DE69702814T2

DE69702814T2 - Walzenschleifenanordnung für Walze oder Andruckwalze

Info

Publication number: DE69702814T2
Application number: DE69702814T
Authority: DE
Inventors: Giacinto Dal Pan; Fausto Drigani
Original assignee: Danieli and C Officine Meccaniche SpA
Current assignee: Danieli and C Officine Meccaniche SpA
Priority date: 1996-06-13
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 2000-12-07
Anticipated expiration: 2017-06-11
Also published as: EP0812632A1; KR980000772A; BR9702726A; ITUD960099A0; US5997389A; IT1288922B1; EP0812632B1; ATE195445T1; CA2207682A1; ES2150174T3; DE69702814D1; ITUD960099A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleifen von Walzen und/oder Treibrollen innerhalb der Walzstraße, wie sie im Hauptanspruch dargestellt ist.
Die Erfindung findet insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, Verwendung in Fertigwalzstraßen, die in Anlagen zur Herstellung von Bandmaterial, Blech, und/oder breitem Plattenmaterial eingesetzt werden.
In Walzanlagen für Bandmaterial, Blech und/oder breites Plattenmaterial besteht eines der grundlegenden Probleme, über das von Betreibern in dieser Branche geklagt wird, im zunehmenden Verschleiß der Oberflächen der Bearbeitungswalzen und der Stützwalzen und/oder der Zwischenwalzen sowie der Oberfläche der Treibrollen im Verlauf des Walzzyklus.
Es ist bekannt, daß die Auswirkungen von Reibung, die beim Walzvorgang zwischen dem gewalzten Material und den Walzen selbst auftritt, zu zunehmenden Verschleiß an der Oberfläche der Walzen führt, und zwar sowohl hinsichtlich der Rauhigkeit der Bearbeitungsoberfläche als auch bezüglich des Längsprofils der Oberfläche.
Beim Warmwalzen ist es erforderlich, neben dem durch diese Reibung bewirkten mechanischen Effekt den Effekt der schnellen und zahlreichen thermischen Zyklen zu berücksichtigen, denen die Oberfläche der Walzen bei jeder Umdrehung der Walze ausgesetzt ist.
Die Unbebenheiten, die auf der Oberfläche der Bearbeitungswalzen entstehen, bewirken eine Verschlechterung der Qualität der Oberfläche des Erzeugnisses, und zwar sowohl hinsichtlich der Oberflächenbeschaffenheit, als auch hinsichtlich des hergestellten Querprofils, das nicht dem gewünschten entspricht.
Diese Verschlechterung wird zunehmend ausgeprägter, bis schließlich die verschlissenen Walzen ausgetauscht werden müssen, deren Oberfläche dann extern geschliffen wird, so daß die Walzen erneut eingesetzt werden können.
Da die Geschwindigkeit, mit der die Oberfläche der Walzen verschleißt, proportional zur Zunahme des Verschleißes selber zunimmt, müssen die Walzen häufig ausgetauscht werden, um nicht nur die Oberflächenqualität des Erzeugnisses auf ausreichendem und annehmbarem Pegel zu halten, sondern auch, um die Lebensdauer der Walzen auszudehnen und damit den Verschleiß zu begrenzen, da die Kosten für die Walzen einen erheblichen Faktor bei den Gesamtkosten der Bearbeitung des Erzeugnisses darstellen.
Diese Betrachtungen können auch auf die Treibrollen ausgedehnt werden, die in den Walzstraßen normalerweise stromab von den Walzgerüsten und stromauf von den Wickelhaspeln vorhanden sind.
Das Problem des zunehmenden Verschleißes betrifft auch die Stützwalzen, die im sogenannten Vierwalzengerüst mit der jeweiligen Arbeitswalze zusammenwirkend und damit in Kontakt angeordnet sind.
Die Veränderung des Längsprofils der Stützwalze, die durch Verschleiß bewirkt wird, führt zu einer Verformung der Achse der mit ihr in Eingriff befindlichen Bearbeitungswalze und zu einer unerwünschten Veränderung des Zwischenraums zwischen den Bearbeitungswalzen, wodurch die Qualität des gewalzten Erzeugnisses bezüglich des Querprofils weiter leidet.
Aus dem Obenstehenden ist ersichtlich, daß die Walzen, und insbesondere die Bearbeitungswalzen häufig ausgewechselt werden müssen, d. h. die Straße muß angehalten werden, so daß durch eine Verringerung der Produktion die Kosten der Bearbeitung des Erzeugnisses ansteigen.
Um bezüglich dieser Probleme Abhilfe zu schaffen, sind verschiedenen Lösungen zur Überholung der Oberfläche der Walzen und der Tragwalzen mittels des sogenannten Schleifens innerhalb der Walzstraße unter Verwendung von Schleifvorrichtung vorge schlagen worden, die mit der Oberfläche der verschiedenen Walzen zusammenwirkend angeordnet sind.
Schleifvorrichtungen, die dem Stand der Technik nach bekannt sind, bestehen aus einer Vielzahl von Lauf-Schleifscheiben, die schräg zur Achse der jeweiligen Walze angeordnet sind. Diese Schleifscheiben drehen sich durch den Kontakt mit den Walzen im allgemeinen mit begrenzter Drehzahl, wie dies in US-A-4,716,687 dargestellt ist.
Eine weitere Lösung besteht darin, eine Reihe von koaxialen Schleifscheiben zu integrieren, die durch eine gemeinsame oder eine differentielle Antriebsvorrichtung in Drehung versetzt werden, wie dies in EP-A-0,672,470 der Fall ist.
Andere, dem Stand der Technik nach bekannte Lösungen beinhalten Schleifscheiben bzw. Schleifvorrichtungen, die durch eigenständige Druckeinrichtungen an die Walzen gedrückt werden, wie dies beispielsweise in EP-A-0,154,319 der Fall ist.
Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß der Verschleiß an den Walzen nicht gleichmäßig um den Umfang herum stattfindet, sondern daß lokal begrenzte Vertiefungen vorliegen, was bedeutet, daß die zu entfernende Materialmenge beim Schritt des Schleifens an der gleichen erzeugenden Linie der Walze entlang mitunter erheblich variieren kann.
Daher weisen die in der Walzstraße angeordneten Schleifvorrichtungen nach dem Stand der Technik den Nachteil auf, daß sie keinen differenzierten Schleifvorgang entsprechend den Umfangsbereichen der Walze ausführen, die mit ihnen bearbeitet werden.
Ein weiterer Nachteil der Schleifvorrichtungen, die dem Stand der Technik nach bekannt sind, besteht darin, daß die Schleifscheiben bzw. Teile der Schleifscheiben unterschiedlich verschlissen werden können, da größere oder kleinere Materialmengen entfernt werden, und dies führt zu einer unterschiedlichen Verringerung des Durchmessers.
Dadurch wird der Umfang der Walze nicht gleichmäßig geschliffen, so daß das Endergebnis nicht zufriedenstellend ist.
Die Anmelder der vorliegenden Anmeldung haben die folgende Erfindung entwickelt, getestet und ausgeführt, um die Mängel zu überwinden, über die die Betroffenen seit längerem klagen, und um weitere Vorteile zu erzielen.
Die vorliegende Erfindung wird im Hauptanspruch dargestellt und gekennzeichnet, während die abhängigen Ansprüche Varianten der Idee der Hauptausführung beschreiben.
Der Zweck der Erfindung besteht darin, eine in der Walzstraße befindliche Vorrichtung zum Schleifen von Walzen und Treibrollen zu schaffen, mit der unterschiedliche Mengen an Material entsprechend den unterschiedlichen Schleifbedingungen entfernt werden, die an jeder erzeugenden Linie der betreffenden Walze vorgefunden werden.
Diese Fähigkeit, unterschiedliche Materialmengen zu entfernen, ermöglicht es, das gewünschte Profil über den ganzen Körper der Walze aufrechtzuerhalten, und sie ermöglicht es insbesondere, einen hohen Grad der Entfernung auch in den Bereichen der Walze zu gewährleisten, in denen geringer Verschleiß vorliegt, wenn es erforderlich ist, eine größere Menge der Oberfläche der Walze zu entfernen, um zu gewährleisten, daß ein einheitliches und gleichmäßiges Profil aufrechterhalten wird.
Der differenzierte Vorschub der Achse der Schleifscheiben gemäß der Erfindung macht das Schleifsystem des weiteren im wesentlichen unabhängig von der Änderung des Arbeitsdurchmessers der einzelnen Schleifscheiben in Bezug auf ihre Querposition in Bereichen stärkerer oder geringerer Entfernung und damit stärkeren oder geringeren Verschleißes der Schleifscheiben selbst.
Gemäß der Erfindung umfaßt die Vorrichtung eine Vielzahl von Einheiten sich drehender und voneinander unabhängiger Schleifscheiben mit sich zueinander drehenden Schleifwerkzeugen, die auf einen stationären Träger aufgekeilt sind, der als gemeinsame Aufnahme dient und dessen Längsachse im wesentlichen parallel zur Achse der zu schleifenden Walze angeordnet ist.
Dieser Träger kann sowohl axial als auch senkrecht in Bezug auf die Achse der jeweiligen Walze bewegt werden.
Jede Schleifeinheit umfaßt wenigstens eine Schubvorrichtung, die im Inneren des Trägers und im Inneren der Schleifeinheit angeordnet ist und das jeweilige Schleifwerkzeug einzeln und unabhängig von den anderen Schleifeinheiten in einer Richtung im wesentlichen radial zur Achse der zu schleifenden Walze bewegen kann.
Die Schubeinrichtungen können aus vorgespannten Federn, Federpackungen, Druckluftzylindern oder Hydraulikzylindern oder anderen geeigneten Vorrichtung bestehen, wenn die Stärke ihrer Wirkung unabhängig von der der anderen Schleifeinheiten eingestellt werden kann, die sich auf dem gemeinsamen Träger befinden.
Der unabhängige Antrieb dieser Schubvorrichtungen wird von einer Steuervorrichtung gesteuert, die vorteilhafterweise funktionell mit einer Einrichtung verbunden ist, die das Profil der zu schleifenden Walze mißt, sowie mit einer Einrichtung, die die Position des Schleifwerkzeuges in Bezug auf den Umfang der Walze erkennt.
Die aneinandergrenzenden Schleifeinheiten sind über Verbindungssysteme miteinander verbunden, die Übertragung der Drehbewegung über die gesamte Länge des Trägers ermöglicht, wobei es diese Verbindungssysteme gleichzeitig ermöglichen, die Schleifeinheiten voneinander zu lösen und es ihnen ermöglichen, unabhängig in wenigstens der Richtung radial zur Achse der zu schleifenden Walze bewegt zu werden.
Die beigefügten Figuren dienen als nicht einschränkendes Beispiel und zeigen eine bevorzugte Ausführung der Erfindung wie folgt:
Fig. 1 zeigt ein Schema der in der Walzstraße angeordneten Schleifvorrichtung gemäß der Erfindung, die mit den Bearbeitungswalzen eines Vierwalzengerüstes verbunden ist;
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung.
In der folgenden Beschreibung wird die in der Walzstraße befindliche Schleifvorrichtung 10 gemäß der Erfindung an den Bearbeitungswalzen 11 eines Vierwalzengerüstes ein gesetzt dargestellt, das die dazugehörigen Stützwalzen 12 aufweist, es ist jedoch daran zu erinnern, daß diese Beschreibung zumindest auch den Einsatz an den Stützwalzen 12 und den Treibrollen einschließt, die mit den Aufwickelhaspeln einer Flachwalzstraße zusammenwirkend angeordnet sind.
Die Vorrichtung 10 gemäß der Erfindung umfaßt einen Träger 13, dessen Längsachse 14 im wesentlichen parallel zur Längsachse der zu schleifenden Walze 11 angeordnet ist.
Dieser Träger 13 weist eine obere plane Fläche 13a sowie eine untere plane Fläche 13b parallel zueinander und parallel zur Längsachse der Walze 11 auf.
Der Träger 13 ist an den Enden mit seitlichen Lagerungen 15 gelagert, die in diesem Fall prismenförmig sind, und er kann in Bezug auf diese seitlichen Lagerungen 15 in der Richtung 26 von der entsprechenden Antriebsvorrichtung, die hier nicht dargestellt ist, axial verschoben werden.
Diese Antriebsvorrichtung eignet sich zur Erzeugung einer abwechselnden Verschiebungsbewegung, um die Schleifwirkung über die gesamte Umfangsfläche der Walze 11 zu verteilen.
Die seitlichen Lagerungen 15 sind an einer geeigneten Struktur angebracht, um eine Hin- und Her-Bewegung in der Richtung 27 in Bezug auf die Walze 11 zu erzeugen.
Der Hauptzweck dieser Hin- und Her-Bewegung besteht darin, die Vorrichtung 10 entsprechend dem Bereich der Abweichung der Durchmesser der bearbeiteten Walzen 11 und des Durchmessers der Schleifscheiben zu positionieren.
Ein weiterer Zweck besteht darin, den Bereich bei den Schritten zum Austausch der Walzen 11 freizugeben.
Diese Struktur (hier nicht dargestellt) kann beispielsweise einen Teü der Einrichtung zum Leiten des Walzerzeugnisses bilden, die normalerweise am Eintritt in das Walzgerüst vorhanden ist, oder es kann sich um eine eigenständige Baugruppe handeln.
An dem Träger 13 befindet sich eine Vielzahl von Schleifeinheiten 16, die zumindest während des Bearbeitungsschrittes in Abständen axial fixiert angeordnet sind und die ein entsprechendes Schleifwerkzeug 17 aufweisen, das auf einem entsprechenden Trägerring 18 angebracht ist.
Die Anzahl, die Strecke der Hin- und Her-Bewegung sowie die Breite des Schleifwerkzeuges 17 dieser Schleifeinheiten 16 werden so gewählt, daß sie zusammen mit der axialen Verschiebungsbewegung der gesamten Vorrichtung 10 eine gute Wirkung über die gesamte Längsausdehnung der Walze 11 ermöglichen.
Zwischen jedem Trägerring 18 und dem Träger 13 befindet sich ein Vorschubblock, der aus einem Körper 19 mit einer im wesentlichen zylindrischen Außenfläche 19a, die mit dem jeweiligen Trägerring 18 verbunden ist, und planen Innenflächen, d. h. der oberen planen Fläche 19b und der unteren planen Fläche 19c, besteht, die in Gleitkontakt mit den entsprechenden planen Flächen 13a und 13b des Trägers 13 sind.
Zwischen jedem Vorschubblock und dem Träger 13 befindet sich an den Verbindungsseiten der planen Flächen 13a, 19b sowie 13b, 19c, die in wechselseitigem Kontakt sind, ein freier Raum 20, der es ermöglicht, die Schleifeinheit 16 radial in Bezug auf den Träger 13 zu bewegen.
Zwischen dem Körper 19 und dem entsprechenden Trägerring 18 befindet sich eine ringförmige Lagerung bzw. Buchse 24.
Jede Schleifeinheit 16 weist darüber hinaus ihre eigene Schubvorrichtung 21 auf, die in den entsprechenden Aufnahmen im Inneren des Trägers 13 angeordnet ist.
Die Schubvorrichtung 21 kann beispielsweise aus Federn mit differenzierter Vorspannung bestehen, aus Federpackungen, aus separat und unabhängig angetriebenen Druckluft- oder Hydraulikwalzen oder anderen ähnlichen Vorrichtungen.
Diese Schubvorrichtungen 21 eignen sich dafür, eine gesteuerte Verschiebungsbewegung des entsprechenden Schleifwerkzeuges 17 in einer Richtung radial zur Längsach se der Walze 11 zu erzeugen, wodurch die Schleifeinheit 16 je nach Erfordernis näher an die Oberfläche der Walze 11 gebracht bzw. von ihr entfernt wird.
Vorteilhafterweise wird der Antrieb der Schubvorrichtung 21 von einer Datenverarbeitungs- und Steuereinheit gesteuert, die Signale von Meßeinrichtungen empfängt, die das Oberflächenprofil der Walze 11 messen, sowie von Positionswandlereinrichtungen, die zu den Schleifwerkzeugen 17 gehören.
Die Positionswandler können vom Sensortyp 25 sein, der mit der Schubvorrichtung 21 zusammenwirkend installiert ist, oder von jedem anderen beliebigen Typ, der sich für diese Funktion eignet.
Die Einrichtungen, mit denen das Oberflächenprofil gemessen wird, können von jedem beliebigen Typ sein, der normalerweise bei Schleifvorgängen außerhalb der Walzstraße eingesetzt wird.
Entsprechend diesem Aufbau kann jede Schleifeinheit 16 in Abhängigkeit von den tatsächlichen Bedingungen des Verschleißes des speziellen Oberflächenabschnitts mit der Oberfläche der Walze 11 in Kontakt gebracht werden, wobei jede mögliche abweichende Vertiefung berücksichtigt wird, die vorhanden sein kann.
Die Wirkung der Schleifeinheiten 16 kann im wesentlichen sofort korrigiert werden, indem die gesamte Vorrichtung 10 an die Bedingungen angepaßt wird, die vorgefunden werden, wenn der Zyklus allmählich fortschreitet.
Des weiteren bleibt dadurch die Wirkung der Schleifeinheiten 16 im wesentlichen durch den unterschiedlichen Verschleiß der verschiedenen Schleifwerkzeuge 17 in Bezug auf die stärkere oder geringere Entfernung von Material von der Oberfläche der Walze 11 unbeeinflußt, wenn die radiale Position der Schleifeinheit 16 selbst differenziert und unabhängig eingestellt wird.
Die Drehbewegung der Schleifeinheiten 16 wird in diesem Fall an einem Ende des Trägers durch eine motorisierte Übertragungs- und Antriebs-Einheit 22 gesteuert, die über ein Verbindungssystem 23 mit der ersten Schleifeinheit 16 verbunden ist.
Diese Bewegung wird dann über die gesamte Ausdehnung des Trägers 13 über Verbindungseinrichtungen 23 übertragen, die zwei benachbarte Schleifeinheiten 16 miteinander verbinden.
Die Funktion dieser Verbindungssysteme 23 besteht darin, die Übertragung der Bewegung auf die Trägerringe 18 der Schleifwerkzeuge 17 auch dann zu gewährleisten, wenn die Achsen der Trägerringe 18 parallel, jedoch nicht fluchtend sind.
So können sich die Schleifeinheiten 16 vollständig und unabhängig in radialer Richtung bewegen, und ihre Fähigkeit, die Drehbewegung zu übertragen, wird nicht beeinträchtigt.
Die Verbindungssysteme 23 können von jedem beliebigen Typ sein, der sich für diese Funktion eignet, so beispielsweise die homokinetische Oldham-Kupplung oder die homokinetische Schmidt-Kupplung.

Claims

1. In der Walzstraße befindliche Schleifvorrichtung für Walzen und/oder Treibrollen, die mit der Bearbeitungsfläche der Bearbeitungswalzen (11) und/oder Stützwalzen (12) und/oder Zwischenwalzen eines Walzengerüstes für Blech, Bandmaterial und/oder breites Plattenmaterial zusammenwirkend oder mit den Treibrollen, die stromab von den Walzgerüsten und stromauf von den Aufwickelhaspeln angeordnet sind, zusammenwirkend angeordnet ist, die eine Vielzahl von Schleifeinheiten umfaßt, die in Abständen auf einem einzelnen Träger (13) angeordnet sind und durch ein Schleifwerkzeug (17) gebildet werden, das sich auf einer Längsachse (14) im wesentlichen parallel zur Längsachse der zu schleifenden Walze (11, 12) dreht, wobei die Schleifwerkzeuge (17) in ihrer Gesamtheit einen erheblichen Teil der Länge der jeweiligen Walze abdecken, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß jede Schleifeinheit (16) ihre eigene Drehachse aufweist, die unabhängig und separat in Bezug auf die anderen Schleifeinheiten (16) bewegt werden kann, die mit dem gleichen stationären Träger (13) verbunden sind, und zwar in einer im wesentlichen radialen Richtung in Bezug auf die Längsachse der zu schleifenden Walze (11, 12).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede Schleifeinheit (16) wenigstens eine Relativ-Druckvorrichtung (21) umfaßt, die im Inneren des stationären Trägers (13) angeordnet ist und innerhalb des jeweiligen Schleifwerkzeugs (17) in einer im wesentlichen radialen Richtung in Bezug auf die Achse der zu schleifenden Walze (11, 12) wirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die eine Datenverarbeitungs-und-Steuer- Einheit umfaßt, die die unabhängige und selbständige Bewegung jeder einzelnen Schleifeinheit (16) entsprechend den Signalen wenigstens in Bezug auf das Oberflächenprofil der zu schleifenden Walze (11, 12) und/oder der ist-Position des Schleifwerkzeugs (17) in Bezug auf die Oberfläche der Walze steuert.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jede Schleifeinheit (16) Trägereinrichtungen (18, 19) für das Schleifwerkzeug (17) umfaßt, die axial fixiert sind und sich drehen können, wobei die Trägereinrichtungen Flächen (19b, 19c) umfassen, die in einer radialen Richtung in Bezug auf die Achse der zu schleifenden Walze (11, 12) in Gleitkontakt mit anliegenden Flächen (13a, 13b) des gemeinsamen Trägers (13) sind, und ein Freiraum (20) zur Bewegung zwischen den entsprechenden miteinander verbundenen Seiten der in Gleitkontakt befindlichen Flächen (13a, 19b; 13b, 19c) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jede Schleifeinheit (16) mit der benachbarten Schleifeinheit (16) und/oder einer gemeinsamen Antriebseinheit (22) über ein Verbindungssystem (23) zur Übertragung der Bewegung verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Verbindungssystem vom homokinetischen Typ ist und die Übertragung der Bewegung auch dann stattfindet, wenn die Schleifeinheiten (16) axial nicht ausgerichtet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis einschließlich 6, wobei die Druckvorrichtung (21) elastische Einrichtungen mit einstellbarer Vorspannung umfaßt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis einschließlich 7, wobei die Druckvorrichtung (21) ein Druckluft-Betätigungselement umfaßt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis einschließlich 8, wobei die Druckvorrichtung (21) ein Hydraulik-Betätigungselement umfaßt.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der gemeinsame Träger (13) wechselnd axial bewegt werden kann.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der gemeinsame Träger (13) in Bezug auf die Oberfläche der Walze radial bewegt werden kann.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Vorrichtung, mit der der gemeinsame Träger (13) radial bewegt wird, einen Teil der oberen und/oder der unteren Einlaßeinrichtung des Walzgerüstes bildet.