EP0249801A1 - Rolling mill for producing a rolled strip - Google Patents
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- EP0249801A1 EP0249801A1 EP87108001A EP87108001A EP0249801A1 EP 0249801 A1 EP0249801 A1 EP 0249801A1 EP 87108001 A EP87108001 A EP 87108001A EP 87108001 A EP87108001 A EP 87108001A EP 0249801 A1 EP0249801 A1 EP 0249801A1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
- B21B13/14—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories having counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load; Back-up rolls
- B21B13/142—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories having counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load; Back-up rolls by axially shifting the rolls, e.g. rolls with tapered ends or with a curved contour for continuously-variable crown CVC
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- B21B13/147—Cluster mills, e.g. Sendzimir mills, Rohn mills, i.e. each work roll being supported by two rolls only arranged symmetrically with respect to the plane passing through the working rolls
Definitions
- the invention relates to a rolling mill for the production of a rolling stock, in particular a rolled strip, with work rolls, which are optionally supported on support rolls or on support rolls and intermediate support rolls, the work rolls and / or the support rolls and / or the intermediate rolls being arranged axially displaceably in the roll stand and are provided with a curved contour extending essentially over the entire length of the bale.
- a rolling mill of conventional design in which the curved contour essentially consists of a convex and a concave area and the bale contours of the mutually supporting and interacting rolls in a certain relative axial position of the rolls to each other, namely complement each other by axially shifting the rollers.
- This is not only intended to improve the uniformity of the pressure distribution over the contact length of two adjacent rolls, but also to increase the continuous mechanical influence on the shape of the roll gap.
- the object of the present invention is a further improvement and simplification this known rolling mill mentioned above, in particular also with regard to a uniform pressure distribution over the contact length of the rolls and a design and maintenance of a specific press roll gap.
- roller contours can very advantageously take into account all influences that arise during operation of the rolling mill, such as thermals, roll deflection, flattening, wear, etc., from the outset, that is, in the unloaded state, essentially in such a way that they are in the loaded state, that is, in the operation of the rolling mill be balanced.
- the roller contours designed according to the invention are roller contours that do not complement one another in the initial state; but they only complement each other almost completely when they are under load, ie during the operation of the rolling mill, especially in the area of the strip width. As a result, an optimal pressure distribution over the entire contact length of the rollers is under achieved simultaneous maintenance of a predetermined roll gap.
- the axial course of the sum of the roll bale diameters is composed in sections of various mathematical functions.
- the sum of the roll bale diameters in a first section can follow the course of a parabolic curve, while the second middle section is designed as a sine curve and the third section is in turn a mirror image of the first section as a parabolic curve.
- the axial course of the sum of the roll diameter as a sum, weighted average or as a linear combination of several mathematical functions.
- the axial course of the sum of the roll diameter in each relative axial position of the rolls follows a function asymmetrical to the center of the roll.
- the contour of the rolls in particular the work rolls, consists of a weakly convex and a strongly concave curved part, the course of which is composed of a polynomial function and an exponential function.
- This roller shape is particularly suitable for compensating for the effects of very different temperature conditions or temperature fluctuations on the rollers and the roll gap.
- the pressure rollers are axially displaceable only on one side of the rolling stock level. In this way, a height profile is superimposed Avoid course of the press roll gap and achieved a particularly uniform distribution of the stress over the contact length of the work rolls.
- Fig. 1 two work rolls (10, 11) of a rolling mill are shown, the contours of which consist of a weakly convex part (12) and a strongly concavely curved part (13).
- the course of these contours is composed of a polynomial function (convex part 12) and an eponential function (concave part 13).
- the upper work roll (10) is shifted axially to the right relative to the lower work roll (11) from the central position by a predetermined amount (+ 100 mm).
- the work rolls (10, 11) correspond to a pair of conventionally ground rolls with a parabolic crown, and the roll band (14) has a biconcave shape corresponding to the roll gap (15).
- the upper work roll (10) is shifted axially to the left by the same amount (-100 mm) as in FIG. 1 compared to the lower work roll (11), but from the central position. Since the work rolls in Figures 1 and 2 shown in the drawing are identical, they have been given the same reference numerals.
- a roll gap (16) is formed, which essentially gives the roll band (17) rectangular cross-sectional shape with diagonally opposite, slightly rounded outer edges.
- Fig. 3 shows a rolling mill with two work rolls (18, 19) and two backup rolls (20, 21), wherein according to the invention the rolls (18) and (20) located above the plane of the rolled strip (22) are approximately bottle-shaped and opposite rollers (19, 21) located below the rolled strip (22) are axially displaceable.
- the work roll (18) and the backup roll (20) are expediently arranged vertically one above the other - in the direction of the force flow (arrows 23, 24) - one behind the other.
- the shape of the roll gap (25), specifically transverse to the rolling direction, can be influenced by the shape of the roll bales.
- An increase in the respective local diameter (Di) of a roller locally reduces the height of the roller gap (25), the "penetration" of the individual rollers being different.
- the roll gap shape is influenced by all roll diameter functions.
- the penetration of the rollers is reduced by the direction cosine of the force flow compared to the rollers according to FIG. 3.
- Decisive for the roll gap here is again the sum effect mentioned above in connection with the description of FIG. 3. Since the two support rollers (28, 29) have the same passage through the roll gap in the case of a symmetrical arrangement, in contrast to the rolling mill according to FIG. 3, a symmetrical influence on the roll gap shape can be achieved with the same roll shapes.
- a rolling mill with six rolls can also be useful, as shown in FIG. 5, for a rolling mill with six rolls to have a mirror image or symmetrical arrangement of the working rolls (35, 36) and the support rolls (37) interacting with the work rolls in relation to the plane of the rolling band (34) , 38) or (39, 30) according to the invention.
- the roll contours are designed according to the invention, and in each case there is only one axial displacement of one of the rolls, in particular work rolls, with respect to the other rolls on one side, i. H. provided on the upper or lower side of the rolled strip (34).
- the arrangement of the rolls in a rolling mill with six rolls can also be carried out very advantageously in such a way that the work roll (41) below the roll band (42) is supported only by a support roll (43). while the work roll (44) located above the roll belt (42) is supported via an intermediate roll (45) and two support rolls (46, 47) interacting with the intermediate roll (45).
- any number of other variants are possible, in particular also with regard to the arrangement of a plurality of backup rolls and intermediate rolls on one side or on both sides of the roll gap, with the same advantages as those described in connection with the rolling mills shown in the drawing figures.
- the same also applies to any arrangement in multi-roll stands.
- Corresponding contouring of the rollers according to the invention in such a way that the rollers complement one another in the loaded state and not in the unloaded state.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Walzwerk zur Herstellung eines Walzgutes, insbesondere eines Walzbandes, mit Arbeitswalzen, die sich gegebenenfalls an Stützwalzen oder an Stützwalzen und Zwischenstützwalzen abstützen, wobei die Arbeitswalzen und/oder die Stützwalzen und/oder die Zwischenwalzen im Walzgerüst axial verschiebbar angeordnet und mit einer im wesentlichen über die gesamte Ballenlänge verlaufenden gekrümmten Kontur versehen sind.The invention relates to a rolling mill for the production of a rolling stock, in particular a rolled strip, with work rolls, which are optionally supported on support rolls or on support rolls and intermediate support rolls, the work rolls and / or the support rolls and / or the intermediate rolls being arranged axially displaceably in the roll stand and are provided with a curved contour extending essentially over the entire length of the bale.
Aus der europäischen Patentschrift 0091540 ist ein Walzwerk öbiger Bauart bekannt, bei dem sich die gekrümmte Kontur im wesentlichen aus einem konvexen und einem konkaven Bereich zusammensetzt und sich die Ballenkonturen der sich gegenseitig abstützenden und zusammenwirkenden Walzen in einer bestimmten relativen Axialstellung der Walzen zueinander, und zwar durch axiale Verschiebung der Walzen gegeneinander komplementär ergänzen. Hierdurch soll nicht nur die Gleichmäßigkeit der Pressungsverteilung über die Kontaktlänge zweier benachbarter Walzen verbessert werden, sondern hierdurch soll auch die kontinuierliche mechanische Beeinflussung der Gestalt des Walzspaltes erhöht werden.From the European patent specification 0091540 a rolling mill of conventional design is known, in which the curved contour essentially consists of a convex and a concave area and the bale contours of the mutually supporting and interacting rolls in a certain relative axial position of the rolls to each other, namely complement each other by axially shifting the rollers. This is not only intended to improve the uniformity of the pressure distribution over the contact length of two adjacent rolls, but also to increase the continuous mechanical influence on the shape of the roll gap.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in einer weitergehenden Verbesserung und Vereinfachung dieses oben angeführten bekannten Walzwerkes, insbesondere auch hinsichtlich einer gleichmäßigen Pressungsverteilung über die Kontaktlänge der Walzen sowie einer Gestaltung und Aufrechterhaltung eines bestimmten Preßwalzspaltes.The object of the present invention is a further improvement and simplification this known rolling mill mentioned above, in particular also with regard to a uniform pressure distribution over the contact length of the rolls and a design and maintenance of a specific press roll gap.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Konturen der Walzen im Ausgangszustand bzw. unbelasteten Zustand so ausgebildet sind, daß der axiale Verlauf der Summe der Walzenballendurchmesser in jeder relativ veränderten Axialstellung der Walzen zueinander einen von einem konstanten Verlauf abweichenden Verlauf einnimmt.This object is achieved in that the contours of the rollers in the initial state or unloaded state are designed such that the axial course of the sum of the roll barrel diameters assumes a course deviating from a constant course in each relatively changed axial position of the rolls.
Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung der Walzenkonturen können sehr vorteilhaft alle im Betrieb des Walzwerkes auftretenden Einflüsse wie Thermik, Walzendurchbiegung, Abplattung, Verschleiß etc. schon von vorneherein, d. h. im unbelasteten Zustand im wesentlichen so berücksichtigt werden, daß sie im Belastungszustand, d. h. im Betrieb des Walzwerkes ausgeglichen werden. Um diese zuvor genannten Einflüsse im Betrieb des Walzwerkes zu kompensieren, bedarf es, wenn überhaupt, dann allenfalls nur einer geringen zusätzlichen axialen Verschiebung einzelner Walzen oder Walzenpaare gegeneinander. Bei den erfindungsgemäß ausgebildeten Walzenkonturen handelt es sich um Walzenkonturen, die sich im Ausgangszustand nicht ergänzen; sondern die sich erst im belasteten Zustand, d. h. im Betrieb des Walzwerkes, insbesondere im Bereich der Bandbreite nahezu vollständig ergänzen. Hierdurch wird auch eine optimale Preßdruckverteilung über die gesamte Kontaktlänge der Walzen unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Walzspaltes erzielt.This inventive design of the roller contours can very advantageously take into account all influences that arise during operation of the rolling mill, such as thermals, roll deflection, flattening, wear, etc., from the outset, that is, in the unloaded state, essentially in such a way that they are in the loaded state, that is, in the operation of the rolling mill be balanced. In order to compensate for the above-mentioned influences in the operation of the rolling mill, only a slight additional axial displacement of individual rolls or pairs of rolls against one another is required, if at all. The roller contours designed according to the invention are roller contours that do not complement one another in the initial state; but they only complement each other almost completely when they are under load, ie during the operation of the rolling mill, especially in the area of the strip width. As a result, an optimal pressure distribution over the entire contact length of the rollers is under achieved simultaneous maintenance of a predetermined roll gap.
Da der vom konstanten Verlauf abweichende axiale Verlauf der Summe der Walzenballendurchmesser in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung gemäß der Erfindung einer mathematischen Funktion, insbesondere einem Polynom n-ten Grades, einer Exponentialfunktion oder einer Winkelfunktion, entspricht, kann er jederzeit rechnerisch leicht ermittelt werden. Die Polynomfunktion n-ten Grades folgt dabei der allgemeinen Gleichung :
D(z) = a z² + b z + c
Die Winkelfunktion folgt der allgemeinen Darstellung :
D(z) = a cos(2 π z) + c
Die Exponentialfunktion wird dargestellt als :
D(z) = a exp(z) + a exp(- z)
D ist die Summe der Walzenballendurchmesser, z gibt die bezogene Ortskoordinate an, n bezeichnet die Zahl der Walzen und a, b, c sind Konstanten.Since the axial course of the sum of the roll bale diameters, which deviates from the constant course, corresponds in a further advantageous embodiment according to the invention to a mathematical function, in particular a nth degree polynomial, an exponential function or an angular function, it can easily be calculated at any time. The nth degree polynomial function follows the general equation:
D (z) = a z² + bz + c
The angle function follows the general representation:
D (z) = a cos (2π z) + c
The exponential function is represented as:
D (z) = a exp (z) + a exp (- z)
D is the sum of the roll barrel diameters, z indicates the local coordinate, n denotes the number of rolls and a, b, c are constants.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß sich der axiale Verlauf der Summe der Walzenballendurchmesser abschnittweise aus verschiedenen mathematischen Funktionen zusammensetzt. Dabei kann beispielsweise die Summe der Walzenballendurchmesser in einem ersten Abschnitt dem Kurvenverlauf eines Parabelbogens folgen, während der zweite mittlere Abschnitt als Sinuskurve und der dritte Abschnitt spiegelbildlich zum ersten Abschnitt wiederum als Parabelbogen ausgebildet ist.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the axial course of the sum of the roll bale diameters is composed in sections of various mathematical functions. In this case, for example, the sum of the roll bale diameters in a first section can follow the course of a parabolic curve, while the second middle section is designed as a sine curve and the third section is in turn a mirror image of the first section as a parabolic curve.
Weiterhin soll sich nach der Erfindung der axiale Verlauf der Summe der Walzenballendurchmesser als Summe, gewichtetes Mittel oder als Linearkombination mehrerer mathematischer Funktionen ergeben. Der Konturenverlauf einer derartigen Walzenform könnte sich beispielsweise nach der Gleichung richten :
D(z) = a z² + b cos(2 π z) + c
Ferner ist vorgesehen, daß der axiale Verlauf der Summe der Walzenballendurchmesser in jeder relativen Axialstellung der Walzen einer zur Walzmitte symmetrischen Funktion folgt.Furthermore, according to the invention, the axial The course of the sum of the roll diameter as a sum, weighted average or as a linear combination of several mathematical functions. The contour course of such a roller shape could, for example, be based on the equation:
D (z) = a z² + b cos (2 π z) + c
It is further provided that the axial course of the sum of the roll barrel diameters follows a function symmetrical to the roll center in each relative axial position of the rolls.
Ebenso ist nach der Erfindung vorgesehen, daß der axiale Verlauf der Summe der Walzenballendurchmesser in jeder relativen Axialstellung der Walzen einer zur Walzmitte unsymmetrischen Funktion folgt.It is also provided according to the invention that the axial course of the sum of the roll diameter in each relative axial position of the rolls follows a function asymmetrical to the center of the roll.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Kontur der Walzen, insbesondere der Arbeitswalzen, aus einem schwach konvexen und einem stark konkav gekrümmten Teil, dessen Verlauf sich aus einer Polynomfunktion und einer Exponentialfunktion zusammensetzt. Diese Walzenform eignet sich besonders zur Kompensation der Auswirkungen stark unterschiedlicher Temperaturverhältnisse bzw. Temperaturschwankungen auf die Walzen und den Walzspalt.According to a further advantageous embodiment of the invention, the contour of the rolls, in particular the work rolls, consists of a weakly convex and a strongly concave curved part, the course of which is composed of a polynomial function and an exponential function. This roller shape is particularly suitable for compensating for the effects of very different temperature conditions or temperature fluctuations on the rollers and the roll gap.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Preßdruckwalzen nur auf einer Seite der Walzgutebene axial verschiebbar angeordnet. Auf diese Weise wird ein dem Höhenprofil überlagerter Verlauf des Preßwalzspaltes vermieden und eine besonders gleichmäßige Verteilung der Beanspruchung über die Kontaktlänge der Arbeitswalzen erreicht.According to a further advantageous embodiment of the invention, the pressure rollers are axially displaceable only on one side of the rolling stock level. In this way, a height profile is superimposed Avoid course of the press roll gap and achieved a particularly uniform distribution of the stress over the contact length of the work rolls.
Es zeigen:
- Fig. 1 Ein Arbeitswalzenpaar mit schwach konvexem und stark konkavem Konturenverlauf in axial gegeneinander verschobener Position,
- Fig. 2 das Arbeitswalzenpaar gemäß Fig. 1 mit in entgegengesetzter Richtung verschobener Position der Walzen,
- Fig. 3 ein Quarto-Walzwerk mit oberhalb der Walzbandebene axial verschiebbar angeordneten konturierten Walzen,
- Fig.4 ein Quinto-Walzwerk mit oberhalb der Walzbandebene axial verschiebbar angeordneten konturierten Walzen im Querschnitt,
- Fig. 5 und 6 Sexto-Walzwerke mit unterschiedlichen Anordnungen der Walzen oberhalb und unterhalb der Walzbandebene im Querschnitt,
- Fig. 7 Diagramm verschiedener Formfunktionen von Einzelwalzen, errechnet nach den Verläufen der Summen der Walzenballendurchmesser von zwei Arbeitswalzen.
- 1 a pair of work rolls with a weakly convex and strongly concave contour in an axially displaced position,
- 2 shows the pair of work rolls according to FIG. 1 with the position of the rolls shifted in the opposite direction,
- 3 shows a four-high rolling mill with contoured rolls arranged axially displaceably above the level of the rolling strip,
- 4 shows a cross section of a Quinto rolling mill with contoured rolls arranged axially displaceably above the level of the rolling strip,
- 5 and 6 six-high rolling mills with different arrangements of the rolls above and below the strip level in cross section,
- Fig. 7 diagram of various shape functions of individual rolls, calculated according to the course of the sum of the roll barrel diameter of two work rolls.
In Fig. 1 sind zwei Arbeitswalzen (10, 11) eines Walzwerkes dargestellt, deren Konturen aus einem schwach konvexen Teil (12) und einem stark konkav gekrümmten Teil (13) bestehen. Der Verlauf dieser Konturen setzt sich aus einer Polynomfunktion (konvexer Teil 12) und einer Eponentialfunktion (konkaver Teil 13) zusammen. Die obere Arbeitswalze (10) ist hierbei gegenüber der unteren Arbeitswalze (11) aus der Mittenlage heraus um einen vorbestimmten Betrag (+ 100 mm) axial nach rechts verschoben. In dieser Position entsprechen die Arbeitswalzen (10, 11) einem konventionell ballig geschliffenen Walzenpaar mit parabelförmiger Balligkeit, und das Walzband (14) weist eine dem Walzspalt (15) entsprechende bikonkave Form auf.In Fig. 1, two work rolls (10, 11) of a rolling mill are shown, the contours of which consist of a weakly convex part (12) and a strongly concavely curved part (13). The course of these contours is composed of a polynomial function (convex part 12) and an eponential function (concave part 13). The upper work roll (10) is shifted axially to the right relative to the lower work roll (11) from the central position by a predetermined amount (+ 100 mm). In this position, the work rolls (10, 11) correspond to a pair of conventionally ground rolls with a parabolic crown, and the roll band (14) has a biconcave shape corresponding to the roll gap (15).
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeipiel ist die obere Arbeitswalze (10) gegenüber der unteren Arbeitswalze (11) um denselben Betrag (-100 mm) wie in Fig. 1, jedoch aus der Mittenlage heraus axial nach links verschoben. Da die Arbeitswalzen in den in der Zeichnung dargestellten Figuren 1 und 2 identisch sind, wurden sie mit denselben Bezugsziffern versehen. In der in Fig. 2 dargestellten Position der Arbeitswalzen (10, 11) wird ein Walzspalt (16) gebildet, der dem Walzband (17) eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsform mit diagonal gegenüberliegenden, leicht abgerundeten Außenkanten vermittelt. Durch axiales Verschieben der oberen Arbeitswalze (10) gegenüber der unteren Arbeitswalze (11) von der in Fig. 1 dargestellten rechten Außenposition (v = + 100 mm) in die in Fig. 2 dargestellte linke Außenposition (v = - 100 mm) können sehr vorteilhft wahlweise stufenlos konkave bis rechteckige Walzspalte mit entsprechenden Walzbandquerschnitten eingestellt und aufrechterhalten werden. Es ist verständlich, daß die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Positionen der Arbeitswalzen zueinander auch durch eine Axialverschiebung der unteren Arbeitswalze (11) gegenüber der darüber befindlichen oberen Arbeitswalze (10) erreicht werden können. Auch können die Arbeitswalzen (10, 11) über in der Zeichnung nicht dargestellte, entsprechend ausgebildete Stützwalzen und gegebenenfalls Zwischenwalzen abgestützt werden. Der wesentliche Vorteil dieser konturierten Arbeitswalzen (10, 11) gemäß der Erfindung besteht jedoch darin, daß sie sich besonders zur Kompensation der Auswirkungen unterschiedlicher Temperaturverhältnisse eignen. So ist für kalte Walzen, wenn die Walzenform nur durch die mechanisch aufgebrachte Oberflächenkontur bestimmt wird, zum Ausgleich der elastischen Deformationen des Walzensatzes eine Balligkeit erforderlich, wie sie durch die in Fig. 1 dargestellte Position der Arbeitswalzen (10, 11) realisiert wird. Mit zunehmender Walzentemperatur stellt sich jedoch eine Temperaturverteilung ein, die im mittleren Bereich des Ballens flach verläuft und zu den Ballenenden hin abfällt. Dem Temperaturverlauf entspricht jedoch aufgrund der unterschiedlichen Wärmedehnung eine thermische Balligkeit der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Walzenform. Die erforderliche mechanisch bestimmte Balligkeit der Walzen verringert sich entsprechend. Gleichzeitig wird jedoch eine Kompensation des veränderten Walzendurchmesserverlaufes im Bereich der Ballenenden erforderlich. Beide Wirkungen lassen sich in der vom jeweiligen Temperaturniveau abhängigen Größe durch die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Axialverschiebung der oberen Arbeitswalze (10) gegenüber der unteren Arbeitswalze (11) stufenlos bis zum Extrempünkt (v = - 100) einstellen.In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the upper work roll (10) is shifted axially to the left by the same amount (-100 mm) as in FIG. 1 compared to the lower work roll (11), but from the central position. Since the work rolls in Figures 1 and 2 shown in the drawing are identical, they have been given the same reference numerals. In the position of the work rolls (10, 11) shown in FIG. 2, a roll gap (16) is formed, which essentially gives the roll band (17) rectangular cross-sectional shape with diagonally opposite, slightly rounded outer edges. By axially shifting the upper work roll (10) relative to the lower work roll (11) from the right outer position shown in FIG. 1 (v = + 100 mm) to the left outer position shown in FIG. 2 (v = - 100 mm) can be very can be set and maintained with a choice of steplessly concave to rectangular roll gaps with appropriate roll strip cross-sections. It is understandable that the positions of the work rolls relative to one another shown in FIGS. 1 and 2 can also be achieved by an axial displacement of the lower work roll (11) relative to the upper work roll (10) located above it. The work rolls (10, 11) can also be supported by appropriately designed support rolls (not shown in the drawing) and, if necessary, intermediate rolls. The main advantage of these contoured work rolls (10, 11) according to the invention, however, is that they are particularly suitable for compensating for the effects of different temperature conditions. For cold rolls, if the roll shape is determined only by the mechanically applied surface contour, a crowning is required to compensate for the elastic deformations of the roll set, as is realized by the position of the work rolls (10, 11) shown in FIG. 1. With increasing roller temperature, however, a temperature distribution arises which runs flat in the central area of the bale and drops towards the end of the bale. However, the temperature curve corresponds due to the different thermal expansion, a thermal crown of the roller shape shown in Figures 1 and 2. The required mechanically determined crowning of the rollers is reduced accordingly. At the same time, however, compensation for the changed roll diameter profile in the region of the bale ends is required. Both effects can be adjusted to the extreme point (v = - 100) in the size dependent on the respective temperature level by the axial displacement of the upper work roll (10) shown in FIGS. 1 and 2 relative to the lower work roll (11).
Die Fig. 3 zeigt ein Walzwerk mit zwei Arbeitswalzen (18, 19) und zwei Stützwalzen (20, 21), wobei erfindungsgemäß die oberhalb der Ebene des Walzbandes (22) befindlichen Walzen (18) und (20) etwa flaschenförmig ausgebildet und gegenüber den unterhalb des Walzbandes (22) befindlichen Walzen (19, 21) axial verschiebbar angeordnet sind. Auch sind hierbei die Arbeitswalze (18) und die Stützwalze (20) zweckmäßig senkrecht übereinander - in Richtung des Kraftflusses (Pfeile 23, 24) gesehen - hintereinandërliegend angeordnet.Fig. 3 shows a rolling mill with two work rolls (18, 19) and two backup rolls (20, 21), wherein according to the invention the rolls (18) and (20) located above the plane of the rolled strip (22) are approximately bottle-shaped and opposite rollers (19, 21) located below the rolled strip (22) are axially displaceable. Here, too, the work roll (18) and the backup roll (20) are expediently arranged vertically one above the other - in the direction of the force flow (
Die Form des Walzspaltes (25), und zwar quer zur Walzrichtung läßt sich durch die Form der Walzballen beeinflussen. Eine Vergrößerung des jeweils örtlichen Durchmessers (Di) einer Walze vermindert örtlich die Höhe des Walzspaltes (25), wobei der "Durchgriff" der einzelnen Walzen verschieden ist. Im Ausführungsbeispiel nach der Formel :
- Δ h(z) = c₁D₁(z) + c₂D₂(z) + c₃D₃(z) + c₄D₄(z)
und zwar mit c₁, c₄ = 0,4 ... 0,45 für die Stützwalzen (20, 21)
und c₂, c₃ = 0,7 ... 0,95 für die Arbeitswalzen (18, 19), je nach Walzendurchmesser, Ballenlänge, elastischen Eigenschaften, Lastniveau etc..The shape of the roll gap (25), specifically transverse to the rolling direction, can be influenced by the shape of the roll bales. An increase in the respective local diameter (Di) of a roller locally reduces the height of the roller gap (25), the "penetration" of the individual rollers being different. In the embodiment according to the formula:
- Δ h (z) = c₁D₁ (z) + c₂D₂ (z) + c₃D₃ (z) + c₄D₄ (z)
with c₁, c₄ = 0.4 ... 0.45 for the support rollers (20, 21)
and c₂, c₃ = 0.7 ... 0.95 for the work rolls (18, 19), depending on the roll diameter, bale length, elastic properties, load level etc.
Die Walzenformen bzw. Konturen müssen daher so gewählt bzw. ausgebildet werden, daß die Summenwirkung im Walzspalt die jeweils gewünschte, im allgemeinen zur Walzbandlaufmitte symmetrische Gestalt hat :
- Δ h(z) = c₁D₁(z - v₁) + c₂D₂ (z - v₂),
wobei v₁ und v₂ die Verschiebewege der Walzen beinhalten.The roll shapes or contours must therefore be selected or designed so that the total effect in the roll gap has the desired shape, which is generally symmetrical to the center of the roll run:
- Δ h (z) = c₁D₁ (z - v₁) + c₂D₂ (z - v₂),
where v₁ and v₂ include the displacement paths of the rollers.
Im allgemeinen wird man die weiter vom Walzgut entfernte Walze mit einer stärkeren Konturierung versehen, und zwar etwa in einem Verhältnis :
D1max - D1min) : (D2max - D2min) = c₂ : c₁In general, the roller that is further away from the rolling stock will be provided with a stronger contour, approximately in a ratio:
D 1max - D 1min ): (D 2max - D 2min ) = c₂: c₁
Zusätzlich kann es sinnvoll sein, die Verschiebewege v₁ und v₂ betraglich unterschiedlich zu wählen (etwa v₁ > v₂). Bei geeigneter Wahl der Walzenkonturen kann auf die axiale Verschiebung einer der Walzen ganz verzichtet werden.In addition, it may be useful to choose different amounts of displacement v₁ and v₂ (approximately v₁> v₂). With a suitable choice of the roller contours, one of the rollers can move entirely on the axial displacement to be dispensed with.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Quinto-Walzwerk mit den beiden Arbeitswalzen (26, 27) und Stützwalzen (28, 29) und (30) sind ebenfalls nur, wie bei dem Walzwerk gemäß Fig. 3, die oberhalb der Ebene des Walzbandes (31) befindlichen Walzen (26), (28) und (29) axial verschiebbar angeordnet. Jedoch ist hierbei die Anordnung der oberen Stützwalzen (28, 29) so getroffen, daß sie - in Richtung des Kraftflusses (Pfeile 32, 33) gesehen - nebeneinander zu liegen kommen.In the Quinto rolling mill shown in FIG. 4 with the two work rolls (26, 27) and backup rolls (28, 29) and (30) are also only, as in the rolling mill according to FIG. 3, above the level of the rolling belt ( 31) located rollers (26), (28) and (29) axially displaceable. However, the arrangement of the upper support rollers (28, 29) is such that they - seen in the direction of the force flow (
Im übrigen wird auch hierbei, in gleicher Weise wie bei dem in Fig. 3 dargestellten Quarto-Walzwerk, die Walzspaltform durch alle Walzendurchmesserfunktionen beeinflußt. Der Durchgriff der Walzen ist jedoch gegenüber den Walzen gemäß Fig. 3 um den Richtungskosinus des Kraftflusses vermindert. Maßgebend für den Walzspalt ist auch hierbei wiederum die vorstehend in Verbindung mit der Beschreibung der Fig. 3 angeführte Summenwirkung. Da bei symmetrischer Anordnung die beiden Stützwazen (28, 29) den gleichen Durchgriff auf den Walzspalt besitzen, kann im Gegensatz zum Walzwerk gemäß Fig. 3 mit gleichen Walzenformen eine symmetrische Beeinflussung der Walzspaltform erreicht werden. Die besonderen Vorteile der in den Figuren 3 und 4 dargestellten, erfindungsgemäß ausgebildeten Walzwerke gegenüber den bisher bekannten Walzwerken bestehen darin, daß ein dem Höhenprofil überlagerter s-förmiger Verlauf des Walzspaltes in einfacher Weise vermieden und ein gleichmäßigerer Verlauf der Beanspruchung der Arbeitswalzen, insbesondere über die Ballungen der Walzen hinweg erzielt wird.Incidentally, here too, in the same way as in the four-high rolling mill shown in FIG. 3, the roll gap shape is influenced by all roll diameter functions. However, the penetration of the rollers is reduced by the direction cosine of the force flow compared to the rollers according to FIG. 3. Decisive for the roll gap here is again the sum effect mentioned above in connection with the description of FIG. 3. Since the two support rollers (28, 29) have the same passage through the roll gap in the case of a symmetrical arrangement, in contrast to the rolling mill according to FIG. 3, a symmetrical influence on the roll gap shape can be achieved with the same roll shapes. The particular advantages of the rolling mills shown in FIGS. 3 and 4, designed according to the invention compared to the previously known rolling mills, are that an S-shaped course of the roll gap superimposed on the height profile is avoided in a simple manner and a more uniform course of the stresses on the Work rolls, especially across the agglomerations of the rolls.
Gegebenenfalls kann es auch, wie Fig. 5 zeigt, zweckmäßig sein, bei einem Walzwerk mit sechs Walzen, eine zur Ebene des Walzbandes (34) spiegelbildliche bzw. symmetrische Anordnung der Arbeiswalzen (35, 36) und der mit den Arbeitswalzen zusammenwirkenden Stützwalzen (37, 38) bzw. (39, 30) gemäß der Erfindung vorzusehen. Auch bei diesem Walzwerk sind die Walzenkonturen erfindungsgemäß ausgebildet, und es ist jeweils auch nur eine axiale Verschiebung einer der Walzen, insbesondere Arbeitswalzen, gegenüber den anderen Walzen auf einer Seite, d. h. auf der oberen oder unteren Seite des Walzbandes (34) vorgesehen.If necessary, it can also be useful, as shown in FIG. 5, for a rolling mill with six rolls to have a mirror image or symmetrical arrangement of the working rolls (35, 36) and the support rolls (37) interacting with the work rolls in relation to the plane of the rolling band (34) , 38) or (39, 30) according to the invention. In this rolling mill, too, the roll contours are designed according to the invention, and in each case there is only one axial displacement of one of the rolls, in particular work rolls, with respect to the other rolls on one side, i. H. provided on the upper or lower side of the rolled strip (34).
Im übrigen kann, wie in Fig. 6 dargestellt, die Anordnung der Walzen bei einem Walzwerk mit sechs Walzen auch sehr vorteilhaft so vorgenommen werden, daß die Arbeitswalze (41) unterhalb des Walzbandes (42) nur von einer Stützwalze (43) abgestützt wird, während die Abstützung der oberhalb des Walzbandes (42) befindlichen Arbeitswalze (44) über eine Zwischenwalze (45) und zwei mit der Zwischenwalze (45) zusammenwirkenden Stützwalzen (46, 47) erfolgt.Moreover, as shown in FIG. 6, the arrangement of the rolls in a rolling mill with six rolls can also be carried out very advantageously in such a way that the work roll (41) below the roll band (42) is supported only by a support roll (43). while the work roll (44) located above the roll belt (42) is supported via an intermediate roll (45) and two support rolls (46, 47) interacting with the intermediate roll (45).
In Fig. 7 werden beispielhaft verschiedene Konturen der Walzenballendurchmesser (mm) von Arbeitswalzen in Abhängigkeit von der bezogenen Walzenballenbreite, d.h. der Ortskoordinate z dargestellt. Für zwei gegengleiche symmetrische Ober- und Unterwalzen ist dabei mit A der Funktionsverlauf der Form einer Einzelwalze nach einem Polynom 3-ten Grades angegeben und folgt der Gleichung :
D₁(z) = 250 - 0,15 z - 0,20 z² + 0,15 z³7 shows various contours of the roll barrel diameter (mm) of work rolls as a function of the roll roll width referred to, that is to say the location coordinate z. For two opposing symmetrical top and bottom rollers, A indicates the course of the function of the shape of a single roller according to a 3rd degree polynomial and follows the equation:
D₁ (z) = 250 - 0.15 z - 0.20 z² + 0.15 z³
Mit B ist der einer Winkelfunktion folgende Formverlauf einer Einzelwalze gekennzeichnet, sie lautet :
D₁(z) = 250 + 0,25 cos(2 π z) + 0,10 sin(2 π z) + 0,08 sin(4 π z)B denotes the shape of an individual roller following an angular function, it reads:
D₁ (z) = 250 + 0.25 cos (2 π z) + 0.10 sin (2 π z) + 0.08 sin (4 π z)
Mit C ist der Funktionsverlauf nach einer Exponentialfunktion bezeichnet :
D₁(z) = 250 - 0,35 exp(z) - 0,12 exp(- 2 z) + 0,27 exp(-z) + 0,06 exp(2 z)C is the course of the function after an exponential function:
D₁ (z) = 250 - 0.35 exp (z) - 0.12 exp (- 2 z) + 0.27 exp (-z) + 0.06 exp (2 z)
Darüberhinaus sind noch beliebig viele andere Varianten möglich, insbesondere auch hinsichtlich der Anordnung von mehreren Stützwalzen und Zwischenwalzen einseitig oder zu beiden Seiten des Walzspaltes, und zwar mit denselben Vorteilen, wie sie in Verbindung mit den in den Zeichnungsfiguren dargestellten Walzwerken geschildert wurden. Dasgleiche gilt auch hinsichtlich beliebiger Anordnungen bei Vielwalzengerüsten. Auch besteht die Möglichkeit, die Arbeitswalzen des Walzwerkes gemäß der Erfindung in der Walzebene gegeneinander verschwenkbar oder aber die Achsen des jeweils zusammenwirkenden Walzenpaares quer zur Walzenebene gegeneinander geneigt einstellbar anzuordnen. Wesentlich ist jedoch auch hierbei eine entsprechende erfindungsgemäße Konturierung der Walzen, und zwar derart, daß sich die Walzen im Belastungszustand ergänzen und nicht im unbelasteten Zustand.In addition, any number of other variants are possible, in particular also with regard to the arrangement of a plurality of backup rolls and intermediate rolls on one side or on both sides of the roll gap, with the same advantages as those described in connection with the rolling mills shown in the drawing figures. The same also applies to any arrangement in multi-roll stands. There is also the possibility of pivoting the work rolls of the rolling mill according to the invention in the roll plane relative to one another, or of arranging the axes of the respectively interacting roll pair at an angle to one another transversely to the roll plane. However, one is also essential here Corresponding contouring of the rollers according to the invention, in such a way that the rollers complement one another in the loaded state and not in the unloaded state.
Claims (10)
dadurch gekennzeichnet, daß sich der axiale Verlauf der Summe der Walzenballendurchmesser als Summe, gewichtetes Mittel oder als Linearkombination mehrerer mathematischer Funktionen ergibt.4. Rolling mill according to claim 2 or 3,
characterized in that the axial course of the sum of the roll barrel diameters results as a sum, weighted average or as a linear combination of several mathematical functions.
dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Verlauf der Summe der Walzenballendurchmesser in jeder relativen Axialstellung der Walzen einer zur Walzmitte symmetrischen Funktion folgt.5. Rolling mill according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the axial course of the sum of the roll bale diameters follows a function symmetrical to the center of the roll in each relative axial position of the rolls.
dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Verlauf der Summe der Walzenballendurchmesser in jeder relativen Axialstellung der Walzen einer zur Walzmitte unsymmetrischen Funktion folgt.6. Rolling mill according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the axial course of the sum of the roll barrel diameters in each relative axial position of the rolls follows a function that is asymmetrical to the center of the roll.
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Walzen (10, 11), insbesondere der Arbeitswalzen (10, 11) aus einem schwach konvexen Teil (12) und einem stark konkav gekrümmten Teil (13) besteht, dessen Verlauf sich aus einer Polynomfunktion und einer Exponentialfunktion zusammensetzt.7. Rolling mill according to one of claims 1 to 6,
characterized in that the contour of the rollers (10, 11), in particular the work rollers (10, 11), consists of a weakly convex part (12) and a strongly concavely curved part (13), the course of which consists of a polynomial function and an exponential function put together.
dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (10, 18, 19, 26, 28, 29, 35, 37, 38, 44, 45, 46, 47) nur auf einer Seite der Walzgutebene axial verschiebbar angeordnet sind.8. Rolling mill according to one of claims 1 to 7,
characterized in that the rollers (10, 18, 19, 26, 28, 29, 35, 37, 38, 44, 45, 46, 47) are axially displaceable only on one side of the rolling stock plane.
dadurch gekennzeichnet, daß die axial verschiebbaren Walzen (18, 20) - in Richtung des Kraftflusses gesehen - hintereinanderliegend angeordnet sind.9. Rolling mill according to one of claims 1 to 8,
characterized in that the axially displaceable rollers (18, 20) - viewed in the direction of the force flow - are arranged one behind the other.
dadurch gekennzeichnet, daß die axial verschiebbaren Walzen (28, 29) - in Richtung des Kraftflusses gesehen - nebeneinanderliegend angeordnet sind.10. Rolling mill according to one of claims 1 to 9,
characterized in that the axially displaceable rollers (28, 29) - viewed in the direction of the force flow - are arranged side by side.
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