DE3533305A1

DE3533305A1 - Vorrichtung zur regelung der balligkeit der walze in einem walzwerk

Info

Publication number: DE3533305A1
Application number: DE19853533305
Authority: DE
Inventors: Maurizio Rom/Roma Lubrano
Original assignee: Centro Sperimentale Metallurgico SpA
Current assignee: Centro Sviluppo Materiali SpA
Priority date: 1984-09-25
Filing date: 1985-09-18
Publication date: 1986-04-03
Also published as: CA1245480A; BR8504790A; AT394671B; ES8608953A1; IT8448902A1; NL8502556A; BE903299A; US4638654A; ATA274285A; NL190055B; IT1177992B; DE3533305C2; ES547264A0; NL190055C; GB2165475A; FR2570622B1; DE8526719U1; FR2570622A1; IT8448902A0; GB2165475B

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Balligkeit einer Walze in einem Walzwerk. Insbesondere betrifft sie das Problem, wie die Flachheit des gewalzten Bleches geregelt werden kann, indem die Walzenballigkeit durch differentielles und variables Kühlen längs des Körpers des oder der in Frage stehenden Walzen herbeigeführt werden kann.

Es ist beim Walzen, insbesondere beim Kaltwalzen von Blechen bekannt, daß die Konstanz der Dickenabnahme des Blechs (sogenannte Reduktion) bzw. die Stichabnahme ti

besonders in Querrichtung - von hervorragender Wichtigkeit ist, um Wellungen zu vermeiden, die im Blech auftreten, wenn eine solche Reduktion nicht konstant ist.

Eine sehr genaue Regelung und Steuerung ist notwendig, um diese Konstanz in der Reduktion sicherzustellen, so daß sehr kleine Veränderungen von einer Stelle zur anderen auf dem Blech berücksichtigt werden können; beispielsweise eine Veränderung von einigen Hundertstel Millimeter in

3Q der Walzenballigkeit mag unbedeutend erscheinen; in Praxis jedoch hat dies einen Einfluß auf die Flachheitscharakteristiken des Blechs.

Die Flachheit des gewalzten Bleches hängt ab von einer gegebenen Anzahl von Walzparametern, wie beispielsweise der Blechdicke und Breite, dem Reduktionskoeffizienten, der Kraft, der Spannung etc., von denen einige wiederum wenigstens in gewissem Ausmaß durch das Profil des wal-

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zenden Körpers und damit von der Walzballigkeit beeinflußt werden.

Selbst während des Kaltwalzens neigen die Walzen dazu, sich in gewissem Maße aufzuheizen; diese Temperaturerhöhung kann sehr wohl längs des Walzenkörpers aufgrund der örtlichen Unterschiedlichkeiten in den Walzparametern variieren. Eine Lösung, wie man das Walzprofil regeln kann, besteht darin, für eine differentielle Kühlung längs des Walzenkörpers zu sorgen, so daß die Temperaturdiferenzen zwischen einer Zone und der anderen zu einer Änderung in der thermischen Expansion und damit im Walzprofil oder der Balligkeit führen, um den gewünschten Wert zu erreichen. Wichtig ist, daß in diesen Fällen Veränderungen im Profil von einigen hundertstel Millimetern gewöhnlich ausreichend sind.

Bisher ist man davon ausgegangen, daß das Sprühen von

Wasser über eine ausreichend große Anzahl von Strahlen,

die den Körper abdecken, ausreichend ist, um allen Düsenbedürfnissen gerecht zu werden.

Nach dieser üblichen Lösung erreicht man das Kühlen längs des Körpers der Walze durch an jedem Strahl einstellbare Ventile, so daß eine Steuerung möglich wird, die, wenn auch schrittweise, doch ziemlich kontinuierlich abläuft. Es hat sich jedoch herausgestellt, insbesondere bei den neuen hochfesten Stählen, daß das bisher verwendete System an einer Anziahl innewohnender Schwierigkeiten leidet.

Die wichtigste dieser Schwierigkeiten ist in der Tatsache zu sehen, daß die Wärmeaustauschkoeffizienten der Sprühstrahlkühlung (ausgedrückt in abgeführten Kilokalorien 3g pro Volumeneinheit der Kühlflüssigkeit pro Stunde und ⁰C) sowie auch die Kühlleistung (ausgedrückt in Kilokalorien, die pro Volumeneinheit verbrauchter Flüssigkeit abgeführt werden) ganz klar nicht zufriedenstellend sind, insbe-

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sondere aufgrund der kurzen Kontaktzeit zwischen dem Kühlmedium und dem zu kühlenden Körper.

Hieraus folgt, daß, um den gewünschten Kühleffekt zu erreichen, große Flüssigkeitsvolumina verwendet werden müssen, um die gewünschte Regelung des Temperaturbereichs der Walzen sieherzustellen.

Ein weiterer Nachteil bezieht sich auf die Einrichtungen, die verwendet werden, um die Kühlflüssigkeit zu liefern: Sprühdüsen und elektrisch geregelte Ventile sind relativ einfache Einrichtungen, sind aber auch ziemlich kompliziert. Es passiert oft, daß verschiedene dieser Einrichtungen sich zusetzen und so zu fehlender Kühlung und Schmierung in gegebenen Teilen des Walzenkörpers führen; dies wiederum führt zur Bildung von sogenannten "Wärmekratzern", d. h. mehr oder weniger starken Markierungen auf dem Blech; kann aber auch zur Gefahr eines Reißens des Bandes oder Streifens, insbesondere beim Hochgeschwindigkeitswalzen, führen.

Ein weiterer Nachteil ist in der Diskontinuität in der Regelung der Kühlflüssigkeits-Strömungsdurchsätze zu sehen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Steuerbereich einer Sprühdüse ziemlich begrenzt ist:

Ist der Strömungsdurchsatz bzw. die Strömungsgeschwindigkeit zu niedrig, so erzeugt die Düse keinen Sprühkegel, ist sie zu hoch, so ist der Sprühkegel zu breit, die Tröpfchen sind zu klein. Es ist daher notwendig, die Anzahl der Düsen erheblich zu erhöhen und deren Größe zu vermindern, wodurch die Gefahr, daß einige von ihnen blockieren, enorm gesteigert wird.

Bei Düsen ist es auf alle Fälle klar, daß es nur möglich ist, eine stufenweise Steuerung der gelieferten Gesamtströmung herbeizuführen.

Erfindungsgemäß sollen diese Schwierigkeiten durch eine Vorrichtung überwunden werden, die die Kühlflüssigkeit sicher an verschiedene Zonen des Walzenkörpers liefert, wobei die Flüssigkeit jeder Zone als kontinuierlicher dünner Strahl niedriger Turbulenz zugeführt wird.

Durch die Erfindung soll es auch möglich sein, eine kontinuierliche Steuerung der Menge an jeder Zone gelieferter Kühlflüssigkeit zu ermöglichen.

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Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung, die in der Lage ist, einen kontinuierlichen dünnen Strahl an Kühlflüssigkeit längs des gesamten Walzenkörpers zu liefern, wobei dieser Strahl idealerweise aus einer großen Anzahl von Zonen besteht, in deren jeder die Strömungsgeschwindigkeit oder Strömungsrate des Strahls auf Werte gesteuert werden können, die unterschiedlich zu denen der benachbarten Zonen sind.

°i^e Vorrichtung nach der Erfindung besteht im wesentlichen aus einem langen, hohl ausgebildeten Verteiler, der vor dem Walzenkörper positioniert ist, wobei seine Hauptachse parallel zu der der Walze liegt; der Verteiler ist innen in einer Anzahl kleinerer Kammer durch kontinuierliche Teiler unterteilt, welche an den Wandungen hiervon und parallel zu seiner Hauptachse befestigt sind.

Erfindungsgemäß wird also eine Vorrichtung, ausgestattet mit einem Verteiler, vorgeschlagen, der in der Lage ist, einen dünnen, kontinuierlichen Niedrigturbulenzstrahl von Kühlfluid längs einer Erzeugenden der Walzenoberflache zu liefern. Der Verteiler ist in Querrichtung in eine Anzahl von Kammern unterteilt, jede ist mit Mitteln ausgestattet, die es ermöglichen, daß eine gegebene Wassermenge in die

gg Kammer eintritt, wobei diese Menge nach Wunsch über einen breiten Bereich variabel ist.

Indem man die in jede Kammer zugelassene Wassermenge und damit die hieraus austretende Strömung steuert, läßt sich die Größe der Kühlung längs des Walzenkörpers variieren, wodurch deren Balligkeit variiert und hierdurch wiederum die Flachheit des Blechs beeinflußt wird.

Jede dieser erwähnten Kammern besitzt wenigstens eine Öffnung, deren Größe variiert werden kann, um Kühlflüssigkeit zur Kammer aus einer Sammelleitung zuzuführen; sie verfügt auch über obere und untere Wandungen, die gegen den Walzenkörper konvergieren und unter einem kurzen Abstand hiervon enden, wobei diese Wandungen zwischen sich einen dünnen, regelmäßig ausgebildeten Schlitz an ihrem dem Walzenkörper gegenüberliegenden Ende und parallel hierzu bilden. Diese oberen und unteren Walzen jeder Kammer sind kontinuierlich zu den entsprechenden Wandungen benachbarten Kammern ausgebildet, so daß dieser dünne Schlitz sich kontinuierlich längs der gesamten Breite des Walzenkörpers erstreckt.

Die Öffnungen verstellbarer Größe in jeder Kammer werden dadurch erhalten, daß man einer festen Wandung dieser Kammer, die über wenigstens einen Schlitz verfügt, ein bewegliches Element überlagert, in welchem ebenfalls ein Schlitz sich befindet, dieses bewegliche Element wird kontinuierlich zwischen den Extremwerten eines vorbestimmten Bereichs bewegt, so daß die erstgenannten und die letztgenannten Schlitze mehr oder weniger gegebenenfalls überlagert werden können.

Das bewegliche Element bildet Teil der Sammelleitung, welche das Kühlfluid an die Kammern des Verteilers liefert; diese Sammelleitung ist vorzugsweise sämtlichen Kammern des Verteilers gemeinsam; es ist nur ein bewegliches Element vorhanden, welches sich über die gesamte Länge des Verteilers erstreckt.

In jeder der Kammern liegen die Schlitze in· der festen Wandung und die im beweglichen Element parallel zueinander, ihre Größe und Lage - quer zur Wandung - kann jedoch variabel und von Kammer zu Kammer unterschiedlich sein.

Beispielsweise Ausführungsformen sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in

Fig. 1 eine aufgeschnittene isometrische Darstellung von Sammelleitung und Verteiler;

Fig. 2 eine isometrische Darstellung des bewegliehen Elements;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung, von

der Schlitzseite in extremer Einstellung hier gesehen, zusammen mit einem Diagramm, das die Zumessung der Austritts

werte für jede Kammer angibt;

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung, von der Schlitzseite gesehen, in der entgegengesetzt extremen Stellung wie

Fig. 3 zusammen mit einem Diagramm, das die Austrittszumessung jeder Kammer angibt;

Q₀ Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung,

von der Schlitzseite aus in einer Zwischenstellung gesehen, zusammen mit einem Diagramm, das die Zumessung des Austrags zu jeder Kammer angibt.

Nach Fig. 1 ist der Verteiler 1 an beiden Enden durch Wandungen 3 und 4 geschlossen und auch durch Wandungen 5 und 6 sowie die Wandung 7' der Sammelleitung 7 begrenzt,

die gegen den Innenteil des Verteilers liegt, der innen in eine Reihe von Kammern mittels Teilers 2 unterteilt ist die einstückig mit den Wandungen 5, 6 und 7¹ ausgebildet sind. In jeder Kammer verfügt die Wandung 7¹ über Schlitze 8, die nach dieser Ausführungsform sämtlich identisch parallel und in Reihe zueinander angeordnet sind. Die Wandungen 5 und 6 gehen von der Sammelleitung 7 mit einer konvergenten Gestalt oder Konfiguration ab, enden jedoch kurz bevor sie aufeinandertreffen und belassen eine schmalen Schlitz, der über die gesamte Länge des Teilers sich erstreckt und aus der Gesamtsumme von Einzelschlitzen oder Spalten 9 - einer pro Kammer gebildet ist, die in Querrichtung durch Teiler 2 und Wandungen 3 und 4 begrenzt sind.

Fig. 2 zeigt das bewegliche Element 10, welches in die Sammelleitung 7 eingeführt ist. Das bewegliche Element 10 besteht aus einem an einem Ende 11 offenen Rohr zum Einführen des Kühlmittels, und ist am anderen Ende geschlossen. Das Rohr verfügt vorzugsweise über eine Reihe von Vorsprüngen 12 in Form von Ringen, die aus der Oberfläche des Rohres 10 vorstehen und integral mit dieser ausgebildet sind oder fest hiermit verbunden sind; diese Vorsprünge - einer für jede Kammer - sind so ausgelegt, daß ein leckdichter Sitz mit der Innenfläche der Sammelleitung 7 gegeben ist und daß diese komplett mit Schlitzen sind oder diese komplettieren, die zu den Schlitzen 8 im Teil 7' der Sammelleitung 7 passen. Gegenüber einer Indexlinie A-A¹ sind die erstgenannten von unterschiedlicher Länge und Lage.

Nach der in Frage stehenden Ausführungsform befinden sich die Schlitze 13 sämtlich auf einer Seite der Markierungslinie oder Indexlinie; die Schlitze 15 auf der gegenüberliegenden Seite; während die Schlitze sich zu beiden Seiten der Markierungslinie über den gesamten von den Schlitzen 13 und 15 eingenommenen Bogen erstrecken.

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In den Fig. 3, 4 und 5 sind die gestrichelt eingezeigten Teile die offenen Wege, welche die Innenseite der Kammern in Verbindung mit der Innenseite der Liefersammelleitung 7 durch das bewegliche Element 10 setzen, wenn die Schlitze 8 ausgerichtet zu den Schlitzen in den Vorsprüngen 12 sind.

Nach der in Fig. 3 dargestellten Situation sind sämtliche Schlitze 8 der Zonen (oder Kammern) 16, 17, 19 und 20 vollständig ausgerichtet auf die Schlitze (in gestrichelten Linien dargestellt) des beweglichen Elementes 10, wärend in der Zone 18 nur einer der Schlitze 8 in ähnlicher Weise ausgerichtet ist. Dies führt zu einer zonenweisen Zumessung des jeweiligen spezifischen Austritts, dargestellt im histogramm-ähnlichen Diagramm, nämlich mit maximalen Strömungen an den Enden der Vorrich- s tung und einem Minimum in der Mitte.

Indem man das bewegliche Element 10 in die andere Extremstellung innerhalb der Sammelleitung 7 verdreht, wird die entgegengesetzte Situation erreicht; diese ist in Fig. dargestellt, wo gerade die Schlitze der Mittelzonen 17, und 19 völlig ausgerichtet auf die entsprechenden Schlitze im beweglichen Element 10 sind, während in den Endzonen 16 und 20 nur ein Schlitz 8 in ähnlicher Weise ausgrichtet ist. In diesem Fall tritt die maximale Strömung in der Mitte der Vorrichtung, eine minimale an den Enden, wie im Diagramm deutlich wird, auf.

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In der Situation, die genau zwischen den beiden bisher beschriebenen Stellungen liegt, dargstellt in Fig, 5, ist die Summe der insgesamt offenen Wege die gleiche für sämtliche Kammern 16 bis 20, so liefert jede die gleiche Menge an Kühlfluid.

Natürlich gibt es kontinuierlich unterschiediche

Stellungen zwischen den beiden in Fig. 3 und 4 dargestellten Extremen, was eine konstante Veränderung in den Strömungdurchsätzen oder -geschwindigkeiten ermöglicht. 5

Wie ohne weiteres klar wird, ist bei der dargestellten Ausführungsform die Gestalt und Lage der Schlitze im beweglichen Element an den Kammern 17 und 19, derart, daß für jede Winkelstellung zwischen den dargestellten Extremwerten diese Kämmen 17 und 19 immer die gleiche Menge Kühlfluid liefern.

Es ist natürlich möglich, die Anzahl, Gestalt und Lage der Schlitze Kammer um Kammer zu verändern, so daß die Verteilung der Strömungsdurchsätze für jede Kammer und für jede Winkelstellung des beweglichen Elementes 10 nach Wunsch verändert werden.

Claims

Vorrichtung zur Regelung der Balligkeit der Walze in einem Walzwerk Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Regeln der Balligkeit von Walzwerkwalzen, durch welche Kühlfluid auf den Körper jeder in Frage kommenden Walze geliefert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einem länglichen hohl ausgebildeten Verteileraggregat besteht, dessen Hauptachse parallel zum Walzenkörper liegt und innen in verschiedene miteinander nicht in Verbindung stehende Kammern durch Teiler unterbrochen ist, die

TVRnnn München Z POB 26 02 47

Kabel:

Telefon

Telecopier Infotec 6400 B Telex

GII+ III (089)2296 43 5-24

integral mit den Wandungen dieses Hohlkörpers sind, wobei diese Teiler quer zur Hauptrichtung des Verteilers angeordnet sind; daß jede dieser Kammern mit einer Anzahl von verstellbar bemessenen Öffnungen auf einer der Wandungen für das Einströmen von Kühlfluid aus einer Sammelleitung versehen ist, während der Verteiler selbst durch obere und untere Wandungen vervollständigt ist, die gegen den Walzenkörper konvergieren und ein kurzes Stück hiervon als schmaler, regelmäßig ausgebildeter Schlitz parallel zum Walzenkörper enden und sich über dessen Gesamtlänge erstrecken.

2. Vorrichung zum Regeln der Balligkeit von Walzwerkwalzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

in jeder dieser Kammern diese verstellbaren Öffnungen dadurch hergestellt sind, daß eine Anzahl von '"- Schlitzen in einer der Wandungen des allen Kammern

gemeinsamen Verteilers einer Anzahl von Schlitzen in einem beweglichen Element überlagert sind, das so ausgelegt ist, daß ein leckdichter Sitz gegen eine Wandung des allen Kammern gemeinsamen Verteilers sichergestellt ist, wobei das bewegliche Element derart ist, daß es kontinuierlich über einen gegebenen Bereich bewegbar ist, so daß die Größe dieser Öffnungen veränderbar wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jede dieser Kammern die in einer der Wandungen

OQ des Verteilers ausgebildeten Schlitze sowie die

Schlitze im beweglichen Element parallel zueinander und von variabler Größe und Lage auf der jeweiligen Wand sind und daß Größe und Lage von Kammer zu Kammer gewünschtenfalls differieren.

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