Axialverstellung der die gekrümmte Kontur aufweisenden Walzen und deren Biegeverformung aufeinander abgestimmt werden müssen.

Im übrigen erweist es sich bei der vorbekannten Bauart eines Walzgerüstes als nachteilig, daß auch bei einer positiven Arbeitswalzenbiegung die Bandkantenpressung noch verhältnismäßig groß ist.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Nachteile. Es liegt ihr deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Walzgerüst der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei dem sich die Gestalt des Walzspaltes und damit der Walzbandquerschnitt praktisch ausschließlich durch die Axialverschiebung der mit der gekrümmten

i) Kontur versehenen Walzen beeinflussen und die Bandkantenpressung ohne Aufwand verringern läßt.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß auf einfache Art und Weise dadurch realisiert, daß die gekrümmte Kontur sich über die ganze Länge des Walzenballens erstreckt und daß die Konturen der beiden Walzen des Walzenpaares sich ausschließlich in einer bestimmten Axialstellung der Walzen zueinander lückenlos ergänzen.

Von besonderem Vorteil ist dabei, daß sich die Maßnahmen nach der vorliegenden Erfindung ohne weiteres auch bei Duowalzgerüsten realisieren lassen, also nicht auf Walzgerüste mit Stütz- und/oder Zwischenwalzen beschränkt sind, wie das nach der DE-OS 29 19 105 der Fall ist.

Weiterhin hat sich der Vorteil gezeigt, daß die Gestalt des Walzspaltes und damit die Querschnittsform des Walzbandes schon durch geringe Verschiebewege der die gekrümmte Kontur aufweisenden Walzen beeinflußt werden kann und daß keine direkte Anpassung der Position der verschiebbaren Walzen an die Walzgutbreite erfolgen muß, wie das beispielsweise bei einem anderen bekannten Walzgerüst nach der DE-AS 22 60 256 unumgänglich ist.

Die Form der gekrümmten Kontur an den Walzenballen der Walzen kann frei gewählt werden, so daß sich deren effektive Bombierung problemlos auf die jeweiligen Walzbedingungen abstimmen läßt. Bereits mit geringen Relativverschiebungen zwischen den beiden zusammen arbeitenden Walzen mit gekrümmter Kontur läßt sich der Walzspalt schnell und gezielt einstellen, wobei je nach Richtung und Ausmaß dieser Relativverschiebung wahlweise rechteckige, konkave oder konvexe Walzgutquerschnitte erzielbar sind. Ein

besonders einfacher Aufbau eines erfindungsgemäßen Walzgerüstes läßt sich durch die Merkmale des Anspruchs 2 verwirklichen. Dabei hat sich besonders die im Anspruch 3 angegebene Ausgestaltung der Walzen bewährt.

Möglich ist es jedoch nach der Erfindung auch, ein Walzgerüst mit Walzen auszustatten, welche die in den Ansprüchen 4, 5 und 6 angegebenen Merkmale aufweisen.

Zwar sind, beispielsweise aus der DE-OS 14 52 153, auch schon Walzgerüste mit Walzenpaaren bekannt, bei denen der Walzenballen der einen Walze über seine ganze Länge konvex und der Walzenballen der anderen Walze über seine ganze Länge konkav gewölbt konturiert ist und bei denen sich die konvexe und die konkave Walze in einer bestimmten Axialstellung lückenlos aneinanderschließen lassen. Hier sind jedoch die Walzen nicht axial verschiebbar vorgesehen.

Die Kontur der Walzenballen läßt sich bei einem erfindungsgemäßen Walzgerüst im einfachsten Falle durch mechanische Fertigung, z. B. durch Profilschliff bestimmen. Es ist jedoch in manchen Fällen auch möglich, die Kontur der Walzenballen thermisch, bzw. durch Beheizung und/oder Kühlung, zu beeinflussen. Da sich nämlich bekanntlich durch Erwärmung des Ballenwerkstoffs eine Materialausdehnung und durch Kühlung desselben eine Materialschrumpfung einstellt, können durch gezielte Heizung und/oder Kühlung nebeneinanderliegender Längenabschnitte des Walzenballens temperaturabhängig konvexe und/oder konkave Ballenpartien erzeugt oder zumindest beeinflußt werden.

Eine weitere Beeinflussung der Gestalt des Walzspaltes und damit auch des Walzbandquerschnittes ist möglich, wenn die Achsen des den Walzspalt bestimmenden Walzenpaares in der Walzebene gegeneinander verschwenkt werden und/oder die Achsen der Walzen des die gekrümmte Ballenkontur aufweisenden Walzenpaares quer zur Walzebene gegeneinander neigungsverstellt werden.

Durch diese zusätzlichen Einstellmaßnahmen läßt sich die in der Hauptsache mittels Axialverschiebung der die gekrümmte Kontur aufweisenden Walzen bewirkbare Walzspaltbeeinflussung bedarfsweise optimieren.

Obwohl es möglich ist, nur eine der beiden eine gekrümmte Kontur aufweisenden Walzen des Walzensatzes relativ zur anderen Walze axial verschiebbar zu machen, erweist es sich als vorteilhaft, beide Walzen dieses zusammenarbeitenden Walzensatzes axial verschiebbar im Gerüst vorzusehen, weil bei gleichzeitiger Axialverschiebung beider Walzen eine besonders schnelle feinfühlige Walzspaltbeeinflussung ermöglicht wird. Das Ausmaß der axialen Verschiebbarkeit kann dabei für beide Walzen gleich oder auch verschieden vorgesehen sein.

Schließlich bereitet es auch keinerlei Schwierigkeiten, die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Walzgerüstes im Zusammenwirken mit herkömmlichen Verfahren der Bandprofilbeeinflussung anzuwenden, beispielsweise mit Banddicken- und Schräglageneinstellung sowie auch mit thermischen Maßnahmen zu arbeiten.

Wenngleich die Erfindung einen Weg aufzeigt, die Walzspaltkontur innerhalb weiter Grenzen ohne Einsatz einer Walzenbiegung feinfühlig und schnell zu verändern, so ist dennoch nicht ausgeschlossen, die Erfindung an einem Walzwerk mit Walzbiegeeinrichtungen zu verwirklichen.

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Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Hierbei zeigt

F i g. 1 in Walzrichtung gesehen ein Zweiwalzen-Walzgerüst nach der Erfindung,

F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung eines Vierwalzen-Walzgerüsts,

F i g. 3 ebenfalls in Walzrichtung gesehen ein erfindungsgemäßes Sechswalzen-Walzgerüst,

Fig.4 eine bevorzugte Ausführungsform für die Walzenkontur eines Walzenpaares,

F i g. 5 eine mögliche Einstellung des Walzenpaares nach Fig.4 für einen sich nach den Bandkanten hin verengenden Walzspalt,

F i g. 6 eine Einstellung des Walzenpaares nach F i g. 4 für einen sich nach den Bandkanten hin erweiternden Walzspalt und

F i g. 7 eine andere mögliche Konturgestaltung für ein Walzenpaar.

In F i g. 1 ist ein Zweiwalzen-Walzgerüst 1 dargestellt, in dessen Walzenständern 2 ein Arbeitswalzenpaar 3,4 jeweils mittels Einbaustücken 5, 6 geführt ist. Mittels üblicher Anstellvorrichtungen 7 kann das Arbeitswalzenpaar 3,4 gegen das durch den Walzspalt 8 laufende Walzband 9 angestellt werden.

Beide Arbeitswalzen des Arbeitswalzenpaares 3, 4 sind über ihre Zapfen 10, 11 axial verschiebbar in den Einbaustücken 5, 6 gelagert, wobei die Vorrichtungen zur Axialverstellung jeweils an einem der Walzenzapfen 10 bzw. 11 angreifen.

Die Walzenballen 12 beider Arbeitswalzen 3 und 4 des Arbeitswalzenpaares 3, 4 weisen über ihre gesamte Länge eine gekrümmte Kontur auf, und zwar von solcher Art, daß diese Kontur im Falle der oberen Arbeitswalze 3 über die linke Hälfte des Walzenballens 12 konvex und über die rechte Hälfte desselben konkav verläuft, während sie bei der unteren Arbeitswalze 4 über die linke Hälfte des Walzenballens 12 konkav und über die rechte Hälfte desselben konvex gewölbt ist. Beide Abschnitte der Walzenballen 12 werden dabei von gleichen Krümmungskurven bestimmt.

Aus F i g. 1 ist erkennbar, daß beide Arbeitswalzen 3 und 4 eine identische — hier flaschenähnliche — Form des Walzenballens 12 aufweisen und in die Walzenständer des Walzgerüsts 1 relativ zueinander in um 180° gewendeter Einbaulage aufgenommen sind.

In F i g. 1 ist die mittlere Axialeinstellung beider Arbeitswalzen 3 und 4 des Arbeitswalzenpaares 3, 4 gezeigt, und es ist ersichtlich, daß bei dieser Axialeinstellung der Walzspalt 8 über die gesamte Ballenlänge eine gleichbleibende Querschnittshöhe hat, obwohl er leicht S-förmig geschweift verläuft.

In F i g. 2 ist ein Vierwalzen-Walzgerüst 21 gezeigt, bei welchem in den Walzenständern 22 die beiden Stützwalzen 23 und 24 in Einbaustücken 25, 26 geführt werden.

Zwischen dem Stützwalzenpaar 23, 24 ist ein Arbeitswalzenpaar 23', 24' vorgesehen, welches den Walzspalt 28 für das Walzband 29 begrenzt. Die Anstellung der Arbeitswalzen 23' und 24' zur Bestimmung der Höhe des Walzspaltes 28 wird durch Anstellvorrichtung 27 vorgenommen, die an den Einbaustücken 25 und 26 der Stützwalzen 23 und 24 angreifen.

Beim Walzgerüst 21 nach Fig.2 sind beide Stützwalzen 23 und 24 über ihre Walzenzapfen 30 bzw. 31 axial verschiebbar in den Einbaustücken 25 bzw. 26 gehalten, wobei jeweils an einem der Walzenzapfen 30

bzw. 31 die nicht dargestellten Vorrichtungen zur Axialverstellung angreifen.

Die Walzenballen 32 der beiden Stützwalzen 23 und 24 weisen über ihre gesamte Länge die gekrümmte Kontur auf, und zwar in gleicher Weise wie die "> Arbeitswalzen 3 und 4 beim Arbeitswalzenpaar 3,4 des Zweiwalzen-Walzgerüsts 1 nach F i g. 1.

Erkennbar ist aus F i g. 2 auch, daß die Walzenballen der Arbeitswalzen 23' und 24' an sich zylindrische Gestalt haben, aber durch das Zusammenwirken mit den ι ο Stützwalzen eine leicht S-förmige Verbiegung aufgezwungen erhalten, so daß auch der Walzspalt 28, den das Walzband 29 durchläuft, eine entsprechend leicht S-förmige Querschnittsgestalt erhält.

Fig.3 stellt ein Sechswalzen-Walzgerüst 41 dar, bei dem in den Walzenständern 42 außer den beiden Stützwalzen 43 und 44 und den beiden Arbeitswalzen 43' und 44' noch zwei Zwischenwalzen 43" und 44" angeordnet sind. Die Stützwalzen 43 und 44 sind mittels Einbaustücken 45 bzw. 46 in den Walzenständern 42 geführt, während die Zwischenwalzen 43" und 44" wiederum in Einbaustücken 45" bzw. 46" lagern, die in den Einbaustücken 45 bzw. 46 für die Stützwalzen 43 und 44 geführt werden.

Während hier die Stützwalzen 43 und 44 und die Arbeitswalzen 43' und 44' unverschiebbar gelagert sind, sind die Zwischenwalzen 43" und 44" axial verschiebbar. Zu diesem Zweck greifen jeweils an einem Walzenzapfen der Zwischenwalzen 43" und 44" entsprechende, nicht dargestellte Verstellvorrichtungen an.

Sowohl die Stützwalzen 43 und 44 als auch die Arbeitswalzen 43', 44' weisen zylindrische Walzenballen auf. Hingegen sind die Zwischenwalzen 43" und 44" mit Walzenballen ausgestattet, die über die gesamte Ballenlänge eine gekrümmte Kontur haben. Die Ballenkontur der Zwischenwalzen 43" und 44" kann dabei grundsätzlich derjenigen der beiden Arbeitswalzen 3 und 4 des Walzgerüsts 1 nach F i g. 1 bzw. derjenigen der Stützwalzen 23 und 24 des Walzgerüsts 21 nach Fig.2 entsprechen. Sie kann jedoch durch Krümmungskurven mit größeren Radien begrenzt werden, weil die Zwischenwalzen 43" und 44" sich jeweils an den zylindrischen Walzenballen der Stützwalzen 43 und 44 abstützen. Hierdurch werden die Zwischenwalzen 43" und 44" einer Verformung unterworfen, aus welcher eine stärkere Krümmung der Ballenkontur in Richtung zu den Arbeitswalzen 43' und 44' hin resultiert. Mit Hilfe der Zwischenwalzen 43" und 44" wird dann den an sich zylindrischen Walzenballen der Arbeitswalzen 43' und 44' eine leicht S-förmige Krümmung aufgezwungen, welche wiederum die Gestalt des Walzspaltes 48 für das Walzband 49 bestimmt.

Beim Zweiwalzen-Walzgerüst 1 nach F i g. 1 wird die Gestalt des Walzspaltes 8 unmittelbar durch Axialver-Schiebung einer oder beider Arbeitswalzen 3 und 4 bestimmt. Beim Vierwalzen-Walzgerüst 21 nach F i g. 2 findet hingegen zur Gestaltänderung des Walzspaltes 28 eine entsprechende Axialverschiebung einer oder beider Stützwalzen 23 und 24 statt. Beim Sechswalzen- &o Walzgerüst 41 nach F i g. 3 wird schließlich die Gestalt des Walzspaltes 48 allein durch Axialverschiebung einer oder beider Zwischenwalzen 43" und 44" beeinflußt.

Anhand der Fig.4—6 soll nun die Einstellung der Gestalt des Walzspaltes erläutert werden und zwar der ^ Einfachheit halber am Beispiel der Arbeitswalzen 3 und 4 des Zweiwalzenwalzgerüsts nach F i g. 1.

In F i g. 4 ist dabei die mittlere axiale Schiebestellung für beide Walzen 3 und 4 gemäß F i g. 1 dargestellt. Hierbei weist der Walzspalt 8 zwischen den beiden Walzen 3 und 4 über die gesamte Ballenlänge gleichbleibende Höhe auf, so daß das Walzband 9 über seine gesamte Breite mit gleichmäßiger Dicke ausgewalzt wird, obwohl der Walzspalt 8 einen leicht S-förmig geschweiften Verlauf hat.

Die Höhe des Walzspaltes 8 zwischen den beiden geschweift konturierten Ballen 12 der Arbeitswalzen 3 und 4 ergibt sich nach F i g. 4 als

(1) d(z)=a-n(z)-r₂(z)

mit a — Abstand der Arbeitswalzenachsen und r,· (z) = Walzenradien.

Verschiebt man nun eine oder beide Walzen 3 und 4 in Axialrichtung um die Beträge v\ und v₂ (F i g. 6), dann ändert sich die Gestalt des Walzspaltes 8 entsprechend

(2) d(z, V₁, V₂) = a -η (ζ- Vi)- r₂ (ζ- V₂).

Es ist also eine kontinuierliche mechanische Beeinflussung der Gestalt des Walzspaltes 8 möglich, dergestalt, daß bspw. bei der Einstellung gemäß F i g. 5 der Walzdruck auf die Längskanten des Walzbandes 9 erhöht wird. Hingegen ergibt sich durch die Einstellung gemäß F i g. 6 eine Verminderung des Walzdruckes auf die Längskanten des Walzbandes 9.

Der besondere Vorteil der in den Fig.4 bis 6 gezeigten Ausbildung des Walzensatzes 3,4 liegt darin, daß beide Walzen 3 und 4 völlig identisch gestaltet sind und dabei ihre Form frei gewählt werden kann, so daß die effektive Bombierung sich den jeweiligen Erfordernissen anpassen läßt.

Die Axialverschiebung der beiden Walzen 3 und 4 des Walzenpaares 3, 4 kann, je nach Bedarf, gleichsinnig oder gegensinnig erfolgen. Dabei können die axialen Verschiebewege verschieden, bei gegensinniger Verschiebung aber auch gleich sein.

Fig.7 soll verdeutlichen, daß die Walzenballenform nicht grundsätzlich auf die in den F i g. 4 bis 6 gezeigte, flaschenähnlich gekrümmte Kontur beschränkt ist, bei welcher der Krümmungsverlauf über die eine Ballenhälfte konvex und über die andere Ballenhälfte konkav ist, sondern daß auch die Möglichkeit besteht, ein Walzenpaar 3,4 einzusetzen, bei dem die Ballen beider Walzen 3 und 4 unterschiedliche Form haben, jedoch auch hier von solcher Art, daß die beiden Ballenkonturen sich ausschließlich in einer bestimmten Axialstellung der Walzen 3 und 4 lückenlos ergänzen.

So ist es nach F i g. 7 möglich, den Walzenballen 12' der einen Walze 3 in mehrfachem Wechsel konvex-konkav-konvex und den Walzenballen 12" der anderen Walze 4 entsprechend umgekehrt konkav-konvex-konkav gewölbt zu konturieren. Auch ist es denkbar, den Walzenballen 12 der einen Walze 3 über seine ganze Länge konvex und den Walzenballen 12 der anderen Walze 4 über seine ganze Länge konkav gewölbt zu konturieren.

Derart ausgebildete Walzen können bei Zwei- und Mehrwalzengerüsten sowie beim Kalt- und Warmwalzen Anwendung finden. Ferner ist die Einsatzmöglichkeit ebenso gut für Einweggerüste und Reversiergerüste gegeben wie für Tandemstraßen und Reversierstraßen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Walzgerüst mit zwei Arbeitswalzen, von denen sich gegebenenfalls jede unmittelbar oder über eine Zwischenwalze an einer Stützwalze abstützt, wobei die Walzen eines Walzenpaares gegensinnig axial verschiebbar sind und jede der verschiebbaren Walzen mindestens über einen Teil der Länge des Walzenballens eine von einer achsparallelen Geraden abweichende, gekrümmte Kontur aufweist, dadurch gekennzeichnet,, daß die gekrümmte Kontur sich über die ganze Länge des Walzenballens (12; 12', 12"; 32) erstreckt und daß die Konturen der beiden Walzen (3, 4; 23,24; 43", 44") des Walzenpaares sich ausschließlich in einer bestimmten Axialstellung der Walzen zueinander lückenlos ergänzen.

2. Walzgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Walzen (3,4; 23,24; 43", 44") des Walzenpaares (3,4; 23,24; 43", 44") identische Form haben.

3. Walzgerüst nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenballen (12; 23', 24'; 43', 44' bzw. 32, 43, 44 bzw. 43", 44") über die eine Längenhälfte eine konvex gewölbte Kontur und über die andere Längenhälfte eine konkav gewölbte Kontur aufweisen und dabei beide Ballenabschnitte von gleichen Krümmungskurven bestimmt sind (F ig. 4 bis 6).

4. Walzgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Walzen (3 und 4) des Walzenpaares (3, 4) unterschiedlich geformte Walzenballen (12', 12") haben (F i g. 7).

5. Walzgerüst nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenballen (12') der einen Walze (3) über seine ganze Länge konvex und der Walzenballen (12") der anderen Walze (4) über seine ganze Länge konkav gewölbt konturiert ist.

6. Walzgerüst nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenballen (12') der einen Walze (3) in mehrfachem Wechsel konvex-konkavkonvex und der Walzenballen (12') der anderen Walze (4) entsprechend umgekehrt konkav-konvexkonkav gewölbt konturiert ist (F i g. 7).